從手機、耳機、音箱，到汽車、智能硬件、智能家居…..藍牙早已成為(wei)當今時代(dai)連接(jie)各種設備最為(wei)流行的無線通信標(biao)準之(zhi)一。
說起(qi)藍牙，業內一般(ban)會將其歸類于“短(duan)距離(li)無線(xian)通信(xin)”家族。日常場景中，藍牙傳輸距離(li)的(de)范圍在 10 米(mi)到(dao) 100 米(mi)之間，其范圍受到(dao)藍牙版本(ben)、信(xin)號(hao)強度、傳輸速率(lv)、環境噪聲、接收設備靈敏度等多種因(yin)素的(de)影響。然而(er)，你(ni)能想(xiang)象讓藍牙連(lian)接到(dao) 600 公里之外的(de)外太空么？
這一想法聽起來有些“天方夜譚”——但就在近日，科技初創公司哈勃網絡（Hubble Network）宣布，其已成為歷史上第一家直接與衛星建立藍牙連接的公司，這一創舉有可能為連接世界各地數百萬臺物聯網設備打開一扇新的大門。
哈勃官方發布的新聞稿聲稱：傳統網絡尚存很多挑戰，包括在偏遠地區覆蓋不足、消耗過多的電力、在全球范圍內運營成本過高等。哈勃的突破直擊這些問題，據悉，任何現有的藍牙設備僅需通過軟件更新即可連接到它們的衛星網絡，無需蜂窩信號，由此為新一輪物聯網革命鋪平了道路。
有(you)專家對(dui)此發推評論：“這(zhe)改變了游戲規則。”
藍牙連接衛星如何實現？
今年 3 月，哈勃網絡搭車 SpaceX 的 Transporter-10 任務，首次將兩顆衛星送入軌道。而后，公司確認已成功從 600 多公里外的 3.5 毫米藍牙芯片接收到信號。
很多人對此感到(dao)不可置信，因為這個過程涉及的技術挑(tiao)戰實(shi)在非比尋(xun)常，有業內專家(jia)提(ti)出(chu)疑問稱：
其一，藍牙(ya)本來就是專(zhuan)為(wei)低功耗、低成(cheng)本、短距(ju)離而設計，信(xin)號非常之弱，衛(wei)星如何接(jie)收藍牙(ya)信(xin)號。
其二，藍牙基于 2.4GHz 頻(pin)(pin)段(duan)，該頻(pin)(pin)段(duan)十分擁擠，本(ben)來就存在和別的(de)同(tong)頻(pin)(pin)段(duan)通(tong)信標準(zhun)相互干擾的(de)問題，衛星(xing)如何從背景噪聲中識別出(chu)藍牙設備。
其三，和太空通信(xin)的(de)無線電信(xin)號衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)主(zhu)要(yao)來(lai)自(zi)自(zi)由(you)空間路徑損耗，是按平方反比律(lv)衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)的(de)，即每增加(jia)一倍距(ju)離，信(xin)號強(qiang)度就會衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian) 6dB，600 公里的(de) 2.4G 信(xin)號，自(zi)由(you)空間衰(shuai)(shuai)減(jian)(jian)將高達 155.6dB…..要(yao)實現(xian)這(zhe)一壯舉(ju)，完(wan)全可以(yi)用(yong)不可思議來(lai)形容。
其實在當年哈勃提出這項愿景的時候，國內外都不乏質疑之聲。然而哈勃的創始人兼首席執行官 Alex Haro 則自信滿滿地表示：“通過展示我們可以直接從藍牙芯片發送信(xin)號并在 600 公里(li)外的太空中接收(shou)信(xin)號，我們已經駁斥了成千上萬的懷疑論者。”
為了實現這一(yi)切，哈勃在技術(shu)方(fang)面也有一(yi)些顛覆性創新。
比如，它們獲得了一種相控陣天線的專利，這(zhe)種(zhong)天線可(ke)以在小型(xing)衛星上發(fa)射。工作原理跟放大(da)鏡差不(bu)多，正是(shi)它(ta)讓現(xian)成的藍牙芯(xin)片(pian)與哈勃的衛星通信。
同時，該團隊還必須解決與多普勒效應相關的問題，即通過無線電波交換(huan)數據的快速移動物體(ti)之間發生的頻率不匹配挑戰。
另有資料顯示，降低 bit 率也是其技術訣竅之一。這個是為了補償(chang)長距(ju)離通(tong)信(xin)(xin)帶來的(de)(de)損耗所(suo)常用的(de)(de)手段——在發(fa)射(she)功率(lv)(lv)不變的(de)(de)情況下，單(dan)位時間內傳(chuan)輸的(de)(de) bit 越少（即(ji)冗(rong)余(yu)越大），那(nei)么平均每個 bit 所(suo)獲得的(de)(de)能量(liang)越大，經過接收機處理后單(dan)位 bit 所(suo)獲得信(xin)(xin)噪(zao)比越高，通(tong)信(xin)(xin)成功的(de)(de)概率(lv)(lv)越大。或許哈勃能有辦法(fa)在已有廣域(yu)物聯(lian)通(tong)信(xin)(xin)技術的(de)(de)基礎上(shang)進一步降低(di)速率(lv)(lv)，從而進一步提高靈敏(min)度和(he)擴(kuo)展通(tong)信(xin)(xin)距(ju)離。
展望未來，哈勃(bo)計劃今(jin)年夏(xia)天在 SpaceX 的 Transporter-11 任(ren)務(wu)中發(fa)射(she)第(di)(di)三(san)(san)顆(ke)(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，在 Transporter-13 任(ren)務(wu)中發(fa)射(she)第(di)(di)四顆(ke)(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)，并(bing)在 2025 年第(di)(di)四季度(du)或 2026 年初(chu)一次性發(fa)射(she) 32 顆(ke)(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)。這 36 顆(ke)(ke)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)將(jiang)組成(cheng)哈勃(bo)的第(di)(di)一個(ge)“生產星(xing)(xing)(xing)座”，它們將(jiang)能夠每天在世界任(ren)何(he)地方(fang)與哈勃(bo)衛(wei)星(xing)(xing)(xing)進行大約兩到三(san)(san)個(ge)小(xiao)時的連接(jie)。
藍牙連接衛星的意義
藍牙連接衛星的實現具有十分重要的意義。
毋庸置疑，藍牙設備在人們生活中已經無處不在。根據藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group，SIG）近日發布的年度報告《2024年藍牙市場最新資訊》顯示：藍牙設備在疫情后，長期預測回歸強勁的增長，預計到 2028 年，藍牙設備的年出貨量將達到 75 億臺，五年復合年增長率（CAGR）為 8%。
同時，藍牙設備網絡解決方案可連接一個網絡內的數萬臺設備，形成智能家居、電子貨架標簽（Electronic Shelf Label，ESL）、網絡照明控制（Networked Lighting Control，NLC）和狀態監測系統等設備網絡，實現自動化、節能等諸多優勢。2023 年，藍牙發布了 ESL 標準規范和 NLC 標準規范，為互通性奠定基礎并排除應用障礙。預計到 2028 年，藍牙設備網絡設備的年出貨量將達到 17.3 億臺，年增長率為 20%。
而哈勃網絡藍牙連接衛星方案最大的亮點之一在于任何現有的藍牙設備僅需通過軟件更新即可連接到它們的衛星網絡。換言之，如果其所言屬實——那么就意味著基于廣泛的藍牙設備硬件基礎，方案商可以利用現有的低功耗、低成本傳感器開發無數應用，無需額外昂貴的成本，從而助推垂直行業應用的規模化部署。
我(wo)們(men)可以類(lei)比之前各大(da)手(shou)機(ji)(ji)(ji)廠商推出(chu)的(de)(de)手(shou)機(ji)(ji)(ji)直(zhi)連衛(wei)星方(fang)(fang)案：一開始，華為(wei)(wei)直(zhi)連衛(wei)星方(fang)(fang)案對(dui)終端硬件(jian)有要求，并不(bu)是(shi)所(suo)有的(de)(de)華為(wei)(wei)手(shou)機(ji)(ji)(ji)都能享受衛(wei)星通(tong)(tong)信(xin)，需要特定的(de)(de)搭載衛(wei)星通(tong)(tong)信(xin)基帶芯片的(de)(de)天線的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)型，因此(ci)絕大(da)多數現(xian)有 4G/5G 手(shou)機(ji)(ji)(ji)無法實現(xian)衛(wei)星通(tong)(tong)信(xin)功(gong)能。后續，馬斯(si)克(ke)推出(chu)的(de)(de)星鏈衛(wei)星方(fang)(fang)案則針對(dui)現(xian)有 LTE 手(shou)機(ji)(ji)(ji)推出(chu)手(shou)機(ji)(ji)(ji)直(zhi)連衛(wei)星的(de)(de)服(fu)務，無需手(shou)機(ji)(ji)(ji)硬件(jian)改造，能支持 4G 普通(tong)(tong)手(shou)機(ji)(ji)(ji)提供直(zhi)連服(fu)務，并且與當前大(da)多數智能手(shou)機(ji)(ji)(ji)都兼容(rong)——這在推廣普及方(fang)(fang)面(mian)就具(ju)備一定優勢。
按照預想，未來任何支持藍牙的設備都能連接哈勃的衛星網絡，該網絡可實現全球覆蓋。與此同時，互聯設備的電池消耗將減少至原來的 1/20，運營成本降低至原來的 1/50。
哈勃(bo)網絡還(huan)報告稱，它已經與(yu)各個領域(yu)的試點客戶合作，包括(kuo)消費設備、建筑(zhu)、基(ji)礎設施、供應鏈(lian)、物流、石油和天然氣(qi)以(yi)及國防。
目前可知的用途包括集裝箱和托盤追蹤、野火檢測、電網監控、寵物/兒童和老人安全、建筑工地的重型設備和工具跟蹤、車隊管理和物流、預測性維護、智能建筑、農業技術、環境監測等。以集(ji)裝箱(xiang)和托盤追(zhui)蹤為例，將 BLE 芯片貼(tie)在防(fang)風雨貼(tie)紙上，然后將其貼(tie)在任何集(ji)裝箱(xiang)或托盤的側面(mian)，即可在全球范圍內輕松(song)、經濟地跟蹤資產。
星光熠熠的初創公司
看到這里，你也(ye)許會好(hao)奇(qi)，技術這么牛的哈勃(bo)網絡(luo)到底是什么來(lai)頭？
抱著“提供下一代物聯網”的(de)共(gong)同愿景， 哈勃的(de)三位創始(shi)(shi)人(ren) Alex Haro、Ben Wild、和 John Kim 走到了(le)一(yi)起，并在 2021 年(nian) 10 月正式成立了(le)這(zhe)家公司(si)。這(zhe)三位創始(shi)(shi)人(ren)可都大(da)有(you)來頭——其中，Alex Haro 是 Life360 的(de)聯合創始(shi)(shi)人(ren)，他(ta)擔任(ren) Life360 的(de) CTO 時，一(yi)直在設法為家庭建立有(you)用的(de)硬件(jian)，例如老年(nian)父母的(de)跌倒探測器或(huo)孩子的(de) GPS 手表；Ben Wild 是被(bei) Ring 收(shou)購的(de) GPS 跟蹤硬件(jian)初創公司(si) Iotera 的(de)創始(shi)(shi)人(ren)，他(ta)還(huan)開發(fa)了(le)一(yi)個(ge)點對點（peer to peer）的(de)無線網絡，最終成為了(le)亞(ya)馬遜的(de)人(ren)行道（Sidewalk）項目；John Kim 則是一(yi)位航空航天工(gong)程師，他(ta)曾是 Maxar Technologies 的(de)子公司(si) SSL 的(de)工(gong)程師，開發(fa)過航天器系統，還(huan)做過航空航天的(de)咨詢(xun)工(gong)作。
圖 哈勃網絡團隊
綜合創始人的輝煌履歷來看，該團隊擁有智能硬件、航天、通信等多維度的精深技術。
2023 年，該公司完成了 2000 萬美元的 A 系列融資，該輪融資由 Transpose Platform 領投，另有 11.2 Capital、Y Combinator、Yes.VC 等機構參與。這(zhe)筆資金用(yong)(yong)于其首次發射以(yi)及“初步試(shi)點客戶”。美國物聯(lian)網“安全公(gong)司(si)”Life360 由該公(gong)司(si)首席執(zhi)行官 Alex Haro 共同創立，已簽署了一項“非(fei)約束性(xing)”協議(yi)，成(cheng)為其衛(wei)星(xing)網絡的“獨(du)家(jia)消費(fei)類應用(yong)(yong)”。
Life360 將利用其衛星網(wang)絡(luo)推(tui)出一款名為 Find with Life360 的(de)(de)新追蹤解決方(fang)案(an)，該(gai)方(fang)案(an)使用基(ji)于藍牙(ya)的(de)(de) Tile 追蹤器——據稱(cheng)該(gai)方(fang)案(an)有(you)“超(chao)過蘋(pin)果和(he)谷(gu)歌追蹤網(wang)絡(luo)能(neng)力的(de)(de)潛力”。Life360 聲稱(cheng)擁有(you) 6600 萬活躍智能(neng)手機用戶。兩(liang)家公司表示(shi)，“結(jie)合后(hou)的(de)(de)哈勃和(he) Life360 網(wang)絡(luo)將設(she)計成(cheng)使任何物品在沒有(you)蜂窩連接的(de)(de)情況(kuang)下都(dou)能(neng)被(bei)找到。”
總而言之，哈(ha)勃網絡(luo)不僅僅是(shi)發射衛(wei)星(xing)，他們正在重新定義全(quan)球(qiu)通(tong)信的(de)可能界限。這僅僅是(shi)個開始。該公(gong)司致(zhi)力于擴展(zhan)其(qi)網絡(luo)，以(yi)提(ti)高(gao)衛(wei)星(xing)飛越的(de)容量和(he)頻率，旨在創(chuang)建一個安全(quan)、經濟高(gao)效且電池高(gao)效的(de)全(quan)球(qiu)網絡(luo)。
一切聽上去都(dou)很美好，目前，不(bu)吝(lin)贊(zan)譽者(zhe)有之(zhi)，但認為這家(jia)公(gong)司是(shi)騙(pian)子的人也不(bu)在少數。哈勃到底是(shi)天基(ji)物聯(lian)網領(ling)域的“黑馬”還是(shi)“小(xiao)丑”，尚(shang)需時間檢驗。
