Всё о проекте «Спутниковый интернет Starlink». Часть 20. Внутреннее устройство терминала SL

    Предлагаю ознакомиться с ранее размещенными материалами по проекту Starlink (SL):

    Часть 1. Рождение проектаЧасть 2. Сеть SL Часть 3. Наземный комплекс Часть 4. Абонентский терминал Часть 5. Состояние группировки SL и закрытое бета-тестирование Часть 6. Бета-тестирование и сервис для абонентов Часть 7. Пропускная способность сети SL и программа RDOF Часть 8. Монтаж и включение абонентского терминала Часть 9. Сервис на рынках вне США Часть 10. SL и Пентагон Часть 11. SL и астрономы Часть 12. Проблемы космического мусора Часть 13. Спутниковая задержка в сети и доступ к радиочастотному спектру Часть 14. Межспутниковые каналы связи Часть 15. Правила предоставления услуг Часть 16. SL и погода Часть 17. Второе поколение SL Часть 18. SL на рынке COTM Часть 19. Что у SL в будущем

    Внешний вид абонентского терминала UT-201 компании SpaceX для работы в сети Starlink был приведен ранее, как и его технические характеристики. В данной главе рассмотрим его внутреннее устройство. Тем более, как только терминалы Starlink пошли «в народ», тут же появились желающие их разобрать. Первый оказался «жмотом» и не стал его ломать, ограничившись разбором пластика и выяснением устройства электропривода (см. видео ниже)


    Отмечу, что данный господин уже засветился как один из самых ранних тестеров Starlink и, судя по коричневому цвету коробки из под терминала, он ее получил еще до официального публичного бета-тестирования из самой первой партии, что как бы намекает, что у него есть неофициальные контакты со SpaceX, возможно поэтому он и не стал ломать терминал и показывать его внутреннее устройство.

    Однако, другой обладатель терминала от SpaceX, которого зовут Кеннет Кейтер, не пожалел 600 Долларов (цена терминала с учетом доставки и налога с продаж) и разобрал его, что называется «до последнего гвоздя»

    Ниже подборка фото, показывающих устройство терминала Starlink:

    Нижний кожух крепится на защелках:


    Вид штанги и блока электромоторов:


    Еще раз со штекером питания электромоторов:


    Оригинальная конструкция редуктора, позволяющая включением 1 или 2 моторов обеспечить либо поворот в плоскости (работает 2 мотор в разные стороны), либо наклон антенны (работают 2 мотора в одну сторону).


    Штанга и блок электропривода крепятся винтами к пластмассовому корпусу с запрессоваными в него гайками и легко меняются при необходимости.


    Вид антенны с фазированной решеткой.


    Она неразборная и, после удаления части пластикового корпуса и обратной сборки, терминал остался работоспособным:


    Далее здесь частично использованы материалы с Хабр, его автору maybe_elf огромное спасибо.

    Кеннет Кейтер разбирает антенну с фазированной решеткой: «Собрать устройство обратно не удалось, так как большинство его элементов держит солидный слой клея». Кейтеру пришлось буквально отрывать элементы антенны. Вот схема устройства фазированной решетки:


    Фото: www.businessinsider.com

    «Внутри помещаются кабель Power over Ethernet, приемник GPS, флэш-хранилище и драйверы H-Bridge, используемые для управления двигателями вращения антенны вокруг оси и ее наклона. Антенна укомплектована процессором ARM и оперативной памятью для запуска программного обеспечения для фазированной решетки. Микросхемы на печатной плате, похоже, выполнили на заказ специально для SpaceX»

    Итак, что мы видим, разбирая послойно саму антенну.

    Антенна в пластиковом кожухе перед началом ее разборки:



    Вид антенны с фазированной решеткой без пластикового корпуса.


    Маркировка антенны:


    Далее все склеено, можно только ломать.


    Внутренний алюминиевый корпус.


    Между ними проставки (синие точки). Видимо они обеспечивают вентиляцию и отсутствие перегрева.


    Под вторым алюминиевым экраном начинается плата с установленными в ней чипами (в отраслевых источниках говорилось об Арсенид-Галлиевых MMIC (Микроволновая монолитная интегральная схема)).


    и они же-MMIC, но крупнее.


    Вид внешней излучающей стороны антенны, обращенной к спутнику.


    Вид излучающих элементов (первый слой с наружной, «медной» стороны антенны)


    Вид излучающего элемента антенны крупным планом:


    Структура антенны с фазированной решеткой, как ее увидел Кеннет Кейтер — автор видео, на котором разбирается антенна.


    Состав электроники выглядит так: один мастер процессор, управляющий контроллерами. (79 контроллера это большие микросхемы). Каждый контроллер обслуживает 8 микросхем. Каждая микросхема передает/принимает сигнал от 2 антенн (шестигранные элементы). Таким образом, имеется 79 контроллера, 632 небольших микросхем и 1264 активные антенн, при этом все часть антенн на краю не является передающими, по мнению экспертов, а необходимы для формирования единой структуры 6 элементов вокруг активной передающей ячейки, чтобы избежать искажения радиосигнала.

    Для каждой микросхемы необходимо иметь в ней 2 малошумящих усилителя (для приема сигнала), 2 усилителя для передачи сигнала и фазоконвертер для каждой поляризации (если бы Терминал мог использовать одновременно обе поляризации, что маловероятно. Также скорее всего микросхемы управляющие антеннами имеют в своем составе Up-Down Converter & Mixer Circuits (преобразователь частоты вверх).


    Описание: “Caveats, details and simplifications of the attached model:
    — A stacked 4 element design with a single driven element is modeled. Ground plane, driven element, solid parasitic element (all part of the main board), and slotted parasitic element on the second board.
    — The ground plane is modeled as a simple planar surface with no defected structures except for the pass through for the driven element feed.
    — The driven element is modeled as a simple square with featureless edges. Many square driven elements actually have clipped corners or other cuts.
    — The driven element is modeled with a centrally located feed to simplify the model. Many patch feeds are off center. Some driven elements have two or more feeds to create alternate or circular polarizations.
    — The driven element is shown twice, the one two the left is flipped to show the feed on the bottom.
    — PCB layers A, B & C are the top three layers when viewed from the antenna (not chip) side of the board. Layer C is the visible one.
    — Dimensions are approximations based on eyeballing images from the video. PCB layer and trace thicknesses were picked to be recognizable, and are probably not proportional to other features.

    Один из самых горячо дискутируемых сейчас вопросов среди специалистов по спутниковой связи- это себестоимость антенны.

    Как сообщает Business Insider, SpaceX намерена передать на аутсорсинг производство пользовательского терминала. Контракт на производство 1 млн антенн стоимостью $2,4 млрд может получить швейцарская STMicroelectronics. Таким образом, одна антенна обойдется SpaceX в $2400. Сейчас SpaceX берет с бета-тестеров $100 в месяц за интернет-обслуживание и $500 за стартовый комплект, который включает штатив, беспроводной маршрутизатор и пользовательский терминал. По мнению экспертов, у SpaceX «нет возможности» производить антенны менее чем за $500. Продажа терминала идет в убыток, который должен быть покрыт поступлениями абонентской платы.

    Каул Прадман (Kaul Pradman), президент Hughes Network Systems (крупнейший в мире производитель спутниковых терминалов и провайдер спутникового интернета в США, Бразилии, Индии и тд), во время разговора с инвесторам EchoStar предположил, что терминал Starlink, вероятно, стоит SpaceX от 1000 до 1500 долларов за штуку.

    А Тим Фаррар (США ), телеком-эксперт и давний критик проекта Starlink SpaceX, задает издевательский вопрос американским провайдерам спутникового интернета (компаниям ViaSat и Hughes Network System):
    Заказ 1 млн терминалов по 2400 долларов каждый и продажа их по 499 долларов ставит один всеобъемлющий вопрос для других спутниковых провайдеров: может ли SpaceX оставаться нерациональной дольше, чем вы сможете оставаться платежеспособными?
    То есть, у кого из вас: традиционных провайдеров или SpaceX, быстрее кончатся деньги, и кто разорится раньше??

    Средняя зарплата в IT

    113 000 ₽/мес.
    Средняя зарплата по всем IT-специализациям на основании 10 037 анкет, за 2-ое пол. 2020 года Узнать свою зарплату
    Реклама
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее

    Комментарии 34

      +1
      Красота! Жалко, маркировку не видно
        +3
        Люди с зоркими глазами увидели, что микросхемы от STMicroelectronics (США)
          +1
          STM никогда не была американской, это объединение итальянской SGS и французской THOMSON.
          0
          Я всего один раз соприкасался с спутниковым интернетом, но вот такой терминал: Cobham Explorer 700 оставил впечатление, а это было в далеком 2009году. (цену, скорость, пинг, покрытие и т.п в расчет не берем)
          Брошюра: www.electrotech.net.au/wp-content/uploads/2018/11/explorer_710_external_ppt_april_2014-pdf.pdf
          Интересно у маска будет что-то похожее? (хотя вряд ли, антенна должна двигаться (или не обязательно ?), а значит такой компактной не будет.)
          +3

          Так а себестоимость антенны тут вообще не важна. Схема — как с чернилами для струйников. Принтер стоит копейки, для пользователя, а расходники как Спейс Шаттл.
          Так и окупят, чисто за счет абонентской платы. Желающих 100% будет много. Плюс, чем дальше в лес, тем меньше будет цена комплекта, в любом случае.
          Самый захудалый реднек, в самой захудалой аринзонщине (условной), рано или поздно купит комплект. Ибо альтернатив нет.

            +2
            Альтернатива — LTE
              +3

              В лесу или посреди океана самое лучшее покрытие LTE :)

                0
                Из 720 000 потенциальных абонентов которые выразили интерес (по словам самой Starlink) ни одного из леса или океана.
                  +3

                  Откуда вы знаете, они выложили демографию потенциальных клиентов или их координаты?

                  0
                  Посреди океана и Старлинка нету, потому что пока нет межспутниковой коммуникации.
                    0

                    А на какое расстояние можно с береговой станции сигнал перекинуть через один спутник?


                    Edit: вроде бы получается около 1880км. Для контекста: самая дальняя от любой суши точка Немо находится на удалении 2600км и там находится кладбище космических кораблей, поэтой там запрещено судоходство. Т.е. с гейтвеями вдоль берегов и на островах вполне можно обеспечить покрытие значительной доли океанов. На картинке ниже практически везде за исключением внутренностей второй жирной изолинии (2000км от суши)


                    image

                  0
                  LTE требует магистральной ВОЛС, мобильная связь ЛТЕ это всего лишь последняя миля 3-5 км…
                    0
                    За малую часть денег которые хочет зарабатывать Старлинк — в любую точку США и Канады где живут 720 000 потенциальных абонентов стоит километровая очередь инвесторов чтобы протянуть копеечную ВОЛС или РРЛ. Причем в подавляющем числе мест акт о приемке в эксплуатацию ВОЛС или РРЛ принят более 10 лет назад и если там и есть дефицит ёмкости — то только дефицит числа смонтированных секторов LTE на принятых в эксплуатацию ВОЛС/РРЛ, потому что и действующие сектора не загружены на полную
                      0
                      в любую точку США и Канады где живут 720 000 потенциальных абонентов стоит километровая очередь инвесторов чтобы протянуть копеечную ВОЛС или РРЛ

                      Вы так уверенно это говорите, откуда это? А что если место, где живут 720к абонентов — это не точка, а площадь? Туда легко провести ВОЛС? Только в США десяток штатов, где плотность населения меньше 10ч/км2, а если из расчёта убрать крупные города штата, то ещё в 10-100 раз уменьшится. При этом люди там живут, посреди этих бескрайних просторов.

                        0
                        При этом люди там живут, посреди этих бескрайних просторов.
                        так и хочется добавить слова из анекдота — «и разве это жизнь?»
                        Да, у нас в стране тоже таких просторов хватает. Пправда, сомневаюсь, что у их обитателей хватит денег на старлинк или его аналог.
                          0

                          Жизнь конечно, живёшь на своём ранчо, гоняешь по округе на прожорливом джипе, стреляешь из пушек, тишина, спокойствие, никаких соседей в округе =)

                            0
                            насчет ранчо и джипа не скажу, но вот когда едешь на ГАЗ-66 по какой-то полутропе-полупросеке, и среди тайги, за пару сотен километров от железки, сотни за три от райцентра попадается деревенька из десятка домов — думаешь, а тут люди вообще паровоз видели?
                              0
                              при расходе шишиги в 1л на 1км далеко на ней в тайгу тоже не заедешь :)
                                0
                                Ну, были заправки и в частях… а топливо тогда учитывали весьма условно… («все вокруг колхозное...»)
                    0

                    Она дороже и медленнее. Да и не везде есть LTE.

                  +4

                  Как всегда, критики язвительно недооценивают чудеса массового производства — даже если первый миллион за два миллиарда, за сколько будет десятый миллион? Сотый миллион?

                    +1
                    Интересен был бы пример такого чуда, но в тексте не говорится о том, что сделан только шаг в его сторону — «Контракт на производство 1 млн антенн стоимостью $2,4 млрд может получить швейцарская STMicroelectronics». Может получить. А может и не получить. А может не на миллион… Вряд ли эта модель терминала окончательная — это пробная партия для масштабного тестирования. Будут доработки и улучшения, возможны изменения под спутники второго поколения. И вот в этом будущем может STMicroelectronics и получит заказ на крупносерийное производство, масштабы которого будут определены ожидаемым спросом — данные о котором будут получены в процессе тестирования. И ведь 2400 зеленых это не полная цена — это себестоимость производства, а есть ещё транспортировка, хранение и распространение. Ещё несколько сотен баксов сверху
                      +1

                      Начну с конца:


                      а есть ещё транспортировка, хранение и распространение. Ещё несколько сотен баксов сверху

                      Почему-то монитор из Китая или корпус из Швеции сравнимого с этой тарелкой размера не приобретают несколько сотен долларов к цене поверх себестоимости, даже прибывая в отдалённые уголки Сибири, более того, они стоят всего под сотню долларов вместе со всеми накрутками как минимум трёх звеньев цепи — производителя, дистрибьютора и розничного магазина, включая всё хранение, транспортировку, распространение, рекламу и оплату продавцов. А, ну ещё 20% НДС, налог на болванки, курсовые риски и трехлетнюю гарантию.


                      может получить швейцарская STMicroelectronics». Может получить. А может и не получить. А может не на миллион… Вряд ли эта модель терминала окончательная — это пробная партия для масштабного тестирования

                      И вероятнее всего, даже если получит, то за 2.5 миллиарда условия контракта вполне себе будут содержать все эти договорённости по пробному производству, итерациям и совершенствованию. Такие суммы вполне позволяют говорить о том, чтобы строить под подобного заказчика отдельные производственные линии, масштабировать те или иные техпроцессы и планировать где будешь брать людей, которые будут на этих гипотетических заводах работать. Поэтому и звучит как "может получить", а не гарантированно получит — речь скорее не о том, что у СпейсХ нет возможности такой контракт дать, а о том, чтобы STMicroelectronics продемонстрировали, что они имеют нужные capabilities для его выполнения.

                        +1
                        Не думаю, что в ST такие лохи, чтобез гарантий согласились бы создать чип, маску для литографических машин и развернуть конвейер ради. 5-10 тысяч антенн…

                        Хранение это копейки, а за доставку в адрес платит абонент, об этом есть в разделе о бета тестировании
                          0
                          Не переживайте, они найдут, куда применить микросхемы, разработанные для данной цели.
                      +10

                      Не зря всё-таки инженеры у Маска едят свой хлеб с икрой — не могу ничего сказать про ФАР, но моторизованный привод устроен гениально.

                        +2
                        А никто не в курсе где можно подробнее почитать об устройстве самих спутников, точнее об их внутренней начинке?
                          +1
                          Об этом тут habr.com/ru/post/526204
                            0
                            Не, там этого и близко нет. Меня интересует что внутри спутника, какое там железо. Что за процессоры, память, система питания, радхард или индастриал, как решаются вопросы надежности, есть ли резервирование и тд и тп. Просто сейчас производство любого спутника это долгий процесс. Во многом из-за его железа. А тут потоковое производство, запуски по 60 раз в пару месяцев. Очень интересно чем оно отличается. Еще интересно как организовано производство самих КА, для таких серий это сложная задачка.
                              0
                              Такой информации сейчас нет, и думаю в ближайшие лет 5, спейсХ ее и не опубликует, сейчас они начали участвовать в конкурсах для военных на ИСЗ на базе платформы Старлинка, так тем более нет смысла рассказывать свои технологические секреты
                          +4
                          Ну вот она, практика.
                          Рогозин может сколько угодно говорить «а у нас Гонец», «да мы тоже в любой момент можем сеть такую организовать, просто не нужно и не хотим».
                          Но вот антенна спутникового интернета — готова, вот ее разборка, вот она работает.
                          Что у Рогозина?
                            +1
                            В деловую этику Рогозина не верю. Есть опыт 90х, когда он руководил КРО.
                            0

                            Подскажите пожалуйста, какова вероятность, что антенны будут закупать по $500 разбирать и самые дорогие части антенны перепродавать?
                            Комплектующие же можно переиспользовать?

                              0
                              крайне низкая, ибо микросхемы там (чипы) созданы специально для данного терминала и проекта СтарЛинк, (низкоорбитальной группировки). Других спутников кроме Старлинка в космосе нет. Микросхемы вне терминала это просто кусочки пластмассы. Перепрограммировать терминал то же нельзя нет других ИСЗ на орбитах, где летает Старлинк

                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                            Самое читаемое