240 沟通连接万物,全球永不失联 大章(第 2/4 页)
meo卫星轨道高度2000到36000千米，
geo卫星轨道高度为36000千米。
现有成熟商用通信卫星，主要是meo和geo这样的中高轨道卫星。
因为轨道位置高，单颗卫星覆盖面就广，少量的卫星就基本解决全球覆盖的问题。
但，中高轨道卫星也是因为距离高，所以在设计的时候要求穿透性强、信号覆盖面积大，所以一般采用低频波段。
低频波段带宽就比较小，可容纳的数据量就小，无法满足全球海量用户的互联网访问需求。
因此，这种中高轨道的卫星信息主要用于特定用户的信息互联和电视转播。
在通信能力上相当于移动通信的2g网络，极少量能达到3g，仅提供基本语音和低容量的数据业务。
高轨道地球同步轨道卫星在简单通信、电视转播等方面的应用已经趋于成熟。
但它的缺点也是很明显的，体积大、重量大、需要大型助推火箭、发射准备时间长。
而且，这种卫星只有一个轨道面，可容纳卫星数量有限，也不能覆盖极地地区。
另外，因为距离地球遥远，所以通信延迟长、波束覆盖区大、频谱利用率低、数据容量小、终端发射功率大、不易实现终端小型化等等。
小曹所说，利用低轨道卫星做全球覆盖，从性能上来说确实是比中高轨道卫星更适合于互联网应用。
低轨道卫星，一方面由于轨道高度低，使得传输距离短，所以可以采用高频波段。
这是因为，在发射功率给定的情况下，频率越高，传输距离越小。
而频率的高低，决定了通信传输带宽的大小。
单位时间传输的数据量上限跟着频率的提高而提高。
因此，高通量的卫星运行轨道主要集中于低轨道。
而小曹所说的互联网应用，因为数据量大，对通信带宽要求就高，确实需要采用低轨道高通量卫星才能满足。
而且，低轨道卫星因为距离近，传输延时短，路径损耗也小，频率复用也更有效率。
另一方面，这种卫星体积小、重量轻，利用现在的发射技术，已经可以实现一箭双星甚至是多星同时发射入轨。
对于用户来说，接收这种低轨道卫星的信号，因为发射功率与普通陆地移动通信终端相差无几，所以终端的重量、体积也小。”
蘑菇云说的正是，中国的北斗卫星属于中高轨道卫星，造价在10亿左右一颗。
而中低轨道的小型卫星，到2019年已经能做到50万美元一颗的造价。
传统卫星种类多而数量少，主要原因是有效载荷种类繁多、要求各异，难以实现批量生产。
而原世界后期的小型卫星，已经尽可能实现标准化和模组化。
在制造流程上，借鉴了飞机制造的“流水线”方式。
oneweb依靠这种方式，其“卫星工厂”已经实现每周生产16颗卫星的能力。
“一箭多星”即用一枚运载火箭同时将多颗卫星送入轨道，大幅度提高卫星商业发射的效率。
这项技术在原世界已经比较成熟了。
2020年1月，spacex公司一箭60发。并且该公司的下一代重型火箭，计划实现一箭400发。
中国也已经掌握了分离释放、多星入轨等多项核心技术，2015年长征六号火箭成功发射，一箭20星。
另外，火箭可回收技术也能进一步降低卫星组网的成本。
以spacex为例，第一次使用全新的火箭进行发射，报价为6198万美元，到第10次发射时报价为2990万美。
若是折中，以第四次发射的报价来计算，一颗卫星的发射成本在60万美金左右。
当然卫星的发射报价是按照重量来的，约5000美元一公斤，若是能将卫星做到更轻，未来的发射成本能够进一步降低。
中国目前也已经掌握了部分火箭回收技术，中国航天科学技术公司于2020年发射的长征8号，第一阶段利用剩余燃料垂直降落，可重复使用。
曹深看着蘑菇云，点点头道：
“低轨道卫星组网，最出名的案例便是‘铱星计划’了。
虽然当初的铱星计划失败了，但铱星系统开启了个人卫星移动通信的先河。
也验证了近地轨道星群作为移动通信的可能性。
现在已经过去十三年，随着发射成本的降低以及通信技术的进步，高带宽、低延时的基于低轨道的卫星通信成为可能。
低轨道卫星，由于单颗覆盖的面积比较小，所以需要卫星的数量多。
由此带来地面控制、系统维护比较复杂。
这种多颗卫星的系统，对于通信而言，影响较大的问题是波束切换和星间切换。
低轨卫星相对地球高速运动，使得终端在通信过程中需要频繁切换到其他波束或者卫星上才能继续通话。
以当时的初铱星系统为例，其最小切换时间间隔为10.3秒，平均切换时间间隔为277.7秒。
实现切换需要一系列信令操作过程，频繁的切换更是加重了系统的信令负荷。
这导致切换越频繁，切换失败的概率越大，最终铱星系统当初的切换成功率只有85%，与陆地移动通信系统的切换掉话率相距甚远。
再仔细分析切换掉线的主要原因，那是因为当时低轨卫星通信系统的带宽资源不能满足切换呼叫最低的带宽要求。
但已经过去十三年了，这期间通信技术、微电子技术飞速发展。
通信系统信号处理能力、通信带宽也在不断提升。
从现在仍然在运行的“铱星二代”、“全球星”等低轨道卫星通信系统的使用情况来看，这些早期的技术问题已经被有效的解决掉了。
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