日前（qián），联发科宣布成（chéng）功利用高轨卫（wèi）星测（cè）试了（le）NB-IoT卫星基站的数据传输能力，证明（míng）移动（dòng）网络的技术应用（yòng）在地球同步轨道卫星也（yě）能有效（xiào）工作，这将为无处（chù）不在（zài）的（de）全球物联网覆盖提供一种更具（jù）经济性的方式（shì）。一时间，卫星（xīng）物联（lián）网（wǎng）再（zài）次引发热议。

世界（jiè）银（yín）行数据显示，目前地面物联网(IoT)业务在陆（lù）地（dì）的覆盖率仅为20%，而（ér）海洋覆盖（gài）率则不到5%。在这（zhè）些人（rén）迹罕（hǎn）至却又需要通信的区（qū）域，建设基站和铺设线路的（de）难（nán）度大、成本高。这降低了实现“万物互联（lián）”的可能性。为突破地面基站覆盖范围的限制（zhì），近年来物联网向太空进军的势头开（kāi）始（shǐ）增强。目前，国内外已有多家企业启（qǐ）动了（le）卫（wèi）星物联网计划，让卫星物联网市场绽放出了巨大（dà）的潜力。

卫星成（chéng）助（zhù）力“万物互联”关键一环

5G时代，万物互联（lián）当道。移（yí）动物联网的快速部署（shǔ）已经成为5G时代乃至未来（lái）的重要（yào）趋（qū）势。然而，物联（lián）网技术需（xū）要依靠（kào）基站等基础设施来完成区域的覆盖，而这种连续不（bú）间（jiān）断的覆盖（gài）需（xū）要大（dà）量地投资基础设施建设（shè）。由于在（zài）岛屿、沙漠、海洋等人迹罕（hǎn）至的（de）偏（piān）远地区安装基站和（hé）铺设光纤线路的难（nán）度（dù）大（dà）、成（chéng）本高，目（mù）前（qián）地面蜂窝基站的陆地覆盖率约为20%，而（ér）海洋（yáng）覆盖率则不（bú）到（dào）5%。

卫星物联网通信技术能够突（tū）破因（yīn）地面基站所（suǒ）不（bú）能及而带来的物联网（wǎng）覆盖（gài）限（xiàn）制。因此，不受地理环境和气候环（huán）境影响，且具备全天候服（fú）务能力的卫星通（tōng）信近年来常常获得业内的青睐。

中国航天（tiān）科（kē）工集团行云工程总设计师（shī）刘（liú）萧磊对《中国电子（zǐ）报》记者表示（shì），与卫星互联网相比，卫（wèi）星物（wù）联网不（bú）追求传输速率。物联网连接的是人与物、物与物，且主要（yào）追（zhuī）求的是“广链（liàn）接（jiē）”，因此对速率没有过高要（yào）求（qiú）。

根据全球多（duō）家咨询机构的预测情（qíng）况（kuàng），卫星物联网产业（yè）在未来全球物联（lián）网（wǎng）生态系统中表现（xiàn）出了巨大（dà）的（de）发（fā）展潜力。从市（shì）场规模来看，美国（guó）权威卫星（xīng）行业咨询公司NSR预测，2022年将有（yǒu）1亿至2亿台（tái）物联网设备有（yǒu）接（jiē）入卫星的需求。麦肯锡公司预测，天基物联网的产值在2025年可达5600亿美元至8500亿美元。

从应用（yòng）场（chǎng）景来看，农业管理（lǐ）、工程建筑、海上运输和能源（yuán）行业将成为卫星物联网最重要的应用（yòng）方向，能够对相关行业（yè）的发（fā）展模式产生重大影响。在农（nóng）业应用方面，卫星（xīng）物联网能够大面积收集农场的（de）土壤（rǎng）成分（fèn）、温度、湿度等数据（jù）。在工（gōng）程应用方（fāng）面，卫星物联网能够实现对（duì）偏远地区土木（mù）工程项目的远程（chéng）监（jiān）控。预计（jì）到（dào）2022年，该市（shì）场（chǎng）将以每年25%的增速达到34亿美元。在海运（yùn）应用方面，卫星物（wù）联网能够全程跟踪海上船舶（bó）和集装箱，并提高货运的效率。在能源应用（yòng）方面（miàn），卫星物联网可以监控天然气、石（shí）油和风能等能源在市场（chǎng）上下游的流动数据（jù），以此得（dé）到投资（zī）回报比更高（gāo）的解决方案（àn）。此外（wài），水资源（yuán）监控可以提高缺水地区的水（shuǐ）资源利用率，而这（zhè）也（yě）将促（cù）进缺水地区的可持续发（fā）展。

各国加紧布局卫星物联网计（jì）划（huá）

卫星物联网并不是新兴（xìng）概念。自20世纪90年代末（mò）以来，以铱星(Iridium)、全球星(Globalstar)、轨（guǐ）道通信(Orbcomm)为代表的低轨移（yí）动星（xīng）座均（jun1）展开了各自的（de）物联（lián）网（wǎng）计划，并持续（xù）推动了应用范围和深（shēn）度的不断拓（tuò）展。

近年来，随着商业航天（tiān）领（lǐng）域的快速发展，可（kě）回收运载火箭、“一箭多星（xīng）”等技术正在持续（xù）降低卫星发射的成（chéng）本，因此（cǐ）利（lì）用小（xiǎo）卫星及（jí）其（qí）先进（jìn）的制造技术来推动流水线的批量生产已经（jīng）成为行业标配。随着卫星研发和制造成（chéng）本的不断下降，准入门槛（kǎn）正（zhèng）在（zài）进一步降低，而这能够（gòu）帮助许多初创企业缩（suō）短建设周期、降低研制成（chéng）本并（bìng）实（shí）现快速组网。

轨道通信（xìn）公司的Orbcomm-2是较早在轨运行的卫星物联网计划。该计划（huá）的18颗微型（xíng）卫星在（zài）2012—2015年间（jiān）全部完成（chéng）了发（fā）射，目前已有（yǒu）数百万个卫星（xīng）物联设备部署在工业物联（lián）网领域。天空和空间全球公司由英国、以（yǐ）色列和（hé）澳大利（lì）亚三国联合建立，该公司计划在2020年创建200颗由3u立方体星组成的大（dà）型星座，前三颗实验卫星已于2017年发射成功（gōng）。欧盟Eutelsat公司初期部署的物联网星座由25颗卫（wèi）星组成，第一批四颗卫（wèi）星预计于2020年至2021年之间发射，入轨后将提（tí）供（gòng）商（shāng）业服（fú）务。

以中国航天科工的（de）“行云工程（chéng）”和（hé）中（zhōng）国航天科技的“鸿雁星座”为代表的低轨卫星物（wù）联（lián）网星（xīng）座（zuò）计划正在稳（wěn）步（bù）推（tuī）进。今（jīn）年5月，中国航天科工集团（tuán）的卫星物联网（wǎng）计划取得进（jìn）展，“行（háng）云工程（chéng）”的（de）“行云二号”01星、02星（xīng）两（liǎng）颗（kē）卫星全（quán）部（bù）发射成功。据（jù）悉（xī），“行云（yún）工程”计划（huá）分（fèn）三个阶段，由80颗（kē）低轨通信卫（wèi）星组成的卫星物（wù）联（lián）网（wǎng）星座将在2023年前建成。这能够为极地环境监（jiān）测、地（dì）质灾害监测、气象数据预报、海洋环境（jìng）监测（cè）、海上运（yùn）输通信等（děng）多个行业提供应（yīng）用测（cè）试，并（bìng）为（wéi）后续卫（wèi）星物联（lián）网（wǎng）的组网奠定基础，以实现真正的（de）全球万物互联。

高、低轨联合提（tí）供卫星物联网新（xīn）型解（jiě）决（jué）方案（àn）

中国航天系统科（kē）学与工程研（yán）究员战略规划研（yán）究（jiū）部（bù）咨（zī）询师刘洁在接受记者采（cǎi）访（fǎng）时指出，从轨道（dào）分布来看，GEO(高轨)、LEO(低轨)两种轨道配置均（jun1）被用（yòng）来提（tí）供物（wù）联网服务，且各具优势。从SpaceX、亚马（mǎ）逊、OneWeb等新入局的新兴初创（chuàng）企（qǐ）业的星座计（jì）划来看，低轨已成为（wéi）卫星通信计划的“新赛（sài）道”。

低（dī）轨卫星在卫星通信计划中（zhōng）的优势明（míng）显。“低轨卫星传（chuán）输的延迟更短、路径（jìng）损（sǔn）耗更小，因此发射（shè）成本（běn）相对更低。”中国科学院国家空间科学中心空（kōng）间（jiān）频谱（pǔ）感知技术研（yán）究（jiū）室（shì）副主任闫毅告诉记者。

目前，已有（yǒu）多家互联网（wǎng）企业和卫（wèi）星运营商提（tí）出星座计（jì）划，并发射了多颗试验星和业务星以抢占蓝（lán）海市场。一（yī）时间，低轨（guǐ）空间（jiān）变（biàn）得拥（yōng）挤不堪。根据赛迪顾问发布（bù）的《“新基（jī）建（jiàn）”之中国卫星互（hù）联网产业发（fā）展白（bái）皮书》，近地轨道可（kě）容纳约6万颗（kē）卫星。预计到2029年，地（dì）球近地轨道将部署（shǔ）约（yuē）5.7万（wàn）颗卫（wèi）星，因此轨位空间将所剩（shèng）无几。

基于此，高、低轨（guǐ）联合提供（gòng）的卫（wèi）星物联网（wǎng）解决（jué）方案将成未来卫星物联（lián）网发展的趋势之一，而高轨（guǐ）也将在星座计划中释放出更多的（de）潜（qián）力和更（gèng）大的（de）市场空间。2019年8月，澳大利亚（yà）物联网企业Myriota与澳大利亚最大的（de）GEO卫星运（yùn）营商Optus合（hé）作，结合高（gāo）低轨（guǐ）卫星的各自优势来（lái）服务于（yú）卫（wèi）星（xīng）物（wù）联网市场。

日（rì）前，联发科（kē）基于标（biāo）准（zhǔn）NB-IoT芯（xīn）片（piàn）开（kāi）发出了支持卫星功能的（de）设备。该设备通（tōng）过国际海事卫星组织的Alphasat L波段卫星，已（yǐ）成功与（yǔ）商用GEO卫星建立了双向链路，实现（xiàn）了物联网（wǎng）业务（wù）的全球覆盖。国（guó）际海事卫星（xīng）组织（zhī）产品高（gāo）级总监Jonathan Beavon先（xiān）生介（jiè）绍，此次试验表（biǎo）明（míng），通过小（xiǎo）幅修改即可让移（yí）动通（tōng）信技术有效地应用于GEO卫星。这（zhè）将为混合型（xíng）全球（qiú）物（wù）联网（wǎng）的覆盖提供一（yī）个极具成（chéng）本效益的途径（jìng），同时也能释放出高轨卫星的更多应（yīng）用价值。”

高（gāo）、低轨共同发展物（wù）联（lián）网（wǎng）业务可以打造（zào）立体式的（de）物联（lián）网服务模式，并为行业提供（gòng）卫星物联网发展的新解决（jué）方案。

“天地一体化”服务仍有待探索

实现卫星和地面设备（bèi）的互联会涉及地面通（tōng）信和（hé）卫（wèi）星通信等多种（zhǒng）手段的结合，因此这种“天地一体化（huà）”的服（fú）务需要将二维地面（miàn）网络（luò）与近地三维（wéi）卫星通信网络进行融合与升级，以此打破通信（xìn）基础设施由于（yú）空间分布不同而导致（zhì）的业务、服务的（de）隔阂。目前，虽然（rán）“天地一体”物（wù）联网服务的（de）前景被广泛（fàn）看好，但尚未形成真正成（chéng）熟的商业模式。

在赛迪顾问物联网产业（yè）研（yán）究中心高级分析师刘暾看来，卫星物联网会更多地面向行（háng）业用（yòng）户。卫（wèi）星物联网（wǎng）具有传输覆盖（gài）广（guǎng）、不受地（dì）理环（huán）境限制、可靠（kào）性高等特性，将有望为（wéi）行业客户提供更加优质的专网服务（wù）。然而，由（yóu）于“天（tiān）地一体化”网络涉（shè）及（jí）复杂的通（tōng）信环境和多个通信（xìn）系统，其（qí）节点比（bǐ）传（chuán）统的物联网环境更加繁多和复（fù）杂。与（yǔ）此同（tóng）时，由于多个通信系统的运营者不同，更多安全、可靠、高效的网络接口（kǒu）需要被设计出（chū）来，以此实现网（wǎng）络深（shēn）度和（hé）安全的融（róng）合。这将给整个通信设备产（chǎn）业带来更多挑战。

赛迪（dí）智库（kù）无（wú）线（xiàn）电管（guǎn）理研究所（suǒ）副研究员周（zhōu）钰哲此（cǐ）前（qián）向记者表示，这种“天地一（yī）体化”网络需要攻克技术（shù）难（nán）题。要（yào）做到（dào）地面（miàn）物联网（wǎng）信号和非（fēi）地（dì）面网络信（xìn）号的无感切换（huàn），一是要重新（xīn）设计（jì）兼容的星地通信（xìn）协议，比如优化通信系统间的切换流程;二（èr）是要考虑智能、高（gāo）效的频率（lǜ）共享（xiǎng）与干（gàn）扰消（xiāo）除方法，以应对每条（tiáo）链路上（shàng）不同的数据（jù）速率（lǜ）需求;三是要实现卫星等非地（dì）面（miàn）通信设备（bèi）小（xiǎo）型化和轻（qīng）量（liàng）化设计，以此避免非（fēi）地面通信网络的（de）载荷限制。

此（cǐ）外（wài），由于卫星与地面运（yùn）营商之间的利益关系还有待（dài）协调，这种（zhǒng）协议体（tǐ）制（zhì）竞（jìng）争存在着（zhe）极大变数。刘（liú）洁（jié）指出（chū），“天地一（yī）体化”的网络融合需要优（yōu）化资源配置（zhì），并平衡好（hǎo）协议体制（zhì）的竞争，从而更好地发挥作用。目前，国际通（tōng）信卫星公司、欧（ōu）洲卫星（xīng）通信公司、天空完（wán）美（měi）日星公司等卫星运营服务商在融合服（fú）务方面已经进行多种尝试并积累了成（chéng）功的经（jīng）验，因此能（néng）够向用（yòng）户提供（gòng）融合天（tiān）地通信网络资源的解决方案。