作者：趙小飛
物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù) 原創(chuàng)
衛(wèi)星通信服務(wù)已成為當(dāng)前業(yè)界一個(gè)熱點(diǎn)，尤其是在華為、蘋(píng)果等多家知名的手機(jī)廠商支持衛(wèi)星通信的推動(dòng)下，大眾也對(duì)衛(wèi)星通信也產(chǎn)生了濃厚的興趣。近期，一些具有影響力的市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)也紛紛發(fā)布了衛(wèi)星通信相關(guān)研究報(bào)告，對(duì)衛(wèi)星通信市場(chǎng)空間、未來(lái)發(fā)展路徑等進(jìn)行預(yù)測(cè)。其中，基于5G NTN(非地面通信)成為這些研究機(jī)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域，而物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)是NTN當(dāng)前和未來(lái)典型的場(chǎng)景。
知名市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)：超億級(jí)連接規(guī)模、超千億美元市場(chǎng)
近日，市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)ABI Research發(fā)布了NTN報(bào)告，報(bào)告指出，到2030年，全球非地面網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)連接數(shù)預(yù)計(jì)將達(dá)到1.75億，全球衛(wèi)星服務(wù)的年度市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1246億美元。在ABI Research看來(lái)，移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP對(duì)衛(wèi)星通信的重視程度提升，對(duì)整個(gè)衛(wèi)星通信行業(yè)影響深遠(yuǎn)，各家衛(wèi)星通信運(yùn)營(yíng)商紛紛尋求衛(wèi)星通信與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合的市場(chǎng)機(jī)遇。
為了讓5G提供無(wú)處不在的連接，3GPP加強(qiáng)了非陸地區(qū)域網(wǎng)絡(luò)覆蓋的研究。去年6月，3GPP R17版本標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)，其中一個(gè)備受關(guān)注的特性就是衛(wèi)星通信。在這一版標(biāo)準(zhǔn)中，有兩個(gè)工作組對(duì)NTN來(lái)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，一個(gè)是針對(duì)移動(dòng)寬帶的NTN標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)用例的NTN標(biāo)準(zhǔn)，前一個(gè)采用5G NR框架來(lái)進(jìn)行衛(wèi)星通信，實(shí)現(xiàn)從地面到衛(wèi)星的固定無(wú)線接入回傳，并為智能手機(jī)直接提供低速率數(shù)據(jù)服務(wù)和語(yǔ)音服務(wù);后一個(gè)側(cè)重支持低復(fù)雜度eMTC和NB-IoT等LPWAN終端衛(wèi)星接入，擴(kuò)大很多場(chǎng)景的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，如全球資產(chǎn)追蹤。在此基礎(chǔ)上，ABI Research預(yù)測(cè)從2024年到2031年的衛(wèi)星通信年復(fù)合增長(zhǎng)率為59%，其中基于5G NR的NTN衛(wèi)星服務(wù)將于2026年推出，成為衛(wèi)星通信增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)NTN移動(dòng)連接的增長(zhǎng)。
另一份針對(duì)衛(wèi)星通信市場(chǎng)的研究來(lái)自Juniper research，該機(jī)構(gòu)報(bào)告顯示，2024年至2030年，電信運(yùn)營(yíng)商將從基于3GPP的5G衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中獲得170億美元的額外收入，而到2030年基于5G NTN的衛(wèi)星通信連接數(shù)達(dá)到1.1億。
衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商擁有向太空發(fā)射下一代衛(wèi)星硬件的能力，并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)和管理。Juniper research建議電信運(yùn)營(yíng)商與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商應(yīng)該建立較好的合作伙伴關(guān)系，這將讓電信運(yùn)營(yíng)商能向其用戶(hù)推出可盈利的衛(wèi)星5G服務(wù)。該研究預(yù)測(cè)，5G衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的首次商業(yè)發(fā)射將于2024年進(jìn)行。建議運(yùn)營(yíng)商優(yōu)先考慮與能夠發(fā)射GSO(地球靜止軌道)衛(wèi)星的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商建立合作關(guān)系，因?yàn)檫@些衛(wèi)星跟隨地球自轉(zhuǎn)，始終位于運(yùn)營(yíng)商服務(wù)的國(guó)家上方并能提供持續(xù)的連接服務(wù)。此外，運(yùn)營(yíng)商需要借助其與移動(dòng)用戶(hù)和企業(yè)之間預(yù)先存在的計(jì)費(fèi)關(guān)系，作為在未來(lái)七年內(nèi)5G衛(wèi)星連接收入的商業(yè)平臺(tái)。Juniper research預(yù)計(jì)，現(xiàn)有的計(jì)費(fèi)關(guān)系能夠幫助運(yùn)營(yíng)商把衛(wèi)星服務(wù)整合到現(xiàn)有的地面網(wǎng)絡(luò)中，從而迅速推動(dòng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)連接的采用。隨著6G發(fā)展的加速，運(yùn)營(yíng)商將越來(lái)越依賴(lài)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商在選擇衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商合作伙伴時(shí)，不僅要考慮5G衛(wèi)星服務(wù)，還要考慮6G網(wǎng)絡(luò)的前瞻性計(jì)劃，包括網(wǎng)絡(luò)覆蓋和吞吐能力。
在市場(chǎng)前景驅(qū)動(dòng)下，各國(guó)高度重視衛(wèi)星通信的發(fā)展，紛紛出臺(tái)支持政策。例如，近日韓國(guó)科學(xué)技術(shù)信息通信部公布“衛(wèi)星通信振興戰(zhàn)略”，政府計(jì)劃2025年至2030年投資4800億韓元(約合25億元人民幣)用于新技術(shù)研發(fā)，以增強(qiáng)低軌道衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。韓國(guó)政府決定將“衛(wèi)星通信領(lǐng)域”指定為主要出口產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)，目標(biāo)到2030年將該領(lǐng)域的出口收入從2022年的3.5億美元提高到30億美元以上。韓國(guó)官員甚至提出“將衛(wèi)星通信創(chuàng)造為‘第二個(gè)CDMA神話’，進(jìn)入先進(jìn)國(guó)家行列”。
3GPP陣營(yíng)廣泛推進(jìn)衛(wèi)星通信的實(shí)現(xiàn)
上億連接數(shù)、千億美元的市場(chǎng)規(guī)模的衛(wèi)星通信，3GPP陣營(yíng)的通信產(chǎn)業(yè)鏈巨頭們希望從中獲取超額收益。在3GPP R17發(fā)布后，衛(wèi)星通信快速成為關(guān)注焦點(diǎn)，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)鏈和衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的合作不斷加速。根據(jù)ABI Research的跟蹤數(shù)據(jù)，過(guò)去一年中，如蘋(píng)果、華為、中興、高通、摩托羅拉、聯(lián)發(fā)科等通信行業(yè)代表與Globalstar、Inmarsat、Iridium(銥星公司)等衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商加大戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，推進(jìn)蜂窩通信和衛(wèi)星通信的融合。同時(shí)，很多移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商也加入其中，希望通過(guò)與衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的合作擴(kuò)大其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。在海外，美國(guó)運(yùn)營(yíng)商T-Mobile與馬斯克旗下的星鏈(Starlink)合作，提供衛(wèi)星到移動(dòng)通信連接的服務(wù);AST SpaceMobile和Lynk Global與多家運(yùn)營(yíng)商建立戰(zhàn)略聯(lián)盟，包括沃達(dá)豐、樂(lè)天移動(dòng)、AT&T、加拿大貝爾、MTN、法國(guó)電信、西班牙電信等。
在3GPP R17凍結(jié)后不久，愛(ài)立信、泰雷茲、高通三家海外巨頭宣布啟動(dòng)5G太空項(xiàng)目，計(jì)劃通過(guò)開(kāi)發(fā)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，使智能手機(jī)用戶(hù)無(wú)論身處何處，都能獲得高速連接，該項(xiàng)目是測(cè)試如何利用近地軌道(LEO)衛(wèi)星運(yùn)行5G網(wǎng)絡(luò)，以幫助極端地理位置和偏遠(yuǎn)地區(qū)的個(gè)人接入互聯(lián)網(wǎng)。三方計(jì)劃在4—5年內(nèi)發(fā)射衛(wèi)星，耗資可能達(dá)到80億歐元，預(yù)計(jì)最終網(wǎng)速可以實(shí)現(xiàn)幾十Mbps，速度介于4G和5G之間。
與星鏈相比，這一項(xiàng)目將依賴(lài)更大、更少的衛(wèi)星來(lái)實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，最終可能需要600—800顆衛(wèi)星。三家提到，該項(xiàng)目前期測(cè)試的目標(biāo)是驗(yàn)證支持5G NTN所需的各種技術(shù)組件，包括5G智能手機(jī)、衛(wèi)星有效載荷和地面5G網(wǎng)絡(luò)部件。這項(xiàng)工作還希望驗(yàn)證5G NTN可以在智能手機(jī)組成元素中得到支持，從而使未來(lái)的5G智能手機(jī)與衛(wèi)星電話融合。愛(ài)立信計(jì)劃驗(yàn)證5G虛擬無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)，泰雷茲公司計(jì)劃驗(yàn)證一種適合部署在低軌衛(wèi)星上的5G衛(wèi)星有效載荷，通過(guò)高通提供的智能手機(jī)，驗(yàn)證5G NTN可以被未來(lái)的5G智能手機(jī)訪問(wèn)。三者將使用地基設(shè)備來(lái)模擬在軌衛(wèi)星和5G智能手機(jī)連接之間的傳播速度和時(shí)延。
3GPP陣營(yíng)的廠商來(lái)說(shuō)，5G NTN作為3GPP支持的技術(shù)，將能夠利用標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品和組件的大型生態(tài)系統(tǒng)，為技術(shù)供應(yīng)商提供了在設(shè)備間快速擴(kuò)展和兼容性的機(jī)會(huì)。
近期，華為、蘋(píng)果兩大巨頭在手機(jī)上支持衛(wèi)星通信的動(dòng)作，讓衛(wèi)星通信在大眾市場(chǎng)層面的認(rèn)知得到進(jìn)一步提升。華為Mate 60 Pro宣稱(chēng)是全球首款支持衛(wèi)星通話的大眾智能手機(jī)，而華為Mate 60 Pro+支持天通衛(wèi)星電話及雙向北斗衛(wèi)星消息，成為全球首款搭載雙星衛(wèi)星通信的手機(jī)。蘋(píng)果也同樣將“衛(wèi)星通信“作為新一代旗艦機(jī)型iPhone 15的創(chuàng)新亮點(diǎn)之一，宣稱(chēng)iPhone 15進(jìn)一步優(yōu)化了衛(wèi)星通信功能，可以幫助用戶(hù)發(fā)送衛(wèi)星求救信息，連接到相應(yīng)的道路救援上。
雖然華為、蘋(píng)果智能手機(jī)所支持的衛(wèi)星通信還不是基于3GPP所定義的5G NTN，但在這些擁有廣泛用戶(hù)群體的巨頭推動(dòng)下，衛(wèi)星通信會(huì)實(shí)現(xiàn)快速普及，在未來(lái)基于R17的5G NTN商用后，也能形成快速應(yīng)用，對(duì)3GPP陣營(yíng)衛(wèi)星通信技術(shù)的推廣具有重要意義。
物聯(lián)網(wǎng)是衛(wèi)星通信的核心場(chǎng)景之一
正如前文所述，3GPP R17通過(guò)2個(gè)工作組定義衛(wèi)星通信標(biāo)準(zhǔn)，除了為智能手機(jī)提供數(shù)據(jù)和語(yǔ)音服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)外，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供衛(wèi)星接入是另一個(gè)核心標(biāo)準(zhǔn)。不論是ABI Research，還是Juniper research，均預(yù)測(cè)2030年5G NTN連接數(shù)超過(guò)1億，而這超過(guò)1億的連接中，物聯(lián)網(wǎng)連接應(yīng)該是占據(jù)大多數(shù)份額。
相對(duì)于支持手機(jī)寬帶數(shù)據(jù)和語(yǔ)音的NR-NTN，支持物聯(lián)網(wǎng)的IoT-NTN似乎更快實(shí)現(xiàn)了落地商用，從器件到測(cè)試再到應(yīng)用場(chǎng)景，業(yè)界都開(kāi)始形成初步成果。
在今年2月底的MWC期間，聯(lián)發(fā)科展示了其MT6825 IoT-NTN芯片，該芯片是一個(gè)獨(dú)立的SoC和RF解決方案，旨在作為現(xiàn)有智能手機(jī)設(shè)計(jì)的貼附式解決方案，使用常見(jiàn)的L&S波段衛(wèi)星頻率提供窄帶衛(wèi)星連接，可連接地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星，易于轉(zhuǎn)換為3GPP NTN標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)使用，同時(shí)，MT6825允許設(shè)備自動(dòng)接收來(lái)自衛(wèi)星的信息，可提供無(wú)縫的衛(wèi)星通信體驗(yàn)。
今年6月，高通推出兩款支持專(zhuān)用于物聯(lián)網(wǎng)的衛(wèi)星通信功能的調(diào)制解調(diào)器芯片212S和 9205S，這兩款產(chǎn)品是支持3GPP R17 IoT-NTN的專(zhuān)用芯片。其中，212S專(zhuān)為固定的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)計(jì)，適用于在偏遠(yuǎn)地區(qū)、位置固定的應(yīng)用，如水表、燃?xì)獗?、電表等基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備的遙測(cè)數(shù)據(jù)采集，以及公用事業(yè)電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、火災(zāi)初期調(diào)查報(bào)告、陸地與海上采礦裝置和環(huán)境管理等領(lǐng)域;9205S則專(zhuān)為移動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)計(jì)，適用于需要為移動(dòng)中的貨物和資產(chǎn)提供始終在線、地面和衛(wèi)星混合連接的工業(yè)應(yīng)用，如越洋運(yùn)輸集裝箱追蹤、農(nóng)業(yè)設(shè)備與畜禽追蹤，以及面向供應(yīng)鏈管理的全球車(chē)隊(duì)與貨運(yùn)追蹤等領(lǐng)域。此前，高通推出了針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)追蹤的平臺(tái)Qualcomm Aware，而本次212S和 9205S兩款I(lǐng)oT-NTN芯片也集成了Qualcomm Aware平臺(tái)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供實(shí)時(shí)資產(chǎn)追蹤和終端管理功能。
紫光展銳也推出了首顆衛(wèi)星通信SoC芯片V8821，該產(chǎn)品符合3GPP R17 IoT-NTN標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)L頻段海事衛(wèi)星和S頻段天通衛(wèi)星，提供數(shù)據(jù)傳輸、文字消息、通話和位置共享等功能，同時(shí)可擴(kuò)展支持接入其他高軌衛(wèi)星系統(tǒng)，廣泛適用于海洋、城市邊緣、邊遠(yuǎn)山地等蜂窩網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋地區(qū)的通信需求。在過(guò)去一年時(shí)間里，紫光展銳聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴已完成多次上星驗(yàn)證。
IoT-NTN還未投入規(guī)模商用，但多個(gè)衛(wèi)星通信融入低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的需求場(chǎng)景已比較明確，在農(nóng)業(yè)、海運(yùn)和物流部門(mén)以及資產(chǎn)跟蹤等領(lǐng)域大有作為。當(dāng)然，IoT-NTN還存在多個(gè)技術(shù)復(fù)雜性和挑戰(zhàn)，例如路徑損耗、多普勒偏移、安全性、互操作性、成本等，這也是未來(lái)產(chǎn)業(yè)界創(chuàng)新的方向。
