衛星和你想的不一樣:別再說星鏈計畫是6G了!

2020-07-28 09:23

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某些深山或鄉村人煙稀少拉光纖的效益太低,例如:在玉山頂上如果要建置一個5G基地台,要拉一條光纖上山,但是使用者明明就很少,該怎麼辦呢?最簡單的方式就是在骨幹網路與玉山頂上各建置一個地面接收站,利用通訊衛星連接兩端,這樣比拉一條光纖還便宜,這樣的應用場景在台灣很少,在美國、澳洲等地廣人稀的國家比較多,不過這能有多大的市場能賺多少錢就要再仔細研究了!要特別注意,如果玉山頂上用戶很少那使用衛星才比較便宜,如果玉山頂上用戶很多那拉光纖還是比較便宜,為什麼大家可以自行思考一下?要從傳送每一個位元(bit)的成本去考量。

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大部分自媒體在哪裡弄錯了?

我看了十幾部自媒體談星鏈計畫與6G的影片,發現最大的錯誤就是都沒有真正了解基地台的運作原理,沒有搞清楚基地台不是給一個人用的,而是要給大家用的。一個5G毫米波地面基地台的資料傳輸率可以達到20Gbps,星鏈計畫的衛星號稱可以達到20Gbps,乍看之下兩者的速度相同,在實際的應用上地面基地台的速度會比衛星快得多,為什麼呢?

因為上面的資料傳輸率20Gbps指的都是「系統總容量」,也就是這個基地台或衛星最多就這麼快了!如果只有一個人使用這個基地台那就有20Gbps,但是如果有1千個人同時使用就只剩下20Mbps(20Gbps/1千人=20Mbps),怎麼樣,是不是沒有你想像的快?(附註:用系統總容量直接除以用戶數目來計算並不精確,但是實際上差不了太多,我們就先這樣估算)。

網路速度要快 必須用小型基地台而非衛星

一個5G毫米波地面基地台20Gbps的範圍只有幾公里,大約要同時服務1千個人,因此每個人可以分到大約20Mbps;一個星鏈計畫的衛星20Gbps的範圍有多大呢?我猜至少是半個台灣島,因為全球有12000顆衛星,但是「全球」範圍實在太大了,台灣能分到幾顆?大概就兩顆吧!那代表一顆衛星20Gbps的範圍大約幾百公里,大約要同時服務1百萬個人,因此每個人可以分到大約20Kbps(20Gbps/1百萬人=20Kbps),是不是和想像的差很多?所以地面的基地台和衛星上的基地台因為運作方式不同,不能放在一起比較的。

從上面的例子可以看出,要讓大家上網速度變快(資料傳輸率高),則基地台的通訊範圍愈小愈好,再加上毫米波(mmWave)繞射效果不好,因此5G和未來的6G是朝向「小型基地台(Small cell)」發展,而不是衛星;因為基地台通訊範圍愈小,使用的人數愈少,每個人分到的速度就愈快,不要拿地面基地台和衛星相比,張飛打岳飛,那不是同一個朝代的人。

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