4000萬連接！衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)飆升的原因找到了...

作者 | 物聯(lián)網(wǎng)智庫   2024-12-27

        臨近年末，又有研究機構(gòu)對衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場的未來發(fā)展給出積極預測——根據(jù) Counterpoint 最新發(fā)布的《2023 年衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)和市場概況報告》，全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)預計將從 2020 年的 360 萬個增長到 2030 年的 4100 萬個，復合年增長率為 28%。

        在此之前，Berg Insight 發(fā)布的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)研究報告顯示，全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)在 2023 年超過 510 萬，預計到 2028 年將飆升至 2670 萬，復合年增長率 (CAGR) 為 39.2%。

        是什么推動了衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的高速增長？ Counterpoint 認為背后的原因關(guān)鍵在于標準化的進展，同時，該機構(gòu)還認為精準農(nóng)業(yè)、油氣運輸、聯(lián)網(wǎng)汽車等是極具潛力的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)應用。

        標準化推動衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵一躍

        盡管衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)自 1990 年代以來就已存在，但由于專有系統(tǒng)、專有協(xié)議以及居高不下的硬件成本等原因，使得其應用仍然受到限制。然而，隨著標準化的進步，這種情況正在發(fā)生變化。

        為什么標準化對衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展如此重要？筆者總結(jié)了如下幾個原因：

        首先，標準化能夠增強互操作性和兼容性。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常由多個不同的設備和服務提供商組成，這些設備包括衛(wèi)星終端、地面設施、傳感器等，而不同設備之間的協(xié)同工作依賴于高效的通信標準。

        傳統(tǒng)衛(wèi)星通信體制如 DVB 和 GMR 已演進多年，是衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的主流標準。Starlink 采用寬帶星常用的 DVB 制式，Inmarsat-P/ICO 五代星采用基于 DVB-S2 的技術(shù)體制，銥星 Iridium，海事衛(wèi)星 Inmarsat、中國“天通一號”等，分別采用 GMR-1、GMR-2 和類 GMR 技術(shù)體制，提供窄帶或低數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信服務，此外還有諸多衛(wèi)星不對外披露技術(shù)體制…..可見衛(wèi)星通信體制往往具有一定程度的定制化，缺乏統(tǒng)一標準。但站在整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度，只有通過統(tǒng)一的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式標準，才能確保不同品牌和類型的設備能夠無縫連接與協(xié)同工作。

        第二，標準化能夠加速技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)協(xié)同。標準的確定和普及為各類參與者（如衛(wèi)星制造商、通信公司、應用開發(fā)商）提供了共同的研發(fā)基礎，這有助于資源共享與合作，典型的比如 3GPP 陣營，筆者整理其標準演進如下：

        隨著 NR-NTN 標準將于 2027 年通過 R18 和 R19 實現(xiàn)商業(yè)化，預計將推動需要高速和實時數(shù)據(jù)的各種應用的普及。

        第三，標準化能夠降低制造、運營和維護成本。一方面，標準化能夠減少不同衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務間的兼容性問題，從而降低測試和維護成本；另一方面，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的標準化促進了規(guī)模化生產(chǎn)，生產(chǎn)商可以通過采用標準組件和技術(shù)來降低制造成本。例如，對于 3GPP 陣營的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)廠商來說，其可有效利用蜂窩通信產(chǎn)業(yè)鏈與用戶群，攤薄天地一體化網(wǎng)絡建設、維護、推廣的成本。

        最后，標準化也為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了法規(guī)框架，使得不同國家和地區(qū)的監(jiān)管機構(gòu)能夠在相對統(tǒng)一的標準下制定政策。例如，國際電信聯(lián)盟（ITU）和其他國際機構(gòu)為衛(wèi)星通信和物聯(lián)網(wǎng)應用制定了技術(shù)和頻譜使用的相關(guān)標準。通過這些標準，各國可以實現(xiàn)頻譜資源的全球協(xié)調(diào)，避免頻譜干擾，提高全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋率和安全性。

      哪些衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)垂直應用最值得期待？

        智慧農(nóng)業(yè)

        Counterpoint 預測，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)領域?qū)⒔?jīng)歷快速增長，在精準農(nóng)業(yè)計劃的推動下，2023-2030 年的復合年增長率將超過 52%。

        無獨有偶，ABI Research 此前發(fā)布的報告也估計，農(nóng)業(yè)將成為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的最大市場，到 2029 年，農(nóng)業(yè)領域?qū)⒄Q生超過 140 萬個衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接。

        我們知道，現(xiàn)代不少農(nóng)林牧漁場景都是規(guī)?；\作，面臨著大面積、遠距離等問題，同時農(nóng)業(yè)場景對環(huán)境的要求也很高，需要實時對溫濕度、土壤成分等進行嚴格監(jiān)測，但人力所能采集到的數(shù)據(jù)不僅在準確性上有待考究，效率低、成本高，所以衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)成為了解決這個矛盾的新思路。

        今年 10 月，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的指導意見》、《全國智慧農(nóng)業(yè)行動計劃（2024—2028年）》，提出要全方位提升智慧農(nóng)業(yè)應用水平，包括推進主要作物種植精準化、設施種植數(shù)字化、畜牧養(yǎng)殖智慧化、漁業(yè)生產(chǎn)智能化、育制種智能化、農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化和農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理服務數(shù)字化等 7 項重點任務——這些頂層政策為未來智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了助力，也讓衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)有了大展身手的空間。

        具體應用方面，2024 年 1 月，青島聯(lián)通通過打造 5G 立體海洋牧場觀測網(wǎng)，使傳統(tǒng)海洋牧場所無法實現(xiàn)的“可視、可測、可控、可預警”成為了可能。該觀測網(wǎng)結(jié)合聯(lián)通自研的超遠覆蓋技術(shù)（縱深可達 100 公里）制定航道專項超遠覆蓋方案，在島嶼、風電等固定平臺增設 5G 基站，并在此基礎上推進 5G 和衛(wèi)星通信共生互補，實現(xiàn)“空天地”一體化覆蓋?；谛l(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)，通過對水質(zhì)、氣象、魚類生長等數(shù)據(jù)的實時采集和分析，可以為養(yǎng)殖企業(yè)提供科學的建議，從而提高養(yǎng)殖效率和產(chǎn)量。

        資產(chǎn)追蹤

        資產(chǎn)追蹤向來是衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的明星應用，Counterpoint 進一步指出，NB-NTN 將成為該領域的主導技術(shù)，尤其是在油氣運輸方面，預計到 2025 年將得到廣泛采用。

        油氣運輸通常涉及長距離、跨區(qū)域的運輸，許多運輸過程發(fā)生在偏遠地區(qū)或海洋中，這些地方通常無法通過傳統(tǒng)地面通信網(wǎng)絡進行有效覆蓋，有些運輸往往跨越多個國家和地區(qū)，傳統(tǒng)地面通信網(wǎng)絡無法提供穩(wěn)定的連接。與此同時，油氣運輸又涉及大量高價值的設備和貨物，本身具有易燃、易爆的特點，任何意外事故（如泄漏、火災、爆炸等）都可能導致災難性后果，因此監(jiān)控的連續(xù)性非常重要。在這種背景下，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)能夠提供全球范圍的覆蓋，無論運輸途中是否處于信號盲區(qū)，都能實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸。

        Counterpoint 在油氣追蹤應用方面特意指出了 NB-NTN 的重要性，因此筆者也再補充幾句——我們知道，3GPP R17 標準中，兩個工作組是分別針對移動寬帶的 NR-NTN 標準和針對物聯(lián)網(wǎng)用例的 IoT-NTN 標準，后者側(cè)重支持低復雜度 eMTC 和 NB-IoT 等 LPWAN終端衛(wèi)星接入。

        由于能夠擴大很多場景的網(wǎng)絡覆蓋范圍，如全球資產(chǎn)追蹤，NB-IoT NTN 備受業(yè)界關(guān)注。今年 1 月， 美國老牌衛(wèi)星通信運營商銥星公司宣布正式啟動基于3GPP標準化NB-IoT NTN衛(wèi)星直連項目 Project Stardust；今年 9 月，3GPP 批準了銥星的請求，將 NTN 的 NB-IoT 功能j進一步添加到 Release-19 的工作計劃中，該計劃預計將于 2025 年第四季度完成。

        不只國外，國內(nèi)的 NB-NTN 也發(fā)展迅速，今年 3 月，中國移動旗下專業(yè)芯片公司芯昇科技有限公司聯(lián)合是德科技，基于商用物聯(lián)網(wǎng)終端，完成了運營商IoT-NTN衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務實驗室驗證，標志著攜帶中移芯昇 NB-IoT 通信芯片的物聯(lián)網(wǎng)設備已經(jīng)支持衛(wèi)星通信，驗證了符合 3GPP R17 NTN 規(guī)范的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信的可行性。

        聯(lián)網(wǎng)汽車

        Counterpoint 還指出，到 2027 年，NR-NTN 的部署將解鎖新的用例，包括自動聯(lián)網(wǎng)汽車、視頻流和擴展的海事應用。

        筆者認為聯(lián)網(wǎng)汽車是很值得關(guān)注的應用。之前，在華為、蘋果等手機大廠不遺余力的宣傳下，消費者對于手機直連衛(wèi)星已經(jīng)不陌生，但與之相比，“汽車直連衛(wèi)星”的前景可能會更為廣闊。

        技術(shù)方面，汽車電池供電限制較小，續(xù)航能力更長，憑借全向接收天線，接受衛(wèi)星信號能力也更強，得益于更大的天線尺寸，汽車擁有比手機更廣的天線仰角范圍，可以接收衛(wèi)星信號的面積也更大；應用方面，衛(wèi)星通訊可以涵蓋商用車（如貨車，公交車）、乘用車、軍用車和工業(yè)用車，比如為礦車和資源勘探設備提供實時的數(shù)據(jù)傳輸和通信服務，支持遠程監(jiān)控和管理，提高生產(chǎn)效率和安全性等…..

        2024 年 5 月，據(jù)星鏈軟件開發(fā)師 Julien Villa-Massone 透露，SpaceX 正著手開啟特斯拉汽車直連衛(wèi)星計劃。預計今年底，所有配備 4G 功能的特斯拉汽車有望獲得基礎性網(wǎng)絡接入，盡管網(wǎng)速比較低，帶寬大概每 150 公里范圍內(nèi)共享 18Mbps，但可以用于應急通話。

        寫在最后

        隨著衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷進步和應用場景的多樣化，連接數(shù)的持續(xù)增長無疑為全球數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要支撐，同時也會進一步帶來收入的增長——Berg Insight 認為衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接收入預計將從 2023 年的 3.029 億歐元（3.304 億美元）增長到 2028 年的約 13.5 億歐元（約 14.7 億美元）；Omdia 則預測，隨著網(wǎng)關(guān)等硬件成本不斷下降和新標準的出現(xiàn)，通過衛(wèi)星直接與物聯(lián)網(wǎng)設備通信正成為企業(yè)從遠程設備回傳數(shù)據(jù)的可行選擇，預計到 2030 年衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)收入將超過 15 億美元。

        總而言之，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)不僅彌補了地面網(wǎng)絡的覆蓋空白，還推動了偏遠地區(qū)、海上平臺、極地環(huán)境等傳統(tǒng)通信手段無法觸及的領域的數(shù)字化進程。從精準農(nóng)業(yè)到智能交通，從油氣運輸?shù)江h(huán)境監(jiān)測，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)在各個行業(yè)的滲透，正以前所未有的速度加速。未來，技術(shù)的不斷成熟和全球物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的完善，將助推衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的連接數(shù)將繼續(xù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，推動空天地一體化未來的到來。

        參考資料：

        衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)：NTN技術(shù)商用化，還需邁過理想與現(xiàn)實的“GAP”，C114

        農(nóng)業(yè)農(nóng)村部出臺發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)指導意見和行動計劃

        中國聯(lián)通智慧護航“海洋牧場”

        老牌衛(wèi)星公司啟動NB-IoT項目,3GPP陣營影響力進一步擴大，物聯(lián)網(wǎng)智庫

        汽車也要向上捅破天？“汽車直連衛(wèi)星”迎來廣闊發(fā)展空間，物聯(lián)網(wǎng)智庫

        中移芯昇NB通信芯片完成運營商IoT-NTN衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務實驗室驗證，News快報