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  • 卫星物联网悄然崛起,万亿市场价值即将井喷

    本文来自微信公众号 “鲜枣课堂”(微信号:xzcalsscom),作者:小枣君,泽酷网经授权发布。

    今天这篇文章,我们来聊聊卫星物联网。

    请大家注意,我说的是“物联网”,而不是“互联网”。

    卫星物联网悄然崛起,万亿市场价值即将井喷

    物联网,Internet of Things

    众所周知,按使用对象,互联网可以分为“人联网”和“物联网”。我们普通消费者用户使用的手机等应用,都属于“人联网”。而物联网的话,主要是政府或企业用户在智慧城市、工业互联网等场景使用。

    此外,卫星物联网还有一个重要概念“卫星”。这几年,卫星通信的话题热度极高。但是,大家主要讨论的是手机卫星通信,比如我们使用的智能手机的各种地图APP,也借助了卫星信号的传输。其实,相比手机卫星通信,卫星物联网的意义和价值无论是在覆盖面还是发展历程上,都是更加值得关注的。

    接下来,我就详细给大家介绍一下,卫星物联网的发展背景、研究现状,以及未来前景。

    卫星物联网的发展背景

    卫星物联网,就是基于卫星通信的物联网。

    1957年10月4日,苏联人发射了世界上第一颗人造地球卫星,开启了人类的航天时代。此时,卫星基本上用于侦查、拍照等特殊性目的。

    到了60年代,物联网的前身——传感网,也诞生了,同样也是出于特殊性目的。1965年,美军在越南战场上,为了侦查和轰炸胡志明小道,通过飞机空投了大量的伪装传感器,构建了一张无线传感网络。

    从那之后,卫星和物联网(传感网)都是各自独立发展,没有什么交集。

    到70-80年代,卫星开始转民用,但由于这是一个昂贵的技术,所以卫星通信主要还是用于高价值回报的应用,例如卫星电话电报、电视信号转播、地面遥感、气象观测等,并未大面积走向市场。

    而物联网(传感网)这边,发展较为缓慢。直到90年代,才开始在民用领域有了一些探索。1990年,美国工程师约翰·罗姆奇(John Romkey)发明了一台可以通过互联网打开和关闭的烤面包机,算是世界上第一台真正意义上的“物联网设备”。

    1999年,麻省理工学院的凯文·阿什顿(Kevin Ashton)教授,首次提出了物联网(Internet of Things)的概念,表示:“世间万物,皆可互联”

    卫星物联网悄然崛起,万亿市场价值即将井喷

    进入21世纪以后,互联网的爆炸式发展,让卫星和物联网这两种过去无太多交集的技术开始并行演进。

    卫星这边,应用方向逐渐从卫星电话转向卫星上网,基于卫星的数据连接业务开始出现并崛起。

    而物联网在2005年被ITU官方正名之后,彻底取代了传感网,成为一个新热点。之后的一段时间,物联网主要以Wi-Fi、蓝牙等短距离通信技术为主。后来,随着蜂窝移动通信技术的成熟,基于蜂窝网络的物联网技术也开始走向前台。最具代表性的,就是NB-IoT、LTE Cat.1,还有备受关注的5G。

    这两年,在数字化转型的浪潮下,随着物联网越来越快的发展速度,基于卫星通信的万物互联,开始走向了公众视野。

    卫星物联网的应用价值

    那么,为什么要让两个已经分开发展多年的技术突然要结合起来呢?基于卫星通信的万物互联将是怎样的互联方式?

    大家都知道,我们的地球,虽然名叫“地球”,但实际上是个“水球”。地球表面的71%是海洋,只有29%才是陆地。

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    即便是在陆地,人类建设了那么多年的通信网络,也只不过覆盖了陆地面积的20%。而海洋的,我们更是只覆盖了5%。换言之,整个地球的表面,只有不到10%的面积,有网络信号覆盖。

    那么,问题来了。如果覆盖率这么低,我们凭什么“互联万物”?在没有地面通信系统信号覆盖的地方,想要开展物联网应用,该怎么办呢?

    这就是卫星通信的意义所在——借助卫星的广覆盖能力,弥补地面通信系统的不足,实现更广阔的连接。

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    卫星位于太空,正所谓:“站得高,看得远”。它的覆盖能力是地面基站或光纤光缆无法比拟的。尤其是深山、森林、沙漠、草原、戈壁等地区,传统地面通信难以触及(成本太高、施工难度太大等),都是卫星通信可以大展拳脚的地方。

    基于卫星通信的短信、电话和上网业务,可以服务户外旅游、探险科考、航空航海,这些我就不多介绍了。接下来,我给大家详细说说,卫星物联网的几个典型案例。

    • 资产管理

    企业都有自己的资产,需要对资产进行监测和管理。

    有些企业的资产分布较广,可能在偏远地区(例如戈壁地区的油田、深山里的水电站等)。采用人力前往巡查,会产生较大的成本。而传统蜂窝基站,又覆盖不到。

    这时候,就可以让数据采集终端通过卫星通信,及时上报企业资产的数据和状态。

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    车船追踪,甚至飞行器追踪,也是资产追踪管理的一种。通过交通工具上的物联网设备,可以让管理者随时知道车、船、飞机的位置,及时发现是否存在异常。

    • 地质灾害预测

    这几年地质灾害频繁,例如地震、山体滑坡等,对居民生命和财产安全造成了不小的威胁。

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    山体滑坡

    事实上地质灾害发生前,都会有一些例如抖动、山体位移等征兆。这个征兆靠人力很难察觉,但通过安装检测设备,自动上报监测到的抖动信息、位移信息,就可以提前进行灾害预警,减少损失。

    而监测点一般都比较偏远,且都是室外露天场所,非常适合采用卫星通信技术。

    现在城区很多危险品爆燃事故,其实也可以通过卫星通信进行监测。监测点设置有害气体传感器,及时上报异常即可。

    • 农业应用

    现在很多农林牧渔场景都是规模化运作,面临着大面积、远距离等问题,同时农业场景对环境的要求也很高,需要实时对温湿度、土壤成分等进行严格监测。很明显,矛盾产生了。人力所能采集到的数据不仅在准确性上有待考究,同时效率低、成本高。所以,卫星物联网成为了解决这个矛盾的新思路。

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    在畜牧业场景,对大量的牲畜进行放牧,也可以借助卫星物联网,防止牲畜走失。

    野生动物保护、重要植被保护,道理也是一样。卫星物联网可以大大提升保护效率,降低成本。

    总而言之,卫星物联网的应用还有很多。几乎在所有行业,都可以找到落地场景。

    大家会发现,物联网应用有一些普遍特点,例如分布广、节点多、露天场景多、通信数据量小、对时延不敏感等。这些特点,都与卫星通信极为匹配。正因为如此,卫星物联网正在快速崛起,成为行业重点推动的方向。

    卫星物联网的技术进展

    想要大力推动卫星物联网应用,离不开两个重要环节:网络、终端

    网络这边,大家应该都有所关注。近年来,卫星通信技术的进步很快。高通量卫星(HTS,High Throughput Satellite)的出现,还有低轨(LEO)卫星星座的建设,大大提升了卫星通信的速率、容量以及覆盖。

    高通量卫星的带宽能力,比传统卫星(低通量,1-2Gbps以内)多了几倍甚至几十倍。它采用了更高的通信频段,更大的卫星搭载平台,更多的转发器,更先进的天线技术,现在已经成为各个国家发展GEO卫星的首选。

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    低轨卫星(LEO)星座就更不用说了,大家应该都比较熟悉。马斯克的星链,就属于低轨星座。因为轨道高度更低,卫星数量更多,所以低轨卫星能实现更小的时延,还有更高的速率和容量。

    除了网络之外,终端同样也是实现卫星物联网的关键。终端上必须安装卫星通信模组,才能实现数据收发。

    今年以来,模组厂商在卫星物联网领域已有不少动作。

    就在几天前,移远通信就宣布,面向物联网行业应用推出了CC200A-LB卫星通信模组。

    这个模组主要针对的就是为那些蜂窝网络无法覆盖的偏远区域,提供可靠的全球无线网络覆盖和连接,应用在海事、运输、重型设备、农业、采矿以及石油和天然气监测等场景下。

    究竟卫星通信模组和普通的蜂窝模组有什么区别?就CC200A-LB,我们一起来看下。

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    CC200A-LB搭载的是物联网通信和解决方案提供商ORBCOMM的卫星物联网连接平台,使用 Inmarsat GEO星座的L频段,通过IsatData Pro(IDP)卫星服务提供可靠的全球连接,并支持双向通信、低延时和近乎实时的报告功能。

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    该卫星模组还可搭配蜂窝模组使用,打造支持“卫星+蜂窝”双模连接的物联网应用。

    在外观设计上,CC200A-LB卫星模组采用紧凑型LCC+LGA封装(尺寸为 37mm x 38mm x 3.35mm)。其还支持多星座GNSS定位,以及简单易用的AT命令集。

    CC200A-LB模组支持的最大发送消息为6.4 Kbytes,最大接收消息为10 Kbytes。其典型的传输延迟在100字节时为20秒,在1KB时为40秒。接收延迟方面,在100字节时为12秒,在1KB时为70秒。

    CC200A-LB卫星模组还将兼容ORBCOMM计划于2023年第四季度推出的OGx服务,届时将大大提升消息传输的速度和大小,真正打造超低延时的信号传输体验。

    在GNSS定位能力上,CC200A-LB卫星模组全面支持GPS L1、GLONASS L1、Galileo E1和北斗 B1频段。

    除了模组本身之外,移远通信还承诺可以提供QCMP连接管理平台服务,以及配套天线解决方案等一站式服务。

    “移远连接管理平台”(QCMP)平台提供中心化、易用的解决方案,能帮助客户管理、监测物联网设备及其网络连接状态。用户还可通过该平台实现设备激活、数据流管理、收费标准管理等多种功能,帮助客户更好地部署自身业务。

    CC200A-LB模组同样可搭配移远配套天线使用。该天线专门针对卫星连接进行了优化,支持螺丝安装或磁性安装方式。同时,客户还可以根据应用场景进行天线定制,同样可以实现更高性能的卫星通信功能。

    卫星物联网悄然崛起,万亿市场价值即将井喷

    根据移远通信官方透露的消息,CC200A-LB模组已于今年3月提供工程样片,6月份将提供客户样片,9月份正式量产。

    最后的话

    卫星互联网是国家新基建的重要建设领域。卫星物联网作为卫星互联网的组成部分,拥有极为广阔的发展前景。

    根据美国北方天空研究所的报告显示,全球卫星物联网市场中,我国是全球未来十年唯一有望实现年复合增长率超10%的市场,可带动相关产业全面实现信息化、智能化并推动服务创新、业态创新、金融创新和相关大数据产业发展,创造万亿级的产业价值。

    希望有更多的企业能加入到卫星物联网领域,孵化更多的行业应用场景,共同助力数字化转型和数字经济的发展。卫星通信,将加速走进千家万户!

    想要了解卫星物联网等前沿技术的最新动态吗?我推荐一个值得参加的活动给大家。那就是4月12日即将召开的移远通信物联网生态大会

    这个大会将提供全产业链的交流平台,并开设多个分论坛,涵盖物联网、车联网、云服务和5G AlOT等多个主题。通过专业的技术详解,前沿的创新应用以及前瞻性的趋势分享,可以探索数智云联的无限可能。

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