通信人家园
标题: 通信人眼里的《流浪地球》 [查看完整版帖子] [打印本页]
时间: 2019-2-14 10:18
作者: xzclass
标题: 通信人眼里的《流浪地球》
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。
作为一名技术控工程师、伪科幻爱好者，小枣君当然不愿错过这部号称“中国科幻电影里程碑”的佳作，于是，赶紧跑去电影院一睹为快。
不得不说，这部电影确实不错，远远超出了我的预期。影片场面非常宏大，效果震撼，构思新颖，细节处理也很用心。看得出来，投资方砸了不少钱，主创团队也付出了极大的努力，是一部走心的作品。
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。
具体的电影情节和人物之类的，我就不多剧透啦。建议大家去影院捧个场，只看场面效果，就已经值回票价了。
作为一名通信汪，小枣君今天这篇文章想说的，是这部科幻电影里面的“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。小枣君估计，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，不知道大家注意到没有，整部电影里，竟然没有看到过基站！（也许是我漏看了，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
细细想想，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
小枣君估计，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
这里就诞生了小枣君对整部电影最大的困惑——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？
小枣君想了想，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。我们国家也和老毛子合作，建设过超长波电台（当时还闹过分歧，有兴趣的同学可以百度一下这段历史）。
超长波通信有一个缺点，那就是发射天线非常庞大。大家如果看过小枣君之前的5G科普，应该记得我曾经说过，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，并不是一般的小国家能够玩得起的。考虑这部电影所处时期的特殊情况，估计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。
这个小枣君之前也给大家介绍过（链接），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，我突然还想到一个办法，那就是飞机中继。如果没有低轨道卫星，那么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，如果吴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GG（GAME OVER）了。
一想到这里，作为通信人的我，胸前的红领巾更加鲜艳啦。
这部「流浪地球」电影上映之后，虽然好评很多，但差评也不少。
除了对战狼式个人英雄主义的质疑之外，更多的争议，集中在影片的科学常识上。
有人认为，电影里面很多地方都存在科学常识错误，容易对大众产生误导，尤其是对中小学生，会带来不利影响。
其实，在小枣君看来，这只是一部科幻电影，不是科教纪录片，有一些天马行空的想象，是很正常的。脱离现有的科学常识，也是很正常的。和科幻片较真，真的没什么必要。漫威的英雄电影，哪一部经得起推敲了？就算是同类型的「2012」、「星际穿越」，也有很多漏洞。
如果真的要细究的话，我觉得，最应该被骂惨的，就是机器猫吧？
有时候，我们就是被传统的固化思维所束缚，所以没办法更进一步的创新，没办法突破技术瓶颈。感觉就像是“三体”里面，科技被“智子”锁死了一样。
越是所谓的“专家”，越喜欢批判别人。精彩的科幻小说，作者往往都是专业领域之外的人。
曾经在电厂负责“修电脑”的刘慈欣
（《三体》、《流浪地球》作者）
可爱单纯的小朋友，总能提出各种奇思妙想，抛出颠覆常理的idea，例如，太阳为什么不能发出五颜六色的光？我们为什么不能在海里生活？动物能不能和我们说话？……
长大之后，接受了教育，反而扼杀了想象力，给自己设各种限制。
对于「流浪地球」这部电影来说，我们应该给予更大的宽容和理解，鼓励更多类似的尝试。这部电影的成功是好事，但即使是失败，也应该报以掌声。如果所有人都因为害怕被质疑、被批评，而不敢迈出第一步，我们就永远得不到进步。
回过头来，看我们通信技术的发展，也是如此。
电影里对通信技术的想象力，我觉得仍然不够大胆。演员们还在用老式的通信手段，佩戴老式的通信设备，并没有新颖的东西出现。在我看来，创新还是不足的。
使用车载对讲机的吴孟达（饰演 韩子昂）
航天员使用手臂上的通信装置（就像手机缝在衣服上）
也许，那个时候我们的量子通信已经不再只是用于加密呢？也许量子纠缠态已经可以应用于数据传输了呢？也许光子通信、质子通信也出现了呢，也许通信设备已经植入体内，可以实现脑电波直接通信了呢？
真是有点意犹未尽呀。
不管怎么说，小枣君对这部电影还是较为满意的。如果打分的话，我会打80分，小鲜肉的演技、还有剧情设置、台词等方面，确实不尽如人意，还有很大的提升空间。
希望「流浪地球」只是一个开端，能带动更多更好的科幻作品出现。更希望这些科幻作品能引领全人类思维创新的热潮，开辟一个全新的科技时代！
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时间: 2019-2-14 10:53
作者: water1717
本帖最后由 water1717 于 2019-2-14 10:54 编辑
最后程序上传到99%的时候，那个网络工程师起到了很重要的作用。说明基建的重要性。为通信人点赞
时间: 2019-2-14 12:01
作者: 围剿食尸鬼
流浪地球和计划生育，三峡大坝一样，是几百年的一个大项目，在下一盘很大的棋
时间: 2019-2-14 12:05
作者: mryuri
此电影对得起1分评价
时间: 2019-2-14 13:41
作者: 晓远
那个时候保命要紧，还要啥自行车啊
时间: 2019-2-15 09:17
作者: zcs1949
mryuri 发表于 2019-2-14 12:05 
此电影对得起1分评价
豆瓣对得起1分的评价
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时间: 2019-2-15 09:33
作者: 大步向前走
估计是电影就没有考虑通信方面的问题
时间: 2019-2-15 09:37
作者: donnar
流浪地球的目的地半人马α星系有3个恒星，难道就是传说中的三体？
时间: 2019-2-15 09:43
作者: fitnig
不知道那个时候短波还能不能用。要是短波能用，能不能用就看天线和天气情况了。
时间: 2019-2-15 09:44
作者: ossSoldier
中继通信卫星也行。
时间: 2019-2-15 09:54
作者: DCPulsating
我在想机房跳纤的老何是不是属于咱们通信工程师的行列
时间: 2019-2-15 10:01
作者: ZQ大可
厉害了
时间: 2019-2-15 10:05
作者: 中国移动5G
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
时间: 2019-2-15 10:46
作者: chenshengqu
中国移动5G 发表于 2019-2-15 10:05
预计票房45亿，抛去所有吴京至少赚2亿
看着趋势要破50亿
时间: 2019-2-15 10:53
作者: bbgunner918
电影值得票价，去看看吧，喷子请继续
时间: 2019-2-15 11:22
作者: lrwpanda
有时间去看的时候买不到票，有票的时候没时间
时间: 2019-2-15 11:27
作者: 清风数码影音
坐等续集！
时间: 2019-2-15 11:39
作者: ykcul
中国移动5G 发表于 2019-2-15 10:05
预计票房45亿，抛去所有吴京至少赚2亿
上次补税补足了没有？呵呵！
时间: 2019-2-15 12:32
作者: ET_PJZ
时间: 2019-2-15 12:43
作者: sakoyx
mryuri 发表于 2019-2-14 12:05
此电影对得起1分评价
确实对只看文艺片的文艺青年来说，科幻等爆米花电影都只配1分。
时间: 2019-2-15 14:14
作者: 老兵新手
DCPulsating 发表于 2019-2-15 09:54
我在想机房跳纤的老何是不是属于咱们通信工程师的行列
通信工程师这个概念需要确认下
时间: 2019-2-15 14:17
作者: 投机总奸
谢谢分享
时间: 2019-2-15 14:18
作者: hbe01563jp
有个BUG，不知道是不是我理解有问题，脉冲火焰距离木星还有5000KM的距离无法点燃木星大气，吴大哥心一狠说还有30万吨（好像是这个计量单位）燃料，足以制造直径5000公里的爆炸范围。那么问题来了，爆炸以脉冲火焰尖端的位置发生，应该是以该点为圆心进行扩展，那岂不是向木星大气方向仅有2500KM的扩散距离？（半径），这个距离无法引燃啊？
时间: 2019-2-15 14:19
作者: post927
Mark一下
支持
时间: 2019-2-15 14:46
作者: 墨如尘
对得起票价吧还是可以的 一分的要求太高了
时间: 2019-2-15 15:05
作者: DCPulsating
老兵新手 发表于2019-02-15 14:14:41 <p>(^_^)通信工程师这个概念需要确认下</p>
我看这些机房设备的连接线莫不是同轴电缆吗
时间: 2019-2-15 15:26
作者: Johnson_R
mryuri 发表于 2019-2-14 12:05
此电影对得起1分评价
不吹不黑
时间: 2019-2-15 15:59
作者: czzkx2019
地震引起地磁变化，无线通信应失灵。
时间: 2019-2-15 16:05
作者: akuka
阿里巴巴这个汉奸，居然在流浪地球里设计杭州城灭绝，良心坏啦坏啦的,
洋买办都不是好东西啊，阿里腾讯就要用精神鸦片把中国给灭绝了，
时间: 2019-2-15 16:24
作者: akuka
阿里腾讯搞得的鬼片子，关移动电信联通华为中兴什么屁事
居然设计杭州人死光光，阿里巴巴汉奸，良心坏啦坏啦的说
时间: 2019-2-15 16:49
作者: 49679711
hbe01563jp 发表于 2019-2-15 14:18
有个BUG，不知道是不是我理解有问题，脉冲火焰距离木星还有5000KM的距离无法点燃木星大气，吴大哥心一狠说还 ...
这个梗网上已经讨论过了 如果不经过计算 直接如吴京一般闯入氧气和氢气接触极限引爆是难以达到效果的 但也是有影片中的可能性的 必须由爆破学的专家 精确计算出爆破的定向性和爆破力 不过对于电影来说这不是重点
时间: 2019-2-15 16:57
作者: 骆驼不吃祥子
donnar 发表于 2019-2-15 09:37
流浪地球的目的地半人马α星系有3个恒星，难道就是传说中的三体？
三体舰队飞船赶到太阳系懵逼了，地球呢？？？？紧接着气急败坏，炸毁了太阳
时间: 2019-2-15 16:59
作者: 49679711
量子通信是现在的方向啊 未来深空旅行还依靠无线电怎么行 人类要走出太阳系 不被太阳系内的光速限制 要实现星际穿越的梦想必然依赖于对虫洞、量子纠缠等空间折叠维度转换等最基础的自然规律的掌控
时间: 2019-2-15 20:16
作者: StephenShenLL
water1717 发表于 2019-2-14 10:53
最后程序上传到99%的时候，那个网络工程师起到了很重要的作用。说明基建的重要性。为通信人点赞
想起来就觉得难过
时间: 2019-2-15 22:11
作者: zhangji0322
那个运输车上有个icom的7200电台，短波的。还有个UHF和VHF的车载电台，可用于近距离通讯。电影中的发动机，动不动就是几百上千米高，下面还有底下城，理论上讲，架设天线并不是问题，且覆盖半径要强于目前的铁塔。另外，这电影中，吴孟达扮演的角色都是1991年出生的。科技发展到那时，不知道会有什么通讯系统出现。
时间: 2019-2-15 22:15
作者: zhangji0322
hbe01563jp 发表于 2019-2-15 14:18
有个BUG，不知道是不是我理解有问题，脉冲火焰距离木星还有5000KM的距离无法点燃木星大气，吴大哥心一狠说还 ...
我的理解。木星当时已经在俘获地球大气了，地球和木星之间形成了个气体的脐带。飞船被地球发动机点燃之后，火焰可以顺着脐带跑五千公里左右，由于引力的作用，火焰主要向木星的方向传导。
时间: 2019-2-16 15:50
作者: myc92
真的是闲的egg痛
时间: 2019-2-16 16:25
作者: akuka
人都困在地下城，没看到5G/6G,没看到自动驾驶，没看到万物互联，
时间: 2019-2-16 16:56
作者: wscrttyy
挺好看的~~~~~~~~
时间: 2019-2-16 16:57
作者: wscrttyy
电影不错~~~~~~~~~~~~
时间: 2019-2-17 09:35
作者: wyf7056
机器猫里很多场景已经实现了
时间: 2019-2-17 12:10
作者: 投机总奸
时间: 2019-2-17 12:22
作者: hu007
向小枣君致敬！没看电影基本了解了电影及其之外的东西
时间: 2019-2-17 15:53
作者: coffee198375
不要纠结这么多，导演和编剧说行就行。。。。
时间: 2019-2-17 16:48
作者: ykcul
争论这些占用别人带宽了，呵呵！
时间: 2019-2-17 18:52
作者: dejoy
用的也许是黑洞通信，比无线通信高级多了
时间: 2019-2-17 20:18
作者: 雪夜飞猫
ossSoldier 发表于 2019-2-15 09:44
中继通信卫星也行。
感觉地面中继更靠谱，地球处于系外飞行状态，环境难以预料，如果碰到类似小行星带的话，那么通信卫星就被撞碎了，除非建领航员空间站那么大的飞行器来作通信中继，成本太高
时间: 2019-2-17 21:22
作者: datamining2005
我给你概括下吧 就是一个程序员指挥一个通信工程师和一个硬件工程师，在一个文科女生的煽情下，完成拯救地球的过程
时间: 2019-2-17 22:29
作者: 无聊的叶落
时间: 2019-2-18 08:48
作者: zhoukov
可能我看得科幻片比较多，对科幻片的制作比较挑剔的原因，看《流浪地球》时竟然发困！
时间: 2019-2-18 08:52
作者: soldier328
时间: 2019-2-18 10:11
作者: xyztest
地球停转，地磁场变换很大，所有电子器件都会受影响吧？
时间: 2019-2-18 14:04
作者: bufan36
雪夜飞猫 发表于 2019-2-17 20:18
感觉地面中继更靠谱，地球处于系外飞行状态，环境难以预料，如果碰到类似小行星带的话，那么通信卫星就被 ...
确实如此
时间: 2019-2-18 14:07
作者: bufan36
datamining2005 发表于 2019-2-17 21:22
我给你概括下吧 就是一个程序员指挥一个通信工程师和一个硬件工程师，在一个文科女生的煽情下，完成拯救地 ...
这么说也似乎没问题。
不过细想的话，也有一些道理。为什么莫斯说的成功可能性为零的方案，最后却成功了？那可能是，莫斯知道成功可能性很大，但是需要牺牲自己，所以撒谎了。但吴京为什么选择坚持去做？那是因为，与其不去争取一下，留下人类文明的可能性更低。
时间: 2019-2-18 14:16
作者: rechar_xu
看看
时间: 2019-2-18 14:34
作者: h200hh
不要对这部电影的科技常识漏洞吹毛求疵。 1）它是中国科幻大片的一个里程碑；2）他让更多普通人而非专业工程师去仰望星空！去关心太阳宇宙而不是RMB； 3）吴京本是客串演员，却因为剧组经费捉襟见肘，而依然投资成为东家，现在票房爆棚就是对社会的一大贡献！
时间: 2019-2-18 14:54
作者: zr8023zjj
讲究。。
时间: 2019-2-19 13:15
作者: datamining2005
大步向前走 发表于 2019-2-15 09:33
估计是电影就没有考虑通信方面的问题
管机房最后嗝屁的那个不是吗？
时间: 2019-2-22 08:58
作者: zr8023zjj
厉害。。
时间: 2019-2-22 13:58
作者: 世界辣么大啊
我说一下我的观点，地球短时间内不会出环境突变，资源枯竭的问题，我们现在想的东西也根本不会在近 200年内发生，就算真到了 这个时候，已现在的技术，也改变不了，移居其他星球生活的说法，也不过是有钱人，有权人才可以享受的，普通老百姓，是不可能的。
时间: 2019-2-22 22:19
作者: 一人一尺走天下
小枣君，认真你就输了哈哈哈。看了一个科幻电影，还得自圆其说，帮他完成通信系统的铺设。
时间: 2019-2-23 20:57
作者: kmlddql
电影值得这个票价，小编也用心了
时间: 2019-2-28 08:48
作者: maxbird
拍这个片，能找点儿各领域里的专家指点儿下，会更科幻。毕竟弄文的人，大多数科学底子比较薄了点儿。
时间: 2019-2-28 08:53
作者: maxbird
世界辣么大啊 发表于 2019-2-22 13:58
我说一下我的观点，地球短时间内不会出环境突变，资源枯竭的问题，我们现在想的东西也根本不会在近 200年内 ...
真的200年内发生的话，有钱人、有权人也比穷人们好不到哪儿去，即使上了太空，半道上也会玩完。真到了这种时候，什么力量都没有用。
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