日前，联发科宣布成功利用高轨卫星测试（shì）了NB-IoT卫星基站（zhàn）的数据传输能力，证明移动（dòng）网络的（de）技术应用在地（dì）球同（tóng）步轨道卫（wèi）星也能有效（xiào）工（gōng）作，这将为无（wú）处不在的全球物联网覆盖提（tí）供一种（zhǒng）更具经济性的方式。一时间，卫星物（wù）联（lián）网再次引发热（rè）议。

世界银（yín）行数据显示，目前地面物联网（wǎng）(IoT)业务在陆地（dì）的覆（fù）盖率仅为20%，而海（hǎi）洋覆盖率（lǜ）则（zé）不到5%。在这（zhè）些人迹罕至却又需要通信的区域，建设基站和铺设线路的难度（dù）大（dà）、成（chéng）本高。这降低了实现（xiàn）“万物互联”的可能性。为突破地面基站覆（fù）盖范（fàn）围的限制，近年来（lái）物联网向太空进军的势头开始增强（qiáng）。目前，国内外（wài）已有多家企业启动了卫星物联网（wǎng）计（jì）划，让卫星物（wù）联网（wǎng）市场绽放（fàng）出（chū）了巨大的潜力。

卫星成助力“万（wàn）物互联”关键一环

5G时代，万物互（hù）联当（dāng）道。移动物（wù）联网的（de）快速部署已（yǐ）经成为5G时（shí）代乃至未来的重要趋（qū）势。然（rán）而，物联网技术需（xū）要（yào）依（yī）靠基站等基础（chǔ）设（shè）施来完成区域（yù）的（de）覆盖（gài），而（ér）这（zhè）种（zhǒng）连续不间（jiān）断的（de）覆盖需要（yào）大量地投资基础设施建设。由于在岛屿、沙漠（mò）、海洋等（děng）人迹罕至的偏远地区安装（zhuāng）基（jī）站和铺设光纤线路的难度大、成本高（gāo），目前地面蜂（fēng）窝基站的陆地覆（fù）盖率约为20%，而海洋覆盖率则不到5%。

卫星物（wù）联网通（tōng）信技术能够突破因地面（miàn）基站所不能及而带来的物联（lián）网覆盖限制。因此，不受地理环境和气候（hòu）环境影响，且具备全天候服务能力的卫星通信近年来常常获得业内的青睐。

中国航天科工集团行云（yún）工程总设（shè）计（jì）师刘萧磊对《中（zhōng）国电（diàn）子（zǐ）报》记者表（biǎo）示，与卫星互（hù）联网相比，卫星物联网不追求传输速率。物联网连接的是人（rén）与物、物（wù）与物，且主要追求（qiú）的是“广链接”，因（yīn）此（cǐ）对速率没有过高要求。

根据（jù）全球（qiú）多家咨（zī）询机构的（de）预测（cè）情况（kuàng），卫星物联网产业在未来全球物联（lián）网生态系统中表现出了（le）巨大的发展潜力。从市场规模来看，美国权威卫（wèi）星（xīng）行业咨（zī）询（xún）公司NSR预测，2022年将有1亿至2亿台物联网设备有接入卫星的需求（qiú）。麦肯锡公司预测（cè），天基物（wù）联网的产值在（zài）2025年可达5600亿美（měi）元至8500亿（yì）美元。

从应用场景来看，农业管理、工程建筑（zhù）、海上运输和能（néng）源行业（yè）将成（chéng）为卫星物联网最（zuì）重要的应用方向，能够对相关行业的发展模式产生重（chóng）大影响（xiǎng）。在农业（yè）应用（yòng）方面（miàn），卫星物（wù）联网能够大面积收集（jí）农场的土（tǔ）壤成（chéng）分、温（wēn）度、湿度等数据。在工程应用方面，卫星物联网能够实现对（duì）偏远地区土木工程项目的远程监控。预计到2022年，该市场将（jiāng）以每年（nián）25%的增速（sù）达到（dào）34亿美元。在海（hǎi）运应用方面，卫星物联网能够全程跟（gēn）踪海上船舶和（hé）集装箱（xiāng），并提（tí）高货（huò）运的效（xiào）率。在能源应用方面，卫星物联网可以监控天（tiān）然气（qì）、石油和风（fēng）能等能源在市场上（shàng）下游的流（liú）动数据，以此得到投资回报比更高的解决（jué）方案。此外，水资（zī）源监（jiān）控可以提高（gāo）缺水地区的水资源利用率，而这（zhè）也将（jiāng）促进缺水地区的可持续发展。

各国（guó）加紧布局卫星物联网计划

卫星物（wù）联网并不是新（xīn）兴（xìng）概念。自（zì）20世纪90年（nián）代末以来，以（yǐ）铱星(Iridium)、全球星(Globalstar)、轨道通信(Orbcomm)为代（dài）表的低轨移动星座均（jun1）展开（kāi）了各自的物联（lián）网计划，并持续（xù）推动了应用范（fàn）围和（hé）深（shēn）度的不断拓展。

近年来，随着商业航（háng）天（tiān）领域（yù）的快速发展，可回收运载火箭、“一箭（jiàn）多（duō）星”等技术正（zhèng）在持续降（jiàng）低（dī）卫（wèi）星发射（shè）的成（chéng）本，因此利用（yòng）小卫星（xīng）及其（qí）先进的（de）制造技（jì）术（shù）来推动流水线的批量生产已（yǐ）经成为行业标配。随着卫星（xīng）研（yán）发和制造成本的（de）不断下降，准入门槛正在进一（yī）步降低，而这能够帮助（zhù）许多（duō）初创企业缩短（duǎn）建设周期（qī）、降低（dī）研（yán）制成（chéng）本并（bìng）实现快速组网。

轨（guǐ）道（dào）通信公（gōng）司的Orbcomm-2是较早在轨运行的卫星物（wù）联网计划（huá）。该计划的18颗微型卫星在2012—2015年间全（quán）部完（wán）成了发射，目前已有数百万个卫星物联设备部署（shǔ）在工业物联（lián）网领域。天空和空（kōng）间全球公司由（yóu）英国、以色（sè）列和澳大利亚三国联合建立，该公司计划在2020年创（chuàng）建200颗由3u立（lì）方体（tǐ）星组成的大（dà）型（xíng）星座，前（qián）三颗实验卫星已于（yú）2017年发射成功。欧盟（méng）Eutelsat公司初期部署的物联网星（xīng）座（zuò）由25颗（kē）卫星组（zǔ）成，第一批四（sì）颗卫星预计于2020年至2021年之间（jiān）发射，入轨后将提（tí）供（gòng）商业服务（wù）。

以中国航天科（kē）工的“行云工程”和中国航天科技的“鸿雁星座（zuò）”为代（dài）表的低轨卫星物联网星座计划正在（zài）稳步推（tuī）进（jìn）。今年5月，中国航天科工集团的卫星物联网（wǎng）计（jì）划取（qǔ）得进展，“行云（yún）工程”的“行云二号（hào）”01星、02星两颗卫星全部发（fā）射成功。据悉（xī），“行云工程”计划（huá）分三个阶段，由80颗（kē）低轨通信卫星组成的卫（wèi）星物联（lián）网星（xīng）座将（jiāng）在2023年前建成。这能够为（wéi）极地环（huán）境监测、地（dì）质灾（zāi）害监测、气象数据预报、海洋环境监测（cè）、海上运输通信（xìn）等多个行业提供应用测试（shì），并为后续卫星物联网（wǎng）的组网奠定基础，以实现真（zhēn）正的全（quán）球万物（wù）互联。

高（gāo）、低轨（guǐ）联合提供卫星物联网（wǎng）新型（xíng）解（jiě）决（jué）方（fāng）案

中国航天系（xì）统科学与工程研究员战略（luè）规划研究部咨询师刘洁在接受记者采访时指（zhǐ）出（chū），从轨道分布来看，GEO(高轨（guǐ）)、LEO(低轨)两种轨道配（pèi）置均被用来提供（gòng）物联网（wǎng）服务，且各具优势。从SpaceX、亚（yà）马逊、OneWeb等新入局（jú）的新兴（xìng）初创企业的星座（zuò）计划来看，低轨已（yǐ）成为卫星通信计划的（de）“新赛道”。

低轨卫星在卫星通信（xìn）计划（huá）中（zhōng）的优势明显。“低轨卫星传输的延迟（chí）更短、路（lù）径损耗（hào）更小，因此发射成本（běn）相对更低。”中国科学院国家空间科（kē）学中心（xīn）空间频谱感知技术研究（jiū）室副主任闫毅告诉（sù）记者。

目前，已有（yǒu）多家互联网（wǎng）企业和卫星运营商提出星座（zuò）计划，并发射了多颗试验星和业务星以抢占（zhàn）蓝海市场。一时间，低轨（guǐ）空间（jiān）变（biàn）得拥挤不堪。根据（jù）赛迪顾问（wèn）发布的《“新基建”之（zhī）中国（guó）卫星（xīng）互（hù）联网产业发展白（bái）皮书》，近地轨道（dào）可容纳约6万颗卫星。预计到2029年（nián），地球近地轨道将（jiāng）部（bù）署约5.7万颗卫星，因此（cǐ）轨位空间将所剩（shèng）无几。

基于此，高、低轨联合提供的（de）卫（wèi）星物联网解决方案将（jiāng）成未来卫星物联网发展的（de）趋势之一，而高轨（guǐ）也（yě）将在星座（zuò）计划中释放出更多的潜力（lì）和更大的市场空间。2019年（nián）8月，澳大（dà）利亚物联网企业Myriota与澳大利亚最大的GEO卫星运营商Optus合（hé）作，结（jié）合高（gāo）低轨卫星的各自优势来服务于卫星（xīng）物联网（wǎng）市场。

日前，联发（fā）科基于标准NB-IoT芯片开发（fā）出（chū）了支持卫（wèi）星（xīng）功（gōng）能的设备（bèi）。该（gāi）设备通过国际海事卫星组织的Alphasat L波段卫星，已（yǐ）成功与商用GEO卫星建立了双向链路，实现了物联网业务的（de）全球（qiú）覆盖。国际海事卫（wèi）星组织产品高级总监Jonathan Beavon先生介绍，此次试验表明，通过小幅修改（gǎi）即可让移动（dòng）通信（xìn）技术（shù）有效地应用（yòng）于GEO卫（wèi）星。这将为混合型（xíng）全球物联（lián）网的（de）覆盖（gài）提供一个极（jí）具成本效益（yì）的途径，同（tóng）时也能释放出高轨（guǐ）卫星的更多应用价值（zhí）。”

高、低轨共同（tóng）发展物联网（wǎng）业务可以（yǐ）打（dǎ）造立体式（shì）的（de）物联（lián）网服务（wù）模式（shì），并为行业提供卫星物联网发展的新解决方案。

“天地一体（tǐ）化”服务仍有待（dài）探索（suǒ）

实现卫星和地面设（shè）备的（de）互联会涉（shè）及地面通信和卫星（xīng）通信等多种手段的（de）结合，因此（cǐ）这种“天地一体（tǐ）化”的服务（wù）需要（yào）将二维（wéi）地面（miàn）网络与（yǔ）近地三维卫星通信网络进（jìn）行融合与升（shēng）级，以此打（dǎ）破通信基础设施由于空（kōng）间分布不同而（ér）导致的业务、服务的隔阂。目（mù）前，虽然“天地一体”物联网服务的前景被广泛（fàn）看好，但（dàn）尚未形成真（zhēn）正成熟的商（shāng）业模式。

在赛迪顾问物联网产业研究中心（xīn）高级分析师刘（liú）暾看来，卫星物联（lián）网会更多（duō）地面向行业用户。卫星物联网（wǎng）具有传输覆盖广、不受地理环境限（xiàn）制、可靠（kào）性（xìng）高等（děng）特性，将有望为行（háng）业客（kè）户提供（gòng）更加优质的专网（wǎng）服（fú）务。然而，由于（yú）“天地一体化”网络（luò）涉（shè）及复杂的通信（xìn）环境和（hé）多个通信系统，其节点比传统的物联（lián）网（wǎng）环（huán）境更加繁多和复（fù）杂。与此（cǐ）同时，由于多（duō）个（gè）通信系（xì）统的运营（yíng）者不同（tóng），更多安全、可（kě）靠、高效的网络接口需要被设计出来，以此实现网（wǎng）络深度和（hé）安全的融合。这将（jiāng）给整个通（tōng）信设备产业（yè）带来更多挑战。

赛迪智（zhì）库无（wú）线电管（guǎn）理研（yán）究（jiū）所副研（yán）究员周钰哲此前向记（jì）者表示，这种（zhǒng）“天地一（yī）体化”网络需要攻克技（jì）术难题。要做到地面物联网信号和非地面网络信号的无感切换（huàn），一是要重新设计兼容的星地通信（xìn）协议，比（bǐ）如优化通（tōng）信系（xì）统间的切（qiē）换流程;二是（shì）要考虑（lǜ）智能、高效（xiào）的频（pín）率共享与干扰消除方法（fǎ），以应（yīng）对（duì）每（měi）条（tiáo）链路上不同的数据速率需求;三是要实（shí）现卫星等非（fēi）地面通信设备小型化和轻量化设计，以（yǐ）此避免非地面通信网络的载荷限制。

此外，由（yóu）于卫星与地面运（yùn）营（yíng）商之间（jiān）的利益关系（xì）还有（yǒu）待协（xié）调，这种协议（yì）体制竞（jìng）争存在着极大变数。刘洁指出（chū），“天地一体化”的网络融合需要优化资源配置，并平（píng）衡（héng）好协议体（tǐ）制（zhì）的竞（jìng）争，从而更好地（dì）发（fā）挥（huī）作（zuò）用。目前，国际通信卫星公司、欧洲卫星通信公司、天空完美日星公司等卫星运营服务商在融合服（fú）务方面已（yǐ）经进行多种尝（cháng）试并（bìng）积累了（le）成功的经验（yàn），因此能够（gòu）向用（yòng）户提供融合（hé）天地通信（xìn）网络（luò）资源的解（jiě）决方案。