早在20世紀80年代，通過衛星轉播電視信號和轉發通信報文就已經成為了主流趨勢。彼時，摩托羅拉公司提出了一個偉大的構想——通過66顆衛星組成的近地星群，建設一個覆蓋全球的衛星電話網絡，讓用戶可以在世界上任何一個角落打電話，也就是著名的銥星計劃。
故事的結局大家都知道，受限于商業模式和技術成熟度，這個想法并未落地。但是，這一次嘗試卻為通信系統打開了一扇“天窗”，為后續衛星通信發展奠定了基礎。
進入21世紀后，在蜂窩網絡迅速發展和智能手機全面爆發時期，人們開始關注網絡覆蓋率的問題，這也直接促進了衛星通信服務與蜂窩網絡服務的結合。尤其是在埃隆·馬斯克2015年提出星鏈項目后，衛星通信被進一步推向大眾視野。
此后，衛星技術穩步發展，而自2022年3GPP R17標準凍結以來，NTN(Non-Terrestrial Network，非地面網絡)技術則直接成為了業內熱點，“手機直連衛星”率先變為現實。
隨后，多家主流手機廠商宣布將新品“捅破天”，伴隨著“手機衛星時代來臨”的熱烈討論，衛星通信在物聯網領域的應用也得到了越來越多的關注，其將在多領域發揮巨大的戰略價值與經濟效益。
雙輪驅動，衛星物聯網牽引百億市場
隨著物聯網規模增長，用戶對無處不在的連接需求也在增長。傳統的移動通信技術主要依靠地面固定的蜂窩基站實現網絡覆蓋范圍的擴大，這也導致廣闊的森林、海洋、深山、草原等地區都是蜂窩網絡無法觸達的遠方。
據統計，全球現有的移動通信網絡只覆蓋了陸地表面的20%、地球總面積的6%。因此，衛星物聯網的出現則是為此前地面網絡無法覆蓋的場景建立了新的數據傳輸通路。
過去，由于衛星發射成本極高，人們便希望一顆“站得高，看得遠”的衛星就能夠實現更大范圍的覆蓋，所以最初的衛星通信往往選擇高軌道衛星(GEO)。但隨著工業化器件的升級和批量生產，也大幅度降低了衛星的研制成本，加之火箭發射成本的降低，低軌衛星也逐漸成為了衛星物聯網通信的主流趨勢。
有數據顯示，低軌衛星單個衛星的覆蓋范圍一般在幾百公里到上千公里直徑的面積，其信號傳輸距離近、傳輸延時小、鏈路損耗低、整體制造成本也更低，所以更加適合承載衛星物聯網的豐富應用。
除了應用側的實際需求驅動外，新技術的崛起自然也離不開政策、標準的牽引。
2022年6月，3GPP R17標準凍結，引入了非地面網絡NTN，將衛星通信網作為地面網絡的必要補充。而除了提供支持基于5G NR的NTN標準規范外，R17還提供了支持NB-IoT和eMTC等物聯網技術與NTN融合的標準規范。支持物聯網的NTN主要針對海運、野外、能源采集、農業、環境監測等無法部署基站的場景，或者基站部署和維護難度、成本很大的場景。
R17標準的凍結無疑也是開啟了衛星物聯網的高速發展新階段。市場研究機構IoT Analytics在今年5月發布的2022年物聯網市場總結以及未來預測的報告中分析，衛星物聯網連接數預計在2022-2027年間將從600萬增長到2200萬，年復合增長率為25%。雖然2200萬連接數對整體市場影響較小，但一些公司開始將衛星連接集成到芯片中，也會明顯加速衛星物聯網的應用。
此外，綜合Omdia、ABI Research、麥肯錫等機構數據，預計到2025年，衛星物聯網產值可達5600億美元至8500億美元。而根據信通院預測，到2027年全球衛星通信終端市場規模將達到109億美元。
落地生花，產業鏈上下游積極布局
產業應用永遠是檢驗技術成熟度的最佳試煉場。對于衛星物聯網而言，一方面能夠在荒漠、海洋、森林等蜂窩網絡未能觸達的區域內實現跟蹤、控制與管理。例如，施工場地的重型工程設備、遠洋船舶、海上油井以及跨國集團的全球供應鏈管理等場景，相關設備需要實時監測、管理，而這些功能的實現都需要依賴衛星網絡。
另一方面，衛星物聯網也能夠作為蜂窩物聯網的冗余系統，在蜂窩網絡不穩定或難以全面覆蓋時及時補位。例如車隊管理應用，目前多采用蜂窩網絡連接，但車隊運輸過程中由于網絡覆蓋、天氣變化、網絡干擾等問題可能會出現蜂窩網絡斷連的問題，衛星物聯網便能夠在蜂窩信號丟失時保證關鍵數據流的持續傳遞。
總結來看，衛星物聯網可以應用于遠洋航運的網絡通信、礦產開發、發電、油田生產的資產管理、農林業環境監測、畜牧業走失監測、地質災害預警等豐富場景中。
模組龍頭領跑，應用端蓄勢待發
誠然，隨著市場蛋糕的膨脹，加之應用端場景需求牽引，越來越多的企業與資本將關注到衛星物聯網背后的巨大發展空間，其也將成為物聯網產業競爭的新高地。而作為全球蜂窩物聯網模組龍頭，移遠通信同樣也是最早一批布局衛星物聯網的企業。
例如，2023年3月，移遠通信宣布推出CC200A-LB衛星通信模組，同時還專門提供“模組+衛星連接服務+天線”的“三合一”衛星產品套裝，幫助用戶快速實現整體設計，加速技術落地;2023年6月，由中國電信衛星公司牽頭，移遠通信聯合紫光展銳、鵬鵠物宇等行業上下游合作伙伴，以領先行業的速度開展了一系列的5G NTN(non-terrestrial network，非地面網絡)技術重大試驗。
不止如此，作為全球領先的物聯網整體解決方案供應商，移遠通信乘勝追擊，在2023上海世界移動通信大會期間先后發布了新款衛星通信模組CC660D-LS以及符合3GPP NTN R17標準的全新5G衛星通信模組CC950U-LS，為物聯網終端直連衛星提供了高穩定性的通道。
其中，移遠通信最新發布的5G衛星通信模組CC950U-LS基于紫光展銳首顆衛星通信SoC芯片V8821，該芯片采用先進的22nm工藝，集成基帶、收發器、電源管理集成電路(PMIC)、FLASH/SRAM等，使CC950U-LS在功耗、尺寸等方面的性能更具優勢。
此外，CC950U-LS符合R17 IoT NTN標準，支持Inmarsat 和天通雙衛星通信，支持3GPP 定義的衛星 n255/n256 頻段。同時，該模組還可為各類設備提供雙向數據傳輸，因此特別適用于需要雙向通信的使用場景，如野外探險、海上作業等。此外，CC950U-LS還可以為緊急救援、車載、水利等物聯網垂直應用行業提供更高效的無線解決方案。
更重要的是，衛星通信能夠大展拳腳的場景一般也是在森林、海洋、沙漠等無人值守的特殊環境中，所以終端的待機能力十分重要。而CC950U-LS支持PSM省電模式和2.1 V~4.2 V寬電壓工作范圍，有效延長了終端的電池壽命，且即使在較低電量下也能正常運行。此外，考慮到終端應用場景的復雜性，CC950U-LS采用更易于焊接的LCC封裝，尺寸為經典的23.6 mm × 19.9 mm × 2.2 mm設計，大大減少了客戶在切換產品時的開發工作量。
值得一提的是，針對現有蜂窩通信在信號覆蓋盲區、信息監測數據無法實時回傳等痛點問題，移遠衛星通信模組CC950U-LS，已開展了多個基于天通衛星的物聯網應用場景的外場測試，測試效果良好。
據移遠通信高級產品經理王鵬介紹，基于CC950-LS模組研發的智能浮標支持水體PH數值檢測、含氧量檢測、水溫和電導率檢測，在沒有地面網覆蓋的區域已實現水質水文信息通過衛星物聯網進行回傳。
截至今天，移遠通信面向衛星通信領域已經提供了滿足私有協議與3GPP標準的多款衛星通信模組，同時還可以為客戶提供衛星連接管理平臺以及終端的天線設計服務，為客戶進入衛星物聯網領域降低開發門檻。
寫在最后
實際上，除了R17版本外，3GPP針對NTN已有了長期演進的計劃，集中體現在5G R18版本標準和6G愿景中。在已啟動的5G R18標準中，針對NTN領域進行了覆蓋增強、10GHz以上頻譜的支持、移動性和業務連續性的進一步增強、終端性能優化、終端位置報告的網絡驗證等方面的演進，提升了NTN的性能。而6G面向的則是空天地一體化通信的愿景，對NTN提出了更高的需求，需要實現與地面網絡更深層次的一體化融合。
毫無疑問，推動衛星物聯網成熟落地、加快衛星物聯網與5G網絡融合發展，將成為建設空天地一體化信息網絡的關鍵抓手。未來，衛星物聯網與地面網絡的互補合作、融合發展，也有望成為物聯網服務的中堅力量!
