有关Starlink卫星互联网项目的所有信息。第3部分。地面综合体

第1部分第2部分 第3部分



网络控制中心



网络控制中心(NCC)可以控制整个卫星通信网络,协调网关和用户站的操作,在网络中设置单个时间,在卫星上分配时隙以用于网关和用户站的操作(数据传输),维护计费,收集已发送和接收的数据。接收信息,收集有关系统状态的数据。



考虑到NCC的至关重要性,网络通常包括在热备用状态下运行的主NCC和备用NCC。





数字:休斯网络系统公司(美国)的对地静止轨道卫星网络网络控制中心的设备。



本质上,NCC是一组通过光纤通信线路连接到网关站的服务器。 NCC和网关之间通过光信道的通信非常重要,因为它确保以恒定的延迟将NCC信息包传输到网关,这使得可以有效地控制将信息传输到卫星的过程,最重要的是,将卫星从一个网关切换到另一个网关以及终端之间的通信。卫星。如果它们具有允许浮动延迟的协议,则不能使用任何通信系统(例如,蜂窝或无线),在此是不可接受的。



据埃隆·马斯克(Elon Musk)称,该网络将使用其自己的专有协议,该协议将比IPv6更简单,并且标头大小较小:“”将比IPv6更简单,并且分组开销很小。”它也“肯定”将成为对等连接。”此外,网络将使用端到端流量加密:





关于Starlink NCC网络的更多信息现在几乎是未知的。



NCC综合设施还包括StarLink网络遥测命令和控制综合设施。



SpaceX使用4个站(电信站),并安装了自己的Ku和Ka波段控制和遥测收集站。



这些国家是布鲁斯特(美国华盛顿州),科尔多瓦(阿根廷),特罗姆瑟(挪威),阿瓦鲁阿(新西兰)。每个卫星的遥测和控制信道每天最多可激活2.5小时(绕地球每转12分钟),尽管遥测会话的估计时间为每天60分钟,但



StarLink的传送参数



此外,Space X已与挪威运营商KSAT达成协议,以使用其在X和S频段运营的全球网络。SpaceX将能够使用整个KSAT地面网络,包括世界各地的站点,包括Tromsø(挪威),Svalbard(挪威) ),南极洲,新加坡,南非,迪拜和毛里求斯。相同的全球网络被广泛用于猎鹰9号运载火箭和Dragon SpaceX航天器的飞行。 SpaceX还在华盛顿州创建了自己的跟踪和监视站(索引(“ RED1”),该站应承担主要负荷,并在必要时使用KSAT网络。S



或X波段的通信会话可持续长达2.5小时)一天(或每个循环10分钟),尽管计算得出的值为每天60分钟。





SpaceX还形成了一个测试站网络,以测试StarLink网络中的服务。



地面测试站包括六个固定地面站和三个移动地面站。他们的地址:



  1. SpaceX总部:加利福尼亚州霍索恩。
  2. 特斯拉汽车总部:加利福尼亚州弗里蒙特。
  3. SpaceX测试中心:德克萨斯州麦格雷戈。
  4. SpaceX布朗斯维尔:德克萨斯州布朗斯维尔
  5. SpaceX Redmond:华盛顿州雷德蒙德
  6. SpaceX Brewster:华盛顿州Brewster。
  7. SpaceX宽带测试车1:便携式
  8. SpaceX宽带测试范2:便携式
  9. SpaceX宽带测试车3:便携式


按照计划,在测试期间,卫星将仅在这些地面站上进行发射(仰角从40°到90°),这相当于每天持续约10分钟。



每个地面站都配备一到四个相控天线阵列和/或具有以下特性的抛物线天线,



为此,也可以使用遥测和Ku波段天线。



网关站(网关)



网关站(网关)提供从Internet经由卫星到订户终端的信息传输。因此,在没有卫星间通信的情况下,对于用户终端的操作而言,至少有一个网关位于用户终端当前正在通过其运行的卫星信号的覆盖区域中。一个网关可以与成千上万个用户终端一起使用。典型的Starlink网络网关具有8根天线,每根天线都可以将信息传输到自己的卫星上。





因此,Starlink网络中的网关应理解为位于一个位置并在Ka波段工作的一组独立的天线柱。通常在网关中,有用于控制目的的用户终端:他们检查网络在给定区域内在给定天气条件下的调制方式。



在随机灯下(这是不透射线的帽子的名称),类似于以下天线:





网关必须有保证的电源并连接到Internet的主干。同时,订户进入Internet的入口点将不是最接近网关的任何本地提供商的节点,而仅是SpaceX自己的服务器,在该服务器上将安装计费系统,客户端流量管理和SORM设备(《运营调查措施系统》,类似法律的美国名称)电信运营商有义务使警察能够查看流量-执法通信通讯法,简称CALEA)。



由于上述服务的服务器要求非常高,因此Starlink在美国最著名的节点上可能有4-5个Internet入口点,可以在ISP之间交换流量(IX)。顺便说一句,这将增加几毫秒,甚至可能使总网络延迟增加几十毫秒。



目前,Starlink在其自己生产的随机(无线电透明圆顶)的通道中的网关上使用直径为1.5 m的抛物面天线,并使用50 W发射器。抛物面天线的一个特点是,与相控阵天线不同,抛物面天线可以在低仰角下运行(SpaceX的应用表明其最高可达5°)。



这是网关的规格(来自日本电信监管机构的Space X档案)





从表中可以看出,考虑到480 MHz的保护间隔,终端在带宽为500 MHz的信道中工作。天线直径1.47 m,天线波束角为0.5度,最大终端天线增益为49.5 dBi,最大EIRP为66.5 dBW。



结合卫星上用于与网关通信的天线也是抛物线形并具有沿所需方向偏离的能力这一事实,这使得可以显着扩展从网关到卫星的信息传输的工作范围。





数字:2020年10月中旬美国Starlink网关的地图,显示了其在5-10度仰角处的理论覆盖范围。



SpaceX在美国部署网关网络时面临的问题之一是,在美国,Ka频段的一部分已分配给UMFUS服务。后一个缩写是FCC用来指使用27.5-28.35 GHz Ka频段的创新型固定,移动和物联网(IoT)服务的通用术语。 UMFUS被许可方可能提供的服务(或网络)仅与固定和地面蜂窝技术有关,而卫星固定服务(即,移动卫星通信(例如Starlink))则无关。因此,SpaceX应该在美国寻找人口密度非常低的区域-Starlink网关的卫星通信天线的辐射密度(PFD)在X的某个固定极限范围内的区域不超过450人。6 dBm / m2 / MHz):根据FCC,Starlink系统不会干扰UMFUS服务。



鉴于网关需要开放的天空视野以及能够在所有360度范围内以最小仰角进行操作的能力,因此这种情况会极大地简化为网关找到合适位置的过程。



网关包括调制器和解调器,它们将已调制的无线电信号转换为数字数据流,并将其发送到地面网络。



如上所述,在NCC和网关之间通过数据包的单一时间和固定的延迟在Starlink系统中起着至关重要的作用,因此将网关放置在即使以最小速度移动的对象上(例如海洋中的浮动平台)也可能难以解决。



与OneWEB网络不同,Space X提供了以下方案来避免对地静止或低轨道上的其他卫星造成干扰,因为OneWEB网络的卫星必须从垂直线到地球偏离几度,StarLink建议切换到另一个网关。这是Space X发送给日本监管机构的文件中的图表。





红色虚线“未使用波束,因为可能会干扰其他卫星。” 绿色虚线“可以布置光束”。



因此,Space X选择了过多的地面网关选项,以便能够为每个StarLink卫星从多个网关中进行选择,这也给网络管理中心提出了不断计算每个StarLink卫星相对于GSO卫星相对位置的需求,这是最困难的其他运营商的所有卫星,这些卫星将部署在其他轨道上并在选定的频段内运行。如果成千上万的Kuiper,OneWEB,TeleSat LEO卫星,中国类似系统以及其他使用Ku和Ka频段的系统在非GSO上发射,那么StarLink系统将来将如何应对这一任务,现在很难评估,但是这项任务看起来非常艰巨。



有关Starlink网关在美国本土以外的位置的最早信息出现在2020年10月。目前,Space X-Australia PTY LTD的澳大利亚子公司已向澳大利亚监管机构ASMA申请布置4个通道,所有通道均计划在澳大利亚南部海岸(与南纬30..40度平行)。



以前的材料:








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