通信人眼里的《流浪地球》

发布时间：2019年03月05日

最近，国产科幻电影「流浪地球」在各大院线火热上映。根据票房情况来看，口碑爆棚，好评如潮。

电影里的故事，发生在2058年左右。

在那个时候，太阳急速衰老膨胀（小说原著里是“氦闪”），地球也将被太阳吞噬。所以，人类在地球上安装了1万多个推进器（重核离子发动机），将地球推离太阳系，开始2500年的旅程，前往4.2光年外的新家园（半人马α星系）。

在这个过程中，地球途经木星的时候，被木星巨大的引力吸引，即将被撕碎。于是，人类众志成城，展开救援行动。主角们挺身而出，历经千险，最终成功挽救了全人类的命运。

具体情节，这里就不多剧透啦~

今天，我们就来说一说这部科幻电影里的“通信知识”。

具体来说，就是在影片当时的环境背景和技术条件下，人物角色之间，究竟是如何实现通信的。影片中的通信场景，又能给我们通信人哪些启示。

我们顺着电影的剧情场景，一个个来看吧。

首先是地下城场景。

因为地球停止公转和自转，引发海啸，所以导致海平面上升了几百米。又因为温度骤降，变成了冰河。人类无法在这样的环境下生存，只能被迫通过抽签，转移到地下5000米的地下城生活。

位于推进发动机下面的地下城

在这段剧情里，通信相关的画面出现得不多，几乎没有。其实，地下城这种情况下，人类进行通信也并没有什么难度，估计和我们现在的通信方式没有很大不同。

一个较为封闭、狭窄的地下空间，大型的宏基站基本上是没什么用处了。估计，基本上都是采用的室内微基站的方式部署，这些基站天线应该隐藏在天花板或其它隐蔽的角落里。

电影的时间设定距今大约50多年。掐指一算，现在是5G，那个时候估计都10几G了吧。带宽应该会很高，速率应该也会很快，不知道有没有达到万兆每秒。可惜，影片中没有看到由高带宽带来的具体未来应用。电影里面的人们，还是在玩“老玩意”。貌似也没有看到有人使用手机之类的东西。

影片中的“老玩意”——魂斗罗

剧情很快发展到了地面，也就是地表。

这个时候，对通信的挑战，算是真的来了。

此时的地球表面，温度是零下84℃，极度严寒，空气湿度很低，环境极为恶劣。

我们目前的基站天线，就算是专门用于室外的宏基站天线，工作温度基本是在零下40℃~零上70℃。显然，无法适应那时的要求。

高寒地区的基站

相信随着时代的发展，科技的进步，材料工艺会有所突破，应该能制造出满足要求的天线。

不过，大家注意到没有，整部电影里，竟然没有看到过基站！（也许是漏看了，欢迎大家帮忙找找）

难道说，那个时代，因为地表的恶劣环境，已经彻底无法使用传统移动通信手段了？已经无法使用基站这样的蜂窝通信设备了？

冰封城市

仔细想想，还真有这个可能。地面已经变成荒漠冰原，不适合人类居住。像如今这样的地面无缝覆盖，其实意义已经不大。

况且，即使天线能够支持，BBU设备部分，还有承载网部分，这些机柜机架，很难正常使用。光缆的布设和维护，设备的供电，也会存在很多问题。

基站不仅只有天线，还有很多设备

到那时，除了地球推进发动机所在的区域，其它区域都不太可能有移动通信基站。

推进发动机所在区域，还有周边的矿区，人员有密集活动，如果架设一定数量的基站和天线，还是可以方便工作人员进行通信的。

运输车

大家在电影里看到的大量的运输车，包括电影主角所驾驶的运输车，应该都配有车载通信装置，方便车内人员与外界进行联系。

那么问题来了，电影中，主角他们从北京到济宁，再到上海、杭州，一路几千公里，都经过了无人区。电影的一半剧情，发生在无人区。在这些无人区里面，是如何保证通信的呢？

主角车队经过无人区

在我们现在这个时代，如果没有有线传输（光纤或电缆），也没有移动通信基站，想要进行远距离通信，第一个想到的办法，就是卫星。

卫星通信

那卫星在哪呢？

大家应该注意到，在电影的场景设置中，“领航员号”空间站是负责导航、预警和通信保障的。说白了，它算是一颗卫星。

“领航员号”空间站

但是，空间站是在地球的前面带路，地球在后面跟随。而中国所在的区域，是在有推进发动机这一面。也就是说，在地球背向空间站的那一面。画个图，大家就看明白了。

如果是这样的话，空间站上，刘培强中校想要通过卫星通信的方式，和王磊上尉、刘启小鲜肉这拨人通信，是存在问题的。因为两者之间，是被地球遮挡住的。空间站不在王磊他们的视线范围内。

如果一定要进行通信，最有可能的方式，就是空间站和地球正面的卫星地面站先建立联系，然后地球地表通信中继节点，再进行逐一传递，将信息从地球正面传递到反面。

而这一段的长距离通信，如果没有光纤或电缆，又将靠什么呢？

应该有两种方式，一种是超长波通信，还有一种是微波接力。

超长波通信，波长在1万米至10万米之间，地波传输距离极远，传播稳定可靠，尤其是在磁暴、太阳黑子爆发、核爆炸等极端恶劣的环境下，仍然能使用。而且，它有很强的穿透能力，能够穿透海水和土壤。所以，一直以来，都作为潜艇水下通讯的主要手段。

冷战时期，美苏两国就建了很多的超长波通信站，用于和全球各地潜伏的核潜艇进行通信，是本方核力量的重要组成部分。

超长波通信有一个缺点，那就是发射天线非常庞大。通信系统里，波长和天线的大小成正比。波长越大，天线越长。超长波，就意味着超大的天线。

超长波的天线有多大？看这里：

几百米高，这还只是一小部分

所以，超长波的建设成本很高。考虑这部电影所处时期的特殊情况，地球联合政府应该会斥巨资建立很多这样的通信站。

超长波还有一些缺点，就是频带窄，容量小，不适合大数据量的传输。也就是说，语音和文字应该问题不大，如果是视频的话，可能有点够呛。

除了超长波之外，就是微波中继了。

微波中继就是一个接一个的微波站，进行信号传递，将信息传递到目的地点。

微波中继

目前我们所处的年代，很多条件恶劣、地形复杂的地区，无法布放光缆，就是采用的这种方式。

微波天线

这个方式的难度应该不算大，主要问题应该也是集中在设备运行环境要求上，不知道是否能应对恶劣环境的考验。

除了超长波和微波中继，还有一个办法——飞机中继。如果没有低轨道卫星，用飞机在天上做信号中继，其实也算是一个办法。电影里不是就有飞机在飞来飞去嘛，紧急情况下，就像预警机一样，保障通信，也不是不可能。

影片中的大飞机

总而言之，在电影所描述的环境中，保障通信确实不是一件容易的事。

但是，很显然，当时的通信人还是做到了。通信不是万能的，没有通信是万万不能的。

设想一下，如果王磊上尉带领的救援队无法和空间站联系，或者，他们无法和其它救援人员联系，那么，逃离木星的任务肯定是无法完成的。地球嘛，肯定也就GAME OVER了。

本文转载自鲜枣课堂（xzclasscom）

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