科普文 | 卫星互联网也分个“高低”
文库划重点:人们把目光投向了500—2000公里范围内的近地轨道。在这个轨道上,地面和卫星之间的通信传输时延达毫秒,足够满足车联网、自动驾驶等需求,接收终端可做成手持的。
根据通信卫星所处轨道的不同,卫星互联网可分为高轨和低轨两类。目前卫星互联网较多的是指利用地球低轨卫星实现的低轨宽带卫星互联网。相比高轨卫星,低轨卫星具有低时延、易于实现全球覆盖的特点。
高轨卫星的轨道距离地面约3.6万公里,也叫作对地静止轨道。尽管都在高速运动,但该轨道上的卫星轨道周期和地球自转周期严格一致,相对地面保持“静止”,其覆盖的地区也是固定,因此建立通信服务比较容易。利用这个特点,可以通过高轨卫星实现宽带通信,而且所需的卫星数量不用太多。
但高轨卫星互联网也存在天然的局限。地球半径只有6378公里,用高轨卫星实现通信服务,相当于从地球表面发信号到3.6万公里以外,一来一回,再加上信号处理等过程,导致时延不小。这种时延对于一般的通话或访问网页来说影响不大,但对实时性要求高的应用,如联网游戏、无人机遥控等来说却是“灾难”。此外,地面接收高轨卫星信号的终端必须做得比较大,才能良好接收如此远距离的信号。
因此,人们把目光投向了500—2000公里范围内的近地轨道。在这个轨道上,地面和卫星之间的通信传输时延达毫秒,足够满足车联网、自动驾驶等需求,接收终端可做成手持的。
低轨宽带卫星互联网如何实现?以1000公里的近地轨道为例,卫星绕地球一圈100多分钟,通过成百上千个卫星在这个轨道高度组成星座,从而实现对全球的无缝覆盖。对用户来说,尽管卫星始终在运动,但每时每刻都有卫星飞过头顶,网络信号始终保持稳定覆盖。
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