從手機、耳機、音箱，到汽車、智能硬件、智能家居…..藍(lan)牙早(zao)已成為(wei)當今時代(dai)連接各種設備最(zui)為(wei)流行(xing)的(de)無線通信標準之一(yi)。
說起藍(lan)牙(ya)，業內一(yi)般會將其歸類于“短距離(li)無線通信(xin)”家族。日(ri)常場景(jing)中(zhong)，藍(lan)牙(ya)傳輸(shu)距離(li)的范(fan)圍(wei)在 10 米到(dao) 100 米之(zhi)間，其范(fan)圍(wei)受(shou)到(dao)藍(lan)牙(ya)版本(ben)、信(xin)號強度(du)、傳輸(shu)速率、環境噪聲、接收(shou)設(she)備靈敏度(du)等多種(zhong)因素的影響。然而，你能想象讓藍(lan)牙(ya)連接到(dao) 600 公里之(zhi)外的外太空么？
這一想法聽起來有些“天方夜譚”——但就在近日，科技初創公司哈勃網絡（Hubble Network）宣布，其已成為歷史上第一家直接與衛星建立藍牙連接的公司，這一創舉有可能為連接世界各地數百萬臺物聯網設備打開一扇新的大門。
哈勃官方發布的新聞稿聲稱：傳統網絡尚存很多挑戰，包括在偏遠地區覆蓋不足、消耗過多的電力、在全球范圍內運營成本過高等。哈勃的突破直擊這些問題，據悉，任何現有的藍牙設備僅需通過軟件更新即可連接到它們的衛星網絡，無需蜂窩信號，由此為新一輪物聯網革命鋪平了道路。
有專(zhuan)家(jia)對此(ci)發推評論：“這改(gai)變了游(you)戲(xi)規則(ze)。”
藍牙連接衛星如何實現？
今年 3 月，哈勃網絡搭車 SpaceX 的 Transporter-10 任務，首次將兩顆衛星送入軌道。而后，公司確認已成功從 600 多公里外的 3.5 毫米藍牙芯片接收到信號。
很(hen)多人對(dui)此感到(dao)不(bu)可置信(xin)，因(yin)為這(zhe)個(ge)過程涉及的技術挑戰實在非比尋(xun)常，有(you)業(ye)內專家提出疑問稱：
其一，藍(lan)牙本(ben)來(lai)就是專為(wei)低功耗、低成(cheng)本(ben)、短(duan)距離而設計，信(xin)號(hao)非常(chang)之弱，衛(wei)星如何接收藍(lan)牙信(xin)號(hao)。
其二，藍(lan)牙基于(yu) 2.4GHz 頻(pin)段(duan)(duan)，該頻(pin)段(duan)(duan)十分擁擠，本來(lai)就存在(zai)和別的同頻(pin)段(duan)(duan)通信標準相(xiang)互干擾的問題，衛星如(ru)何從背景噪(zao)聲中識別出藍(lan)牙設備。
其三，和太(tai)空通信的無(wu)線(xian)電(dian)信號(hao)衰(shuai)(shuai)減(jian)主(zhu)要來自(zi)自(zi)由空間(jian)(jian)路徑損耗，是按平方反比律衰(shuai)(shuai)減(jian)的，即每增(zeng)加一倍距離，信號(hao)強度就會衰(shuai)(shuai)減(jian) 6dB，600 公里的 2.4G 信號(hao)，自(zi)由空間(jian)(jian)衰(shuai)(shuai)減(jian)將高(gao)達(da) 155.6dB…..要實現這(zhe)一壯舉，完全可以用(yong)不可思議來形容。
其實在當年哈勃提出這項愿景的時候，國內外都不乏質疑之聲。然而哈勃的創始人兼首席執行官 Alex Haro 則自信滿滿地表示：“通過展示我們可以直接從藍牙芯片發送(song)信(xin)(xin)號(hao)并(bing)在 600 公里(li)外的(de)太空中接(jie)收信(xin)(xin)號(hao)，我(wo)們已(yi)經駁(bo)斥了成千(qian)上萬的(de)懷疑論者。”
為了實現這一切，哈勃在技術(shu)方(fang)面(mian)也(ye)有一些(xie)顛覆性(xing)創新。
比如，它們獲得了一種相控陣天線的專利，這(zhe)種天線可以在小(xiao)型衛(wei)星上發射(she)。工作原理跟放大鏡(jing)差(cha)不多(duo)，正是(shi)它讓(rang)現成的(de)藍牙芯片與哈勃的(de)衛(wei)星通信。
同時，該團隊還必須解決與多普勒效應相關的問題，即通過無(wu)線(xian)電波(bo)交換數據(ju)的快速移動物體之(zhi)間發生的頻率不匹(pi)配挑戰。
另有資料顯示，降低 bit 率也是其技術訣竅之一。這個(ge)(ge)是為了補償(chang)長(chang)距離(li)通(tong)信(xin)帶(dai)來的損耗所(suo)常(chang)用的手段——在(zai)發射功率不變的情(qing)況(kuang)下，單(dan)位時間內傳輸的 bit 越少（即冗余越大），那么平均每個(ge)(ge) bit 所(suo)獲(huo)得的能(neng)量越大，經(jing)過接(jie)收(shou)機(ji)處理后單(dan)位 bit 所(suo)獲(huo)得信(xin)噪比(bi)越高(gao)，通(tong)信(xin)成功的概率越大。或(huo)許哈勃能(neng)有(you)辦法(fa)在(zai)已(yi)有(you)廣域物聯(lian)通(tong)信(xin)技術的基礎上(shang)進一(yi)步(bu)(bu)降低速率，從而進一(yi)步(bu)(bu)提(ti)高(gao)靈敏度(du)和擴(kuo)展通(tong)信(xin)距離(li)。
展(zhan)望(wang)未來，哈(ha)勃計劃今年(nian)夏天(tian)在(zai)(zai) SpaceX 的 Transporter-11 任務(wu)中發射(she)(she)第(di)(di)三顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)，在(zai)(zai) Transporter-13 任務(wu)中發射(she)(she)第(di)(di)四顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)，并在(zai)(zai) 2025 年(nian)第(di)(di)四季度或 2026 年(nian)初一次性發射(she)(she) 32 顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)。這 36 顆(ke)衛(wei)(wei)星(xing)將組成哈(ha)勃的第(di)(di)一個“生產星(xing)座”，它們將能(neng)夠每天(tian)在(zai)(zai)世(shi)界任何地方與哈(ha)勃衛(wei)(wei)星(xing)進行(xing)大約兩到三個小時的連接。
藍牙連接衛星的意義
藍牙連接衛星的實現具有十分重要的意義。
毋庸置疑，藍牙設備在人們生活中已經無處不在。根據藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group，SIG）近日發布的年度報告《2024年藍牙市場最新資訊》顯示：藍牙設備在疫情后，長期預測回歸強勁的增長，預計到 2028 年，藍牙設備的年出貨量將達到 75 億臺，五年復合年增長率（CAGR）為 8%。
同時，藍牙設備網絡解決方案可連接一個網絡內的數萬臺設備，形成智能家居、電子貨架標簽（Electronic Shelf Label，ESL）、網絡照明控制（Networked Lighting Control，NLC）和狀態監測系統等設備網絡，實現自動化、節能等諸多優勢。2023 年，藍牙發布了 ESL 標準規范和 NLC 標準規范，為互通性奠定基礎并排除應用障礙。預計到 2028 年，藍牙設備網絡設備的年出貨量將達到 17.3 億臺，年增長率為 20%。
而哈勃網絡藍牙連接衛星方案最大的亮點之一在于任何現有的藍牙設備僅需通過軟件更新即可連接到它們的衛星網絡。換言之，如果其所言屬實——那么就意味著基于廣泛的藍牙設備硬件基礎，方案商可以利用現有的低功耗、低成本傳感器開發無數應用，無需額外昂貴的成本，從而助推垂直行業應用的規模化部署。
我們可以類(lei)比之(zhi)前各大手(shou)(shou)(shou)機(ji)廠(chang)商推出的(de)手(shou)(shou)(shou)機(ji)直(zhi)連衛(wei)星(xing)方案：一開始，華(hua)為(wei)直(zhi)連衛(wei)星(xing)方案對(dui)終端硬(ying)件有要求，并(bing)不是(shi)所有的(de)華(hua)為(wei)手(shou)(shou)(shou)機(ji)都能(neng)享受衛(wei)星(xing)通(tong)信，需(xu)要特定的(de)搭載衛(wei)星(xing)通(tong)信基帶芯片(pian)的(de)天線的(de)機(ji)型，因此(ci)絕大多數現(xian)(xian)有 4G/5G 手(shou)(shou)(shou)機(ji)無法實(shi)現(xian)(xian)衛(wei)星(xing)通(tong)信功能(neng)。后續，馬(ma)斯(si)克推出的(de)星(xing)鏈(lian)衛(wei)星(xing)方案則(ze)針對(dui)現(xian)(xian)有 LTE 手(shou)(shou)(shou)機(ji)推出手(shou)(shou)(shou)機(ji)直(zhi)連衛(wei)星(xing)的(de)服務(wu)，無需(xu)手(shou)(shou)(shou)機(ji)硬(ying)件改造，能(neng)支持 4G 普通(tong)手(shou)(shou)(shou)機(ji)提供直(zhi)連服務(wu)，并(bing)且與當前大多數智(zhi)能(neng)手(shou)(shou)(shou)機(ji)都兼(jian)容(rong)——這在(zai)推廣(guang)普及方面就(jiu)具備一定優勢。
按照預想，未來任何支持藍牙的設備都能連接哈勃的衛星網絡，該網絡可實現全球覆蓋。與此同時，互聯設備的電池消耗將減少至原來的 1/20，運營成本降低至原來的 1/50。
哈勃網(wang)絡還報(bao)告稱，它已(yi)經與各個領域(yu)的試點(dian)客(ke)戶合作，包括消費設備、建筑、基礎設施、供(gong)應鏈、物流、石油和天然氣以及國防(fang)。
目前可知的用途包括集裝箱和托盤追蹤、野火檢測、電網監控、寵物/兒童和老人安全、建筑工地的重型設備和工具跟蹤、車隊管理和物流、預測性維護、智能建筑、農業技術、環境監測等。以集(ji)(ji)裝箱(xiang)和托盤(pan)追蹤為例，將(jiang) BLE 芯片貼(tie)在(zai)防風雨貼(tie)紙上，然后將(jiang)其貼(tie)在(zai)任何集(ji)(ji)裝箱(xiang)或托盤(pan)的(de)側面，即可在(zai)全球范圍內輕(qing)松、經(jing)濟地跟(gen)蹤資產。
星光熠熠的初創公司
看(kan)到這(zhe)里，你(ni)也許會好奇，技術這(zhe)么牛的哈勃(bo)網絡到底是什么來(lai)頭？
抱著“提供下一代物聯網”的(de)共同(tong)愿景， 哈勃的(de)三(san)(san)位創始(shi)人 Alex Haro、Ben Wild、和(he) John Kim 走到(dao)了(le)(le)一(yi)起(qi)，并(bing)在 2021 年 10 月(yue)正(zheng)式成立了(le)(le)這家(jia)公(gong)司(si)。這三(san)(san)位創始(shi)人可(ke)都大有來頭——其中，Alex Haro 是 Life360 的(de)聯合創始(shi)人，他擔任 Life360 的(de) CTO 時(shi)，一(yi)直在設法為家(jia)庭建(jian)立有用(yong)的(de)硬(ying)(ying)件(jian)，例如老(lao)年父母的(de)跌(die)倒探測(ce)器或孩子(zi)的(de) GPS 手(shou)表；Ben Wild 是被 Ring 收購的(de) GPS 跟蹤(zong)硬(ying)(ying)件(jian)初創公(gong)司(si) Iotera 的(de)創始(shi)人，他還開(kai)發了(le)(le)一(yi)個點對點（peer to peer）的(de)無線網絡，最終成為了(le)(le)亞馬遜的(de)人行道（Sidewalk）項(xiang)目；John Kim 則是一(yi)位航(hang)空航(hang)天(tian)工程師(shi)，他曾(ceng)是 Maxar Technologies 的(de)子(zi)公(gong)司(si) SSL 的(de)工程師(shi)，開(kai)發過航(hang)天(tian)器系統，還做過航(hang)空航(hang)天(tian)的(de)咨詢工作。
圖 哈勃網絡團隊
綜合創始人的輝煌履歷來看，該團隊擁有智能硬件、航天、通信等多維度的精深技術。
2023 年，該公司完成了 2000 萬美元的 A 系列融資，該輪融資由 Transpose Platform 領投，另有 11.2 Capital、Y Combinator、Yes.VC 等機構參與。這筆(bi)資金(jin)用于其首(shou)次發射(she)以(yi)及“初步試點客戶”。美國物聯(lian)網“安(an)全公(gong)司(si)”Life360 由該公(gong)司(si)首(shou)席執行官 Alex Haro 共同創(chuang)立，已簽署了一(yi)項“非(fei)約束性”協議，成為其衛星網絡的“獨(du)家消費(fei)類(lei)應用”。
Life360 將利用其衛(wei)星網(wang)絡(luo)推(tui)出(chu)一(yi)款名為 Find with Life360 的(de)(de)(de)(de)新追(zhui)(zhui)蹤(zong)解決方(fang)案，該(gai)方(fang)案使用基于藍牙的(de)(de)(de)(de) Tile 追(zhui)(zhui)蹤(zong)器——據稱(cheng)該(gai)方(fang)案有(you)“超過(guo)蘋果和谷歌(ge)追(zhui)(zhui)蹤(zong)網(wang)絡(luo)能力的(de)(de)(de)(de)潛力”。Life360 聲稱(cheng)擁有(you) 6600 萬活躍智能手機用戶。兩家公司表示，“結合后的(de)(de)(de)(de)哈(ha)勃和 Life360 網(wang)絡(luo)將設計成使任何物品在沒有(you)蜂窩連接的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下都能被(bei)找到。”
總而言之，哈勃網(wang)(wang)絡不(bu)僅(jin)僅(jin)是發射衛星，他們(men)正在重新(xin)定義(yi)全(quan)球通信的(de)可(ke)能界限。這僅(jin)僅(jin)是個開始(shi)。該公(gong)司致力于擴展(zhan)其網(wang)(wang)絡，以提高衛星飛(fei)越的(de)容量和(he)頻率，旨在創建(jian)一(yi)個安全(quan)、經濟(ji)高效(xiao)且(qie)電(dian)池高效(xiao)的(de)全(quan)球網(wang)(wang)絡。
一切聽上去(qu)都很(hen)美(mei)好，目前，不吝贊譽者有之，但(dan)認(ren)為這家公司(si)是騙子的(de)人也不在少數。哈勃到(dao)底是天基(ji)物聯(lian)網領(ling)域(yu)的(de)“黑(hei)馬”還是“小丑”，尚(shang)需時(shi)間檢(jian)驗。
