今天這篇文章，我們來聊聊衛星物聯網。
請(qing)大家注意，我說(shuo)的(de)是“物聯(lian)網”，而(er)不是“互聯(lian)網”。
物聯網(wang)，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(ci)外，衛(wei)星(xing)(xing)物聯(lian)網還(huan)有一個重要概念“衛(wei)星(xing)(xing)”。這(zhe)幾年(nian)，衛(wei)星(xing)(xing)通信(xin)(xin)的話題(ti)熱度極(ji)高。但是，大(da)家主要討(tao)論的是手機(ji)(ji)衛(wei)星(xing)(xing)通信(xin)(xin)，比如我(wo)們使用的智能手機(ji)(ji)的各種地(di)圖APP，也(ye)借助(zhu)了衛(wei)星(xing)(xing)信(xin)(xin)號的傳輸。其實，相比手機(ji)(ji)衛(wei)星(xing)(xing)通信(xin)(xin)，衛(wei)星(xing)(xing)物聯(lian)網的意(yi)義和(he)價值無論是在覆蓋面(mian)還(huan)是發(fa)展(zhan)歷程(cheng)上，都是更(geng)加值得關(guan)注的。
接(jie)下來(lai)，我就(jiu)詳細給大(da)家介紹一下，衛星物聯網的發展(zhan)背景(jing)、研究現狀，以及未來(lai)前景(jing)。
衛星物聯網的發展背景
衛(wei)星(xing)物(wu)聯網(wang)，就是(shi)基于衛(wei)星(xing)通(tong)信的物(wu)聯網(wang)。
1957年(nian)10月4日(ri)，蘇聯人發(fa)射了世界上第一顆人造(zao)地球衛星，開啟(qi)了人類的(de)(de)航天(tian)時代(dai)。此時，衛星基(ji)本上用于偵查、拍照等特(te)殊性(xing)目的(de)(de)。
到了60年代，物聯網(wang)(wang)的(de)前(qian)身——傳感網(wang)(wang)，也誕生了，同(tong)樣也是出于特殊性目(mu)的(de)。1965年，美軍在越南戰(zhan)場(chang)上，為了偵(zhen)查(cha)和轟(hong)炸(zha)胡志明小道，通過飛機空(kong)投了大量的(de)偽裝傳感器，構建了一張(zhang)無線(xian)傳感網(wang)(wang)絡。
從那之后，衛(wei)星和(he)物聯網（傳感網）都(dou)是各自獨立發(fa)展，沒(mei)有什么(me)交集。
到(dao)70-80年代，衛星開始(shi)轉民用(yong)，但(dan)由于這是一個昂(ang)貴的技術(shu)，所(suo)以衛星通信(xin)(xin)主要還(huan)是用(yong)于高價值(zhi)回(hui)報(bao)的應(ying)用(yong)，例如(ru)衛星電話電報(bao)、電視信(xin)(xin)號轉播、地(di)面遙(yao)感(gan)、氣象觀測等，并未大面積走向市場。
而物聯網(wang)（傳感網(wang)）這邊，發展較為緩慢。直(zhi)到90年(nian)代，才(cai)開(kai)始(shi)在民用領域有了(le)一些探索。1990年(nian)，美國工程師約翰·羅姆奇（John Romkey）發明了(le)一臺(tai)可(ke)以通過互(hu)聯網(wang)打(da)開(kai)和(he)關(guan)閉(bi)的烤面包(bao)機，算是世界(jie)上第(di)一臺(tai)真正意(yi)義上的“物聯網(wang)設備”。
1999年，麻(ma)省理(li)工(gong)學院的(de)(de)凱文·阿什頓（Kevin Ashton）教授，首次提(ti)出了(le)物(wu)聯(lian)網（Internet of Things）的(de)(de)概念(nian)，表示：“世間萬(wan)物，皆可互聯(lian)”。
進入21世紀以后，互聯(lian)網(wang)的(de)爆炸式發展，讓衛星(xing)和物聯(lian)網(wang)這兩種過去無太多交(jiao)集的(de)技術(shu)開始并行演進。
衛星(xing)這邊，應(ying)用(yong)方(fang)向逐漸從衛星(xing)電話轉向衛星(xing)上網，基于衛星(xing)的數據(ju)連接(jie)業務開始出現并崛起。
而物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)在2005年被ITU官方正名之后(hou)，徹底取代了傳感(gan)網(wang)(wang)(wang)，成為(wei)一個新熱(re)點(dian)。之后(hou)的一段時(shi)間，物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)主要(yao)以Wi-Fi、藍牙(ya)等短(duan)距離(li)通信技術為(wei)主。后(hou)來，隨著蜂窩移動通信技術的成熟(shu)，基于蜂窩網(wang)(wang)(wang)絡的物(wu)聯(lian)網(wang)(wang)(wang)技術也開始走(zou)向前臺(tai)。最具代表性的，就是(shi)NB-IoT、LTE Cat.1，還有(you)備受關注的5G。
這兩(liang)年，在數字化轉(zhuan)型(xing)的(de)(de)(de)浪潮下(xia)，隨著物聯網越來越快的(de)(de)(de)發(fa)展速度(du)，基于衛(wei)星通信的(de)(de)(de)萬物互(hu)聯，開始走向了公眾視野。
衛星物聯網的應用價值
那么，為(wei)什么要(yao)讓兩個已經分開發(fa)展多(duo)年的(de)技術突然要(yao)結合起來呢？基于(yu)衛星通信的(de)萬物(wu)互(hu)聯(lian)(lian)將是怎樣的(de)互(hu)聯(lian)(lian)方式？
大家都知道(dao)，我們的地(di)球(qiu)，雖然(ran)名叫“地(di)球(qiu)”，但實(shi)際上是(shi)個(ge)“水球(qiu)”。地(di)球(qiu)表面的71%是(shi)海洋，只有29%才(cai)是(shi)陸地(di)。
即便是(shi)在陸(lu)(lu)地，人類(lei)建設(she)了(le)那么多(duo)年的(de)(de)通信網(wang)(wang)絡，也只(zhi)(zhi)不過(guo)覆(fu)蓋了(le)陸(lu)(lu)地面積的(de)(de)20%。而海洋的(de)(de)，我(wo)們更是(shi)只(zhi)(zhi)覆(fu)蓋了(le)5%。換(huan)言之，整個(ge)地球的(de)(de)表面，只(zhi)(zhi)有不到10%的(de)(de)面積，有網(wang)(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？
這就是衛星通信(xin)的意(yi)義所(suo)在(zai)——借助衛星的廣覆蓋能(neng)力，彌補地(di)面通信系統的不足(zu)，實(shi)現更廣闊的連接。
衛星位于太(tai)(tai)空，正(zheng)所謂：“站得(de)高，看得(de)遠”。它的(de)覆蓋能(neng)力是(shi)地面基站或光纖光纜(lan)無法比擬的(de)。尤其是(shi)深山、森(sen)林(lin)、沙(sha)漠、草原、戈(ge)壁等地區，傳統地面通信難以觸及（成(cheng)本太(tai)(tai)高、施(shi)工難度(du)太(tai)(tai)大等），都(dou)是(shi)衛星通信可以大展拳腳的(de)地方。
基(ji)于衛星通信的短信、電話和(he)上網業務，可(ke)以服務戶外旅(lv)游、探險科考、航(hang)空航(hang)海(hai)，這些我就不多介紹了。接下來(lai)，我給大家詳細(xi)說說，衛星物聯網的幾個典型(xing)案例。
資產(chan)管理
企(qi)業都(dou)有自(zi)己的(de)資產，需要(yao)對資產進(jin)行監測和管理。
有些企業的(de)資產分布(bu)較(jiao)廣，可能在偏(pian)遠地(di)區(qu)（例(li)如戈壁(bi)地(di)區(qu)的(de)油田、深山里的(de)水電站(zhan)等）。采用(yong)人(ren)力前往巡查，會產生較(jiao)大的(de)成本。而傳(chuan)統蜂窩基站(zhan)，又覆蓋不到。
這時(shi)候，就(jiu)可以讓數據采(cai)集終端通過衛星通信，及時(shi)上報(bao)企業資產的數據和狀態。
車船追蹤，甚至飛行(xing)器追蹤，也(ye)是(shi)資產追蹤管(guan)理的一種。通過交通工具上的物聯網設備，可以讓管(guan)理者隨(sui)時知道車、船、飛機的位置，及時發現(xian)是(shi)否(fou)存(cun)在異常。
地質災害預測
這(zhe)幾年地質災害頻繁，例如地震、山體(ti)滑坡(po)等，對居(ju)民生(sheng)命和財產安(an)全造成了不小(xiao)的威(wei)脅。
山體滑坡
事實上(shang)地質災害(hai)發生前，都會有一些例如抖(dou)動(dong)、山體位(wei)移等(deng)征兆。這(zhe)個(ge)征兆靠人力(li)很難察覺，但通過安裝(zhuang)檢測設(she)備，自(zi)動(dong)上(shang)報(bao)監(jian)測到的抖(dou)動(dong)信息、位(wei)移信息，就可以提前進行災害(hai)預警，減(jian)少損失。
而監測點(dian)一(yi)般都比較偏遠，且(qie)都是室外露天場所，非常適合(he)采用衛星通(tong)信技(ji)術。
現(xian)在城區很多危險品爆燃事故，其實也可以(yi)通過衛星通信進(jin)行監測。監測點設置(zhi)有(you)害氣體傳(chuan)感器，及(ji)時上報(bao)異常即可。
農業應(ying)用
現在很多農林(lin)牧漁場景都(dou)是規(gui)模(mo)化運(yun)作，面臨著(zhu)大(da)面積、遠距離等(deng)問(wen)題，同時農業場景對環境的(de)要求也很高，需要實時對溫(wen)濕度(du)、土(tu)壤成分等(deng)進行嚴格監測。很明顯(xian)，矛盾產生了。人力所能采(cai)集到的(de)數據不僅在準確(que)性上(shang)有(you)待考究，同時效率(lv)低、成本高。所以，衛(wei)星(xing)物聯網成為(wei)了解(jie)決這個矛盾的(de)新思路。
在(zai)畜(chu)牧業場景，對大量的牲(sheng)畜(chu)進行放牧，也可(ke)以借助衛星物(wu)聯網，防止牲(sheng)畜(chu)走(zou)失。
野生動物(wu)保(bao)(bao)護(hu)、重要植被保(bao)(bao)護(hu)，道理(li)也是(shi)一樣。衛(wei)星物(wu)聯(lian)網可以大大提升保(bao)(bao)護(hu)效率，降低(di)成本。
總而言之，衛星(xing)物聯網的應(ying)用還有很多(duo)。幾(ji)乎在所有行業，都可(ke)以找到落地場景(jing)。
大家會(hui)發現，物聯網應用(yong)有一(yi)些普(pu)遍特點，例如分布廣、節點多(duo)、露天場(chang)景多(duo)、通信(xin)數據量小(xiao)、對(dui)時延不敏感(gan)等。這(zhe)些特點，都與衛星(xing)(xing)通信(xin)極為(wei)(wei)匹配。正(zheng)因(yin)為(wei)(wei)如此，衛星(xing)(xing)物聯網正(zheng)在快速崛起，成(cheng)為(wei)(wei)行(xing)業重點推動的方向。
衛星物聯網的技術進展
想要(yao)大力推(tui)動(dong)衛星物聯網應(ying)用，離不開兩個重要(yao)環(huan)節：網絡、終端。
網絡(luo)這邊，大(da)家應該都(dou)有所關注。近年來(lai)，衛(wei)星(xing)(xing)通信(xin)技(ji)術的進步很快。高通量衛(wei)星(xing)(xing)（HTS，High Throughput Satellite）的出現，還有低軌（LEO）衛(wei)星(xing)(xing)星(xing)(xing)座的建設，大(da)大(da)提升了衛(wei)星(xing)(xing)通信(xin)的速率、容量以及覆蓋。
高通量衛星(xing)的(de)帶寬(kuan)能力，比傳統衛星(xing)（低通量，1-2Gbps以內）多了(le)幾倍甚至幾十倍。它(ta)采(cai)用了(le)更(geng)高的(de)通信頻段，更(geng)大(da)的(de)衛星(xing)搭載平臺(tai)，更(geng)多的(de)轉發(fa)器，更(geng)先進(jin)的(de)天線技術，現在已經成為(wei)各個國家發(fa)展GEO衛星(xing)的(de)首選。
低(di)(di)(di)軌(gui)衛(wei)星(xing)(xing)（LEO）星(xing)(xing)座就更(geng)(geng)不用(yong)說了，大家應該都比(bi)較熟(shu)悉。馬斯(si)克的(de)星(xing)(xing)鏈，就屬于低(di)(di)(di)軌(gui)星(xing)(xing)座。因為軌(gui)道高度更(geng)(geng)低(di)(di)(di)，衛(wei)星(xing)(xing)數量(liang)更(geng)(geng)多(duo)，所以低(di)(di)(di)軌(gui)衛(wei)星(xing)(xing)能實(shi)現更(geng)(geng)小的(de)時延，還有更(geng)(geng)高的(de)速(su)率(lv)和容量(liang)。
除了(le)網(wang)絡之外，終端(duan)同(tong)樣(yang)也是實現(xian)衛(wei)星物(wu)聯網(wang)的關鍵。終端(duan)上必須(xu)安裝衛(wei)星通(tong)信(xin)模組，才能實現(xian)數據收(shou)發。
今(jin)年以來，模(mo)組廠商在(zai)衛星物聯網領域已有不(bu)少動作(zuo)。
就(jiu)在幾天(tian)前(qian)，移遠通(tong)信就(jiu)宣布，面向物聯(lian)網(wang)行業(ye)應用推(tui)出(chu)了CC200A-LB衛(wei)星通(tong)信模組。
這個模組主要(yao)針對的就是為那些蜂窩網絡無(wu)法覆(fu)蓋的偏遠區域，提供可靠(kao)的全球無(wu)線(xian)網絡覆(fu)蓋和(he)連接，應用在(zai)海事、運輸、重型設備、農業、采礦以及石油(you)和(he)天然氣監測等場景下。
究竟衛(wei)星通信模組(zu)和普(pu)通的蜂(feng)窩模組(zu)有(you)什(shen)么(me)區別(bie)？就CC200A-LB，我們一起(qi)來(lai)看下(xia)。
CC200A-LB搭(da)載的是物聯網通(tong)(tong)信和(he)解決方案提供商ORBCOMM的衛星(xing)(xing)物聯網連(lian)接(jie)平臺，使用 Inmarsat GEO星(xing)(xing)座的L頻段(duan)，通(tong)(tong)過(guo)IsatData Pro（IDP）衛星(xing)(xing)服務提供可靠的全球連(lian)接(jie)，并支持雙向通(tong)(tong)信、低延(yan)時和(he)近乎(hu)實時的報(bao)告功能。
該衛星(xing)模組還可搭配蜂(feng)窩模組使用(yong)，打(da)造支持“衛星(xing)+蜂(feng)窩”雙(shuang)模連接的物聯網(wang)應用(yong)。
在外觀設計上，CC200A-LB衛星模組采用緊湊型LCC+LGA封裝(zhuang)（尺寸為(wei) 37mm x 38mm x 3.35mm）。其(qi)還支(zhi)持多(duo)星座GNSS定位，以及簡單易用的AT命(ming)令集。
CC200A-LB模組支持的最(zui)大發送消息(xi)為(wei)6.4 Kbytes，最(zui)大接收消息(xi)為(wei)10 Kbytes。其典型的傳輸延遲在100字節(jie)(jie)時(shi)(shi)為(wei)20秒，在1KB時(shi)(shi)為(wei)40秒。接收延遲方(fang)面(mian)，在100字節(jie)(jie)時(shi)(shi)為(wei)12秒，在1KB時(shi)(shi)為(wei)70秒。
CC200A-LB衛星模組還將兼容ORBCOMM計劃于2023年第(di)四(si)季度(du)推出的(de)OGx服務，屆時將大(da)(da)大(da)(da)提升(sheng)消息傳輸(shu)的(de)速(su)度(du)和大(da)(da)小，真正打造超(chao)低延時的(de)信(xin)號(hao)傳輸(shu)體驗(yan)。
在GNSS定位能力上，CC200A-LB衛星模組全面(mian)支持GPS L1、GLONASS L1、Galileo E1和北斗 B1頻段。
除了模組(zu)本身之外(wai)，移遠通(tong)信還(huan)承諾可以提(ti)供QCMP連接(jie)管(guan)理(li)平臺服(fu)務(wu)，以及配套天(tian)線解(jie)決方案等(deng)一站式服(fu)務(wu)。
“移(yi)遠連(lian)接管(guan)理平臺(tai)”（QCMP）平臺(tai)提供(gong)中心化、易用的(de)解(jie)決方案(an)，能幫助(zhu)客戶管(guan)理、監測物聯網設備及其網絡連(lian)接狀態。用戶還可通過該平臺(tai)實(shi)現設備激(ji)活、數據流管(guan)理、收費標(biao)準管(guan)理等多種功能，幫助(zhu)客戶更好(hao)地部(bu)署自身業務。
CC200A-LB模組同(tong)樣(yang)可搭配移遠配套(tao)天(tian)線使(shi)用。該天(tian)線專門針對衛星連接進(jin)行(xing)(xing)了優化(hua)，支持螺絲安裝或磁性安裝方(fang)式。同(tong)時(shi)，客戶還可以根據應用場(chang)景進(jin)行(xing)(xing)天(tian)線定制，同(tong)樣(yang)可以實現更高(gao)性能的衛星通信功能。
根(gen)據移遠通信官方透露的(de)消(xiao)息(xi)，CC200A-LB模組(zu)已(yi)于今年3月(yue)提供(gong)工程樣(yang)片(pian)(pian)，6月(yue)份(fen)(fen)將提供(gong)客(ke)戶樣(yang)片(pian)(pian)，9月(yue)份(fen)(fen)正(zheng)式量產(chan)。
最后的話
衛(wei)(wei)星互聯網是國家新基建的(de)(de)重要建設領域。衛(wei)(wei)星物聯網作為衛(wei)(wei)星互聯網的(de)(de)組成(cheng)部(bu)分，擁(yong)有極為廣(guang)闊的(de)(de)發展(zhan)前景。
根據美國(guo)北方(fang)天空研究所的(de)(de)報告(gao)顯示，全(quan)球衛(wei)星(xing)物聯網市(shi)場(chang)中，我(wo)國(guo)是全(quan)球未來(lai)十年唯一(yi)有(you)望實現(xian)年復合增(zeng)長率超10%的(de)(de)市(shi)場(chang)，可(ke)帶動相關產(chan)業(ye)全(quan)面(mian)實現(xian)信息化、智(zhi)能化并推動服務創(chuang)新、業(ye)態創(chuang)新、金融創(chuang)新和相關大數據產(chan)業(ye)發(fa)展，創(chuang)造萬(wan)億級的(de)(de)產(chan)業(ye)價值(zhi)。
希(xi)望有更多(duo)的企業能加入到衛星(xing)物聯(lian)網領域，孵化更多(duo)的行業應(ying)用場景，共同助力數字化轉型和數字經濟的發展。衛星(xing)通信，將(jiang)加速走(zou)進千家萬戶(hu)！
