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編譯 | 楊暢

編輯 | Panken

智東西8月15日消息，據(jù)外媒IEEE Spectrum報(bào)道，近日，德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)集成電路研究所（Fraunhofer IIS）通過(guò)GEO（高軌道）衛(wèi)星成功測(cè)試了其地面物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)mioty（大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)）。

此外，美國(guó)衛(wèi)星創(chuàng)企Swarm建造物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)用衛(wèi)星群的計(jì)劃已獲得足夠的成功，然后前不久該公司被馬斯克的美國(guó)太空運(yùn)輸公司SpaceX收購(gòu)。

IEEE Spectrum副主編邁克爾·科齊爾（Michael Koziol）認(rèn)為，這些都說(shuō)明了物聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星在某些方面是彼此更好的匹配選擇。

一、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)是最后的連接手段

對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，“物聯(lián)網(wǎng)”一詞會(huì)讓人想到智慧城市的成就，比如帶有交通攝像頭和空氣質(zhì)量傳感器的路燈或自己家中的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

一個(gè)很自然的問(wèn)題是，為什么你從沒(méi)想使用衛(wèi)星連接任何這些設(shè)備？答案是不需要。這是一些沒(méi)有意義的嘗試。

然而基于衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)仍在蓬勃發(fā)展，盡管在很多方面，它就像衛(wèi)星寬帶一樣，是那些沒(méi)有其他連接選擇人的最后手段。

科齊爾提到：“在我們討論為什么人們對(duì)于使基于衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)工作如此感興趣之前，有必要重申一個(gè)非常重要的點(diǎn)：當(dāng)你手邊有Wi-Fi時(shí)，不要試圖讓一個(gè)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接去工作?！?/p>

Swarm的CTO本·朗米爾（Ben Longmier）說(shuō)：“我們甚至?xí)⑦@些告訴我們的潛在客戶，有時(shí)候我們會(huì)失去幾位客戶。我們總是說(shuō)，看，如果你有Wi-Fi和手機(jī)，你還是用這個(gè)吧，沒(méi)有問(wèn)題?！?/p>

Fraunhofer IIS的系統(tǒng)設(shè)計(jì)小組經(jīng)理弗洛里安·萊斯卡（Florian Leschka）談道：“只要你有地面基礎(chǔ)設(shè)施（terrestrial infrastructure），就用那個(gè)。這樣總是更便宜，運(yùn)轉(zhuǎn)更好，更容易控制?！?/p>

不過(guò)在兩種情況下，朗米爾和萊斯卡都指出這時(shí)候衛(wèi)星非常適合物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

二、兩種情況下，適合選用衛(wèi)星進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接

第一種情況可能更明顯，如果無(wú)論地面基礎(chǔ)設(shè)施存在在哪里，它都是更好的選擇，那么物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的衛(wèi)星連接非常適合在地面網(wǎng)絡(luò)不存在或無(wú)法存在的地方，提供服務(wù)。

例如，人們考慮在穿越太平洋的貨物集裝箱上配備的跟蹤設(shè)備時(shí)，那里沒(méi)有5G網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控從中國(guó)運(yùn)往加州的集裝箱的唯一方法是通過(guò)衛(wèi)星。農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)測(cè)環(huán)境健康的網(wǎng)絡(luò)也屬于這一類(lèi)。

第二種情況是存在地面基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋，但必須跨越A點(diǎn)和B點(diǎn)之間的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這種情況最常發(fā)生在卡車(chē)運(yùn)輸?shù)任锪黝I(lǐng)域。

例如，在幾個(gè)歐洲國(guó)家之間運(yùn)輸?shù)目ㄜ?chē)司機(jī)通常需要向沿途的多家運(yùn)營(yíng)商付費(fèi)，以確保服務(wù)的連續(xù)性。

朗米爾說(shuō)：“在這種情況下，我們發(fā)現(xiàn)客戶會(huì)懇求我們：‘請(qǐng)讓我們使用你們的服務(wù)?！覀?cè)谑謾C(jī)領(lǐng)域中，但情況糟糕的是，我們不得不削減所有的手機(jī)業(yè)務(wù)，我們只是不想處理物流問(wèn)題?！?/p>

許多物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)都屬于萊斯卡所說(shuō)的“智能計(jì)量”范疇。這些網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備定期傳輸小塊數(shù)據(jù)，如狀態(tài)更新、測(cè)量等等。雖然這些設(shè)備可以通過(guò)蜂窩網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi進(jìn)行完美傳輸，但也有一些專(zhuān)門(mén)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。

更重要的是，這些標(biāo)準(zhǔn)雖然在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了地面網(wǎng)絡(luò)，但非常適合衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

例如，Swarm在其衛(wèi)星星座中使用遠(yuǎn)距離無(wú)線電（LoRat）通信技術(shù)。Fraunhofer工程師最近還演示的mioty可以在LEO（低軌道）衛(wèi)星之間進(jìn)行傳輸，重要的是展示了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)甚至不需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，就能發(fā)揮作用。

萊斯卡說(shuō)，通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行的mioty是開(kāi)箱即用的。

三、物聯(lián)網(wǎng)低功耗、抗干擾是衛(wèi)星所需品質(zhì)

這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)往往有一些共同的特點(diǎn)。它們被設(shè)計(jì)成低功耗的，因此物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備上的電池不會(huì)在每次傳輸時(shí)耗電過(guò)多。它們也往往是長(zhǎng)期的，以減少部署大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目時(shí)所需的其他基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量。

而且它們通常具有很強(qiáng)的抗干擾能力，因?yàn)槿绻袛?shù)十個(gè)、數(shù)百個(gè)甚至數(shù)千個(gè)設(shè)備在傳輸信息，這些信息是不能互相混淆的。作為一種權(quán)衡，它們通常不支持高數(shù)據(jù)速率，這對(duì)于許多物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的智能計(jì)量需求來(lái)說(shuō)是一個(gè)公平的讓步。

這些恰好也是衛(wèi)星所需要的品質(zhì)。更低的功率傳輸不僅不會(huì)很快耗盡機(jī)載電源，而且從一開(kāi)始就減輕了衛(wèi)星對(duì)更大、更笨重的動(dòng)力系統(tǒng)的需求。

衛(wèi)星對(duì)遠(yuǎn)距離信號(hào)的需求應(yīng)該不足為奇，因?yàn)榧词故堑偷厍蜍壍乐凶畹蛙壍郎系男l(wèi)星仍然距離地面160公里。地球大氣層的不同層（以及下雨等條件）可能會(huì)對(duì)該距離上的信號(hào)造成嚴(yán)重破壞。

衛(wèi)星的進(jìn)步只是通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)納入軌道來(lái)加速開(kāi)辟的可能性。這些進(jìn)步中最主要的是立方體衛(wèi)星（CubeSat）革命，它縮小了衛(wèi)星結(jié)構(gòu)并使其標(biāo)準(zhǔn)化。

朗米爾說(shuō)：“當(dāng)我們有4個(gè)人的時(shí)候，我們?cè)O(shè)計(jì)了所有的衛(wèi)星，到發(fā)射時(shí)，我們大約有10個(gè)人。在我們開(kāi)始之前的5年，這是不可能的?！?/p>

很可能會(huì)有更多的進(jìn)步來(lái)降低衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)入壁壘。一種可能是光通信。轉(zhuǎn)換成激光傳輸信號(hào)將使新的和現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)商，從需要獲取昂貴的無(wú)線電頻譜中解放出來(lái)。

朗米爾談到：“我認(rèn)為獲得頻譜是運(yùn)營(yíng)太空通信業(yè)務(wù)中最困難的一個(gè)部分。如果我們一開(kāi)始就知道這有多難，我們可能會(huì)選擇不同的商業(yè)計(jì)劃。我對(duì)這些不確定?！?/p>

目前，即使物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入太空也不足以完全克服一些障礙。但如果天基物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)引起人們的興趣，這些興趣也可能成為最終消除這些障礙的動(dòng)力。

結(jié)語(yǔ)：衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)或會(huì)形成更大范圍互聯(lián)覆蓋

衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)可以和地面物聯(lián)網(wǎng)形成互補(bǔ)，在一些特殊情況下，比如海上、沙漠或地面基站建設(shè)困難的地方，使用衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)確實(shí)是一種很好的選擇。

目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少公司在研究衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)，或已經(jīng)商業(yè)化，例如國(guó)內(nèi)中國(guó)航天科工集團(tuán)進(jìn)行的“行云工程”、Swarm公司構(gòu)建的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

隨著衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)工程的不斷增多，應(yīng)用也會(huì)更加常見(jiàn)，人們可以期待一下未來(lái)更廣闊的互聯(lián)。

來(lái)源：IEEE Spectrum