天基物联网：万物互联的太空华彩

2019-10-16 11:14

科技自媒体 | 李北辰
倘若按照粗颗粒度划分，互联网的发展大概经历三个阶段：第一代互联网是在固定地点，将计算机与计算机相连；第二代互联网是在随时移动中，将人与人通过手机相连；第三点互联网，就是产业界梦寐以求的“万物互联”，其具备的全时段跟踪每一个细节的特征，会导致“跟踪经济”的产生，也让IoT成为可能。
三代互联网是逐级演进的关系。譬如，“万物互联”就从时间和空间的双向维度，大幅延伸了移动互联网的能力边界：在时间上，人们得以从过去的断续连接，转向实时跟踪；在空间上，只要符合投入产出比，人类就可以将目力所及的任何物体（things），拽至一张巨网中，在数量级上大幅扩张互联网规模。
所以未来IoT的规模有多大？
这并非一个技术问题，甚至不是经济问题，而是一个想象力问题。不同分析机构曾给出过不同答案：250亿，500亿，1000亿，数千亿，甚至上万亿（当然其中很多只是带有RFID的物品，在网上只是“停留片刻”）。我听过最大胆的预测来自《失控》作者凯文·凯利，他在十几年前就表示：在未来，网络节点的数量将超越人类大脑的神经元，世界将诞生一个统一的复杂系统，也就是“One Machine”，它永不崩溃，成为智慧本身，释放出无穷价值。
嗯，考虑到第一代互联网大概只接入10亿台计算机，第二代互联网也只有50-70亿个设备，所谓“One Machine”无疑更应算作一种理论幻想。
甚至在我看来，在2019年，讨论IoT未来有“多少亿”没有意义，因为相比于“多少亿”，我更关心它何时能像移动互联一样普及。而这需要多种因素的合力——比如：完善的通信基础设施，能耗较低的处理器，合适的操作系统，健康的商业模式，等等。
其中，“完善的通信基础设施”，无疑是万物互联的根基。
但易被大多数人忽视的是，这一IoT的坚实根基，至少由两部分构成：地基和天基——嗯，万物互联想要真正无远弗届，除了依赖“地面”，还要抬头“望天”，布局天基物联网。
什么是天基物联网？简单来说就是指发射卫星上天组网，以卫星为基站，为地面用户提供物联网服务。
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那下个问题是：为什么要上天组网？
因为全球仅有5%的海洋面积和20%的陆地面积覆盖了地面通信基站，而把大部分被遗落的盲区面积，纳入到一个本国独立自主的通讯体系，既符合经济利益，也具备一定的社会意义——事实上，广义上的天基物联网，可广泛服务于电力，石油，金融等国家安全领域，以及农业，林业，运输业等国民经济领域。
而用卫星解决这些人类不常出没地区的通讯问题，是投入产出比最高的一种方式：首先，在连接广度上，一个卫星基站覆盖的半径，大约是4G基站的近五百倍，且可服务终端的数量巨大；其次，在连接密度上，不同于人类与通讯设备“休戚与共”的浓烈关系，很多物联网应用的通讯需求较为含蓄，只需点到为止地“一天通信一次”即可，这也让低轨星座能够为物联网提供高效经济的通信服务。
所以按我的理解，在外界对万物互联的期许中，卫星通信与地面通信应算是某种优势互补，最终构建出天地一体的网络环境。
当然，这或许并不容易。想让物联网“上天”，可谓任重道远。
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业内皆知的是，相较于国内，国外基于天基信息系统开展的数据采集，监测和控制，在某些领域已经发展非常成熟，譬如大名鼎鼎的Argos系统和Orbcomm系统，在本质上都属天基物联网的范畴。
其中Argos是由法国和美国等国家的航天部门在1978年创建的卫星系统，也是世界上第一套采用多普勒定位技术的卫星，即可用单颗卫星进行定位（全球许多纪录片和科研都在使用这套卫星物联网系统）；而美国的Orbcomm系统诞生于1993年，如今也已将市场从科学研究，拓展到农业，电力，交通等诸多领域。
另外，除了现有的几大天基物联网，不少发达国家都计划在未来数年，发射数百颗低轨道卫星组建卫星物联网星座。
而中国目前暂无专用于物联网的商业卫星通信系统——但要知道，至少在理论上，中国即将拥有全球最大的卫星物联网市场，随便举几个例子：譬如中国生产了全球95%的集装箱（天基物联网能够监测海上集装箱的位置和温湿度等状态）；全球十大航运公司有三家在中国；且无论是新零售背景下冷链运输水准的不断提高，还是产业互联网发展的迅猛上扬，卫星物联网的市场需求都在持续高涨。
再看供给端，众所周知，中国航天科工集团的“行云工程”是国内最早启动的天基物联网项目，工程由航天行云科技有限公司承建和运营，计划在2023 年完成构建由80颗（基本上能实现全球覆盖）低轨通信卫星组成的常态化运行的天基物联网信息服务系统，为海洋，沙漠，森林和无人区等区域提供数据传输及双向短报文通信，在海洋船舶，集装箱，工程机械，地灾监测，气象预报，应急救援，交通物流，石油采运，人身安全等领域提供通信保障能力服务。
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目前行云工程正按照既有轨道运行：2017年1月，首颗技术实验星“行云一号”卫星已经成功发射；两颗开展应用试验的卫星“行云二号”01星与02星的发射准备工作，正在紧张有序进行；接下来，他们计划在2021年发射12颗卫星，完成小规模组网并拓展行业应用；最终在2023年发射80颗卫星，完成星座组网并大规模推广应用。
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而具体到商业模式上，行云公司赋予自身的角色定位是运营商，主要依靠卖终端和收取服务费，未来不断向服务环节渗透，并延伸产业链条，从各领域用户的增值服务中受益。
若是便于理解，你大概可以这么认为，与中国“地面”上的三大运营商模式相似，他们也要先建基站，然后运营通信网——只不过他们的基站，远在天边。
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距离除了产生美，还产生难度。
无需赘言，作为金字塔尖的技术行业，航天技术必须依赖产业链上下游企业的集群性创新，将分散资源进行局部整合。2017年4月，由武汉市政府联合中国航天科工集团和华夏幸福打造的武汉国家航天产业基地在新洲区开工，这是全国首个商业航天产业基地。
据我了解，从明年开始，上述80颗卫星的组装有望在武汉国家航天产业基地完成，且整个系统建成后的运营控制中枢也设置在这里。
其实不只行云一家公司，根据行云公司相关负责人介绍，航天产业基地本就是围绕商业航天的产业链打造，无论是产业链上游的火箭研发制造，卫星平台研发，还是下游的测运控和应用，产业链上的诸多企业都在和产业基地商谈。
这并不难理解，因为在某种程度上，一座运营得当的产业园本身，就是商业航天行业冲上云霄的“助燃器”——相较于各自分散，在地方政府和华夏幸福等机构的持续深耕下，通过产业基地的聚集效应，将相关民营企业“聚拢”在同一物理空间，委实可以产生某种化学反应，最终加速商业航天事业的发展。
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行云公司相关负责人举例说明：“比如说一家做小卫星设计，制造，研发的公司，它如果是在基地里，那很多的实验资源，譬如说做动力学的实验，环境实验，这些资源它都可以共享，不用自己再去建了。你的卫星总重AIP的这些所有相关的它都可以把它公用起来。”
另外，除了基础设施，能够“共享”的还有人才。当聪明的大脑在空间上被聚集一处，他们当然可以在园区的不同企业自由流动——事实上，无论是与双柳一江之隔的武汉光谷，还是远在万里之外的美国硅谷（可参见领英创始人里德•霍夫曼的《联盟：互联网时代的人才变革》一书），这种由人才交叉迁移带来的区域繁荣，早已被市场多次验证。
最后，更重要的是，当各产业链的龙头企业聚集一地，能够共享的除了“现状”，还有对未来的共同想象——去年底，由行云公司牵头，中国首个天基物联网产业联盟同样在武汉成立，联盟集聚了来自国内从事商业卫星科研，制造，运营，服务，应用和金融资本等领域的近150家单位，在产业发展初期，这肯定有助于加速卫星应用与基础设施的融合发展，推动中国天基物联网核心技术的研究及标准的制定，为后续全面铺开市场奠定基础。
毕竟说到底，天基物联网在中国还处于一个幼弱阶段，基地化模式或许是目前行业发展的最优解。
而如果我们是在谈论未来，那么则只与想象力有关。可以预见，当万物互联到来，经济规模无疑极为可观，即便是最保守的线性预测，到2030年，整个电信市场的规模也将扩大一倍，从目前的4万亿美元左右攀升至7-8万亿美元。
而具体到天基物联网，根据麦肯锡预测，预计在2025年前，天基物联网产值可达5600亿美元至8500亿美元；美国最权威卫星行业咨询公司NSR更是预测，在未来10年，亚洲将成为天基物联网收入复合增长率唯一超过10%的区域。
好吧，我个人的建议是，这些预测数字听听就好。相比于臆断未来，我更信赖回眸历史——因此我建议你记住的是，在人类历史上，评判一项技术是否伟大，其实有个简明扼要的标准：它是否增进连接。“欲增加生产力先增进连接”曾在人类文明史上反复重演，这个意义上，物联网是人类最伟大的技术之一。
而当它能够“上天”，或许将变得更为伟大。
作者：李北辰，独立撰稿人，国内数十家媒体专栏作家，曾供职《南都周刊》《华夏时报》《财经》等媒体

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