經過數代(dai)的(de)迭代(dai)更(geng)新(xin)，地面上(shang)的(de)蜂窩(wo)通信已(yi)經可以滿足(zu)用戶的(de)絕(jue)大(da)部分(fen)需求，但在其信號覆蓋不到的(de)海洋(yang)、高空等環境下，還需要衛(wei)星通信來進行(xing)輔助和補充(chong)。
不(bu)久(jiu)前，幾家主流手機廠商在發(fa)布會上推出的旗艦新品都配(pei)備了近(jin)期(qi)大火(huo)的衛星通信，可以讓用(yong)戶(hu)在基站信號(hao)覆蓋之外的區域也能發(fa)送文本，這對面臨(lin)緊急情況的用(yong)戶(hu)來說是一項具有重要意義的功(gong)能。
近年來(lai)，在全球(qiu)范圍內，衛(wei)(wei)星(xing)通(tong)信已然成為運營(ying)商和科技公司(si)的必爭(zheng)之(zhi)地(di)，如(ru)SpaceX公司(si)旗下的星(xing)鏈(lian)已向(xiang)空中發射(she)了三千顆以上的低軌道衛(wei)(wei)星(xing)，最終目標是建(jian)成覆蓋全球(qiu)的衛(wei)(wei)星(xing)通(tong)信網絡(luo)。
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(kua)入“物超(chao)人”時代(dai)之際，基于衛星的物聯網(wang)產業(ye)也在蓬勃發展當中，成為一(yi)些行(xing)業(ye)和(he)企業(ye)的全(quan)新選擇。
真(zhen)正實(shi)現(xian)“無處不在”的(de)萬(wan)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(shi)區(qu)(qu)域(yu)(yu)，隨著基站數(shu)量和(he)密度的(de)(de)(de)進一步增加，目前幾乎(hu)沒有完全失(shi)去信號的(de)(de)(de)情況出(chu)現，但(dan)從更大(da)的(de)(de)(de)范圍來看，如(ru)今也只(zhi)有約10%-20%的(de)(de)(de)地球表面(mian)(mian)覆(fu)蓋了網(wang)絡通信，占據陸地面(mian)(mian)積的(de)(de)(de)50%。目前的(de)(de)(de)網(wang)絡覆(fu)蓋對于使用互聯(lian)網(wang)的(de)(de)(de)消費(fei)者來說已經足夠，但(dan)那(nei)些身處荒(huang)漠、森林、海洋等區(qu)(qu)域(yu)(yu)的(de)(de)(de)設備(bei)卻仍渴求著網(wang)絡的(de)(de)(de)接入。而農業(ye)、海運(yun)、石油勘(kan)探以及某些公(gong)用事業(ye)等應(ying)用也大(da)多分(fen)布在這(zhe)些區(qu)(qu)域(yu)(yu)，這(zhe)就給衛星物聯(lian)網(wang)產業(ye)留下了巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)機(ji)會，是對偏遠地區(qu)(qu)的(de)(de)(de)地面(mian)(mian)蜂窩和(he)非(fei)蜂窩網(wang)絡提供的(de)(de)(de)有力(li)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。但隨著技術的進步(bu)，發射衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)的成本已經(jing)大幅降低，而且還有(you)進一步(bu)降低的趨勢，衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)信(xin)也更加穩定、方(fang)便。因(yin)此，現(xian)有(you)的衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)運營(ying)商和各類(lei)初創(chuang)公(gong)司都在押注衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)物(wu)聯(lian)網這片“藍海”市場。
不僅(jin)如(ru)此，Berg Insight 的(de)(de)報告(gao)中也提到(dao)，作為全(quan)球四(si)大(da)衛星物聯網(wang)(wang)運營商，Iridium、Orbcomm、Inmarsat和Globalstar 近年(nian)來(lai)在該領(ling)域都(dou)有著不錯的(de)(de)增長。目前(qian)，Iridium的(de)(de)衛星物聯網(wang)(wang)用(yong)戶數已經達(da)到(dao)130萬，Orbcomm更是轉變為一家衛星物聯網(wang)(wang)端到(dao)端解(jie)決方案提供商，去年(nian)底的(de)(de)用(yong)戶規模已經達(da)到(dao)110萬。
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采用(yong)了LoRaWAN、Huble Network使用(yong)的(de)藍牙以及Eutelsat使用(yong)的(de)Sigfox等。
衛星通信和5G融合有望成為新(xin)趨勢
當前(qian)，5G網絡已經(jing)進入成熟的(de)商(shang)用(yong)(yong)階段，已經(jing)覆(fu)蓋且滿足了(le)用(yong)(yong)戶的(de)絕(jue)大部(bu)分需求，而衛星通信還(huan)處于發展初(chu)期，如果繼(ji)續走(zou)此前(qian)專(zhuan)用(yong)(yong)、封閉的(de)發展路線，其想要(yao)實現(xian)規模應(ying)用(yong)(yong)和商(shang)業(ye)化(hua)則還(huan)有很長的(de)路要(yao)走(zou)。不過，二者的(de)融(rong)合發展卻有望(wang)成為(wei)行(xing)業(ye)發展的(de)新熱(re)點。
對(dui)(dui)于以5G等為代(dai)表(biao)的(de)(de)(de)(de)地面蜂窩通信(xin)(xin)來說，雖然其在(zai)基站(zhan)信(xin)(xin)號覆(fu)(fu)蓋(gai)的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)(wei)之(zhi)內可(ke)以為用(yong)戶提(ti)(ti)供極佳的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)體驗，甚(shen)至通過5G-NR結合(he)特殊(shu)的(de)(de)(de)(de)射頻(pin)技術(shu)還(huan)能實現對(dui)(dui)近(jin)海和低空(kong)的(de)(de)(de)(de)局部覆(fu)(fu)蓋(gai)，但對(dui)(dui)遠海和高(gao)空(kong)等卻無能為力(li)，而(er)這(zhe)些都是衛星通信(xin)(xin)可(ke)以發(fa)揮作用(yong)的(de)(de)(de)(de)領域(yu)。不僅(jin)如(ru)此，衛星通信(xin)(xin)系統(tong)也(ye)一直在(zai)由(you)窄帶(dai)話(hua)音(yin)向(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)通量的(de)(de)(de)(de)寬帶(dai)數據傳(chuan)輸發(fa)展(zhan)，從(cong)僅(jin)提(ti)(ti)供狹(xia)義的(de)(de)(de)(de)通信(xin)(xin)服務(wu)向(xiang)(xiang)(xiang)更廣范圍(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)互聯(lian)網和物聯(lian)網演進，也(ye)在(zai)從(cong)低頻(pin)的(de)(de)(de)(de)專有(you)應用(yong)向(xiang)(xiang)(xiang)高(gao)頻(pin)的(de)(de)(de)(de)大眾服務(wu)轉(zhuan)變。
早在(zai)2018年(nian)時，歐(ou)空局(ju)和日本國家(jia)信(xin)息(xi)與通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)技術(shu)研究就簽署(shu)了(le)計劃，合(he)作(zuo)研發衛星通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)與5G通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)無縫切換的(de)(de)洲際(ji)(ji)通(tong)(tong)(tong)(tong)信(xin)能力；2022年(nian)初更是成功(gong)在(zai)國際(ji)(ji)間長距離(li)5G網絡(luo)中實(shi)現了(le)5G控制信(xin)號、高清(qing)4K視頻和物聯網數據的(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸(shu)并完成網絡(luo)傳(chuan)(chuan)輸(shu)質量測試；在(zai)今年(nian)6月的(de)(de)日歐(ou)聯合(he)實(shi)驗中，還成功(gong)將衛星線(xian)路集成到(dao)國際(ji)(ji)間長距離(li)5G網絡(luo)中，實(shi)現太空與地面無縫連(lian)接，證明了(le)在(zai)洲際(ji)(ji)范圍內部(bu)署(shu)高度分布式可(ke)信(xin)網絡(luo)連(lian)接的(de)(de)可(ke)行(xing)性(xing)。
目前，衛(wei)(wei)(wei)星(xing)通信(xin)與5G的(de)(de)(de)融(rong)合(he)業(ye)務尚未進行大面(mian)積推廣，想(xiang)要實現真正的(de)(de)(de)“星(xing)地融(rong)合(he)”，未來還要與6G通信(xin)相(xiang)結合(he)，甚(shen)至(zhi)在(zai)低軌(gui)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)之外，還將(jiang)進一步(bu)支持同步(bu)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)、高軌(gui)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)、平流層(ceng)浮空器(qi)以及(ji)無人機(ji)等。由(you)地面(mian)通信(xin)和(he)衛(wei)(wei)(wei)星(xing)通信(xin)融(rong)合(he)帶來的(de)(de)(de)全(quan)新(xin)機(ji)遇，雖然在(zai)技術研發上(shang)面(mian)臨(lin)著無比(bi)艱(jian)巨的(de)(de)(de)挑戰，但也將(jiang)推動衛(wei)(wei)(wei)星(xing)通信(xin)行業(ye)邁進前所(suo)未有(you)的(de)(de)(de)大市(shi)場。
衛(wei)星物(wu)聯網也能低功耗
今天，在(zai)全(quan)球(qiu)各處人跡(ji)罕至的(de)地(di)方，都可能會存在(zai)企業的(de)各種(zhong)業務，部署在(zai)這些(xie)地(di)方的(de)設備(bei)等資產也(ye)都有被追蹤和連(lian)接(jie)的(de)需求。由于蜂窩(wo)網絡通常無(wu)法提供無(wu)處不(bu)在(zai)的(de)連(lian)接(jie)，使用低功耗廣域(yu)網（LPWAN）這種(zhong)非蜂窩(wo)連(lian)接(jie)，雖然(ran)可以在(zai)某種(zhong)程度上滿足遠距離、低數據(ju)量和低功耗的(de)物聯網連(lian)接(jie)需求，但由于缺乏統一的(de)標(biao)準和全(quan)球(qiu)連(lian)接(jie)，也(ye)依然(ran)面臨挑(tiao)戰，這也(ye)是衛星物聯網相比前兩者(zhe)具有的(de)獨到(dao)優勢。
通過使用(yong)衛星物(wu)聯網(wang)來補充(chong)蜂窩(wo)和非蜂窩(wo)網(wang)絡連接，企業(ye)幾乎可(ke)以實時獲取(qu)到需(xu)要的數據(ju)并(bing)進行分析，進而反饋相應的指令，實現遠比傳(chuan)統(tong)方式更加高效的運營。同時，衛星物(wu)聯網(wang)的連接也非常可(ke)靠，能(neng)保證在全球范圍內(nei)提供一(yi)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(wei)星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(xu)要(yao)相應的芯片和模組廠(chang)商在研發過程中，更加注(zhu)重技術積(ji)累、科(ke)研人員投入、新方法和新設備的使用，同時(shi)也為各類廠(chang)商帶來(lai)了全新的發展機遇(yu)。
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)久前(qian)，根據Counterpoint發布的2022年Q1追(zhui)蹤報(bao)告，中國的三家模組廠商首次支(zhi)撐(cheng)起了全球蜂窩物聯網(wang)模組出貨量的半壁江(jiang)山。
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(deng)場景多年，這(zhe)些都是未來(lai)的衛星(xing)物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)能夠大規模發(fa)揮(hui)作用(yong)的典型場景。相(xiang)信在(zai)未來(lai)衛星(xing)物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)的競爭中，廣和通依然會保持領(ling)先地(di)位(wei)，成(cheng)為讓運(yun)營商、物(wu)(wu)(wu)聯網(wang)設備廠商、系(xi)統集成(cheng)商等(deng)深(shen)度信賴的合作伙伴。
