近日,有网友对星链Starlink服务网速延迟的问题产生了质疑。电磁波的传播速度为300,000km/s,赤道上最远点之间的表面距离约为20,000km,一些卫星在大约5,000公里的高轨道上,上下行的总距离为10,000公里,光在真空中传输需要35ms,而Starlink是如何能将延迟时间限制在20ms的呢?

事实上,Starlink卫星将在550公里(340英里)处运行。根据谷歌搜索,传统卫星互联网的延迟时间大约为500毫秒,因为这些卫星距离地球35,786公里(22,236英里)。这使得它们处于地球同步轨道,因此它们总是位于天空中你上方的同一个位置。它们围绕地球旋转,但地球自转的速度与它们围绕地球旋转的速度相同,所以相对于你在地球上的位置,卫星处于完全相同的位置。

Starlink 最大的优势在于,它们的卫星将更接近地球(550公里/341.75英里) ,从而大大缩短延迟时间。当然,这意味着这些卫星将不再位于地球同步轨道空间站内,所以他们必须发射一批卫星,这样当一颗卫星从相对于你的位置而言的视野中消失时,另一颗卫星就会进入视野。这些卫星将互相切换连接,以保证互联网的连接不中断。

数据传输的链路大致为这样:用户终端——Starlink卫星及卫星间路由——Starlink地面站——Starlink卫星及卫星间路由——用户终端。Starlink 在全世界都有地面站(因为这是一个大型网络,所以地面站有更多的设备来避免通过卫星将信号全部传输到美国的地面站),在世界各地设立地面站将大大减少这种延迟时间。

根据上述分析,已知:光速(在真空中)为每秒299,792,458米,一英里为1,609.34米,时间=距离÷速度。
直接通信至550 km轨道上的高架卫星的传输时间=(550,000m)÷(299,792,458mps)= 0.00183460252359s×(1000)= 1.83460252359 ms
因此,单行的耗时大约为1.83ms,完成数据传输往返的时间为1.83ms*4=7.32ms。由于卫星间路由的时间未知,所以暂时无法计算出最小的延迟时间,但可以肯定的是最小20ms的延迟还是可以实现的。

那么,最大延迟时间是怎样的情况呢?

地球的半径是6,371公里,如果把卫星的高度加上500公里的话,可以计算得出卫星高度所在圆的周长大约为43,171公里。这意味着,以每秒30万公里的速度,光可以在这个高度环绕地球6.95倍。所以单单在延迟上做一次往返行程大约是144 m/s 。加上网络时间,最差的情况可能是200ms的延迟就可以连接到世界上的任何地方,一个最大200毫秒的延迟将是惊人的。

此外,这些延迟数字是针对用户所在区域的服务器的。没有人能够绕过物理学,以超过光速的速度与世界的另一端进行交流。所以这些延迟是针对大多数人大部分时间访问的区域服务器的。

综上所述,Starlink可以实现20ms的延迟,按照之前的网速测试(Starlink究竟能为人们提供多快的网速?)也确实证明了目前已经实现了20ms左右的延迟。这是由于两方面的原因,一是星链卫星位于550公里的近地轨道,二是在世界各地设立了地面站,以此来减少延迟。

关心星链的朋友们,如果您有其他信息或不同见解,或者需要了解更多信息,可以联系我们。

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参考信息:https://www.reddit.com/r/Starlink/comments/if3urq/how_can_starlink_be_able_to_limit_delay_time_to/

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