經(jing)過數代的(de)迭(die)代更新，地(di)面上的(de)蜂窩通信已經(jing)可(ke)以滿足用戶的(de)絕大部(bu)分需(xu)求，但在其信號覆蓋(gai)不到的(de)海洋、高空等環(huan)境下，還需(xu)要衛星(xing)通信來進行輔(fu)助和補(bu)充。
不久前，幾(ji)家主流手機(ji)廠商(shang)在(zai)發布會(hui)上推出的(de)旗艦新品都配備了近期(qi)大火的(de)衛星通信，可(ke)以讓用(yong)戶在(zai)基(ji)站信號覆蓋之外的(de)區域也能(neng)發送文(wen)本，這對面臨緊急情況的(de)用(yong)戶來說(shuo)是一項具有重(zhong)要意(yi)義的(de)功能(neng)。
近年來，在全球(qiu)范圍內，衛星通(tong)信(xin)已(yi)然成為運營商(shang)和科技公司的必爭之(zhi)地，如SpaceX公司旗(qi)下的星鏈已(yi)向空中發射了三千顆(ke)以上的低軌道衛星，最終(zhong)目標(biao)是建成覆蓋全球(qiu)的衛星通(tong)信(xin)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(yi)直以來都未受到太多(duo)重(zhong)視。如今(jin)，在(zai)地面(mian)物聯網跨入“物超人”時代之際，基于(yu)衛星的(de)物聯網產(chan)業(ye)也(ye)在(zai)蓬(peng)勃發展(zhan)當中，成為一(yi)些(xie)行業(ye)和(he)企(qi)業(ye)的(de)全(quan)新(xin)選(xuan)擇(ze)。
真正實現“無處不在”的萬物互聯
根據瑞典的(de)(de)(de)專業物聯網分析公(gong)司Berg Insight的(de)(de)(de)最新報告(gao)，截止到2021年(nian)(nian)底，全球衛星物聯網用戶已經超過390萬(wan)，而且將(jiang)以40.3%的(de)(de)(de)復合年(nian)(nian)增(zeng)(zeng)長率（CAGR）持續增(zeng)(zeng)長，到2026年(nian)(nian)時(shi)，這一數字將(jiang)達到2120萬(wan)。同時(shi)，IoT Analytics也曾預(yu)測，到2026年(nian)(nian)時(shi)，全球衛星物聯網連(lian)接(jie)的(de)(de)(de)市場將(jiang)增(zeng)(zeng)長到10億美(mei)元規模，增(zeng)(zeng)速也將(jiang)從幾年(nian)(nian)前7%的(de)(de)(de)CAGR加速到未(wei)來幾年(nian)(nian)14%的(de)(de)(de)CAGR。
放眼城市(shi)區(qu)(qu)域(yu)，隨(sui)著基站數量和(he)密(mi)度的(de)(de)進一步增加，目前幾(ji)乎(hu)沒有完(wan)全失去信(xin)號的(de)(de)情況(kuang)出現，但從更(geng)大的(de)(de)范圍來看，如今也(ye)只有約10%-20%的(de)(de)地(di)球(qiu)表面覆蓋了網絡通(tong)信(xin)，占據(ju)陸地(di)面積的(de)(de)50%。目前的(de)(de)網絡覆蓋對(dui)于使用互(hu)聯(lian)(lian)網的(de)(de)消費者來說已經足(zu)夠，但那些身處荒漠、森林、海(hai)洋等區(qu)(qu)域(yu)的(de)(de)設備(bei)卻仍渴求(qiu)著網絡的(de)(de)接入。而農業、海(hai)運、石油勘探以及某些公用事業等應用也(ye)大多分(fen)布在這些區(qu)(qu)域(yu)，這就給衛星物聯(lian)(lian)網產業留(liu)下了巨大的(de)(de)機會，是對(dui)偏遠地(di)區(qu)(qu)的(de)(de)地(di)面蜂窩和(he)非(fei)蜂窩網絡提供的(de)(de)有力補充(chong)。
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(er)(er)設計(ji)，因此相比其(qi)他解(jie)決(jue)方案來說更昂貴也更復雜。但(dan)隨著(zhu)技術(shu)的(de)進步(bu)，發射衛星的(de)成(cheng)本已經大(da)幅降低，而(er)(er)且還有進一步(bu)降低的(de)趨勢，衛星通(tong)信也更加穩(wen)定、方便。因此，現有的(de)衛星運(yun)營商和各類初創公司都(dou)在押注衛星物(wu)聯(lian)網這片(pian)“藍海”市(shi)場。
不(bu)僅如此，Berg Insight 的(de)報告中也(ye)提到，作(zuo)為(wei)(wei)全球四大衛星物聯網運營商(shang)，Iridium、Orbcomm、Inmarsat和(he)Globalstar 近(jin)年來在該領域都有著不(bu)錯的(de)增長。目前，Iridium的(de)衛星物聯網用戶數已經達到130萬，Orbcomm更是轉(zhuan)變為(wei)(wei)一(yi)家衛星物聯網端到端解決(jue)方案提供商(shang)，去年底的(de)用戶規(gui)模已經達到110萬。
在技術(shu)方面(mian)，除了(le)利用(yong)專業的衛(wei)星(xing)連接(jie)技術(shu)來與地面(mian)的物(wu)聯(lian)網(wang)設備連接(jie)，很多公司也在嘗試使用(yong)地面(mian)的物(wu)聯(lian)網(wang)無線(xian)連接(jie)技術(shu)，如Lacuna Space采用(yong)了(le)LoRaWAN、Huble Network使用(yong)的藍(lan)牙以及Eutelsat使用(yong)的Sigfox等。
衛星通信和5G融合有望成為新趨勢
當前，5G網絡已(yi)經進入成熟的(de)(de)商(shang)用階段，已(yi)經覆(fu)蓋且滿足了用戶的(de)(de)絕大部分(fen)需求，而衛星通信還處于發展(zhan)初期(qi)，如果繼續走(zou)此前專用、封閉的(de)(de)發展(zhan)路線，其想要實現規模應用和商(shang)業(ye)化則還有(you)很長的(de)(de)路要走(zou)。不(bu)過(guo)，二者的(de)(de)融合發展(zhan)卻(que)有(you)望(wang)成為(wei)行業(ye)發展(zhan)的(de)(de)新熱點。
對于(yu)以(yi)5G等為代(dai)表的地面蜂窩通(tong)(tong)信(xin)(xin)來說，雖然(ran)其在(zai)基站信(xin)(xin)號(hao)覆(fu)蓋(gai)的范(fan)圍之內可(ke)以(yi)為用(yong)戶提供極佳的使(shi)用(yong)體驗，甚至通(tong)(tong)過5G-NR結合特(te)殊的射頻(pin)(pin)技(ji)術還能實(shi)現對近海和低(di)空的局(ju)部覆(fu)蓋(gai)，但對遠海和高(gao)空等卻無能為力，而這些都(dou)是衛(wei)星通(tong)(tong)信(xin)(xin)可(ke)以(yi)發揮作用(yong)的領域。不僅(jin)如(ru)此，衛(wei)星通(tong)(tong)信(xin)(xin)系統也(ye)(ye)一直在(zai)由窄(zhai)帶話音向高(gao)通(tong)(tong)量(liang)的寬帶數據傳(chuan)輸發展，從僅(jin)提供狹(xia)義的通(tong)(tong)信(xin)(xin)服務向更廣范(fan)圍的互聯(lian)網(wang)和物聯(lian)網(wang)演進，也(ye)(ye)在(zai)從低(di)頻(pin)(pin)的專有應用(yong)向高(gao)頻(pin)(pin)的大眾服務轉變。
早在2018年(nian)時，歐(ou)空(kong)局(ju)和日(ri)本(ben)國家信息(xi)與(yu)通(tong)(tong)信技(ji)術研究就簽(qian)署(shu)了計劃，合作研發衛星通(tong)(tong)信與(yu)5G通(tong)(tong)信無縫切換的(de)洲際(ji)通(tong)(tong)信能(neng)力；2022年(nian)初更是成(cheng)功在國際(ji)間長距離5G網(wang)絡(luo)中實(shi)現了5G控制信號、高(gao)清(qing)4K視頻和物聯(lian)網(wang)數(shu)據的(de)傳輸并完成(cheng)網(wang)絡(luo)傳輸質量(liang)測試；在今(jin)年(nian)6月的(de)日(ri)歐(ou)聯(lian)合實(shi)驗中，還成(cheng)功將衛星線路集(ji)成(cheng)到國際(ji)間長距離5G網(wang)絡(luo)中，實(shi)現太(tai)空(kong)與(yu)地面無縫連接，證明(ming)了在洲際(ji)范圍(wei)內(nei)部署(shu)高(gao)度(du)分布(bu)式(shi)可(ke)信網(wang)絡(luo)連接的(de)可(ke)行性。
目前，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)(tong)信(xin)與5G的(de)(de)融合(he)業務尚未(wei)進行大面(mian)積推廣，想要(yao)實現真正的(de)(de)“星(xing)(xing)地融合(he)”，未(wei)來還要(yao)與6G通(tong)(tong)信(xin)相結(jie)合(he)，甚至在(zai)低軌衛(wei)(wei)星(xing)(xing)之外(wai)，還將進一步支持同步衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、高軌衛(wei)(wei)星(xing)(xing)、平流層浮空器以及無人機等。由(you)地面(mian)通(tong)(tong)信(xin)和衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)(tong)信(xin)融合(he)帶來的(de)(de)全新機遇，雖然在(zai)技術研發上(shang)面(mian)臨著無比艱(jian)巨的(de)(de)挑戰，但也將推動衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)(tong)信(xin)行業邁進前所(suo)未(wei)有的(de)(de)大市場(chang)。
衛星物聯網也能低功耗
今天，在(zai)(zai)全球各處(chu)人(ren)跡(ji)罕至的地方，都可能會存在(zai)(zai)企業的各種(zhong)(zhong)業務，部署在(zai)(zai)這些地方的設(she)備等(deng)資產也(ye)都有(you)被追(zhui)蹤和(he)連(lian)(lian)接(jie)(jie)的需求。由于(yu)蜂(feng)窩網(wang)絡通常(chang)無法提供無處(chu)不在(zai)(zai)的連(lian)(lian)接(jie)(jie)，使用低功耗(hao)廣域網(wang)（LPWAN）這種(zhong)(zhong)非蜂(feng)窩連(lian)(lian)接(jie)(jie)，雖然(ran)可以在(zai)(zai)某種(zhong)(zhong)程(cheng)度(du)上滿足遠距離、低數(shu)據量(liang)和(he)低功耗(hao)的物聯網(wang)連(lian)(lian)接(jie)(jie)需求，但由于(yu)缺乏統一(yi)的標準和(he)全球連(lian)(lian)接(jie)(jie)，也(ye)依然(ran)面臨挑(tiao)戰(zhan)，這也(ye)是衛星物聯網(wang)相比前兩者具有(you)的獨到優(you)勢(shi)。
通過(guo)使用(yong)衛(wei)星物(wu)聯網來補充蜂(feng)窩和非蜂(feng)窩網絡連接，企(qi)業幾(ji)乎可以(yi)實時獲取到需要的數(shu)據并進行(xing)分析，進而反饋(kui)相應的指(zhi)令，實現遠比傳統方式更加高效的運營(ying)。同時，衛(wei)星物(wu)聯網的連接也(ye)非常可靠，能保證在全球范圍(wei)內提供一(yi)致的服務(wu)。
不過，衛星物聯網(wang)的(de)(de)目(mu)標并非完全(quan)替代(dai)現有(you)(you)的(de)(de)地(di)面通(tong)(tong)信(xin)方式(shi)，而是通(tong)(tong)過與它(ta)們進行融合，從而補充地(di)面網(wang)絡(luo)的(de)(de)不足，提供更加優質(zhi)的(de)(de)服務。在過去幾年，多家衛星初創(chuang)公司已經宣布推出(chu)基(ji)于衛星的(de)(de)新型(xing)物聯網(wang)通(tong)(tong)信(xin)系統，有(you)(you)望大大降低傳(chuan)統衛星系統的(de)(de)成(cheng)本(ben)和(he)能耗(hao)。這些衛星通(tong)(tong)信(xin)系統要么利(li)用(yong)新的(de)(de)物聯網(wang)空口協議，要么利(li)用(yong)現有(you)(you)的(de)(de)LPWAN技術，如LoRa或NB-IoT，為全(quan)球各地(di)的(de)(de)物聯網(wang)設備和(he)在軌(gui)衛星之間(jian)提供直接通(tong)(tong)信(xin)，也可(ke)以被視為是低功(gong)耗(hao)廣域網(wang)市場(chang)的(de)(de)一部分。
衛星物聯網是模組廠商的一塊“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(lie)入信息(xi)基礎(chu)設施(shi)，明確了建設衛星物聯網在新一代(dai)信息(xi)技(ji)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)要相應的(de)芯片和模組廠(chang)(chang)商(shang)在研發(fa)過程中(zhong)，更加注重技(ji)術積累、科(ke)研人(ren)員投入(ru)、新方法和新設備的(de)使用，同時也為各類廠(chang)(chang)商(shang)帶(dai)來了全新的(de)發(fa)展(zhan)機遇(yu)。
眾所周知，當(dang)前物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)連(lian)接需(xu)求和模(mo)組(zu)出貨的(de)主要增(zeng)量(liang)來自(zi)于(yu)以(yi)(yi)5G、4G和NB-IoT為(wei)代表(biao)的(de)LPWAN。以(yi)(yi)4G Cat 1為(wei)例，其在短短一兩年的(de)時(shi)間內(nei)(nei)便使國內(nei)(nei)芯片和模(mo)組(zu)的(de)出貨量(liang)從不到(dao)千萬(wan)提(ti)升到(dao)了上(shang)億(yi)級別(bie)。按照這(zhe)種相似的(de)發展路徑可以(yi)(yi)推測，雖(sui)然(ran)短期內(nei)(nei)衛(wei)(wei)星物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)還暫時(shi)無法與已(yi)有的(de)地(di)面物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)連(lian)接正(zheng)面競(jing)爭，但在可見的(de)未來，衛(wei)(wei)星物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)的(de)總份額必將在整個物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)市(shi)場中(zhong)占據一席(xi)之地(di)。
從(cong)產業規模(mo)來(lai)說(shuo)，麥(mai)肯錫曾(ceng)經給出過(guo)2025年(nian)衛星物聯(lian)網(wang)產值達到5600-8500億美元的預測，這(zhe)對于物聯(lian)網(wang)產業鏈的重要一環——模(mo)組(zu)廠商來(lai)說(shuo)，更是一塊不可被(bei)忽視的蛋糕，有利(li)于通(tong)過(guo)研發(fa)技(ji)術含(han)量更高的產品進(jin)一步提升售價和利(li)潤。不久前(qian)，根據Counterpoint發(fa)布(bu)的2022年(nian)Q1追蹤(zong)報告(gao)，中國的三家模(mo)組(zu)廠商首(shou)次支撐起(qi)了全球蜂窩(wo)物聯(lian)網(wang)模(mo)組(zu)出貨量的半壁江山(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(deng)場景(jing)多年，這(zhe)些都是未來的(de)衛星(xing)物(wu)聯網能夠大規(gui)模發揮作用的(de)典型場景(jing)。相信在未來衛星(xing)物(wu)聯網的(de)競(jing)爭中，廣和通依然會保(bao)持領先地位，成(cheng)為讓運(yun)營(ying)商(shang)(shang)、物(wu)聯網設(she)備(bei)廠商(shang)(shang)、系統集成(cheng)商(shang)(shang)等(deng)深度信賴的(de)合作伙伴。
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