4000萬連接！衛星物聯網連接數飆升的原因找到了...

作者 | 物聯網智庫   2024-12-27

        臨近年末，又有研究機構對衛星物聯網市場的未來發展給出積極預測——根據 Counterpoint 最新發布的《2023 年衛星物聯網生態系統和市場概況報告》，全球衛星物聯網連接數預計將從 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 發布的衛星物聯網研究報告顯示，全球衛星物聯網用戶數在 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%。

        是什么推動了衛星物聯網的高速增長？ Counterpoint 認為背后的原因關鍵在于標準化的進展，同時，該機構還認為精準農業、油氣運輸、聯網汽車等是極具潛力的衛星物聯網應用。

        標準化推動衛星物聯網產業關鍵一躍

        盡管衛星物聯網自 1990 年代以來就已存在，但由于專有系統、專有協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，這種情況正在發生變化。

        為什么標準化對衛星物聯網產業發展如此重要？筆者總結了如下幾個原因：

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

        傳統衛星通信體制如 DVB 和 GMR 已演進多年，是衛星通信產業的主流標準。Starlink 采用寬帶星常用的 DVB 制式，Inmarsat-P/ICO 五代星采用基于 DVB-S2 的技術體制，銥星 Iridium，海事衛星 Inmarsat、中國“天通一號”等，分別采用 GMR-1、GMR-2 和類 GMR 技術體制，提供窄帶或低數據衛星通信服務，此外還有諸多衛星不對外披露技術體制…..可見衛星通信體制往往具有一定程度的定制化，缺乏統一標準。但站在整個產業發展的角度，只有通過統一的通信協議和數據格式標準，才能確保不同品牌和類型的設備能夠無縫連接與協同工作。

        第二，標準化能夠加速技術創新與產業協同。標準的確定和普及為各類參與者（如衛星制造商、通信公司、應用開發商）提供了共同的研發基礎，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 實現商業化，預計將推動需要高速和實時數據的各種應用的普及。

        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星物聯網產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，衛星物聯網的標準化促進了規模化生產，生產商可以通過采用標準組件和技術來降低制造成本。例如，對于 3GPP 陣營的衛星物聯網廠商來說，其可有效利用蜂窩通信產業鏈與用戶群，攤薄天地一體化網絡建設、維護、推廣的成本。

        最后，標準化也為衛星物聯網發展提供了法規框架，使得不同國家和地區的監管機構能夠在相對統一的標準下制定政策。例如，國際電信聯盟（ITU）和其他國際機構為衛星通信和物聯網應用制定了技術和頻譜使用的相關標準。通過這些標準，各國可以實現頻譜資源的全球協調，避免頻譜干擾，提高全球衛星物聯網的覆蓋率和安全性。

      哪些衛星物聯網垂直應用最值得期待？

        智慧農業

        Counterpoint 預測，衛星物聯網在農業領域將經歷快速增長，在精準農業計劃的推動下，2023-2030 年的復合年增長率將超過 52%。

        無獨有偶，ABI Research 此前發布的報告也估計，農業將成為衛星物聯網的最大市場，到 2029 年，農業領域將誕生超過 140 萬個衛星物聯網連接。

        我們知道，現代不少農林牧漁場景都是規模化運作，面臨著大面積、遠距離等問題，同時農業場景對環境的要求也很高，需要實時對溫濕度、土壤成分等進行嚴格監測，但人力所能采集到的數據不僅在準確性上有待考究，效率低、成本高，所以衛星物聯網成為了解決這個矛盾的新思路。

        今年 10 月，我國農業農村部印發《農業農村部關于大力發展智慧農業的指導意見》、《全國智慧農業行動計劃（2024—2028年）》，提出要全方位提升智慧農業應用水平，包括推進主要作物種植精準化、設施種植數字化、畜牧養殖智慧化、漁業生產智能化、育制種智能化、農業全產業鏈數字化和農業農村管理服務數字化等 7 項重點任務——這些頂層政策為未來智慧農業的發展提供了助力，也讓衛星物聯網有了大展身手的空間。

        具體應用方面，2024 年 1 月，青島聯通通過打造 5G 立體海洋牧場觀測網，使傳統海洋牧場所無法實現的“可視、可測、可控、可預警”成為了可能。該觀測網結合聯通自研的超遠覆蓋技術（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 和衛星通信共生互補，實現“空天地”一體化覆蓋。基于衛星物聯網，通過對水質、氣象、魚類生長等數據的實時采集和分析，可以為養殖企業提供科學的建議，從而提高養殖效率和產量。

        資產追蹤

        資產追蹤向來是衛星物聯網的明星應用，Counterpoint 進一步指出，NB-NTN 將成為該領域的主導技術，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、跨區域的運輸，許多運輸過程發生在偏遠地區或海洋中，這些地方通常無法通過傳統地面通信網絡進行有效覆蓋，有些運輸往往跨越多個國家和地區，傳統地面通信網絡無法提供穩定的連接。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，因此監控的連續性非常重要。在這種背景下，衛星物聯網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，都能實現實時數據傳輸。

        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 標準和針對物聯網用例的 IoT-NTN 標準，后者側重支持低復雜度 eMTC 和 NB-IoT 等 LPWAN終端衛星接入。

        由于能夠擴大很多場景的網絡覆蓋范圍，如全球資產追蹤，NB-IoT NTN 備受業界關注。今年 1 月， 美國老牌衛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，國內的 NB-NTN 也發展迅速，今年 3 月，中國移動旗下專業芯片公司芯昇科技有限公司聯合是德科技，基于商用物聯網終端，完成了運營商IoT-NTN衛星物聯網業務實驗室驗證，標志著攜帶中移芯昇 NB-IoT 通信芯片的物聯網設備已經支持衛星通信，驗證了符合 3GPP R17 NTN 規范的衛星物聯網通信的可行性。

        聯網汽車

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

        筆者認為聯網汽車是很值得關注的應用。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星已經不陌生，但與之相比，“汽車直連衛星”的前景可能會更為廣闊。

        技術方面，汽車電池供電限制較小，續航能力更長，憑借全向接收天線，接受衛星信號能力也更強，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，可以接收衛星信號的面積也更大；應用方面，衛星通訊可以涵蓋商用車（如貨車，公交車）、乘用車、軍用車和工業用車，比如為礦車和資源勘探設備提供實時的數據傳輸和通信服務，支持遠程監控和管理，提高生產效率和安全性等…..

        2024 年 5 月，據星鏈軟件開發師 Julien Villa-Massone 透露，SpaceX 正著手開啟特斯拉汽車直連衛星計劃。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絡接入，盡管網速比較低，帶寬大概每 150 公里范圍內共享 18Mbps，但可以用于應急通話。

        寫在最后

        隨著衛星物聯網技術的不斷進步和應用場景的多樣化，連接數的持續增長無疑為全球數字化轉型提供了重要支撐，同時也會進一步帶來收入的增長——Berg Insight 認為衛星物聯網連接收入預計將從 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，隨著網關等硬件成本不斷下降和新標準的出現，通過衛星直接與物聯網設備通信正成為企業從遠程設備回傳數據的可行選擇，預計到 2030 年衛星物聯網收入將超過 15 億美元。

        總而言之，衛星物聯網不僅彌補了地面網絡的覆蓋空白，還推動了偏遠地區、海上平臺、極地環境等傳統通信手段無法觸及的領域的數字化進程。從精準農業到智能交通，從油氣運輸到環境監測，衛星物聯網在各個行業的滲透，正以前所未有的速度加速。未來，技術的不斷成熟和全球物聯網生態的完善，將助推衛星物聯網的連接數將繼續呈現爆發式增長，推動空天地一體化未來的到來。

        參考資料：

        衛星互聯網：NTN技術商用化，還需邁過理想與現實的“GAP”，C114

        農業農村部出臺發展智慧農業指導意見和行動計劃

        中國聯通智慧護航“海洋牧場”

        老牌衛星公司啟動NB-IoT項目,3GPP陣營影響力進一步擴大，物聯網智庫

        汽車也要向上捅破天？“汽車直連衛星”迎來廣闊發展空間，物聯網智庫

        中移芯昇NB通信芯片完成運營商IoT-NTN衛星物聯網業務實驗室驗證，News快報