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作者：Ada
自2022年下半年起，多家主流手机厂商宣布将新品“捅破天”，伴随着“手机卫星时代来临”的热烈讨论，卫星通信在物联网领域的应用也得到了越来越多的关注，其将在多领域发挥巨大的战略价值与经济效益。
早在20世纪80年代，通过卫星转播电视信号和转发通信报文就已经成为了主流趋势。彼时，摩托罗拉公司提出了一个伟大的构想——通过66颗卫星组成的近地星群，建设一个覆盖全球的卫星电话网络，让用户可以在世界上任何一个角落打电话，也就是著名的铱星计划。
故事的结局大家都知道，受限于商业模式和技术成熟度，这个想法并未落地。但是，这一次尝试却为通信系统打开了一扇“天窗”，为后续卫星通信发展奠定了基础。
进入21世纪后，在蜂窝网络迅速发展和智能手机全面爆发时期，人们开始关注网络覆盖率的问题，这也直接促进了卫星通信服务与蜂窝网络服务的结合。尤其是在埃隆·马斯克2015年提出星链项目后，卫星通信被进一步推向大众视野。
此后，卫星技术稳步发展，而自2022年3GPP R17标准冻结以来，NTN（Non-Terrestrial Network，非地面网络）技术则直接成为了业内热点，“手机直连卫星”率先变为现实。
随后，多家主流手机厂商宣布将新品“捅破天”，伴随着“手机卫星时代来临”的热烈讨论，卫星通信在物联网领域的应用也得到了越来越多的关注，其将在多领域发挥巨大的战略价值与经济效益。
双轮驱动，卫星物联网牵引百亿市场
随着物联网规模增长，用户对无处不在的连接需求也在增长。传统的移动通信技术主要依靠地面固定的蜂窝基站实现网络覆盖范围的扩大，这也导致广阔的森林、海洋、深山、草原等地区都是蜂窝网络无法触达的远方。
据统计，全球现有的移动通信网络只覆盖了陆地表面的20%、地球总面积的6%。因此，卫星物联网的出现则是为此前地面网络无法覆盖的场景建立了新的数据传输通路。
过去，由于卫星发射成本极高，人们便希望一颗“站得高，看得远”的卫星就能够实现更大范围的覆盖，所以最初的卫星通信往往选择高轨道卫星（GEO）。但随着工业化器件的升级和批量生产，也大幅度降低了卫星的研制成本，加之火箭发射成本的降低，低轨卫星也逐渐成为了卫星物联网通信的主流趋势。
有数据显示，低轨卫星单个卫星的覆盖范围一般在几百公里到上千公里直径的面积，其信号传输距离近、传输延时小、链路损耗低、整体制造成本也更低，所以更加适合承载卫星物联网的丰富应用。
除了应用侧的实际需求驱动外，新技术的崛起自然也离不开政策、标准的牵引。
2022年6月，3GPP R17标准冻结，引入了非地面网络NTN，将卫星通信网作为地面网络的必要补充。而除了提供支持基于5G NR的NTN标准规范外，R17还提供了支持NB-IoT和eMTC等物联网技术与NTN融合的标准规范。支持物联网的NTN主要针对海运、野外、能源采集、农业、环境监测等无法部署基站的场景，或者基站部署和维护难度、成本很大的场景。
R17标准的冻结无疑也是开启了卫星物联网的高速发展新阶段。市场研究机构IoT Analytics在今年5月发布的2022年物联网市场总结以及未来预测的报告中分析，卫星物联网连接数预计在2022-2027年间将从600万增长到2200万，年复合增长率为25%。虽然2200万连接数对整体市场影响较小，但一些公司开始将卫星连接集成到芯片中，也会明显加速卫星物联网的应用。
此外，综合Omdia、ABI Research、麦肯锡等机构数据，预计到2025年，卫星物联网产值可达5600亿美元至8500亿美元。而根据信通院预测，到2027年全球卫星通信终端市场规模将达到109亿美元。
落地生花，产业链上下游积极布局
产业应用永远是检验技术成熟度的最佳试炼场。对于卫星物联网而言，一方面能够在荒漠、海洋、森林等蜂窝网络未能触达的区域内实现跟踪、控制与管理。例如，施工场地的重型工程设备、远洋船舶、海上油井以及跨国集团的全球供应链管理等场景，相关设备需要实时监测、管理，而这些功能的实现都需要依赖卫星网络。
另一方面，卫星物联网也能够作为蜂窝物联网的冗余系统，在蜂窝网络不稳定或难以全面覆盖时及时补位。例如车队管理应用，目前多采用蜂窝网络连接，但车队运输过程中由于网络覆盖、天气变化、网络干扰等问题可能会出现蜂窝网络断连的问题，卫星物联网便能够在蜂窝信号丢失时保证关键数据流的持续传递。
总结来看，卫星物联网可以应用于远洋航运的网络通信、矿产开发、发电、油田生产的资产管理、农林业环境监测、畜牧业走失监测、地质灾害预警等丰富场景中。
模组龙头领跑，应用端蓄势待发
诚然，随着市场蛋糕的膨胀，加之应用端场景需求牵引，越来越多的企业与资本将关注到卫星物联网背后的巨大发展空间，其也将成为物联网产业竞争的新高地。而作为全球蜂窝物联网模组龙头，移远通信同样也是最早一批布局卫星物联网的企业。
例如，2023年3月，移远通信宣布推出CC200A-LB卫星通信模组，同时还专门提供“模组+卫星连接服务+天线”的“三合一”卫星产品套装，帮助用户快速实现整体设计，加速技术落地；2023年6月，由中国电信卫星公司牵头，移远通信联合紫光展锐、鹏鹄物宇等行业上下游合作伙伴，以领先行业的速度开展了一系列的5G NTN（non-terrestrial network，非地面网络）技术重大试验。
不止如此，作为全球领先的物联网整体解决方案供应商，移远通信乘胜追击，在2023上海世界移动通信大会期间先后发布了新款卫星通信模组CC660D-LS以及符合3GPP NTN R17标准的全新5G卫星通信模组CC950U-LS，为物联网终端直连卫星提供了高稳定性的通道。
其中，移远通信最新发布的5G卫星通信模组CC950U-LS基于紫光展锐首颗卫星通信SoC芯片V8821，该芯片采用先进的22nm工艺，集成基带、收发器、电源管理集成电路（PMIC）、FLASH/SRAM等，使CC950U-LS在功耗、尺寸等方面的性能更具优势。
此外，CC950U-LS符合R17 IoT NTN标准，支持Inmarsat 和天通双卫星通信，支持3GPP 定义的卫星 n255/n256 频段。同时，该模组还可为各类设备提供双向数据传输，因此特别适用于需要双向通信的使用场景，如野外探险、海上作业等。此外，CC950U-LS还可以为紧急救援、车载、水利等物联网垂直应用行业提供更高效的无线解决方案。
更重要的是，卫星通信能够大展拳脚的场景一般也是在森林、海洋、沙漠等无人值守的特殊环境中，所以终端的待机能力十分重要。而CC950U-LS支持PSM省电模式和2.1 V~4.2 V宽电压工作范围，有效延长了终端的电池寿命，且即使在较低电量下也能正常运行。此外，考虑到终端应用场景的复杂性，CC950U-LS采用更易于焊接的LCC封装，尺寸为经典的23.6 mm × 19.9 mm × 2.2 mm设计，大大减少了客户在切换产品时的开发工作量。
值得一提的是，针对现有蜂窝通信在信号覆盖盲区、信息监测数据无法实时回传等痛点问题，移远卫星通信模组CC950U-LS，已开展了多个基于天通卫星的物联网应用场景的外场测试，测试效果良好。
据移远通信高级产品经理王鹏介绍，基于CC950-LS模组研发的智能浮标支持水体PH数值检测、含氧量检测、水温和电导率检测，在没有地面网覆盖的区域已实现水质水文信息通过卫星物联网进行回传。
截至今天，移远通信面向卫星通信领域已经提供了满足私有协议与3GPP标准的多款卫星通信模组，同时还可以为客户提供卫星连接管理平台以及终端的天线设计服务，为客户进入卫星物联网领域降低开发门槛。
写在最后
实际上，除了R17版本外，3GPP针对NTN已有了长期演进的计划，集中体现在5G R18版本标准和6G愿景中。在已启动的5G R18标准中，针对NTN领域进行了覆盖增强、10GHz以上频谱的支持、移动性和业务连续性的进一步增强、终端性能优化、终端位置报告的网络验证等方面的演进，提升了NTN的性能。而6G面向的则是空天地一体化通信的愿景，对NTN提出了更高的需求，需要实现与地面网络更深层次的一体化融合。
毫无疑问，推动卫星物联网成熟落地、加快卫星物联网与5G网络融合发展，将成为建设空天地一体化信息网络的关键抓手。未来，卫星物联网与地面网络的互补合作、融合发展，也有望成为物联网服务的中坚力量！
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