馬斯克的星鏈計劃會對 5G 產生重大威脅嗎？
最近新聞說馬斯克很快就可以將星鏈投入使用。不必使用12,000多顆衛星。
在談論這個問題之前我覺得需要普及一種思考方式即:
如果這件事由我的國家來做，我是否會批判他嘲諷他，如果即使是我的國家來主導完成這個工程項目我也會批判，那麼說明這在我認知中是一個客觀有問題的事情，如果反之大加讚賞，那麼說明這更多是一個意識形態差別下的主觀批判。
先擺出結論，對於人口居住密度較大的國家完全不會產生威脅例如中國、韓國、日本、以色列等國家，對於人口居住密度較低的國家例如美國、加拿大、澳大利亞、紐西蘭、巴西、阿根廷、俄羅斯、歐洲非一線城市，運營商可能會和類似星鏈計劃的服務商合作代替5G進行通信網路建設。
5G的優點有很多例如更低的空口延遲、更高的傳輸速度，但是缺點也非常明顯即基站耗電高、覆蓋範圍只有300米不到4G基站三分之一半徑，並且對於光纖無法達到或建設的區域，5G完全無法提供服務非常依賴基建水平。
類似星鏈的衛星通信模式優點是，覆蓋範圍大，不依賴光纖基建，缺點是對於通信設備密度高的地區無法提供優質穩定的通信服務。
綜上所述，5G和星鏈完全是互補的通信方式，如果你住在城市例如陸家嘴，千兆光纖入戶+WiFi-6是你的最佳選擇，如果你在人民廣場散步，5G通信設備是你的最佳選擇，如果你住在加州農村、坐在波音787太平洋航線、撒哈拉科考路線、大西洋觀光游輪上，那麼星鏈就會是完全替代2-5G或者昂貴海事衛星的通信最佳手段。
對於2-5G的建設存在一個問題就是成本，很多發達國家無法像中國通信基建建設的非常好，發達國家運營商非常在乎是否會虧損，因此一個村落想要擁有5G前提是我得把核心網拉一條高速光纖去這個村子(目前美國仍有數千萬3G用戶，原因無他3G基站能覆蓋數公里，除此之外還有三千萬衛星用戶)，並且再在這個村子部署一台數萬美元的5G基站，如果村子大一點我要部署幾台5G基站，那麼我作為資本主義國家的運營商我要收多少錢呢？一個月1000刀？不現實。至於交通工具的價格，來看看飛機面向顧客的報價吧~
星鏈的出現給地面網路服務商與類似SpaceX合作存在可能性，網路服務商只要把網路和SpaceX衛星打通即可，個人使用者或者大型交通設備例如飛機、輪船通過披薩盒大小的鍋進行通信更符合雙方的經濟利益。現在飛機上的網路找海事衛星購買全飛機5-10m帶寬，網路服務費極其昂貴。
5G適用場景：
1.高密度居住區
2.高密度辦公、工業、文娛區
星鏈適用場景
1.無法承擔光纖基站建設成本的居住區(低密度為主)
2.山區、人跡罕見區、科考、戶外探險、海島
3.天空、海洋交通工具
4.軍事，戰鬥機運輸機，海洋各類艦艇，各處偏僻軍事基地
我認為衛星通信的優勢更可能是在於穩定的全球覆蓋，為蜂窩通信無法覆蓋的海洋和偏遠地區提供補充，不太可能對蜂窩通信造成實質性威脅。
無線通信的商用技術，從1G到4G，再到將來的5G都遵從一個規律，那就是——
基站覆蓋範圍越來越小，基站密度越來越高。
這個方法很直觀，如果基站的覆蓋範圍降低，而覆蓋密度提高。那麼用戶設備和基站間的通信距離就會降低，這樣其他條件不變的情況下，信號的路徑損耗降低，使得接收端的信號強度可以變得更好。而且在用戶密度不變的情況下，接入同一個基站的用戶數量也會降低，因此每個用戶將會得到更好的服務。
但衛星通信完全是反其道而行之，通信距離比蜂窩通信差了好幾個數量級。比如摩托羅拉曾經嘗試的『銥星計劃』，衛星軌道高度780公里，比上海到台北的距離都遠。
『銥星計劃』共發射了66顆衛星，如此少的衛星數量就註定了每顆衛星都必須要服務一個非常大的區域。而衛星的通信能力又是非常有限的，使得能支持的用戶數量和速率都極其有限，同時成本非常高昂。
SpaceX的『星鏈計劃』，計劃用12000顆衛星覆蓋全球。雖然數量已經遠高於『銥星計劃』的66顆，甚至於超過了人類目前發射的所有衛星數的總和。即使如此，每個衛星平均下來需要覆蓋的面積仍然差不多相當於3個北京。
一顆衛星可以覆蓋和服務這麼大的區域和用戶，那麼註定了頻譜的利用效率和復用率也會很低。這也就意味著服務速率會很低。同時由於通信距離大大增加，用戶端設備能效和服務延遲和也會很差。
而且，由於用戶移動設備的限制，其通信功率不會太高，通常認為遠小於衛星的功率。因此用戶的上行通信，也就是手機向衛星發送信息場景下的速率更是難以保證。
大家從下圖的衛星電話那碩大的天線里，也能看得出來，即便把天線做的這麼大的衛星電話，那通信速率也是很低，只能支持低速率的語音服務，通常在10Kbps以內。
相比之下蜂窩通信具有太多的優勢，能夠用低得多的成本，服務更多用戶，同時提供更好的服務質量，所以想不到會被淘汰的理由。
不會，帶寬不夠。
小衛星和遠距離意味著信噪比從物理上做不大，信噪比做不大從數學上決定了帶寬就上不去。
所以星鏈計劃用來給少量的在荒野里的單點傳輸數據是不錯的，但是完全不適合給人口密集區進行大帶寬的多點的數據傳輸。
所以人多的地方，還是得用5G。
這是物理和數學的基本原理決定的，不是說發明一個什麼高明的演算法就可以解決的。
補充一點，有人在評論中質疑starlink對金融機構的意義。我就簡單補充一下：
@李多多
以倫交所和紐交所為例，他們經營規模非常龐大的金融產品，其中有很多是重疊的。比如EURUSD，即歐元/美元。同一種金融產品，在兩大交易所的報價並不總是相同的，舉個例子，周五聯儲在紐約宣布降息75個基點，大超預期，紐交所首先對此作出反應，EURUSD開始快速上漲。倫交所大概在60ms後才作出反應。你如果在紐交所作出反應30ms後，就搶先在倫敦做多EURUSD，那自然大賺特賺。這被稱為割頭皮。（這不是靠你把機房建在交易所旁邊可以解決的，你在紐約的交易終端，如果通過傳統的光纖在倫敦下達交易指示，那麼還是要經過這60ms的延誤，這就起不到效果了。）
看這圖你就知道了，紐約和倫敦之間有兩條光纜，延遲分別是59ms和65ms。這個延遲用現用光纜技術已經難以進一步壓縮了，畢竟海底地形限制，光纜拉不直，在光纖介質中的傳播速度也遠小於真空光速。
這是配備了星間通訊之後，採用starlink在倫敦-紐約間通訊的示意圖。多出了一段上下行，約1000km的路程，大約耗時4ms。由於地球半徑6400多km了，離地500km的衛星在最理想狀態下，光程增加不大。（6400公里的球和6900公里半徑的球，周長差3000km左右。倫敦到紐約這一段大概相當於弧度50度，走近地軌道的大圓距離長了500km.）更大的延誤，在於衛星不夠密集的時候，要像上圖一樣7拐八拐。（上圖是400顆衛星服務全球的示意圖，等有了1萬顆或者4萬顆，連線幾乎總是可以拉直了。）再加上每過一顆衛星轉發，要耗時1-2ms，最終星鏈會比光纖快20ms到5ms左右。考慮到投行願意投資十幾億美元建造上面那條快一點的光纖，我認為星鏈同樣急劇競爭力。
而且紐約和倫敦還算是很近的金融中心了，倫敦和香港更遠，光纖延誤超過100ms。他們也有很多重疊的產品。比如同時在香港，倫敦上市的股票大把。你要提前知道了股價的變動，在另一個市場沒反應過來的時候做市，收益難以估量。（一個簡單的例子就是，由於政府對滙豐銀行採取了新的管理政策，香港這邊先得知消息，滙豐股價開始下跌。消息傳到倫敦就慢了100ms,緊接著開始下跌。這不是現存的高頻交易員把終端建在一個交易所旁邊就可以做到的。之所以現在的交易商不這麼搞，是因為現在還沒有技術能夠實現比地面光纖更低的延遲。 @李多多 ）這段路程在真空中傳遞的距離更長，星鏈的低延遲優勢會更明顯。
當然，這要等待下一代配備激光鏈路的星鏈才能實現。 @李多多
Forbes已經公布了星鏈的天線，民用版終端是這個樣子的。算上蘑菇頭防雨罩的話，直徑約48cm，需要電力以及無遮蔽的天空。安裝難度並不很大。在飛機和汽車上，可能需要定製的版本。輪船因為空間比較寬裕，則可以安裝更大型的型號。
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個人對星鏈的商業前景非常看好，但它和5g不是直接競爭關係。簡單分析一下吧，順便破除許多人的誤區。
許多人談到銥星計劃，拿它來和starlink對比。這些人想當然的以為銥星計劃失敗了，其實他們估計十多年沒關注過航天新聞了。銥星一直活著，在2019年還完成了銥星Next的布網，已經連續多年實現盈利了。
從表中可以看出銥星計劃的營收是穩步提高的，市場在穩健的擴大。2019年達到了5.6億美元的營收。
Starlink比銥星計劃更優越的地方在於，spacex的發射成本和衛星成本大大低於銥星公司。做到同樣的服務，成本會低很多。特別是對軍方用戶。第一批starlink測試衛星，空軍就贊助了兩千多萬美元進行驗證。之後測試starlink網速也是空軍的飛機。
正式上線後，下等人姑且不論。對空軍海軍來說starlink簡直是他們的力量倍增器，真正的全球高速通信。一下子就解決了無人機在敵境如何高速通訊的問題。對於常年在海上值班的航母艦隊和攻擊潛艇，這也會大幅提高他們的信息化水平，甚至催收新的作戰模式。（比如無人機航母）
對民間用戶來說，starlink同樣在特定領域具備無與倫比的競爭力。海事衛星組織Inmarsat目前幾乎壟斷民間海上通訊業務，2019年的營收大概是15億美元。而他們的服務是什麼水平？最基礎的通話，0.5m左右，600ms延遲的辣雞上網速度。Starlink一旦正式商用，要不了兩年海事衛星公司可以破產了，我認為這是絕佳的做空機會。我之所以不說做多Starlink,是因為它沒有公開上市，也根本沒有關聯的金融衍生品工具。不明白為何總有人覺得starlink就是為了抬高股價割韭菜，它根本沒有公開交易啊。
至於游輪，飛機乘客，starlink的優勢就更加巨大了。引用我之前說過的：
「2018年，全球有2850萬人次乘坐郵輪旅遊，平均出行時間為7天。而現在郵輪上網的價格是很昂貴的，皇家加勒比國際游輪公司的新船（比如海洋量子號）是每60分鐘10美元，或30美元一天。老船設備比較差，一般是50美元一個半小時。而且延遲極高，網速很慢。歌詩達郵輪的新船是6美元每250mb，老船10美元每小時。
如果starlink能提供5美元每小時，或者20美元每天的高速低延遲網路，起競爭力是無與倫比的。以一半郵輪旅客在旅途中使用starlink計算，每年即可帶來大約20億美元每年的收入。
當然游輪上除了乘客，還是有海員的。以海洋量子號為例，滿載4900乘客，海員1500人。他們自然也需要上網，郵輪公司大概會給他們整個套餐什麼的。每人每月50-100美元（這遠遠低於現在的價格，而且網速完全不可相提並論），比較合理。全球大約有25萬郵輪海員，遠洋漁船，潛水船宿，貨輪，軍艦上等長期出海人員還有100萬人左右。若有1/3的海員為starlink支付每月100美元的服務，也即是大概每年5億美元收入。
另外，世界上還分布這許多旅遊島嶼，或者潛點。要知道大部分潛點都遠離人類活動區（所以才有大量海底景觀和魚類生態阿），網路很差。我去過的泰國濤島，菲律賓科隆島，科莫多，帛琉等潛水勝地網速極差，3g尚不能保證。這些島嶼，或者人跡罕至的山脈景點，都是starlink的潛在用戶。全球最大的潛水認證機構PEDI有2700萬註冊潛水員（PEDI要求所有潛水員必須每6個月潛水一次，否則下次潛水前需重修複習潛水課程。）除了PADI，GUE阿，SSI阿還有好些註冊潛水員。全球註冊潛水員大概3500萬人，若10%的diver每年使用starlink2-3天，也有近億美元收入。其他島嶼，高山旅遊的遊客相加，總計大約有5億美元以上的市場。
除了遊客外，starlink的另一大潛在客戶是金融機構，以及trader。由於光纖的限制，全球各大外匯交易市場雖然交易的是同一批「商品」（比如EURUSD貨幣對，USDCHF貨幣對，DAX差價合約等等），但是價格不是同步變動的。比如說，紐交所和港交所，倫交所物理距離極遠，雖然有專用的光纜連接，依然有近100ms的延誤。starlink的星間通訊真空光速要比光纖內的光速要高一些，能減少幾十ms的誤差。對於一秒內能成交上百筆的高頻交易程序來說，這是非常有利的。在各交易所間打時間差，獲利極大。starlink一旦部署，全球交易所，主要外匯交易商或流動性提供商都必然購買它的服務，主要的金融機構和投行也不能例外。高盛，摩根大通，摩根斯坦利，橋水這些能為了自己的專屬高速衛星連接打破頭。一些比較富裕的個人trader可能也會考慮。當然，對於金融機構的數據流一定是最高優先順序的，所以對它們的收費也最高。投行每年花幾百萬美元的高速網路上是很正常的事情。預計這一塊每年也有數億美元的收入。
最後是那些發達國家尚未加入寬頻網路的人群，以及不發達國家的富裕人群。根據FCC的報告，2018年，還有2500萬美國人沒有寬頻連接。這些人倒不一定很窮，比如偏遠地區的農場主，阿拉斯加的伐木工，採油平台的工程師等等。加拿大，紐西蘭，澳大利亞這些國家的情況也差不多。5-10%的人沒得寬頻。我所居住的香港，是世界上網速最快的地區之一，鬧市區已普及免費wifi，居然也有不少人居住在沒有寬頻的住所。比如老舊的唐樓，因產權不明，或產權人出國無法聯繫上，導致湊不夠足夠的簽名改造網路設施，或者居住在離島的漁村，新界的丁屋。這些人只能咬牙使用網上行的電話線上網服務，688港元8m網速……如果有starlink，發達國家版圖上的5%-10%人口被納入寬頻。這大概有7000萬人-1.4億人。再加上少量不發達國家（未普及寬頻的國家，如沙漠土豪國，寬頻普及率普遍低於80%。很多土豪住在沒有寬頻的豪宅里……）的富裕人群。這是一個至少有2億人的市場，如果5%的人願意使用starlink，按starlink年費500美元計算，就能帶來每年50億左右的年入。」
starlink當然不會替代5g，但想當然的以為它就是個噱頭，或者直接判定它在商業上不具備可行性。就太武斷短視了。
不會。
5G的高速、低延遲、高密度特性，代價就是超小的覆蓋範圍。
那麼反過來說，在宇宙里飄著的衛星通訊，通訊範圍這麼長了，那麼至少要犧牲速度、延遲、密度中的一個，而且實際上可能是全都要犧牲。
就好比我一直強調，不移動的情況下固寬吊打5G，那麼類似的，在有5G覆蓋的地方5G吊打星鏈。
星鏈的價值在於5G所不能覆蓋的地方，比如海洋、荒漠、高空等特殊情況。
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