日前，联发（fā）科宣（xuān）布成功利用高轨卫星测试了NB-IoT卫星基站的数据传输能力，证明移动网（wǎng）络的技术应用（yòng）在地球同步轨道卫（wèi）星（xīng）也能有效工作，这将为无（wú）处不在的（de）全（quán）球物联网覆盖提供一种更具经济性（xìng）的方式（shì）。一时（shí）间，卫星物联网再（zài）次引发热议。

世界银行（háng）数（shù）据（jù）显示，目前地面物（wù）联网(IoT)业务（wù）在陆地的覆盖率（lǜ）仅为20%，而海洋（yáng）覆盖（gài）率则不（bú）到5%。在（zài）这些人迹罕至却又（yòu）需要通信的区域，建设基站和铺设线路的难度（dù）大、成本高。这降低（dī）了实现“万物互联”的可能（néng）性。为突破地面基（jī）站覆盖范围的限制（zhì），近年来物联网（wǎng）向太空进军的势头开始增强。目前，国内外已有多家（jiā）企业（yè）启动了卫星（xīng）物联网计划，让卫星物联网市场绽放出了巨大的潜力。

卫星成助力“万物互联”关键一环

5G时代，万物互联（lián）当道。移动物联网（wǎng）的（de）快速部署已（yǐ）经成为5G时代乃至未来的重要趋势。然（rán）而，物（wù）联网技术需（xū）要（yào）依靠基站等（děng）基础设施来完（wán）成区域的覆（fù）盖，而这种（zhǒng）连（lián）续（xù）不（bú）间断的覆盖需要大量（liàng）地投资基础设施（shī）建设。由于在岛屿、沙漠、海洋等人迹罕至的偏远地区安装基站和铺设（shè）光纤线路（lù）的难（nán）度大、成本高，目前地（dì）面蜂窝基（jī）站的陆地覆盖率约为20%，而海洋覆盖率则不到（dào）5%。

卫星物（wù）联网通信（xìn）技术能够突破因地面基站（zhàn）所不能（néng）及（jí）而（ér）带来（lái）的（de）物联（lián）网覆盖限制。因（yīn）此，不受地理环境和气候环（huán）境影响（xiǎng），且具备（bèi）全天候（hòu）服（fú）务（wù）能力的卫星通信近年来常（cháng）常获得业内的青睐。

中国航天科工（gōng）集团行云工程总设计师刘萧磊（lěi）对《中国电子报（bào）》记者表示，与卫星互联（lián）网相比，卫（wèi）星（xīng）物联网不追求传输（shū）速（sù）率。物（wù）联网连接的是（shì）人与物、物与（yǔ）物，且主要追求的是“广链接”，因此对速（sù）率没有过高（gāo）要求。

根据全球（qiú）多家（jiā）咨（zī）询机构的预测情况，卫星（xīng）物联网产业在未来全球（qiú）物联网生态系统中表（biǎo）现出了巨大的发展潜（qián）力。从市（shì）场规（guī）模来看，美国权威卫星行（háng）业（yè）咨询公司NSR预测（cè），2022年将有1亿至2亿（yì）台（tái）物联网（wǎng）设备有接入卫星的需求。麦肯锡公司预（yù）测，天基物联网的（de）产值在2025年（nián）可达5600亿美（měi）元至8500亿（yì）美元。

从（cóng）应用场景来看，农业管理、工程建筑、海上运输和能源行业将成（chéng）为卫星（xīng）物联网最重（chóng）要的应用方向，能够对相关（guān）行业的（de）发展模式（shì）产生重大影（yǐng）响。在农业应（yīng）用方面，卫星物联网能够（gòu）大面（miàn）积收集农场的（de）土壤成分、温（wēn）度、湿度等（děng）数据。在（zài）工程应用（yòng）方面（miàn），卫星物联网能够（gòu）实现对偏远地区土木工程（chéng）项目（mù）的远程监控。预（yù）计到2022年，该市场将以（yǐ）每年25%的增速达到34亿美元。在海运（yùn）应用方面，卫星（xīng）物（wù）联（lián）网（wǎng）能够全程跟踪海（hǎi）上船舶（bó）和（hé）集装箱，并提（tí）高货运的效率。在能源（yuán）应用方面，卫星（xīng）物（wù）联网可以监控天然气、石油和（hé）风能等能源在市场上下（xià）游的（de）流动数据，以此得到投资回（huí）报比更（gèng）高的解决（jué）方案。此外，水资源监控可（kě）以（yǐ）提高（gāo）缺（quē）水地区的水资源利用率，而这也将促（cù）进缺水地区的可持续（xù）发展（zhǎn）。

各（gè）国（guó）加（jiā）紧（jǐn）布局卫星（xīng）物联网（wǎng）计划

卫星物联网并不是（shì）新兴概念。自20世纪90年代末以来，以铱星（xīng）(Iridium)、全球星(Globalstar)、轨道通（tōng）信（xìn）(Orbcomm)为代表的低轨移（yí）动星座均展开（kāi）了各自的物联（lián）网计划，并持（chí）续推动了应用（yòng）范围和深度的不断拓展。

近年来，随着商（shāng）业航（háng）天领域的快速发（fā）展，可回收（shōu）运载火箭、“一箭（jiàn）多（duō）星（xīng）”等技术正（zhèng）在持续（xù）降（jiàng）低卫星发射的成本，因（yīn）此（cǐ）利用小卫（wèi）星及其先（xiān）进的制造技术来（lái）推动流水（shuǐ）线的批量生产已经成为行业标配。随着（zhe）卫星研（yán）发和制造成（chéng）本的（de）不断下降，准入（rù）门（mén）槛正在进一步降低，而这能够帮（bāng）助（zhù）许多初创企（qǐ）业缩短建设周期、降低研制成本并实现（xiàn）快（kuài）速组网。

轨道通信公司的（de）Orbcomm-2是较早在轨运行（háng）的卫星物联网计（jì）划。该计划的18颗微型（xíng）卫星在2012—2015年（nián）间全部完成了发射，目前已有数百万个卫星（xīng）物联设备部署在工业物联网领（lǐng）域（yù）。天空和（hé）空间（jiān）全（quán）球（qiú）公司由（yóu）英（yīng）国、以色列和澳大（dà）利亚三（sān）国联合建立，该公司计划在2020年（nián）创建200颗由3u立方体星组成的大型星座，前三（sān）颗实验卫星已于（yú）2017年（nián）发射成（chéng）功。欧盟Eutelsat公（gōng）司初（chū）期（qī）部署的物联网星座由25颗卫星组成，第一批四（sì）颗卫（wèi）星预（yù）计于2020年至2021年之间发射，入轨后将提供商业服务。

以中国航天（tiān）科工的“行云工程”和中国航天科技的（de）“鸿雁星座”为代（dài）表的（de）低轨卫星物联（lián）网星（xīng）座计划正在稳步推进。今年5月，中国（guó）航天科工集团的（de）卫（wèi）星物联网计划取得进展（zhǎn），“行云工程”的“行（háng）云二号”01星、02星两颗卫星全部发射成功。据悉，“行云工程”计（jì）划分（fèn）三个阶段，由80颗低轨通信卫（wèi）星组成的卫星物联网星座将在2023年前建（jiàn）成。这能够为极地（dì）环境监测、地质灾害监测、气象数据（jù）预报、海洋环境监测、海上运输通信等多（duō）个行业提供应用测（cè）试，并（bìng）为后续卫星物联网的组网奠定基础，以（yǐ）实现（xiàn）真正的（de）全球万物互联（lián）。

高、低轨联合提供卫星物联网新型解决方案（àn）

中国航天系统科学与工程（chéng）研究员战略规划研究部咨询师刘（liú）洁在接（jiē）受记者采访（fǎng）时指出，从轨（guǐ）道分（fèn）布来看，GEO(高轨)、LEO(低轨（guǐ）)两种轨道配（pèi）置均被（bèi）用来提供物（wù）联（lián）网服务，且各具优（yōu）势。从SpaceX、亚马逊、OneWeb等（děng）新入局的新兴初创企业的星座计划来看，低轨已成（chéng）为卫星通信（xìn）计划（huá）的（de）“新赛道”。

低轨卫星（xīng）在卫星（xīng）通信计划中的优势明显。“低轨卫星传输的延迟更短、路径损耗（hào）更小，因此发射成（chéng）本（běn）相对更低。”中国科（kē）学院国家（jiā）空（kōng）间科学（xué）中（zhōng）心空（kōng）间频谱感知技（jì）术研究室副主任闫毅告（gào）诉记者。

目前，已有多家互（hù）联网企业和卫星运营商（shāng）提出（chū）星座计划，并发射了（le）多颗（kē）试验星和（hé）业务星以抢占（zhàn）蓝海市场。一时间，低轨（guǐ）空间变得拥挤不堪。根据（jù）赛迪顾问发布的《“新基建”之中国卫星互（hù）联网产业发展白皮书》，近地轨道可（kě）容纳约6万颗卫星。预（yù）计到2029年，地（dì）球近地轨道将部署约5.7万颗（kē）卫星，因此轨位空间将所剩无几。

基（jī）于（yú）此，高、低（dī）轨联合提供（gòng）的卫（wèi）星物（wù）联网解决方案将成未（wèi）来卫星物联网（wǎng）发（fā）展的趋势之一，而高轨也将（jiāng）在（zài）星座计划中释放出更多的潜力和更大的市（shì）场空间。2019年（nián）8月，澳大利亚（yà）物联网企（qǐ）业Myriota与（yǔ）澳大利亚最（zuì）大的GEO卫星运营商Optus合（hé）作，结合高（gāo）低（dī）轨（guǐ）卫星的（de）各（gè）自（zì）优势（shì）来服务于卫星物联网市场（chǎng）。

日前，联发科基于标准NB-IoT芯片（piàn）开发出（chū）了（le）支持卫星功能的设备。该设备通过（guò）国际（jì）海（hǎi）事卫星组织（zhī）的Alphasat L波段卫（wèi）星（xīng），已成功与商用GEO卫（wèi）星建立了双向链（liàn）路，实现了物（wù）联网业务的全球覆盖（gài）。国际海事卫星组（zǔ）织产品（pǐn）高级（jí）总监（jiān）Jonathan Beavon先（xiān）生介（jiè）绍，此（cǐ）次（cì）试验表明，通过小幅修改即（jí）可让（ràng）移（yí）动（dòng）通信技术（shù）有效地应用于（yú）GEO卫星。这将为混合型全球物（wù）联网的覆（fù）盖提供一个极具成本（běn）效益的途径，同时也能释放出高轨卫（wèi）星的更（gèng）多（duō）应（yīng）用（yòng）价（jià）值。”

高（gāo）、低轨（guǐ）共同发展（zhǎn）物联网业务可以打造立（lì）体式的物联网服务模（mó）式（shì），并为行业（yè）提供卫（wèi）星物联网发展的新解决（jué）方案（àn）。

“天地一体化”服务仍（réng）有待探（tàn）索

实（shí）现（xiàn）卫（wèi）星和（hé）地面设（shè）备（bèi）的互联会涉及地面通信和卫星通信等多种手段的结合（hé），因此这种“天地一体化”的服务（wù）需（xū）要将二维（wéi）地面网（wǎng）络与近地三维卫星通信网络（luò）进行（háng）融合与升级，以（yǐ）此（cǐ）打破通信基础设施由于空间分布不（bú）同而（ér）导致的（de）业务、服务的隔阂。目前，虽然“天地一体”物联网（wǎng）服务的（de）前（qián）景被广泛看好，但（dàn）尚未形成（chéng）真正成熟的商业模式（shì）。

在赛迪顾问物（wù）联网产业研究中心高级分析师（shī）刘暾看来，卫星（xīng）物联网会更多（duō）地面向行业用户。卫星（xīng）物联网（wǎng）具有传输覆（fù）盖广、不（bú）受地理（lǐ）环境（jìng）限制、可靠性高等特性，将有望为行业客户提供更加优（yōu）质（zhì）的（de）专网服（fú）务（wù）。然（rán）而，由于“天地一体化”网络涉及复（fù）杂（zá）的通信环境和多个（gè）通信（xìn）系统，其节（jiē）点比传统的物（wù）联网环境更（gèng）加繁多和复（fù）杂。与此同时，由于多个通信（xìn）系（xì）统的运营（yíng）者不同，更多安（ān）全、可靠、高（gāo）效的网络接口（kǒu）需要被（bèi）设计出（chū）来，以此（cǐ）实现网络深度和安全的融合。这将给整个（gè）通信设备产业带来更多（duō）挑战。

赛迪智库无线电管理研究（jiū）所副研究（jiū）员周钰哲此前向记者表示，这（zhè）种“天地（dì）一（yī）体化”网络需要攻克技（jì）术难题。要做到地面（miàn）物联网信号和非地面网络信号的无感切换，一是要（yào）重新（xīn）设计兼容的星（xīng）地通信（xìn）协议，比如优化通信系统间（jiān）的（de）切换流程;二是要（yào）考虑智能（néng）、高（gāo）效的频率共享与干扰消除方（fāng）法（fǎ），以应对每条（tiáo）链路上不（bú）同的数据速率需（xū）求;三是要实现卫星等（děng）非地（dì）面通信设备（bèi）小型化和轻量化设（shè）计（jì），以此避免非地面通信网络的载荷限制。

此外（wài），由于卫星（xīng）与地面运营商之间（jiān）的利益关系还（hái）有待协调，这种（zhǒng）协议体制竞争存在着极大变数。刘洁（jié）指出，“天地（dì）一（yī）体化”的网络融合（hé）需要优化资源配置，并平衡好（hǎo）协议（yì）体制的竞（jìng）争，从而更好地发挥作用。目前，国（guó）际（jì）通信卫星公司、欧洲（zhōu）卫星通信（xìn）公司、天空完美（měi）日星公（gōng）司等卫星运营服（fú）务商在融合服务（wù）方面已（yǐ）经进行多种尝试并积累了成功的经验，因此能够向用户（hù）提供（gòng）融合天地（dì）通信网络资源的解决方案。