經過數(shu)代的迭代更(geng)新，地面上的蜂窩通(tong)信(xin)(xin)已經可(ke)以滿足(zu)用戶(hu)的絕大部分需求，但在其信(xin)(xin)號(hao)覆蓋不到(dao)的海洋、高空(kong)等環境(jing)下，還需要衛星通(tong)信(xin)(xin)來進行輔助和補充。
不(bu)久前(qian)，幾家(jia)主流手機廠商在(zai)發布會上推出的(de)旗艦新品都配備了近期大(da)火的(de)衛星通信(xin)，可以讓(rang)用戶在(zai)基(ji)站(zhan)信(xin)號覆蓋之外的(de)區域也能(neng)發送(song)文本，這(zhe)對(dui)面臨(lin)緊急(ji)情況的(de)用戶來說是(shi)一項具有重要意義的(de)功能(neng)。
近年來，在全(quan)球(qiu)(qiu)范圍內，衛星(xing)(xing)通信已然(ran)成為運(yun)營(ying)商和(he)科技公司(si)的必爭之(zhi)地，如(ru)SpaceX公司(si)旗下的星(xing)(xing)鏈已向(xiang)空中發射了三千顆以上的低軌道衛星(xing)(xing)，最終目標是建成覆蓋全(quan)球(qiu)(qiu)的衛星(xing)(xing)通信網絡。
其實早在上世紀70年代末，衛星就已經被用于資產跟蹤和遠程遙測等領域，但出于對成本和能效等方面的考量，衛星物聯網一直以來都未受到太多重視。如今，在地面物聯網跨入(ru)“物超人(ren)”時代之際，基(ji)于(yu)衛星的物聯網產業(ye)也在蓬勃發展當中，成為一些行業(ye)和企業(ye)的全(quan)新(xin)選擇。
真(zhen)正(zheng)實現“無處(chu)不在”的萬物互聯
根據瑞典的專業物聯網分析公司Berg Insight的最新報告，截止到2021年底，全球衛星物聯網用戶已經超過390萬，而且將以40.3%的復合年增長率（CAGR）持續增長，到2026年時，這一數字將達到2120萬。同時，IoT Analytics也曾預測，到2026年時，全球衛星物聯網連接的市場將增長到10億美元規模，增速也將從幾年前7%的CAGR加速到未來幾年14%的CAGR。
放(fang)眼城市區域(yu)，隨(sui)著基站數量和(he)密度的(de)進一步增加，目(mu)前幾乎沒(mei)有(you)完全失去信(xin)(xin)號的(de)情(qing)況出現(xian)，但從更大的(de)范圍來(lai)看(kan)，如今也只有(you)約10%-20%的(de)地(di)(di)球表面(mian)(mian)覆(fu)蓋了(le)網(wang)絡通信(xin)(xin)，占據(ju)陸地(di)(di)面(mian)(mian)積的(de)50%。目(mu)前的(de)網(wang)絡覆(fu)蓋對(dui)于使用互聯(lian)網(wang)的(de)消(xiao)費者來(lai)說已經足夠，但那些身處荒漠、森林、海洋等區域(yu)的(de)設備卻仍渴(ke)求著網(wang)絡的(de)接(jie)入。而(er)農業、海運(yun)、石油勘探以(yi)及某(mou)些公(gong)用事業等應(ying)用也大多(duo)分布(bu)在這(zhe)些區域(yu)，這(zhe)就給衛星物(wu)聯(lian)網(wang)產業留下了(le)巨大的(de)機會，是對(dui)偏遠(yuan)地(di)(di)區的(de)地(di)(di)面(mian)(mian)蜂窩(wo)和(he)非(fei)蜂窩(wo)網(wang)絡提(ti)供的(de)有(you)力補充。
不過，雖然衛星通信確實是地面通信的理想補充，但其最初并非是為物聯網應用而設計，因此相比其他解決方案來說更昂貴也更復雜。但隨著(zhu)技術的(de)(de)進步，發射衛(wei)星的(de)(de)成本已經大幅降低，而(er)且還有(you)進一(yi)步降低的(de)(de)趨(qu)勢，衛(wei)星通信也更加穩定、方便。因此(ci)，現有(you)的(de)(de)衛(wei)星運(yun)營(ying)商和各類初創公(gong)司都在押(ya)注衛(wei)星物聯網這片(pian)“藍(lan)海(hai)”市場。
不僅如此，Berg Insight 的(de)報告中也提到(dao)，作為(wei)全球四大(da)衛星(xing)物(wu)聯(lian)網運營商，Iridium、Orbcomm、Inmarsat和Globalstar 近年(nian)來在該領(ling)域都有(you)著不錯的(de)增(zeng)長。目前(qian)，Iridium的(de)衛星(xing)物(wu)聯(lian)網用戶數(shu)已(yi)經(jing)達到(dao)130萬(wan)，Orbcomm更(geng)是轉變為(wei)一(yi)家衛星(xing)物(wu)聯(lian)網端(duan)到(dao)端(duan)解決方案提供商，去年(nian)底的(de)用戶規(gui)模已(yi)經(jing)達到(dao)110萬(wan)。
在技術方面，除了利用專業的衛星連接技術來與地面的物聯網設備連接，很多公司也在嘗試使用地面的物聯網無線連接技術，如Lacuna Space采(cai)用了LoRaWAN、Huble Network使(shi)用的藍牙(ya)以及Eutelsat使(shi)用的Sigfox等。
衛(wei)星通信和5G融合(he)有望(wang)成為新(xin)趨勢
當前，5G網絡已(yi)經進入成熟的商用階段，已(yi)經覆蓋且滿足了(le)用戶的絕大部分需求，而衛星通(tong)信(xin)還處(chu)于發展初(chu)期(qi)，如果繼續(xu)走此前專(zhuan)用、封閉的發展路線，其想要(yao)(yao)實現規模應用和(he)商業化則還有(you)(you)很(hen)長的路要(yao)(yao)走。不過，二者的融合發展卻有(you)(you)望成為行(xing)業發展的新熱點。
對(dui)(dui)于以5G等(deng)為代(dai)表的(de)(de)(de)(de)地面蜂窩通(tong)(tong)信(xin)來說，雖然其(qi)在(zai)(zai)基站信(xin)號(hao)覆蓋(gai)的(de)(de)(de)(de)范(fan)圍之內可(ke)以為用(yong)戶提供極(ji)佳(jia)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)體(ti)驗(yan)，甚至通(tong)(tong)過5G-NR結合特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)射頻技術還能實現對(dui)(dui)近海和(he)低空的(de)(de)(de)(de)局部(bu)覆蓋(gai)，但對(dui)(dui)遠海和(he)高(gao)空等(deng)卻(que)無能為力，而(er)這些都(dou)是衛星(xing)通(tong)(tong)信(xin)可(ke)以發揮作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)領域。不僅如此，衛星(xing)通(tong)(tong)信(xin)系統也一直在(zai)(zai)由窄帶話音向高(gao)通(tong)(tong)量的(de)(de)(de)(de)寬帶數據(ju)傳(chuan)輸發展，從僅提供狹義(yi)的(de)(de)(de)(de)通(tong)(tong)信(xin)服(fu)務向更廣范(fan)圍的(de)(de)(de)(de)互聯網和(he)物聯網演進，也在(zai)(zai)從低頻的(de)(de)(de)(de)專有應用(yong)向高(gao)頻的(de)(de)(de)(de)大眾(zhong)服(fu)務轉(zhuan)變。
早在2018年(nian)時，歐(ou)空局和日(ri)本國家信(xin)(xin)息與(yu)通(tong)信(xin)(xin)技術研(yan)究就簽署了(le)計劃，合(he)作研(yan)發衛(wei)星通(tong)信(xin)(xin)與(yu)5G通(tong)信(xin)(xin)無(wu)縫切換的(de)洲際(ji)(ji)通(tong)信(xin)(xin)能力；2022年(nian)初更是(shi)成功在國際(ji)(ji)間長距(ju)離5G網(wang)(wang)絡(luo)中實現了(le)5G控(kong)制(zhi)信(xin)(xin)號、高(gao)清(qing)4K視頻和物聯(lian)網(wang)(wang)數(shu)據的(de)傳(chuan)輸并(bing)完成網(wang)(wang)絡(luo)傳(chuan)輸質量測試；在今年(nian)6月(yue)的(de)日(ri)歐(ou)聯(lian)合(he)實驗(yan)中，還成功將衛(wei)星線路集成到國際(ji)(ji)間長距(ju)離5G網(wang)(wang)絡(luo)中，實現太空與(yu)地面無(wu)縫連接，證(zheng)明了(le)在洲際(ji)(ji)范(fan)圍內部署高(gao)度分布式可信(xin)(xin)網(wang)(wang)絡(luo)連接的(de)可行性。
目前，衛(wei)星通(tong)信(xin)與5G的融合(he)業務尚未進(jin)行大(da)面(mian)(mian)積(ji)推廣，想(xiang)要實現真正的“星地融合(he)”，未來(lai)還(huan)要與6G通(tong)信(xin)相結合(he)，甚至在(zai)低軌衛(wei)星之外，還(huan)將進(jin)一步(bu)支持(chi)同步(bu)衛(wei)星、高軌衛(wei)星、平流層(ceng)浮空器以及無人機等。由(you)地面(mian)(mian)通(tong)信(xin)和(he)衛(wei)星通(tong)信(xin)融合(he)帶來(lai)的全新機遇(yu)，雖(sui)然在(zai)技術研發上面(mian)(mian)臨著無比艱巨(ju)的挑戰，但也將推動衛(wei)星通(tong)信(xin)行業邁進(jin)前所未有的大(da)市場。
衛星物聯網也能低(di)功耗
今(jin)天，在(zai)(zai)(zai)全球各處人跡罕(han)至的(de)地(di)方，都可能會(hui)存在(zai)(zai)(zai)企業(ye)的(de)各種(zhong)業(ye)務(wu)，部署在(zai)(zai)(zai)這些地(di)方的(de)設備等資產也都有(you)被追蹤和連(lian)(lian)接的(de)需求(qiu)。由于蜂窩(wo)網(wang)絡通常(chang)無法提供無處不(bu)在(zai)(zai)(zai)的(de)連(lian)(lian)接，使用低(di)功耗廣域網(wang)（LPWAN）這種(zhong)非蜂窩(wo)連(lian)(lian)接，雖然可以在(zai)(zai)(zai)某種(zhong)程度上滿(man)足(zu)遠(yuan)距(ju)離、低(di)數據量和低(di)功耗的(de)物聯網(wang)連(lian)(lian)接需求(qiu)，但(dan)由于缺乏統一的(de)標準和全球連(lian)(lian)接，也依然面(mian)臨挑戰(zhan)，這也是(shi)衛星物聯網(wang)相比前兩者具有(you)的(de)獨到優勢。
通過使用衛星(xing)物聯(lian)網來補充蜂窩和非蜂窩網絡連接，企業(ye)幾(ji)乎(hu)可(ke)以實(shi)時獲取到需要的數(shu)據并進(jin)行分析(xi)，進(jin)而(er)反饋相應(ying)的指令(ling)，實(shi)現(xian)遠比傳統(tong)方(fang)式更加高效(xiao)的運營。同(tong)時，衛星(xing)物聯(lian)網的連接也非常(chang)可(ke)靠，能保證在全(quan)球范圍內提供一致的服務。
不過，衛星物聯網的目標并非完全替代現有的地面通信方式，而是通過與它們進行融合，從而補充地面網絡的不足，提供更加優質的服務。在過去幾年，多家衛星初創公司已經宣布推出基于衛星的新型物聯網通信系統，有望大大降低傳統衛星系統的成本和能耗。這些衛星通信系統要么利用新的物聯網空口協議，要么利用現有的LPWAN技術，如LoRa或NB-IoT，為全球各地的物聯網設備和在軌衛星之間提供直接通信，也可以被視為是低功耗廣域網市場的一部分。
衛星(xing)物聯網是模組廠商的一塊(kuai)“大蛋糕”
目前，在5G相關標準演進以及6G標準研究中，都將空天地一體化網絡融合作為重點研究方向，可見衛星物聯網未來必將成為物聯網發展的一大趨勢。早在2020年4月，國家發改委便首次將衛星物聯網和5G、工業互聯網等一起列入信息基礎設施，明確了建設衛星物聯網在新一代信息技術演進上的重大戰略意義。
在標準的制定方面，NTN（non-terrestrial network，非地面網絡）是 3GPP 在 R17 階段制定的基于新空口技術的終端與衛星直接通信的技術，同時也是 3GPP R17 版本的重要功能，在 5G-Advanced 中持續演進，已成為 3GPP Release 18 工作計劃的重要部分。當然，標準的演進也伴隨著各種技術指標的不斷增強，如頻譜效率、移動性、功耗、時延等，衛星物聯網通信自然也不例外。對于NTN來說，未來勢必也需要使用專用的芯片或模組，這就需要相(xiang)應(ying)的(de)芯片和(he)模組廠商在研(yan)發(fa)(fa)過程中，更加注重技術積累(lei)、科研(yan)人員投(tou)入、新方法和(he)新設備(bei)的(de)使用，同(tong)時(shi)也為各(ge)類廠商帶來了(le)全新的(de)發(fa)(fa)展機遇。
眾所周知，當前物聯網連接需求和模組出貨的主要增量來自于以5G、4G和NB-IoT為代表的LPWAN。以4G Cat 1為例，其在短短一兩年的時間內便使國內芯片和模組的出貨量從不到千萬提升到了上億級別。按照這種相似的發展路徑可以推測，雖然短期內衛星物聯網還暫時無法與已有的地面物聯網連接正面競爭，但在可見的未來，衛星物聯網的總份額必將在整個物聯網市場中占據一席之地。
從產業規模來說，麥肯錫曾經給出過2025年衛星物聯網產值達到5600-8500億美元的預測，這對于物聯網產業鏈的重要一環——模組廠商來說，更是一塊不可被忽視的蛋糕，有利于通過研發技術含量更高的產品進一步提升售價和利潤。不(bu)久(jiu)前，根據(ju)Counterpoint發布的2022年Q1追蹤(zong)報告，中(zhong)國的三家模組廠商首次(ci)支(zhi)撐起了全球(qiu)蜂窩物聯網模組出貨(huo)量的半壁江(jiang)山(shan)。
作為全球領先的物聯網無線通信解決方案和無線模組供應商，廣和通一直在緊隨標準，不斷推陳出新，已擁有近22年的物聯網通信技術和經驗積累。事實上，廣和通也早已布局智慧能源、智慧城市、智慧農業、運(yun)輸等場景多(duo)年，這(zhe)些都(dou)是未來的(de)(de)(de)衛星物(wu)聯(lian)網(wang)能夠大規模發揮作用(yong)的(de)(de)(de)典型場景。相信在未來衛星物(wu)聯(lian)網(wang)的(de)(de)(de)競爭中，廣和通依然會保持領先(xian)地位，成(cheng)為讓運(yun)營商(shang)、物(wu)聯(lian)網(wang)設(she)備廠商(shang)、系統(tong)集成(cheng)商(shang)等深度信賴(lai)的(de)(de)(de)合作伙伴。
