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科技聊斋|SpaceX公司的Starlink太空激光器首次在轨测试成功


科技聊斋|SpaceX公司的Starlink太空激光器首次在轨测试成功
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SpaceX的Starlink卫星“太空激光器”在轨道上的首次测试成功 ， 这是向“2.0版”星座升级的重要一步 。
简单地说 ， 这些“激光器”是一种具有极高带宽上限的光学(光基)通信形式 ， 能够提供远距离大量数据的无线高速传输 。 在SpaceX公司过去16个月发射的715颗星链卫星中 ， 大约650颗是1.0版的互联网卫星 ， 用于在星座早期阶段为有限的客户群体服务 。 在SpaceX公司9月3日宣布这一消息之前 ， 人们认为这些卫星都没有包含激光互连 ， 但现在我们知道 ， 两颗可能是在8月发射的“星链-9”或“星链-10”的一部分的卫星已经在轨道上成功地进行了激光互联测试 。
【科技聊斋|SpaceX公司的Starlink太空激光器首次在轨测试成功】自从首席执行官埃隆·马斯克(ElonMusk)在2015年初首次透露SpaceX在卫星互联网方面的雄心以来 ， 该公司的计划就包括在该公司需要发射的数千颗卫星的部分或全部之间实现某种形式的互联 。 虽然功能性低地球轨道(LEO)卫星网络星座在本质上并不需要具备这种功能 。 但卫星连接也有一些好处 ， 它增加了卫星的的复杂性 ， 降低了成本 。
与没有激光互连的类似网络相比 ， 激光互连最大的优点是可以大大降低连接延迟(ping) 。 通过将网络的大量工作转移到轨道上 ， 在互连卫星网络上传输的数据在理论上需要更少的路由即能到达终端用户 ， 从物理上缩短了数据的传输距离 。 光速(每秒300000千米)虽然很快 ， 但如果我们想在地球两极间传输数据,即便用最好的光纤 ， 也无法避免延迟 。
在没有互连的情况下 ， Starlink和它的互联网星座更像是个人用户和固定地面站之间的中间人 ， 然后将这些用户连接到互联网的其余部分 。 在这种情况下 ， 星座的性能本质上是通过地球现有的互联网基础设施过滤的 ， 因此有必要在相对靠近网络用户的地方安装地面站 。 如果一颗没有互连的卫星可以“看到”客户(并因此与客户通信) ， 但不能“看到”同一轨道有利位置的地面站 ， 那么它就无法将这些通信与互联网的其余部分连接起来 。
这不是什么引人注目的事 。 正如SpaceX的早期Starlink星座已经通过beta测试者证明的那样 ， 该网络已经能够为个人用户提供每秒100兆位(Mbps)的带宽 ， 其延迟时间大致相当于一般的有线连接 。 其结果是:互联网服务与现有的光纤服务基本相同 。 为了充分实现LEO互联网星座比光纤更好的潜力 ， 因此 ， 高性能激光互连是必要的 。
Starlink1.0版卫星
使用激光互连 ， 连接丢失情况几乎是不可能的 。 如果一颗活跃的卫星发现自己在为客户提供服务时没有地面站 ， 它就会用激光将这些数据包发送到另一颗卫星上 ， 而这颗卫星可以立即访问地面站 。 更好的一步是 ， 经过充分的优化 ， 用户通信可以通过激光在距离用户及其通信目的地最近的地面站之间来回路由 。 在真空中沿直线自由浮动的卫星通信网络中 ， 除了一条直接、直线的光纤线路之外 ， 没有任何东西能与由此产生的延迟和路由效率相竞争 。
互连链路提供了最后一个显著的好处：通过缩短等待时间 ， 互连网络将可以通过将距离地面站较远的用户的连接通过其他卫星路由到最近的地面站 ， 从而为更大的地理区域提供服务 。
SpaceX完全互连的Starlink2.0版星座的目标是将等待时间降低至8毫秒 ， 并希望将单个连接的带宽上限提高到千兆或更高 。 一旦Starlinkv2.0卫星设计完成并在轨道上进行成功测试 ， SpaceX可能会结束v1.0的生产和发射 ， 进入从v0.9到v1.0之后的第二阶段迭代 。


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