马斯克星链已经700多颗，远超排名第二的国家，会替代5G吗？

自从马斯克提出要发射数万颗星链卫星后，网上就炸了锅，星链无用论、占领轨道资源论、影响天文观测论以及星链替代5G论等就穷出不尽。特别是星链的发射频率很高，目前在轨卫星超过700颗，每次发射后都会再引起大家争论的热潮，其中以星链未来是否会替代5G吵得最厉害。

星链计划

到底星链未来是否会替代5G呢？我们下面分析看看：

5G的知识

我们知道无论几G，都属于无线通信方面的技术，所以它们都需要用到无线通信介质——电磁波！电磁波是什么？我们日常中的光线其实就是电磁波的一种，当然电磁波的范围更广，除了可见光外，还包括无线电波、微波、红外线、紫外线、x射线、γ射线等。作为波的一种，它们最典型的3个参数就是频率、波长和速度，它们的关系如下：

常见电磁波频段和应用图

u=f*λ（其中u是速度，真空中为光速，f是频率，λ是波长）

从公式我们可以看出，速度一定时，频率和波长成反比，也就是说频率越高，波长越小，反之也一样。另外，电磁波的能量和频率成正比，E=hγ（h为普朗克常数，γ为频率），也就是说频率越高，波长越小，能量越大！从频率方面看，常见的电磁波频率次序为：无线电波<微波<红外线<可见光<紫外线

电磁波

所以无线通信都是基于这个电磁波为载体传输信息的，从原理上说，频率越高，传输速度越快。所以其实所谓1~4G通信技术发展本质上就是用各种手段提高频率、增加频段、同时携带更大量的信息（第一代用模拟信号，后面是数字信号）。所以理论上频率越高传输速度会更快，但是更高的频率，在实际应用中有很多问题，比如说衰减快，绕射、衍射能力差，发射能量更高等。

肥皂泡沫的颜色色彩

所谓5G，其实就是第五代通信技术，英文5th generation mobile networks的简称。5G是最新一代蜂窝移动通信技术，一般使用厘米波或者毫米波为载体。所谓厘米波和毫米波，就是指电磁波的波长在厘米级还是毫米级之间，他们一般处于微波波段或者微波和红外线之间波段。比如所毫米波，其频率一般要达到30GHz~300GHz之间，也就是在微波和远红外之间。

5G

说到底，本质上看5G也就是增加频谱效率与频宽，其实其最大特点就是速率快，带宽大、时延低！由于传输速度很快，其应用范围就非常广，包括物联网、无人驾驶、智能制造、移动医疗等等，未来将会颠覆很多传统行业。

当然，5G的优点非常多，但是也有缺点，其中最重要的就是由于其使用更高频率的电磁波，其信号的衰减会比4G更快，信号传输距离近很多，所以必须建设更多更密集的基站。这也是为什么我们常常听说5G的基站是4G基站多少倍的原因，有人估计，要覆盖全中国，起码要建造1000万座5G基站！

5G基站

5G基站对外发送无线信号，让手机客户端可以直接接收。但是基站和基站上级核心网的连接，还是使用光纤连接的。另外，要说一下说的是关于时延，我们一般所说的低时延不是说改变电磁波的传说速度，这个是无法改变的。而低时延是指优化交换机等设备处理转发数据等方面的速度，让其用时尽可能短。

接下来，我们再看看星链方面的知识：

星链卫星

根据目前公开的信息，星链主要是使用KA /KU 波段来通讯，这种划分方法一般是雷达行业内的划分法。其中KA 波段的频率在27~40GHz，KU波段为12~18GHz，属于厘米波和亚毫米波，处于微波范围内。从波段看，星链通信与5G技术所采用的波段差不多，区别就是信号的调制、处理技术。

星链通信波段

一般来说，频率越低，波长越大，绕射的能力越强，如红光比绿光传得更远；频率越高，波长越短，穿透能力越强，如X光。而当频率达到一定数量时，其能量就可以穿透电离层，实现天地通信。一般来说，卫星与地面通信的波段都会大于300MHz，如星链使用的KA和KU波段。

星链的信号虽然可以送到地面，但是由于功率问题，目前的技术是无法直接用手机直连的，需要增加一个接收器。这个限制目前的技术是无法解决的，属于物理硬件上的限制。当然，这个接收器不大，跟披萨大小差不多，可以安装在院子里、楼顶甚至汽车上，也方便携带。

星链接收器

目前星链运营的星链卫星带宽大约20Gbps，比一座5G基站的15Gbps带宽大不了太多，即使后面通过技术手段提高，再加上星间链路技术的发展，就算一颗星链卫星等于10座基站能力，要完成覆盖地球全部人口，起码也得数百万颗星链卫星，这显示不现实！而且从目前spacex公布的速度来看，星链的下载速度大约只有100Mbps，跟5G相差近10倍！

整流罩里面的星链卫星

由此可见，星链卫星要取代地面5G基站，目前来看是不现实的。但是它和地面5G通信却是一个非常良好的互补关系，与5G面对城市密集人群不同，星链更偏向人口稀疏的地区，适合地面状况复杂的区域，适合飞机、轮船等场景。当然，星链最大的魅力就是可以在地表上任意地方接入互联网，不受地形影响，不管你是在高空飞翔、太平洋中心冲浪，还是在沙漠旅行、山林探险。也不管你是热闹的城市还是偏远山村，不管你是发达国家还是落后地区，都可以连接上互联网，分享你的一切！

登山求助

正如马斯克之前所说，星链计划目的并不是要替代地面5G，而是让所有人在任何地方只要有意愿，都可以随时组网，最终目的是让世界10%的人口使用星链。其实如果实现了，即使10%的人口使用星链，也足可以让马斯克登上世界首富的位置！

最后想说一句话，虽然说星链未来难以取代地面5G，但是作为天基互联网也是必须要有的，希望我国早日发展星链计划！