洞悉物聯網發展1000問之爲何要發展衛星物聯網？是6G的基礎嗎？

今天咱們談談衛星物聯網的話題吧。若是說探月工程和北斗系統是國家級的戰略工程，接下來的衛星物聯網將是對咱們將來的業務帶來想不到的發展空間。

筆者認爲真正的6G應該就是衛星物聯網組成的時空物聯網系統。而並不是如今提出來的所謂6G體系，由於下一步在5G的基礎上應該說初步實現了人聯網與物聯網的基本區分，將來的業務方向更多將會轉向物聯網，那麼對於「物」的聯網就將是人類面臨的挑戰。

咱們生存的空間包括城市和鄉村周邊僅僅是地球的十分之一不到。現有的無線網絡是遠遠沒法知足要求的。看看衛星物聯網有怎樣的發展歷程！

1.銥星失敗，精神永存

說到衛星通信網絡，第一個想到的就是摩托羅拉在80年代提出並執行的「銥星計劃」。當年如日中天的摩托羅拉但願經過77顆衛星，讓信號覆蓋地球每個角落，只要肉眼可見的地方，均可以經過星羣向世界各地傳遞信息，而且信息的渠道是雙向的！

因爲金屬元素銥有 77 個電子，這項計劃就被命名爲銥星計劃，這個名稱能夠說是來自於極客的極致浪漫。（後來出於技術方面的考量，衛星總數下降到66個）計劃總投資高達60億美圓，因爲運營成本過高，不得不將衛星電話賣到3000美圓，通話資費高達7美圓/分鐘……

後來，因爲手機通信技術發展迅猛，和新一代的蜂窩網絡普及，全球大多數地區已經可以獲取成本低廉的通訊服務。

因爲銥星計劃只可使用20hz這一個頻段進行信息傳輸，可承載的通信量很是有限，普通民衆難以負擔。最終，銥星計劃最終以2億美圓的價格被收購，僅做爲特殊通信手段被美國軍隊使用。

2.孫正義聯合蓋茨10億美圓投資新衛星項目 ，擬發射500顆衛星直播地球

2018年4月，美國財經網站CNBC報道，衛星影像公司EarthNow發起了一項經過衛星實時錄製地球影像的項目。該公司剛剛從一些科技公司的頂級投資者那裏得到了大量資金，其中包括軟銀、空中客車以及微軟聯合創始人比爾·蓋茨（Bill Gates）。

EarthNow表示，它計劃發射約500顆衛星，對幾乎整個地球表面進行「實時的、未經修改的」的直播拍攝。人們可經過智能手機和平板電腦訪問這些視頻，並且應用開發者也能使用這些視頻。

從目前的系統來看，這是一個「巨大的飛躍」。目前的系統只能以較慢的速度傳輸視頻片斷。EarthNow計劃最初向政府和企業提供「商業視頻和智能視覺服務」。

該公司列出了其地球監測星座的一些使用案例，例如「捕捉非法捕魚行爲，觀察颱風和颱風隨着它們的變化，檢測森林火災的的發生，觀察火山瞬間爆發，協助媒體在講述來自世界各地的故事，跟蹤大型鯨魚遷徙過程當中，幫助「智慧城市」變得更加高效，提供有關做物健康的按需數據，並觀察世界各地的衝突地帶。

「EarthNow成立於2017年，其前身是以擁有龐大專利組合而聞名的Intellectual Ventures公司。EarthNow還計劃爲普通公衆建立一個「實時地球視頻」，該視頻可經過智能手機和平板電腦訪問 - 相似Google Earth，但具備實時圖像。

這個項目比爾蓋茨與軟銀董事長孫正義談好將投資十億美圓，在太空中安裝一個'星座'照相機，全天候監測整個地球表面。將來將有500顆覆蓋地球上的視頻監控型衛星，這既讓人興奮又會很恐懼吧。

從2016年投資OneWeb開始，衛星已成爲軟銀旗下願景基金的基石。OneWeb也是EarthNow的投資者之一。

去年，OneWeb的首席執行官格里格·維勒（Greg Wyler）表示，軟銀首席執行官孫正義在這個行業中有着普遍的人脈關係。孫正義投資的OneWeb「星座互聯網」計劃，獲美官方批准，預計2019年逐步取代光纖。

2017年美國聯邦通信委員會（Federal Communications Commission）的董事長Ajit Pai對外發布了一份聲明，宣佈正式批准OneWeb公司進入美國寬帶服務市場。他們的目標是構建一個覆蓋全球的高速寬帶網絡，爲包括美國在內的任何地方提供高速寬帶服務，並藉此彌補存在於不一樣地區之間的數字鴻溝。

OneWeb 計劃總共發射720顆近地軌道衛星，它們的運行高度大約爲1200千米。據OneWeb公司介紹，該公司計劃在2018年初發射最初10顆衛星，待測試完成以後，將在2019年以後全面啓動該項目，考慮會率先在阿拉斯加提供服務。

到2022年，預計全部的學校都將會受益於衛星互聯網而接入網絡，到 2027 年將會完全解決全球的寬帶上網問題。

實際上，在OneWeb公司試圖經過衛星解決全球聯網問題以前，衛星互聯網的概念已經出現了好久。但因爲當時技術的限制，形成整個寬帶網絡速度較慢，甚至都沒法作到支持在線視頻播放。

不只如此，相應的收費也是十分高昂，每位用戶的日均花費能夠達到200美圓，這就使得它不只沒法獲得大範圍的普及，甚至連整個項目的運營都面臨着嚴重虧損的情況。前面咱們講過當年名聞遐邇的「銥星計劃」最後就是這樣夭折了。

但OneWeb的作法略有不一樣，它們並無選擇36000千米高的地球同步靜止軌道，而是替代以「衛星羣+近地軌道」的解決方案，這樣作的好處是大大減小了衛星與地表的距離，使得數據的傳輸能夠更快。

OneWeb公司的創始人兼CEO Greg Wyler也表示，「這是一個重要的里程碑。」他於2012年成立了OneWeb公司，在2015年5月份和2016年12月份得到來自孫正義掌管的軟銀集團的兩輪投資，融資額分別爲5億美圓和8.5億美圓。

而著名維珍集團的創始人理查德·布蘭森（Richard Branson）也是其董事會的一員，後者除了對OneWeb有投資行爲以外，還將會爲OneWeb提供衛星發射服務。

與此同時，OneWeb也不是惟一要尋求創建近地軌道衛星寬帶網絡的公司。包括波音、ViaSat、Telesat和SpaceX也都在規劃相似的「太空互聯網」衛星計劃。而這些方案的衛星數量從最少的兩顆衛星到最多的高達4000顆衛星，形式多種多樣。

3.最爲知名、也最爲大膽的衛星計劃當屬馬斯克旗下的SpaceX

他們打算總共發射4425顆通訊衛星來覆蓋全球，這一數字已經超過了人類到如今所發射的全部的衛星的總和。

不過，自從去年11月15日向美國聯邦通信委員會提交了申請以後，幾個月過去了，他們至今沒有得到批覆，這也就讓競爭對手OneWeb捷足先登了。

對於爲何投資OneWeb和其計劃的功能和願景，孫正義就給出過這麼一段描述：

咱們之前向人們提供鏈接，是經過信號塔和設備，人們在地上彼此鏈接。這個公司頗有意思，從空中、從太空中提供鏈接。

在過去，衛星離地很遠，36000公里，因此有延遲，鏈接就變慢。咱們要提供1200公里的衛星，離咱們近30倍，距離更近了，延遲更低了。咱們要在從此幾年發射800枚衛星，最終達到2000枚。

這些衛星起到空中基站的做用。傳統地上的基站傳輸信號，信號水平走，會撞上樹、建築、屋頂不少次，速度和性能愈來愈差。你能夠想象，新衛星信號就像直接從空中下來的光纖，鏈接到咱們的用戶。它的傳輸速度能夠達到上行50Mbps、下行200Mbps。更近延遲更低，這就是咱們提供的。

鄉村、屋頂上的設備，還有移動的汽車，全部的東西都要連起來。今天邊遠地區的汽車由於信號問題連不起來，明天的汽車都要連起來，街上的不在街上的均可以。因此經過這種衛星，咱們會有10億付費用戶。

衛星物聯網支持的場景：

一、應急網絡鏈接，全球通信保障

二、高空高速低延遲寬帶網絡

三、偏遠地區家庭、學校，解決了光纖成本太高的問題

國內不少專家認爲，即便衛星互聯網已有承受數十GBps帶寬的能力，但短時間內依然沒法取代動輒聯通數十億人口的地面網絡抗衡。可是，衛星互聯網的低成本實現，將對國內的電信基礎設施建設產生巨大影響。

業內人士預判，低軌衛星提供了一種可行的補充方案。一些偏遠地區的基站、光纖架設，甚至飛機Wi-Fi的建設，能夠低軌衛星建設成本做爲參照，一旦衛星互聯網具備更高性價比，將無需建設和利用地基網絡。

更關鍵的是，衛星互聯網還能跟上更高網速、更高容量的5G建設步伐。也就是說，一旦天網比地網更具性價比，某些農村和偏遠山區能夠直接跑步進入5G時代。

4.盤點國內衛星物聯網

有統計顯示，2017年全球約120家風投機構，爲商業航天企業投資了近40億美圓，在資本的推進之下，在國內外也涌現了一批表明性的低軌衛星項目，咱們略微盤點下表明性的幾家：

一、備受關注的就是中國航天科技集團的鴻雁星座計劃。中國鴻雁星座由300顆低軌道小衛星及全球數據業務處理中心組成，具備全天候、全時段及在複雜地形條件下的實時雙向通訊能力，可爲用戶提供全球實時數據通訊和綜合信息服務。

二、中國航天科工集團的虹雲工程計劃，中國虹雲工程計劃發射156顆小衛星，在距離地面1000千米的軌道上組網運行，構建一個星載天基寬帶全球移動互聯網絡，以知足中國及國際互聯網欠發達地區、規模化用戶單元同時共享寬帶接入互聯網的需求。虹雲工程預計在2022年完成部署，並在2018年發射首顆衛星。

三、九天微星成立於2015年6月，主要研發小衛星整體設計、關鍵載荷研發和組網等技術，主作微小衛星創新應用與星座組網運營，按照計劃，2018下半年九天微星將發射「一箭×××」的「瓢蟲系列」，將來近百顆物聯網衛星將發射升空。

四、天啓物聯網星座由北京國電高科科技有限公司部署和運營，該公司在2018年10月底發射首顆衛星，計劃到2021年前部署完成有38顆低軌衛星組成的覆蓋的全球的物聯網數據通訊星座，天啓物聯網星座除能有效解決地面網絡覆蓋盲區的物聯網應用，普遍應用於地質災害、水利、環保、氣象、交通運輸、海事和航空等行業部門的監測通訊需求，服務國家軍民融合戰略，還能有效解決制約智能集裝箱產業發展的關鍵通訊問題，從而極大加速這個百億級市場的產業化進程。

固然，做爲天啓星座的運營方國電高科也是咱們聯盟的重點企業，這個項目得到了2017年全球物聯網大賽的冠軍，也算是實至名歸！

總之，爲何須要衛星網絡？歸納起來咱們發現，目前地面佈設基站及鏈接基站的通訊網卻受到諸多的限制：

1)佔地球表面大部分面積的海洋、沙漠等區域沒法創建基站;

2) 用戶稀少或人員難以到達的邊遠地區創建基站的成本將會很高;

3) 發生天然災害時(如洪澇、地震、海嘯等)地面網絡容易被損壞。所以，地面物聯網的覆蓋範圍是有限的。

若是將基站搬到「天上」，即創建衛星物聯網，使之成爲地面物聯網的補充和延伸，則可以有效克服地面物聯網的前述不足，並具備下列優點：

1）覆蓋地域廣，可實現全球覆蓋，傳感器的佈設幾乎不受空間限制;

2）幾乎不受天氣、地理條件影響，可全天時全天候工做;

3）系統抗毀性強，天然災害、突發事件等緊急狀況下依舊可以正常工做;

4）易於向大範圍運動目標(飛機、艦船等)提供無間斷的網絡鏈接等。

在衛星軌道的選擇上，相比於採用對地靜止軌道(GEO)衛星，採用低軌道(LEO)衛星實現物聯網，將可以下降傳播時延，提升消息的時效性;減少傳輸損耗，有助於終端的小型化;經過多顆低軌衛星構成星座實現全球無縫覆蓋(含兩極)，提升物聯網的覆蓋範圍;實現見天通，解決特定地形內(如到 GEO 衛星視線受限的城市、峽谷、山區、叢林等區域)通訊效果不佳問題;緩解 GEO 衛星軌道位置和頻率協調難度大的問題。所以，近年來低軌衛星物聯網獲得了研究者的普遍關注。

今天花了這麼多篇幅仔細盤點和梳理將來的太空上的競爭，相信這也是咱們行業須要關注的領域，資本方應該提早佈局的戰略方向。國內外實際上都已經展開了新一輪的爭奪戰。

衛星物聯網是一個全新的產業方向，須要有堅決而執着的追求，懂得藉助別人的智慧，懂得等待和抓住歷史的機遇，這其中不但須要智慧，也須要從實踐中得來的經驗，但惟獨不須要空談。

將來將是物聯世界，讓咱們相約2019年11月19-21日，相約2019（第三屆）全球物聯網大會—尋找思考者！

——————本文完——————

聲明：本文系《洞悉——物聯網發展1000問》系列文章第十四篇，旨在但願經過系統性與行業專業視角就物聯網產業當前發展示狀與經濟潛力予以分析和分享。IOT物聯網，萬物互聯，互聯萬物。

做者：王正偉（物哥 WXID：iot-wang）中關村物聯網產業聯盟祕書長 全球物聯網大會主席 本文系做者原創轉載請註明出處

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