日前,联发科宣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,证明移动网络的技术应用在地球同步轨道卫星也能有效工作,这将为无处不在的全球物联网覆盖提供一种更具经济性的方式。一时间,卫星物联网再次引发热议。
世界银行数据显示,目前地面物联网(IoT)业务在陆地的覆盖率仅为20%,而海洋覆盖率则不到5%。在这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大、成本高。这降低了实现“万物互联”的可能性。为突破地面基站覆盖范围的限制,近年来物联网向太空进军的势头开始增强。目前,国内外已有多家企业启动了卫星物联网计划,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,万物互联当道。移动物联网的快速部署已经成为5G时代乃至未来的重要趋势。然而,物联网技术需要依靠基站等基础设施来完成区域的覆盖,而这种连续不间断的覆盖需要大量地投资基础设施建设。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光纤线路的难度大、成本高,目前地面蜂窝基站的陆地覆盖率约为20%,而海洋覆盖率则不到5%。
卫星物联网通信技术能够突破因地面基站所不能及而带来的物联网覆盖限制。因此,不受地理环境和气候环境影响,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工程总设计师刘萧磊对《中国电子报》记者表示,与卫星互联网相比,卫星物联网不追求传输速率。物联网连接的是人与物、物与物,且主要追求的是“广链接”,因此对速率没有过高要求。
根据全球多家咨询机构的预测情况,卫星物联网产业在未来全球物联网生态系统中表现出了巨大的发展潜力。从市场规模来看,美国权威卫星行业咨询公司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。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。
从应用场景来看,农业管理、工程建筑、海上运输和能源行业将成为卫星物联网最重要的应用方向,能够对相关行业的发展模式产生重大影响。在农业应用方面,卫星物联网能够大面积收集农场的土壤成分、温度、湿度等数据。在工程应用方面,卫星物联网能够实现对偏远地区土木工程项目的远程监控。预计到2022年,该市场将以每年25%的增速达到34亿美元。在海运应用方面,卫星物联网能够全程跟踪海上船舶和集装箱,并提高货运的效率。在能源应用方面,卫星物联网可以监控天然气、石油和风能等能源在市场上下游的流动数据,以此得到投资回报比更高的解决方案。此外,水资源监控可以提高缺水地区的水资源利用率,而这也将促进缺水地区的可持续发展。
各国加紧布局卫星物联网计划
卫星物联网并不是新兴概念。自20世纪90年代末以来,以铱星(Iridium)、全球星(Globalstar)、轨道通信(Orbcomm)为代表的低轨移动星座均展开了各自的物联网计划,并持续推动了应用范围和深度的不断拓展。
近年来,随着商业航天领域的快速发展,可回收运载火箭、“一箭多星”等技术正在持续降低卫星发射的成本,因此利用小卫星及其先进的制造技术来推动流水线的批量生产已经成为行业标配。随着卫星研发和制造成本的不断下降,准入门槛正在进一步降低,而这能够帮助许多初创企业缩短建设周期、降低研制成本并实现快速组网。
轨道通信公司的Orbcomm-2是较早在轨运行的卫星物联网计划。该计划的18颗微型卫星在2012—2015年间全部完成了发射,目前已有数百万个卫星物联设备部署在工业物联网领域。天空和空间全球公司由英国、以色列和澳大利亚三国联合建立,该公司计划在2020年创建200颗由3u立方体星组成的大型星座,前三颗实验卫星已于2017年发射成功。欧盟Eutelsat公司初期部署的物联网星座由25颗卫星组成,第一批四颗卫星预计于2020年至2021年之间发射,入轨后将提供商业服务。
以中国航天科工的“行云工程”和中国航天科技的“鸿雁星座”为代表的低轨卫星物联网星座计划正在稳步推进。今年5月,中国航天科工集团的卫星物联网计划取得进展,“行云工程”的“行云二号”01星、02星两颗卫星全部发射成功。据悉,“行云工程”计划分三个阶段,由80颗低轨通信卫星组成的卫星物联网星座将在2023年前建成。这能够为极地环境监测、地质灾害监测、气象数据预报、海洋环境监测、海上运输通信等多个行业提供应用测试,并为后续卫星物联网的组网奠定基础,以实现真正的全球万物互联。
文章来源:《物联网技术》 网址: http://www.wlwjszz.cn/zonghexinwen/2020/0915/838.html