通過(guò)衛(wèi)星組成的天基互聯(lián)網(wǎng)將使我們能夠隨時(shí)隨地的接入網(wǎng)絡(luò)，而要實(shí)現(xiàn)“萬(wàn)物互聯(lián)”，則需要的是另一種網(wǎng)絡(luò)——“物聯(lián)網(wǎng)”，近日從航天高峰論壇上傳出消息，我國(guó)將打造首個(gè)“天基物聯(lián)網(wǎng)”系統(tǒng)，兩顆試驗(yàn)驗(yàn)證星將于今年年底發(fā)射。

天基物聯(lián)網(wǎng)在地面信號(hào)無(wú)法覆蓋的地區(qū)，對(duì)地面物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有力補(bǔ)充，除了集裝箱遠(yuǎn)洋運(yùn)輸之外，還能應(yīng)用于海洋島嶼通信、石油電力監(jiān)管、農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)采集與運(yùn)輸、工程機(jī)械信息傳輸?shù)缺姸嘈袠I(yè)領(lǐng)域。
 

把通信基站“搬”到天上去

日前，“行云工程”簽約武漢國(guó)家商業(yè)航天基地，承建營(yíng)運(yùn)我國(guó)首個(gè)天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。加上此前落地的致力于天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的“虹云工程”，武漢國(guó)家商業(yè)航天基地落地了航天科工集團(tuán)的兩大通信衛(wèi)星星座項(xiàng)目。

“天基物聯(lián)網(wǎng)到底能給我們的生活帶來(lái)什么變化？”不少人如此問(wèn)道。

“這對(duì)武漢意義非凡。”武漢國(guó)家商業(yè)航天基地一位負(fù)責(zé)人說(shuō)，“衛(wèi)星應(yīng)用的三大領(lǐng)域包括遙感、導(dǎo)航和通信。多年以來(lái)，武漢在遙感、北斗導(dǎo)航等技術(shù)方面，已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，此次行云、虹云兩大工程在漢實(shí)施，一定程度能補(bǔ)齊武漢在通信衛(wèi)星領(lǐng)域的短板。”

武漢國(guó)家航天產(chǎn)業(yè)基地有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，“行云工程”“虹云工程”分別建設(shè)天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可統(tǒng)稱之為“天基通信”。

天基通信區(qū)別于地基通信。地基通信是基于地面通信基站的通信，主要用于人口稠密地區(qū)。但在人類活動(dòng)較少卻又需要通信的區(qū)域，安裝基站、鋪設(shè)線路難度大，成本高。全球超過(guò)80%的陸地及95%以上的海洋，地基通信都無(wú)法覆蓋。

天基通信如何實(shí)現(xiàn)呢？以天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為例。

要想實(shí)現(xiàn)真正的“萬(wàn)物互聯(lián)”，需要布局天基物聯(lián)網(wǎng)：把基站“搬”到天上去，將衛(wèi)星發(fā)射上天組網(wǎng)，以衛(wèi)星為基站，實(shí)現(xiàn)地面通信全球覆蓋。

天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由星座（即一顆顆通信衛(wèi)星構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)）、信關(guān)站、測(cè)控站、數(shù)據(jù)處理應(yīng)用中心、行業(yè)數(shù)據(jù)中心構(gòu)成。通信衛(wèi)星將監(jiān)測(cè)到的地面場(chǎng)景數(shù)據(jù)，通過(guò)信關(guān)站實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理應(yīng)用中心，相關(guān)行業(yè)部門(mén)購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)服務(wù)后，數(shù)據(jù)就會(huì)傳送到行業(yè)數(shù)據(jù)中心，相關(guān)行業(yè)部門(mén)即可依此提供相應(yīng)服務(wù)。

有了天基物聯(lián)網(wǎng)，沙漠、島嶼、海上、空中、無(wú)人區(qū)等“通信盲區(qū)”順利解決了通訊“剛需”，為海洋船舶、集裝箱、工程機(jī)械、地災(zāi)監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、應(yīng)急救援、交通物流、石油采運(yùn)、人身安全等領(lǐng)域提供真正“全球通”通信保障能力服務(wù)。

據(jù)介紹，天基物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將分三個(gè)階段完成。2019年發(fā)射行云二號(hào)01、02衛(wèi)星，開(kāi)始行業(yè)試運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用測(cè)試。目前，行云二號(hào)01星、02星已完成組裝，將在今年底搭乘快舟一號(hào)甲運(yùn)載火箭發(fā)射入軌。2021年發(fā)射12顆衛(wèi)星，完成小規(guī)模組網(wǎng)并拓展行業(yè)應(yīng)用。2023年發(fā)射80顆衛(wèi)星，完成星座組網(wǎng)并大規(guī)模推廣應(yīng)用。

“行云工程”打造的是中國(guó)首個(gè)覆蓋全球的“低軌窄帶通信衛(wèi)星星座”。“虹云工程“則為寬帶通信，主攻“天基互聯(lián)網(wǎng)”，能讓人們?cè)谌魏螘r(shí)間、任何地點(diǎn)輕松上網(wǎng)。

積極搶灘國(guó)內(nèi)市場(chǎng)

物聯(lián)網(wǎng)離不開(kāi)通信基礎(chǔ)設(shè)施，但全球僅有5%的海洋面積和20%的陸地面積覆蓋了地面通信基站，制約著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國(guó)內(nèi)目前暫無(wú)專用于物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，僅北斗導(dǎo)航系統(tǒng)利用短報(bào)文系統(tǒng)在電力、林業(yè)、交通等領(lǐng)域展開(kāi)應(yīng)用探索。

資料顯示，北斗已在廣西電網(wǎng)玉林變電站，對(duì)基于衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的輸變電設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，每年節(jié)支增收超500萬(wàn)元。

中國(guó)理論上擁有全球最大的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。以航運(yùn)為例，全球前十大航運(yùn)公司中，中國(guó)擁有三家，而且，中國(guó)生產(chǎn)了全球95%的集裝箱。同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)者、監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)于水果、生鮮、食品、藥品的冷鏈運(yùn)輸不斷提高要求，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)設(shè)備上云的政策持續(xù)推進(jìn)，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)需求也即將爆發(fā)。

中國(guó)航天科工集團(tuán)有限公司的“行云工程”是國(guó)內(nèi)啟動(dòng)最早的天基物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。2017年1月，“行云工程”首顆技術(shù)實(shí)驗(yàn)星“行云一號(hào)”衛(wèi)星成功發(fā)射；同年12月，航天行云科技有限公司在武漢成立；2018年3月，行云公司公布由80顆衛(wèi)星組成的“行云工程”計(jì)劃，首批兩顆衛(wèi)星“行云二號(hào)”01星與02星計(jì)劃2019年上半年完成發(fā)射。

2018年9月，行云公司與武漢漢歐國(guó)際物流有限公司已經(jīng)開(kāi)展市場(chǎng)應(yīng)用合作。漢歐國(guó)際副總經(jīng)理高若瑞表示，有了天基物聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)都能監(jiān)測(cè)整個(gè)集裝箱的狀態(tài)，甚至可以實(shí)時(shí)了解溫度、濕度，也能給客戶更好的反饋，讓客戶滿意。

“行云工程”雖然在幾年后才能完成，但其在貨運(yùn)物流等特殊行業(yè)的商業(yè)合作、開(kāi)發(fā)已經(jīng)啟動(dòng)。

在武漢東西湖保稅物流中心，武漢漢歐國(guó)際供應(yīng)鏈管理有限公司的中歐班列（武漢）集裝箱，均安裝有行云公司提供的智能集裝箱系統(tǒng)，能解決客戶在貨物運(yùn)輸過(guò)程中的監(jiān)管問(wèn)題。該系統(tǒng)能儲(chǔ)存、傳輸集裝箱所處位置、倉(cāng)內(nèi)溫度、門(mén)開(kāi)關(guān)等信息，并發(fā)送到后方管控平臺(tái)。比如集裝箱溫度突然升高，是不是有危險(xiǎn)品自燃了？突然降低，是不是箱體破損、有水滲進(jìn)去了？這些都能通過(guò)參數(shù)反映。

但目前，該系統(tǒng)使用的是地面基站，采集的信息需要通過(guò)地面網(wǎng)絡(luò)傳送。因基站覆蓋率不足，導(dǎo)致信息丟失率高，尤其是在少數(shù)歐洲國(guó)家的數(shù)據(jù)傳輸成功率僅為20%至30%。“行云工程”運(yùn)營(yíng)后，該系統(tǒng)會(huì)在缺乏地面信號(hào)的地區(qū)自動(dòng)切換到衛(wèi)星通信，信息丟失的問(wèn)題迎刃而解。武漢漢歐國(guó)際供應(yīng)鏈管理有限公司計(jì)劃今年擴(kuò)大與行云公司的合作。

隨著政府監(jiān)管部門(mén)的管控需求的加強(qiáng)，“行云工程”在政府部門(mén)也大有用武之地。

行云公司一位負(fù)責(zé)人介紹，國(guó)外有40%—50%天基物聯(lián)網(wǎng)客戶來(lái)自政府部門(mén)，但國(guó)內(nèi)政府級(jí)天基物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)還是片空白。自然資源部門(mén)、應(yīng)急管理部門(mén)、氣象部門(mén)，都是潛在客戶。“在應(yīng)急救援、重大工程地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等特殊場(chǎng)景方面，天基物聯(lián)網(wǎng)都是值得信賴的解決方案。“

相關(guān)產(chǎn)業(yè)有待完善

除了現(xiàn)有的幾大天基物聯(lián)網(wǎng)，美國(guó)、澳大利亞、加拿大、俄羅斯等國(guó)家均計(jì)劃在3到5年的時(shí)間里發(fā)射數(shù)百顆低軌道衛(wèi)星組建衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座。

是否是為搶占先機(jī)而一擁而上？

“在目前的市場(chǎng)環(huán)境下，并不是越早越有先機(jī)。”北京千域空天咨詢有限公司創(chuàng)始人藍(lán)天翼說(shuō)，“國(guó)外這么多物聯(lián)網(wǎng)，不可能都成。后來(lái)者必須向投資者解釋‘如何與之前的競(jìng)爭(zhēng)’，但后來(lái)者也不是沒(méi)有機(jī)會(huì)，打個(gè)比方，即便是OneWeb也不能拿到所有投資人的錢(qián)。”

“先上天可能存在的劣勢(shì)是成本固定，走上不適合中低端用戶的發(fā)展道路。后面做的有后發(fā)優(yōu)勢(shì)，成本會(huì)相對(duì)降得低一些。”藍(lán)天翼提醒。

中國(guó)電子商會(huì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)陳英杰則認(rèn)為，衛(wèi)星數(shù)量有限，制造上不像智能手機(jī)億級(jí)數(shù)量會(huì)導(dǎo)致成本大幅下降，即使晚上天，成本也不會(huì)得到明顯降低。發(fā)射環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)暫時(shí)還沒(méi)有形成真正的商業(yè)發(fā)射服務(wù)，近幾年民用火箭競(jìng)爭(zhēng)力也不會(huì)形成。

在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，“唯快不破”成了所有企業(yè)意欲出奇制勝的法寶，消費(fèi)者希望能夠獲取更快的信息，從而倒逼企業(yè)改革技術(shù)，提升效率。從這一點(diǎn)出發(fā)，天基物聯(lián)網(wǎng)和5G或可稱為同源之水。

來(lái)源：中國(guó)水運(yùn)網(wǎng)