SpaceX的Starlink衛(wèi)星“太空激光器”在軌道上的首次測試成功，這是向“2.0版”星座升級的重要一步。

簡單地說，這些“激光器”是一種具有極高帶寬上限的光學(xué)(光基)通信形式，能夠提供遠(yuǎn)距離大量數(shù)據(jù)的無線高速傳輸。在SpaceX公司過去16個月發(fā)射的715顆星鏈衛(wèi)星中，大約650顆是 1.0版的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星，用于在星座早期階段為有限的客戶群體服務(wù)。在SpaceX公司9月3日宣布這一消息之前，人們認(rèn)為這些衛(wèi)星都沒有包含激光互連，但現(xiàn)在我們知道，兩顆可能是在8月發(fā)射的“星鏈-9”或“星鏈-10”的一部分的衛(wèi)星已經(jīng)在軌道上成功地進行了激光互聯(lián)測試。

自從首席執(zhí)行官埃隆·馬斯克(Elon Musk)在2015年初首次透露SpaceX在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)方面的雄心以來，該公司的計劃就包括在該公司需要發(fā)射的數(shù)千顆衛(wèi)星的部分或全部之間實現(xiàn)某種形式的互聯(lián)。雖然功能性低地球軌道(LEO)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)星座在本質(zhì)上并不需要具備這種功能。但衛(wèi)星連接也有一些好處，它增加了衛(wèi)星的的復(fù)雜性，降低了成本。

與沒有激光互連的類似網(wǎng)絡(luò)相比，激光互連最大的優(yōu)點是可以大大降低連接延遲(ping)。通過將網(wǎng)絡(luò)的大量工作轉(zhuǎn)移到軌道上，在互連衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在理論上需要更少的路由即能到達(dá)終端用戶，從物理上縮短了數(shù)據(jù)的傳輸距離。光速(每秒300000千米)雖然很快，但如果我們想在地球兩極間傳輸數(shù)據(jù)，即便用最好的光纖，也無法避免延遲。

在沒有互連的情況下，Starlink和它的互聯(lián)網(wǎng)星座更像是個人用戶和固定地面站之間的中間人，然后將這些用戶連接到互聯(lián)網(wǎng)的其余部分。在這種情況下，星座的性能本質(zhì)上是通過地球現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施過濾的，因此有必要在相對靠近網(wǎng)絡(luò)用戶的地方安裝地面站。如果一顆沒有互連的衛(wèi)星可以“看到”客戶(并因此與客戶通信)，但不能“看到”同一軌道有利位置的地面站，那么它就無法將這些通信與互聯(lián)網(wǎng)的其余部分連接起來。

這不是什么引人注目的事。正如SpaceX的早期Starlink星座已經(jīng)通過beta測試者證明的那樣，該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能夠為個人用戶提供每秒100兆位(Mbps)的帶寬，其延遲時間大致相當(dāng)于一般的有線連接。其結(jié)果是：互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與現(xiàn)有的光纖服務(wù)基本相同。為了充分實現(xiàn)LEO互聯(lián)網(wǎng)星座比光纖更好的潛力，因此，高性能激光互連是必要的。

使用激光互連，連接丟失情況幾乎是不可能的。如果一顆活躍的衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)自己在為客戶提供服務(wù)時沒有地面站，它就會用激光將這些數(shù)據(jù)包發(fā)送到另一顆衛(wèi)星上，而這顆衛(wèi)星可以立即訪問地面站。更好的一步是，經(jīng)過充分的優(yōu)化，用戶通信可以通過激光在距離用戶及其通信目的地最近的地面站之間來回路由。在真空中沿直線自由浮動的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中，除了一條直接、直線的光纖線路之外，沒有任何東西能與由此產(chǎn)生的延遲和路由效率相競爭。

互連鏈路提供了最后一個顯著的好處：通過縮短等待時間，互連網(wǎng)絡(luò)將可以通過將距離地面站較遠(yuǎn)的用戶的連接通過其他衛(wèi)星路由到最近的地面站，從而為更大的地理區(qū)域提供服務(wù)。

SpaceX完全互連的Starlink 2.0版星座的目標(biāo)是將等待時間降低至8毫秒，并希望將單個連接的帶寬上限提高到千兆或更高。一旦Starlink v2.0衛(wèi)星設(shè)計完成并在軌道上進行成功測試，SpaceX可能會結(jié)束v1.0的生產(chǎn)和發(fā)射，進入從v0.9到v1.0之后的第二階段迭代。