今天這篇文章，我們來聊聊衛星物聯網。
請(qing)大(da)家注意，我說的是“物聯網(wang)”，而不是“互聯網(wang)”。
物(wu)聯網，Internet of Things
眾所周知，按使用對象，互聯網可以分為“人聯網”和“物聯網”。我們普通消費者用戶使用的手機等應用，都屬于“人聯網”。而物聯網的話，主要是政府或企業用戶在智慧城市、工業互聯網等場景使用。
此外，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)物聯網還有(you)一個重(zhong)要(yao)概(gai)念“衛(wei)(wei)星(xing)(xing)”。這(zhe)幾年，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)信(xin)的(de)話題熱度極高。但是(shi)(shi)，大家主(zhu)要(yao)討論(lun)(lun)的(de)是(shi)(shi)手機(ji)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)信(xin)，比(bi)如(ru)我(wo)們使用的(de)智(zhi)能(neng)手機(ji)的(de)各種地圖(tu)APP，也借(jie)助了衛(wei)(wei)星(xing)(xing)信(xin)號的(de)傳(chuan)輸。其(qi)實(shi)，相比(bi)手機(ji)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)通(tong)信(xin)，衛(wei)(wei)星(xing)(xing)物聯網的(de)意義(yi)和價值無(wu)論(lun)(lun)是(shi)(shi)在覆蓋面(mian)還是(shi)(shi)發(fa)展(zhan)歷(li)程上，都是(shi)(shi)更(geng)加值得關注的(de)。
接下(xia)(xia)來，我就詳細(xi)給大(da)家介紹一下(xia)(xia)，衛星物聯網的(de)發展背景、研(yan)究現狀(zhuang)，以(yi)及未來前景。
衛星物聯網的發展背景
衛星(xing)物聯網(wang)，就是基于衛星(xing)通信的(de)物聯網(wang)。
1957年10月(yue)4日，蘇聯人(ren)(ren)發射了(le)世界(jie)上第一顆人(ren)(ren)造地球(qiu)衛星，開啟了(le)人(ren)(ren)類(lei)的(de)航天時代。此時，衛星基本上用于偵查(cha)、拍照等特殊性目的(de)。
到了60年(nian)代(dai)，物聯網(wang)的前身——傳感(gan)網(wang)，也(ye)誕生了，同樣也(ye)是(shi)出于特殊性(xing)目(mu)的。1965年(nian)，美軍在越南戰場上，為(wei)了偵查和轟炸胡志明小(xiao)道，通(tong)過飛(fei)機(ji)空投了大量的偽裝傳感(gan)器，構建了一張無線傳感(gan)網(wang)絡。
從那之(zhi)后，衛星和物(wu)聯網（傳感網）都是各自獨(du)立發展，沒有什么(me)交(jiao)集(ji)。
到70-80年代，衛(wei)(wei)星開始轉民用(yong)(yong)，但(dan)由于這是(shi)一(yi)個昂貴的技術，所以衛(wei)(wei)星通信主要(yao)還是(shi)用(yong)(yong)于高價值回報的應用(yong)(yong)，例如(ru)衛(wei)(wei)星電話電報、電視信號轉播、地面遙感、氣(qi)象觀測等，并未(wei)大(da)面積走向(xiang)市場(chang)。
而物聯(lian)(lian)網（傳感網）這邊，發展較為緩慢。直到90年代，才開(kai)(kai)始在民用領域有了(le)(le)一些探索。1990年，美(mei)國工程(cheng)師約(yue)翰·羅姆奇（John Romkey）發明(ming)了(le)(le)一臺可以通(tong)過互聯(lian)(lian)網打開(kai)(kai)和關閉(bi)的烤面包機，算是世界(jie)上第一臺真正意義上的“物聯(lian)(lian)網設備(bei)”。
1999年，麻(ma)省理工學院(yuan)的(de)凱(kai)文(wen)·阿什頓（Kevin Ashton）教授，首次提出了物(wu)聯(lian)網（Internet of Things）的(de)概念，表示：“世(shi)間萬物，皆可(ke)互聯”。
進入21世紀以后，互聯網(wang)的爆炸式發展(zhan)，讓衛星和物(wu)聯網(wang)這兩種過(guo)去無太多交(jiao)集的技(ji)術開(kai)始并行演進。
衛(wei)星這邊，應用(yong)方向逐漸(jian)從衛(wei)星電話轉向衛(wei)星上(shang)網，基(ji)于衛(wei)星的數據連接業(ye)務(wu)開始出現并崛起。
而物(wu)聯(lian)(lian)網在2005年被ITU官方正名之后(hou)，徹底取代了(le)傳感網，成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)新熱點(dian)。之后(hou)的(de)一(yi)段時間(jian)，物(wu)聯(lian)(lian)網主要以Wi-Fi、藍牙等短距離通信(xin)技術(shu)為(wei)主。后(hou)來，隨著蜂窩(wo)移動(dong)通信(xin)技術(shu)的(de)成(cheng)熟，基于蜂窩(wo)網絡的(de)物(wu)聯(lian)(lian)網技術(shu)也開始走向前臺。最(zui)具(ju)代表性的(de)，就是NB-IoT、LTE Cat.1，還有備受關注(zhu)的(de)5G。
這兩(liang)年(nian)，在數字(zi)化轉型的浪潮(chao)下，隨著物聯網越(yue)來(lai)越(yue)快的發(fa)展速度，基于衛星(xing)通信的萬物互聯，開始走(zou)向了公眾(zhong)視野。
衛星物聯網的應用價值
那么，為什么要讓兩(liang)個(ge)已經(jing)分開發(fa)展多年的(de)技術突然要結(jie)合起(qi)來呢？基于(yu)衛星通信(xin)的(de)萬物互聯(lian)將是怎樣的(de)互聯(lian)方式？
大家(jia)都知道，我們的地球(qiu)(qiu)，雖然(ran)名叫“地球(qiu)(qiu)”，但(dan)實(shi)際(ji)上(shang)是個“水球(qiu)(qiu)”。地球(qiu)(qiu)表面的71%是海洋，只(zhi)有29%才是陸地。
即便是(shi)在陸(lu)地(di)，人類(lei)建設了(le)那(nei)么多年的(de)(de)通信網(wang)絡，也只不(bu)過(guo)覆(fu)蓋了(le)陸(lu)地(di)面(mian)積的(de)(de)20%。而(er)海洋的(de)(de)，我們更是(shi)只覆(fu)蓋了(le)5%。換(huan)言之，整個地(di)球的(de)(de)表面(mian)，只有不(bu)到10%的(de)(de)面(mian)積，有網(wang)絡信號(hao)覆(fu)蓋。
那么，問題來了。如果覆蓋率這么低，我們憑什么“互聯萬物”？在沒有地面通信系統信號覆蓋的地方，想要開展物聯網應用，該怎么辦呢？
這(zhe)就是衛星(xing)通信的意義所在——借助衛星的廣覆蓋能力，彌補地面通信系統的不足，實現更廣闊的連接。
衛星(xing)(xing)位于太空，正所謂(wei)：“站(zhan)得高，看得遠”。它的(de)覆蓋能力是(shi)地(di)面基站(zhan)或(huo)光纖光纜(lan)無法比(bi)擬的(de)。尤其是(shi)深(shen)山、森林(lin)、沙漠、草原、戈壁(bi)等(deng)地(di)區(qu)，傳(chuan)統地(di)面通信難以觸及（成本(ben)太高、施(shi)工難度(du)太大(da)等(deng)），都(dou)是(shi)衛星(xing)(xing)通信可(ke)以大(da)展(zhan)拳(quan)腳(jiao)的(de)地(di)方(fang)。
基(ji)于衛(wei)星通信的短信、電話和(he)上網業務(wu)，可以服務(wu)戶外旅游、探險科考、航空(kong)航海，這些我(wo)就不多介紹(shao)了。接下(xia)來(lai)，我(wo)給大家詳(xiang)細說說，衛(wei)星物聯網的幾(ji)個典型(xing)案例(li)。
資產管理
企業(ye)都有自己(ji)的資產，需(xu)要對資產進(jin)行監測和管理。
有些(xie)企業(ye)的資產分布較廣，可能(neng)在偏遠地區（例如戈壁地區的油田、深山里的水電站等(deng)）。采用人力前往巡查，會產生較大(da)的成本。而傳統蜂(feng)窩基站，又覆蓋(gai)不到。
這時(shi)候(hou)，就可以讓數據采集終端通過衛星通信，及(ji)時(shi)上(shang)報企業資(zi)產(chan)的數據和狀(zhuang)態。
車船追(zhui)蹤，甚至(zhi)飛(fei)行器追(zhui)蹤，也是(shi)資產追(zhui)蹤管理的(de)一種。通(tong)過交(jiao)通(tong)工具上的(de)物聯網設備，可以讓(rang)管理者隨(sui)時知道車、船、飛(fei)機的(de)位置，及(ji)時發現是(shi)否存(cun)在異常。
地質(zhi)災害預測
這(zhe)幾年地(di)質災害(hai)頻繁，例如地(di)震(zhen)、山體滑坡(po)等，對居(ju)民(min)生命和財產安全造成了不小(xiao)的威脅。
山體滑坡
事(shi)實上地質災(zai)害(hai)發生(sheng)前，都會有一些例如抖(dou)動、山(shan)體位移等(deng)征兆。這個征兆靠人力很難(nan)察覺，但通過安(an)裝檢測(ce)設(she)備，自動上報監測(ce)到的抖(dou)動信(xin)息(xi)、位移信(xin)息(xi)，就可以(yi)提前進行災(zai)害(hai)預警(jing)，減(jian)少損失(shi)。
而監測點(dian)一般(ban)都比(bi)較(jiao)偏遠，且(qie)都是室外露天場所，非常適合采(cai)用衛星通信技術(shu)。
現(xian)在城區很多危險(xian)品(pin)爆(bao)燃(ran)事故，其實也可(ke)以通過衛星通信進行監測。監測點(dian)設置(zhi)有害氣體傳感(gan)器，及時上報異(yi)常即可(ke)。
農業應用
現在很(hen)多農林牧漁場景(jing)都是(shi)規模化運作(zuo)，面臨著大(da)面積(ji)、遠(yuan)距離等問(wen)題，同時農業(ye)場景(jing)對環(huan)境的(de)要(yao)(yao)求也很(hen)高(gao)，需要(yao)(yao)實時對溫(wen)濕度、土壤成(cheng)分等進行(xing)嚴格監測(ce)。很(hen)明顯，矛盾產(chan)生(sheng)了。人力所能采集到的(de)數據不(bu)僅(jin)在準確(que)性上有待考究，同時效率低、成(cheng)本高(gao)。所以，衛(wei)星物聯(lian)網成(cheng)為了解(jie)決這個矛盾的(de)新思(si)路。
在畜(chu)(chu)牧(mu)業場(chang)景(jing)，對大量的牲(sheng)畜(chu)(chu)進行(xing)放牧(mu)，也可以(yi)借助衛(wei)星物聯網，防止牲(sheng)畜(chu)(chu)走(zou)失。
野生動(dong)物保(bao)(bao)(bao)護(hu)、重(zhong)要植被(bei)保(bao)(bao)(bao)護(hu)，道(dao)理也是一樣。衛星物聯網可以大大提升保(bao)(bao)(bao)護(hu)效率，降低成本。
總而言之，衛星物聯網的(de)應用還有很多(duo)。幾乎在所有行(xing)業，都可以找到落地場景。
大家會發現，物(wu)聯網(wang)應(ying)用有(you)一些(xie)普(pu)遍特點，例如分布廣、節點多(duo)、露天場景多(duo)、通信(xin)數據(ju)量小、對時延不敏感等。這(zhe)些(xie)特點，都與衛星通信(xin)極為匹配(pei)。正因為如此(ci)，衛星物(wu)聯網(wang)正在快速崛(jue)起，成(cheng)為行業(ye)重點推動的方(fang)向。
衛星物聯網的技術進展
想要大力推動衛星(xing)物聯(lian)網應(ying)用，離不(bu)開兩個重要環節：網(wang)絡、終端。
網絡這邊，大(da)家應該都有所關注(zhu)。近年來(lai)，衛星(xing)通(tong)信(xin)技術(shu)的(de)進(jin)步很快。高通(tong)量衛星(xing)（HTS，High Throughput Satellite）的(de)出現(xian)，還有低軌（LEO）衛星(xing)星(xing)座的(de)建設，大(da)大(da)提(ti)升了衛星(xing)通(tong)信(xin)的(de)速(su)率、容量以及覆蓋(gai)。
高通量(liang)衛(wei)星(xing)的(de)(de)帶寬能力，比傳(chuan)統衛(wei)星(xing)（低通量(liang)，1-2Gbps以內(nei)）多(duo)了幾倍甚至幾十倍。它采用了更(geng)高的(de)(de)通信頻(pin)段，更(geng)大的(de)(de)衛(wei)星(xing)搭載平臺，更(geng)多(duo)的(de)(de)轉發(fa)器，更(geng)先進的(de)(de)天線技術，現在已經成為各(ge)個國(guo)家(jia)發(fa)展GEO衛(wei)星(xing)的(de)(de)首選。
低軌衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)（LEO）星(xing)(xing)座就更(geng)不(bu)用說了，大家(jia)應該都比較熟悉(xi)。馬斯克(ke)的星(xing)(xing)鏈，就屬于低軌星(xing)(xing)座。因為軌道高度更(geng)低，衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)數量(liang)更(geng)多，所以(yi)低軌衛(wei)(wei)(wei)星(xing)(xing)能實現更(geng)小的時延，還(huan)有更(geng)高的速率和容量(liang)。
除了(le)網絡之外(wai)，終端同樣也是實現衛(wei)星物聯網的關鍵(jian)。終端上必須(xu)安裝衛(wei)星通信模組，才能實現數據收發。
今年以來(lai)，模(mo)組廠商在衛(wei)星物聯(lian)網領(ling)域(yu)已有不少動作。
就在幾天前，移(yi)遠通信就宣布，面向(xiang)物聯網行(xing)業應(ying)用推出了CC200A-LB衛星通信模組。
這個模組主要針(zhen)對的(de)(de)(de)就是(shi)為那(nei)些蜂窩網絡無(wu)法覆蓋(gai)的(de)(de)(de)偏遠區域，提供可靠(kao)的(de)(de)(de)全(quan)球無(wu)線網絡覆蓋(gai)和連接，應用在海事、運輸(shu)、重型設備、農業(ye)、采(cai)礦(kuang)以及石(shi)油和天然氣監(jian)測(ce)等場景下。
究竟(jing)衛星(xing)通(tong)信模(mo)組(zu)和普通(tong)的蜂窩模(mo)組(zu)有什么區(qu)別？就CC200A-LB，我們一起來看下。
CC200A-LB搭載的(de)是(shi)物(wu)聯網通(tong)信和解決(jue)方(fang)案提供商(shang)ORBCOMM的(de)衛星物(wu)聯網連接平臺，使(shi)用 Inmarsat GEO星座的(de)L頻段(duan)，通(tong)過(guo)IsatData Pro（IDP）衛星服務提供可靠的(de)全球連接，并支持(chi)雙向通(tong)信、低延時和近乎實時的(de)報告功能。
該(gai)衛星模(mo)組還可搭配蜂窩(wo)模(mo)組使用，打(da)造支持“衛星+蜂窩(wo)”雙模(mo)連接的(de)物聯網應用。
在外觀設計(ji)上，CC200A-LB衛(wei)星模組(zu)采用緊(jin)湊型(xing)LCC+LGA封裝（尺寸(cun)為(wei) 37mm x 38mm x 3.35mm）。其還支(zhi)持多星座GNSS定位，以及簡單易(yi)用的AT命令集。
CC200A-LB模組(zu)支持的(de)最大發送消息(xi)為(wei)6.4 Kbytes，最大接收消息(xi)為(wei)10 Kbytes。其典(dian)型的(de)傳輸延(yan)(yan)遲在(zai)100字(zi)節時(shi)(shi)(shi)為(wei)20秒，在(zai)1KB時(shi)(shi)(shi)為(wei)40秒。接收延(yan)(yan)遲方(fang)面，在(zai)100字(zi)節時(shi)(shi)(shi)為(wei)12秒，在(zai)1KB時(shi)(shi)(shi)為(wei)70秒。
CC200A-LB衛星模組還將(jiang)兼(jian)容ORBCOMM計劃于2023年第四季度推出的OGx服務，屆(jie)時(shi)將(jiang)大(da)大(da)提升消息傳(chuan)輸(shu)的速度和大(da)小，真正打(da)造超低(di)延時(shi)的信(xin)號傳(chuan)輸(shu)體驗。
在(zai)GNSS定位能力上，CC200A-LB衛星模(mo)組(zu)全面支(zhi)持(chi)GPS L1、GLONASS L1、Galileo E1和北斗(dou) B1頻段。
除了模組(zu)本身(shen)之外，移遠通信還承諾可以(yi)提供QCMP連(lian)接管理平臺服務，以(yi)及配套(tao)天線解(jie)決方案等一站式服務。
“移(yi)遠連(lian)接(jie)管(guan)(guan)理平(ping)臺”（QCMP）平(ping)臺提供中心化、易用的解決方案(an)，能(neng)幫助(zhu)客戶(hu)管(guan)(guan)理、監(jian)測(ce)物聯網(wang)設備及(ji)其網(wang)絡連(lian)接(jie)狀態。用戶(hu)還可通過該平(ping)臺實現設備激活(huo)、數據流管(guan)(guan)理、收費標準管(guan)(guan)理等多種功能(neng)，幫助(zhu)客戶(hu)更好地(di)部署(shu)自身業務。
CC200A-LB模組同樣可搭配移(yi)遠配套(tao)天(tian)線(xian)使用(yong)。該天(tian)線(xian)專門針對(dui)衛星連接進(jin)行(xing)了優(you)化(hua)，支(zhi)持螺(luo)絲安(an)裝或磁(ci)性安(an)裝方(fang)式。同時，客戶還可以根據應用(yong)場景進(jin)行(xing)天(tian)線(xian)定(ding)制，同樣可以實現(xian)更高性能的衛星通信功能。
根據移遠通信官方(fang)透露的消息(xi)，CC200A-LB模組已(yi)于今年3月(yue)(yue)提供工(gong)程(cheng)樣(yang)片，6月(yue)(yue)份將提供客戶(hu)樣(yang)片，9月(yue)(yue)份正式(shi)量產。
最后的話
衛(wei)星(xing)互聯網(wang)是國(guo)家新基(ji)建(jian)的重要建(jian)設(she)領域。衛(wei)星(xing)物聯網(wang)作為衛(wei)星(xing)互聯網(wang)的組成部分，擁有(you)極為廣闊的發展前景。
根(gen)據美國(guo)北方天(tian)空研究(jiu)所的(de)報告顯示，全(quan)球衛星物(wu)聯網市(shi)場中，我國(guo)是全(quan)球未來十年唯一有望實現年復合增(zeng)長率超10%的(de)市(shi)場，可帶動相(xiang)關產(chan)業(ye)(ye)(ye)全(quan)面實現信息化、智能化并推動服務創(chuang)(chuang)新(xin)、業(ye)(ye)(ye)態創(chuang)(chuang)新(xin)、金融(rong)創(chuang)(chuang)新(xin)和相(xiang)關大數(shu)據產(chan)業(ye)(ye)(ye)發展，創(chuang)(chuang)造(zao)萬億級的(de)產(chan)業(ye)(ye)(ye)價值。
希(xi)望有更多(duo)的(de)企業(ye)能(neng)加入(ru)到衛星(xing)物聯網領域(yu)，孵化(hua)更多(duo)的(de)行(xing)業(ye)應用場景，共同助力數字(zi)(zi)化(hua)轉型和數字(zi)(zi)經濟的(de)發展。衛星(xing)通信，將加速走(zou)進(jin)千家萬戶！
