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星链第四代:单星百条激光链路



11 月 6 日,马斯克在纽约的巴伦投资会议上谈到星链第四代(V4)。他给出的核心数字是:单颗卫星约 100 条激光链路,每条超过 10 Tb/s,星座规模超过 10 万颗。SpaceX 想用这张天基网络,接走一部分原本走海底电缆的长途流量。

星链的卫星已经迭代到第三代。V2 Mini 是当前在轨主力,V3 在 2026 年 9 月随星舰第 14 次试飞首次入轨,单星容量约 1 Tbps。V4 还没有公开的实物,马斯克给出的仍是规划参数。

在会议现场,马斯克先说的是另一组数字:现有激光链路约 100 Gb/s,下一代提升到 10 Tb/s,单星大约装 10 条。几小时后,他在 X 上把单星链路数改成约 100 条,并补充了条件:激光器要缩小,卫星间距缩短约 10 倍,平面内链路采用小万向节角度。100 条不是现成配置,它依赖更小的终端和更密的星座。同一个指标在几小时内出现 10 倍差异,说明 V4 的设计还没有冻结。如果星座密度不变,100 条链路就缺少足够的对端。

从 10 条到 100 条

按 100 条、每条 10 Tb/s 计算,单星链路合计约 1 Pb/s。10 万颗卫星加起来是 100 Eb/s 量级,也就是每秒 1 亿 Tb。这是把所有链路同时跑满的理论上限,不等于用户能拿到的网速。2024 年全球海底电缆的总容量约为 6.4 Pb/s,每秒 6400 Tb。两者的计量方式不同:海底电缆是长途干线的实际可用容量,星链是所有星间链路的端口速率之和。

口径提示 马斯克把 V4 的整体能力说成 V3 的 10 倍,V3 又是 V2 的 10 倍。这里的「能力」没有统一口径,可能指容量、覆盖或激光链路总数,不能直接当成单星下行带宽。

星链 V3 与 V4 的单星链路对比。制图:太空小蚂蜂

V3 卫星的下行容量设计约 1 Tbps,上行 160 Gbps,装 2048 个波束;单星还有 6 条 400 Gb/s 的激光链路,官方说法是组成一个拍比特级激光网状网络。9 月的星舰第 14 次试飞把首批 26 颗 V3 送入轨道。V4 被描述为 V3 的 10 倍。马斯克没有给出 V4 的单星下行容量,也没有给出首发时间。

猎鹰 9 号发射的星链卫星在轨释放。图:SpaceX

激光为什么快

光在真空中的速度比在光纤里快约 40%,路径也更直,不必沿着海岸线绕行。跨洲流量可以拆成多次星间跳转,避开光纤的折射和绕路。

跳转不是免费的。每一跳都要捕获、对准、跟踪,信号要经过星上处理,时延会累加。星间链路适合做骨干,真正落到用户,还要经过地面关口站。关口站的选址、回传光纤和频谱许可,决定了这张网能承载多少实际流量。

从 400 Gb/s 到 10 Tb/s 是 25 倍,不是马斯克所说的 100 倍。100 倍的说法,可能是拿更早的 100 Gb/s 链路做基准。口径不同,结论差很多。

V4 的 100 条链路是星间链路,不是用户终端的下行带宽。用户接入仍靠无线电波,受频谱、终端天线和地面站容量限制。星链要把长途流量从海底电缆接过来,得先把流量从关口站送上星,在轨道上转几跳,再落回另一个关口站。

激光链路不用申请无线电频谱,星间通信在真空中完成。代价是终端要做得足够小、足够轻,功耗和散热也要控制。单星装 100 个激光终端,意味着 100 套捕获、对准和跟踪机构,工程难度比装 6 个高出一个量级。

十万颗是什么概念

马斯克说,目前星链在轨约 1.1 万颗,绝大多数是 V2。10 万颗是这个数字的九倍。按五年寿命粗算,十万颗星座每年要补两万颗;如果一次发射 50 颗,一年要 400 发。如果按 V3 一次 26 颗的运力算,一年要接近 770 发。星舰现在的发射节奏还差得远。

近地轨道的容量不是无限的。卫星之间要保持安全距离,碰撞预警和规避机动会消耗推进剂,缩短寿命。十万颗卫星的轨道管理,本身就是一项系统工程。

星链卫星从新墨西哥州上空经过,长曝光留下轨迹。图:M. Lewinsky / Wikimedia Commons,CC BY 4.0

十万颗也不是一次性部署。发射、制造、测控、保险,每一项都要按这个量级重算。

规模上去,问题也跟着放大:轨道碰撞规避、再入解体、天文观测的光污染、频率协调,都要按十万颗的量级重新算。SpaceX 需要的不只是激光器,还有发射、测控、地面站和监管许可。

海底电缆也不是静止的。新电缆仍在铺设,单对光纤的容量还在提升。星链要接走的,是那些铺设成本高、路由脆弱或地缘风险大的线路,不是全部国际流量。

还没回答的问题

马斯克没有说明 V4 什么时候上天。V3 刚开始通过星舰部署,V4 的激光器、卫星平台和星舰运力都还在爬坡。要判断这张网能不能成立,可以看四个节点:V4 首颗原型星、10 Tb/s 链路的在轨演示、星舰的年发射次数、地面关口站的建设速度。

从商业上看,V4 要先找到愿意为低时延付钱的客户。金融交易、云服务、跨国企业专线是候选;普通宽带用户对时延不敏感,未必愿意为激光网买单。

海底电缆由电信运营商和云厂商共同投资,容量批发、路由保护、维护合同都有成熟的分工。星链要进入这个市场,不能只比峰值速率,还要比可用性、时延抖动和故障响应。

海底电缆不会因为一条推文消失。它承担的是稳定、可结算、有保护路由的长途流量;星链要接过去,先要证明自己的容量、时延和价格都能对上。

马斯克给出的 V4 规模是 10 万颗以上。这个数字什么时候从规划变成在轨,取决于星舰的发射节奏。

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