從手機、耳機、音箱，到汽車、智能硬件、智能家居…..藍牙早已成為當今時代連(lian)接各(ge)種設備(bei)最為流行(xing)的無線(xian)通信標準之一。
說起藍牙(ya)，業內一(yi)般(ban)會(hui)將其(qi)歸(gui)類(lei)于“短(duan)距離無線(xian)通信”家族(zu)。日(ri)常場(chang)景中，藍牙(ya)傳輸距離的范(fan)圍在 10 米(mi)到(dao) 100 米(mi)之間，其(qi)范(fan)圍受到(dao)藍牙(ya)版(ban)本(ben)、信號強度、傳輸速(su)率、環境(jing)噪聲、接收(shou)設備靈(ling)敏(min)度等多種因素的影響(xiang)。然而，你能想象讓藍牙(ya)連接到(dao) 600 公里之外的外太空么？
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。
有專家對此發推評論：“這改變(bian)了游(you)戲規則。”
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)多人對此感到不可置信，因為(wei)這個過(guo)程涉(she)及(ji)的技術挑戰(zhan)實在非比尋常(chang)，有業內專家提出疑問(wen)稱：
其一，藍牙本來就是(shi)專為低功(gong)耗、低成本、短距(ju)離而(er)設計，信號(hao)非常(chang)之弱，衛星如何接收藍牙信號(hao)。
其二，藍(lan)牙(ya)基于 2.4GHz 頻段(duan)(duan)，該頻段(duan)(duan)十(shi)分(fen)擁擠，本來就存(cun)在和別的同頻段(duan)(duan)通信標準相互(hu)干擾(rao)的問題，衛星(xing)如何從背景噪聲中識(shi)別出藍(lan)牙(ya)設備(bei)。
其三，和太空通(tong)信(xin)的(de)無線(xian)電(dian)信(xin)號(hao)衰減(jian)(jian)主要來自(zi)自(zi)由(you)(you)空間(jian)(jian)路(lu)徑損耗，是按平方反比律衰減(jian)(jian)的(de)，即每(mei)增加一倍距離，信(xin)號(hao)強度(du)就會衰減(jian)(jian) 6dB，600 公里的(de) 2.4G 信(xin)號(hao)，自(zi)由(you)(you)空間(jian)(jian)衰減(jian)(jian)將高達(da) 155.6dB…..要實現(xian)這(zhe)一壯舉，完全(quan)可以用不可思議來形容。
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信(xin)(xin)號并在 600 公里外的太空中接收信(xin)(xin)號，我們(men)已經(jing)駁斥(chi)了成千上萬的懷(huai)疑(yi)論者。”
為了(le)實現這一切，哈勃在技術方面也有(you)一些顛(dian)覆(fu)性創新(xin)。
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(zai)小型衛(wei)星(xing)上發射。工作原理跟放大鏡(jing)差不多，正(zheng)是它(ta)讓現成(cheng)的(de)藍牙芯片與(yu)哈勃的(de)衛(wei)星(xing)通(tong)信。
同時，該團隊還必須解決與多普勒效應相關的問題，即通過無線電波交換數據的快速移動物體(ti)之間發生的頻率(lv)不匹配挑戰。
另有資料顯示，降低 bit 率也是其技術訣竅之一。這(zhe)個是為了補償長距(ju)離(li)通(tong)信帶來的損耗所(suo)常用的手段——在發射(she)功率(lv)(lv)不變的情況下，單位(wei)時間(jian)內傳輸的 bit 越(yue)少（即冗余(yu)越(yue)大(da)），那么平均每個 bit 所(suo)獲得的能(neng)量越(yue)大(da)，經(jing)過接收機處理(li)后單位(wei) bit 所(suo)獲得信噪(zao)比越(yue)高，通(tong)信成功的概率(lv)(lv)越(yue)大(da)。或(huo)許哈勃能(neng)有辦(ban)法在已有廣域物聯通(tong)信技術的基礎上進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低速(su)率(lv)(lv)，從而進(jin)一(yi)步(bu)提高靈敏度和(he)擴展通(tong)信距(ju)離(li)。
展望未來，哈(ha)勃計(ji)劃(hua)今年夏天在 SpaceX 的 Transporter-11 任務(wu)中發(fa)(fa)射第(di)(di)三(san)(san)顆(ke)衛星(xing)(xing)，在 Transporter-13 任務(wu)中發(fa)(fa)射第(di)(di)四顆(ke)衛星(xing)(xing)，并在 2025 年第(di)(di)四季度(du)或 2026 年初一次性發(fa)(fa)射 32 顆(ke)衛星(xing)(xing)。這 36 顆(ke)衛星(xing)(xing)將組(zu)成哈(ha)勃的第(di)(di)一個“生產星(xing)(xing)座”，它們將能夠(gou)每天在世界任何地方與哈(ha)勃衛星(xing)(xing)進(jin)行(xing)大約兩到三(san)(san)個小時(shi)的連接(jie)。
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(men)可以類(lei)比(bi)之前各大手(shou)機(ji)(ji)廠商推(tui)(tui)出的(de)手(shou)機(ji)(ji)直連(lian)衛(wei)星(xing)方(fang)案(an)：一開始(shi)，華為(wei)直連(lian)衛(wei)星(xing)方(fang)案(an)對(dui)終(zhong)端硬(ying)(ying)件有(you)要求，并(bing)不是(shi)所有(you)的(de)華為(wei)手(shou)機(ji)(ji)都能享受(shou)衛(wei)星(xing)通信(xin)，需要特定的(de)搭載衛(wei)星(xing)通信(xin)基帶(dai)芯片的(de)天線(xian)的(de)機(ji)(ji)型，因此絕大多(duo)數(shu)現(xian)有(you) 4G/5G 手(shou)機(ji)(ji)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)衛(wei)星(xing)通信(xin)功能。后續，馬斯克推(tui)(tui)出的(de)星(xing)鏈衛(wei)星(xing)方(fang)案(an)則針對(dui)現(xian)有(you) LTE 手(shou)機(ji)(ji)推(tui)(tui)出手(shou)機(ji)(ji)直連(lian)衛(wei)星(xing)的(de)服務，無(wu)需手(shou)機(ji)(ji)硬(ying)(ying)件改造，能支持(chi) 4G 普(pu)(pu)通手(shou)機(ji)(ji)提(ti)供直連(lian)服務，并(bing)且與(yu)當前大多(duo)數(shu)智(zhi)能手(shou)機(ji)(ji)都兼容(rong)——這在(zai)推(tui)(tui)廣普(pu)(pu)及方(fang)面就具備一定優勢。
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(bo)網絡還報告稱，它已經(jing)與(yu)各個領域(yu)的試點客戶合作，包括(kuo)消費設備、建筑、基礎設施、供(gong)應鏈(lian)、物流、石(shi)油和天然(ran)氣(qi)以及國(guo)防。
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)裝箱(xiang)和托盤追蹤為例，將 BLE 芯(xin)片貼在(zai)(zai)(zai)防風雨(yu)貼紙(zhi)上，然后(hou)將其貼在(zai)(zai)(zai)任(ren)何(he)集(ji)裝箱(xiang)或托盤的側(ce)面，即可在(zai)(zai)(zai)全球范圍內輕松、經(jing)濟地跟蹤資產。
星光熠熠的初創公司
看到這(zhe)里，你也(ye)許會好奇，技術這(zhe)么(me)牛的哈勃網絡到底是什么(me)來頭？
抱著“提供下一代物聯網”的(de)(de)共同(tong)愿(yuan)景， 哈(ha)勃的(de)(de)三(san)位(wei)(wei)創始(shi)人(ren) Alex Haro、Ben Wild、和 John Kim 走到了(le)(le)(le)(le)一起，并在 2021 年 10 月正式(shi)成立(li)了(le)(le)(le)(le)這家(jia)公司。這三(san)位(wei)(wei)創始(shi)人(ren)可都(dou)大有來(lai)頭——其中，Alex Haro 是 Life360 的(de)(de)聯合(he)創始(shi)人(ren)，他擔(dan)任 Life360 的(de)(de) CTO 時，一直在設法(fa)為家(jia)庭建立(li)有用的(de)(de)硬(ying)件，例如老年父(fu)母的(de)(de)跌倒探測器(qi)或孩子的(de)(de) GPS 手表；Ben Wild 是被 Ring 收購的(de)(de) GPS 跟蹤硬(ying)件初(chu)創公司 Iotera 的(de)(de)創始(shi)人(ren)，他還(huan)開(kai)發了(le)(le)(le)(le)一個點對點（peer to peer）的(de)(de)無線網絡，最終成為了(le)(le)(le)(le)亞馬(ma)遜的(de)(de)人(ren)行道(dao)（Sidewalk）項目(mu)；John Kim 則是一位(wei)(wei)航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)(tian)(tian)工程(cheng)師，他曾(ceng)是 Maxar Technologies 的(de)(de)子公司 SSL 的(de)(de)工程(cheng)師，開(kai)發過航(hang)天(tian)(tian)(tian)器(qi)系統(tong)，還(huan)做過航(hang)空(kong)(kong)航(hang)天(tian)(tian)(tian)的(de)(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(zhe)筆資(zi)金用于(yu)其(qi)首次(ci)發射以及“初(chu)步試點客戶(hu)”。美(mei)國物聯網“安全公(gong)(gong)司”Life360 由該公(gong)(gong)司首席執行官 Alex Haro 共同(tong)創(chuang)立，已簽署了一項“非約束(shu)性”協議，成為其(qi)衛星網絡(luo)的“獨家消費類應用”。
Life360 將利(li)用(yong)其衛星網(wang)絡推(tui)出一款名為 Find with Life360 的(de)(de)新追蹤(zong)解決方(fang)案，該方(fang)案使用(yong)基(ji)于藍牙的(de)(de) Tile 追蹤(zong)器(qi)——據稱該方(fang)案有“超過蘋(pin)果(guo)和谷歌追蹤(zong)網(wang)絡能(neng)力(li)的(de)(de)潛力(li)”。Life360 聲稱擁有 6600 萬活躍智(zhi)能(neng)手(shou)機用(yong)戶(hu)。兩家公(gong)司表示，“結(jie)合后的(de)(de)哈(ha)勃和 Life360 網(wang)絡將設計成使任何物品在沒有蜂窩(wo)連(lian)接的(de)(de)情況下(xia)都能(neng)被找到。”
總而(er)言之(zhi)，哈(ha)勃網絡不(bu)僅僅是發射衛星，他們(men)正在重新定義全球(qiu)通(tong)信(xin)的(de)(de)可(ke)能界限。這僅僅是個(ge)開始。該公司致力于擴展(zhan)其(qi)網絡，以提高衛星飛越的(de)(de)容量和頻率，旨在創建一個(ge)安全、經(jing)濟高效且電池高效的(de)(de)全球(qiu)網絡。
一切聽上去都(dou)很(hen)美好，目前，不(bu)(bu)吝(lin)贊(zan)譽者(zhe)有之(zhi)，但(dan)認為這家公(gong)司(si)是騙子的人也不(bu)(bu)在少數。哈勃(bo)到底是天(tian)基物(wu)聯(lian)網領域的“黑馬”還是“小(xiao)丑”，尚需時(shi)間(jian)檢驗。
