天基物聯(lián)，毫瓦服務(wù)商業(yè)航天撬動(dòng)萬(wàn)億市場(chǎng)

2019-10-26 03:01:00沈淮楊庭輝

衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò) 2019年8期

+沈淮楊庭輝

2019年8月17日12時(shí)11分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，北京國(guó)電高科科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)電高科”）研制的天啟·滄州號(hào)（又名“忻中一號(hào)”）衛(wèi)星由首次發(fā)射的捷龍一號(hào)商業(yè)火箭成功送入太空。該衛(wèi)星是天啟星座的第三顆業(yè)務(wù)星，它的成功入軌，代表天啟物聯(lián)網(wǎng)星座實(shí)現(xiàn)初步組網(wǎng)運(yùn)行。盡管這只是顆重20千克的小衛(wèi)星，然而從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度來(lái)看，卻是商業(yè)航天迎接物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來(lái)的一次極具價(jià)值的探索和先導(dǎo)性布局。

天啟衛(wèi)星效果圖

有別于國(guó)內(nèi)其它以商業(yè)星座為創(chuàng)業(yè)要點(diǎn)的企業(yè)，國(guó)電高科的商業(yè)星座發(fā)展具有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)。

其一：先布局產(chǎn)業(yè)生態(tài)，再實(shí)施系統(tǒng)搭建，通過(guò)市場(chǎng)倒逼產(chǎn)業(yè)生態(tài)的布局和系統(tǒng)的搭建。在發(fā)射衛(wèi)星之前，國(guó)電高科就取得了相關(guān)主管機(jī)構(gòu)頒發(fā)的衛(wèi)星通信頻率許可證和增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可證，成為目前國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)當(dāng)中唯一同時(shí)擁有這兩類資質(zhì)的企業(yè)，并同步開(kāi)啟了市場(chǎng)開(kāi)拓和營(yíng)銷。

其二：以天基物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)為核心，通過(guò)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供的百毫瓦級(jí)功耗的衛(wèi)星終端，構(gòu)建能夠大范圍普及應(yīng)用的自主天基物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)體系，為商業(yè)航天在近百萬(wàn)億級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)提供了一個(gè)極具競(jìng)爭(zhēng)力的發(fā)展路徑。

這顆衛(wèi)星的入軌和天啟星座服務(wù)的啟動(dòng)，意味著商業(yè)航天在這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)上的產(chǎn)業(yè)生態(tài)有了一個(gè)良好的開(kāi)端。當(dāng)然，這僅僅是開(kāi)始。商業(yè)航天的繁榮，還取決于后續(xù)的星座運(yùn)營(yíng)。良好的運(yùn)營(yíng)將持續(xù)帶動(dòng)衛(wèi)星制造和發(fā)射服務(wù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

航天技術(shù)+物聯(lián)網(wǎng)的化學(xué)反應(yīng)

物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，將是一個(gè)漫長(zhǎng)而持續(xù)演進(jìn)的過(guò)程。航天技術(shù)在其中將起到不可或缺甚至決定性的催化作用。

作為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮，物聯(lián)網(wǎng)將是下一個(gè)推動(dòng)世界高速發(fā)展的“重要生產(chǎn)力”，將產(chǎn)生通信網(wǎng)之后的另一個(gè)近百萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)，而麥肯錫報(bào)告指出，天基物聯(lián)網(wǎng)也將達(dá)到數(shù)萬(wàn)億級(jí)的市場(chǎng)規(guī)模。

所謂物聯(lián)網(wǎng)，就是“把所有物品通過(guò)信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換，即物物相息，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理”。從某種意義上看，互聯(lián)網(wǎng)是用于傳遞人類主觀意識(shí)的，而物聯(lián)網(wǎng)是用于傳遞事物客觀參數(shù)的。很顯然，物聯(lián)網(wǎng)的核心，是人類如何革命性地提升對(duì)于自然和社會(huì)的認(rèn)知、把握能力，并且用最有效的方法加以運(yùn)營(yíng)和控制。

物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，將是一個(gè)漫長(zhǎng)而持續(xù)演進(jìn)的過(guò)程。航天技術(shù)在其中必然會(huì)起到不可或缺甚至決定性的催化作用。

發(fā)射前的天啟衛(wèi)星

天啟星座星軌模擬圖

首先，天基信息系統(tǒng)提供的時(shí)間和空間基準(zhǔn)，對(duì)大氣、海洋和陸地信息的大范圍快速獲取，以及覆蓋全球的通信網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)必不可少的信息基礎(chǔ)。對(duì)全球經(jīng)濟(jì)和中國(guó)這樣幅員遼闊的大國(guó)來(lái)說(shuō)，沒(méi)有航天技術(shù)及其應(yīng)用，就不會(huì)有物聯(lián)網(wǎng)。在國(guó)際市場(chǎng)上，很早就有創(chuàng)業(yè)者在為這個(gè)宏偉的市場(chǎng)前景而努力，例如美國(guó)的軌道通信公司（Orbcomm），以及諸多從事衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）的大小企業(yè)。然而這些企業(yè)的理念還是較為早期的M2M（機(jī)器對(duì)機(jī)器）。一些小型企業(yè)開(kāi)始從事全球船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）的業(yè)務(wù)，發(fā)射微小衛(wèi)星來(lái)識(shí)別海上航船。銥星系統(tǒng)也努力向M2M市場(chǎng)拓展?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展，讓M2M概念升級(jí)成為了今天的物聯(lián)網(wǎng)。加之最近幾年，隨著小衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)射服務(wù)的繁榮，全球低軌道衛(wèi)星星座建設(shè)再次繁榮起來(lái)，不但出現(xiàn)了格里格·維勒的“一網(wǎng)”和伊隆·馬斯克的“星鏈”這樣的特大型寬帶星座，也涌現(xiàn)出一大批以物聯(lián)網(wǎng)為賣點(diǎn)的中小型星座，包括NanoAvionics、BEACON、Leosat、開(kāi)普勒等一大批國(guó)外企業(yè)以及部分國(guó)內(nèi)企業(yè)。

其次，低成本窄帶低軌星座可以為物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)提供高效、經(jīng)濟(jì)的模式。雖然學(xué)術(shù)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的長(zhǎng)期發(fā)展有諸多設(shè)想，但從短期看，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)帶寬和實(shí)時(shí)性的需求并不高，遠(yuǎn)不如社交媒體和電商、流媒體等應(yīng)用。部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用只要能“一天通信一次”就可以滿足需求。因此，窄帶物聯(lián)網(wǎng)通信服務(wù)——無(wú)論是地面還是天基——都有著顯而易見(jiàn)的市場(chǎng)空間。這就給低成本窄帶低軌星座提供了機(jī)會(huì)。

天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)支撐中心

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的時(shí)間差和低成本=市場(chǎng)機(jī)會(huì)

以民營(yíng)星座為核心建立起來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，讓投資人對(duì)國(guó)電高科的發(fā)展前景充滿期待，這對(duì)缺乏實(shí)質(zhì)性業(yè)務(wù)支撐的商業(yè)航天企業(yè)來(lái)說(shuō)也提供了一個(gè)很好的思路。

作為一家商業(yè)航天企業(yè)，國(guó)電高科沒(méi)有把“造衛(wèi)星”或者“發(fā)射衛(wèi)星”當(dāng)做企業(yè)的目標(biāo)，而將其重點(diǎn)聚焦到產(chǎn)值占整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)80%以上的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)上，集中在如何滿足和服務(wù)用戶需求的衛(wèi)星應(yīng)用上，并由此開(kāi)展產(chǎn)業(yè)生態(tài)的搭建。

在發(fā)射天啟星座之前，國(guó)電高科就對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)——天基物聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行了大量的調(diào)研和開(kāi)拓，并且與潛在用戶企業(yè)進(jìn)行了廣泛而深入的溝通。

天啟星座應(yīng)用場(chǎng)景

測(cè)試中的氣壓、風(fēng)向、風(fēng)力等傳感器

工作人員正在進(jìn)行地下水文監(jiān)測(cè)的測(cè)試工作

當(dāng)國(guó)電高科的天啟星座理念為用戶深刻理解之后，銷售渠道也水到渠成地搭建了起來(lái)，其中有大型用戶企業(yè)，也有電信運(yùn)營(yíng)商，為天啟星座服務(wù)的啟動(dòng)和拓展創(chuàng)造了良好的條件。

以市場(chǎng)為根本驅(qū)動(dòng)力，這一案例體現(xiàn)的正是在商業(yè)航天發(fā)展中互聯(lián)網(wǎng)思維的應(yīng)用——即把市場(chǎng)和用戶放在首位，把產(chǎn)業(yè)生態(tài)的打造作為業(yè)務(wù)發(fā)展的核心，如此才能實(shí)現(xiàn)本企業(yè)乃至上下游企業(yè)的全面可持續(xù)發(fā)展。應(yīng)該說(shuō)，迄今為止，真正做到這一點(diǎn)的企業(yè)并不多，以衛(wèi)星服務(wù)為主的創(chuàng)業(yè)企業(yè)當(dāng)中就更少了。因此，天啟星座通過(guò)市場(chǎng)倒逼搭建產(chǎn)業(yè)生態(tài)的模式對(duì)商業(yè)航天的發(fā)展，應(yīng)該會(huì)有良好的示范作用。

根據(jù)天啟星座的用戶基礎(chǔ)培育工作現(xiàn)狀預(yù)測(cè)，它將在2020年或2021年實(shí)現(xiàn)正向現(xiàn)金流。一家以民營(yíng)星座為核心建立起來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，讓投資人對(duì)國(guó)電高科的發(fā)展前景充滿期待，這對(duì)缺乏實(shí)質(zhì)性業(yè)務(wù)支撐的商業(yè)航天企業(yè)來(lái)說(shuō)也提供了一個(gè)很好的思路。

為什么能夠得出這樣的判斷？這是基于天啟星座所瞄準(zhǔn)的市場(chǎng)，是多種類型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。按照該星座的總研制和運(yùn)營(yíng)單位負(fù)責(zé)人、國(guó)電高科董事長(zhǎng)呂強(qiáng)的說(shuō)法，到2021年前，全球?qū)⒂谐^(guò)200億臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)終端，僅僅硬件市場(chǎng)的產(chǎn)值就會(huì)達(dá)到3.4萬(wàn)億美元。哪怕天基物聯(lián)網(wǎng)在其中占據(jù)10個(gè)百分點(diǎn)的份額，絕對(duì)值也將達(dá)到3400億美元的量級(jí)，幾乎可以和今天全球航天產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值比肩（按照美國(guó)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的報(bào)告，2018年全球航天產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值為3600億美元）。如果把通信服務(wù)、增值服務(wù)收入考慮在內(nèi)，天基物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)值將有更大的想象空間。

在這里還需要提及5G。目前世界范圍內(nèi)，5G網(wǎng)絡(luò)的部署與競(jìng)爭(zhēng)如火如荼，雖然人們往往更關(guān)心5G對(duì)于人的寬帶服務(wù)，實(shí)際上5G服務(wù)還包含一個(gè)重要目標(biāo)，就是在低功耗方面具有更大價(jià)值的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）服務(wù)。但是，NB-IoT依賴于地面網(wǎng)絡(luò)，而地面運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)僅覆蓋陸地的20%，即有人活動(dòng)的區(qū)域。作為物聯(lián)網(wǎng)主戰(zhàn)場(chǎng)的許多應(yīng)用場(chǎng)景卻發(fā)生在地面運(yùn)營(yíng)商不能覆蓋的這80%陸地及海上和空中，且終端常呈分散狀分布。而全球覆蓋的低軌通信星座恰好能解決這個(gè)痛點(diǎn)。天啟星座計(jì)劃于2020年完成全部38顆衛(wèi)星的發(fā)射組網(wǎng)，達(dá)到全球業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)覆蓋能力，助力5G窄帶戰(zhàn)略目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在的覆蓋和“隨心所欲”的應(yīng)用。

市場(chǎng)覆蓋+增值服務(wù)=天基物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)金奶牛

廣泛的合作伙伴基礎(chǔ)，成為天啟星座開(kāi)拓藍(lán)海市場(chǎng)的有力支撐，也避免了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信平臺(tái)因?yàn)槲嬖趹牙锊环牛非髩艛喽y以拓展業(yè)務(wù)的尷尬局面。

國(guó)電高科的天啟星座剛上線運(yùn)營(yíng)，目前雖然規(guī)模不大，但是具有良好的可持續(xù)性和成長(zhǎng)性，這一點(diǎn)也得到了諸多合作伙伴的認(rèn)可——雖然處于初始部署階段，但已經(jīng)擁有了近百家示范應(yīng)用的客戶。需要指出的是，國(guó)電高科采取了和一網(wǎng)星座類似的營(yíng)銷模式，把合作伙伴和大型用戶發(fā)展成自己的分銷商，盡最大可能向產(chǎn)業(yè)的各個(gè)層面，尤其是應(yīng)用層滲透。

呂強(qiáng)介紹說(shuō)，國(guó)電高科的基本策略，是在國(guó)內(nèi)每個(gè)省確定一家或多家生態(tài)合作伙伴。生態(tài)合作伙伴的專業(yè)領(lǐng)域并沒(méi)有一定之規(guī)，只要是在省內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)市場(chǎng)上有資源、有人脈、有充分實(shí)踐的大型企業(yè)，都可以發(fā)展天啟衛(wèi)星的服務(wù)。例如山西省的生態(tài)合作伙伴之一是作為大客戶的焦煤集團(tuán)，四川省的生態(tài)合作伙伴是作為省內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成商的中電十所。傳統(tǒng)電信企業(yè)同樣被國(guó)電高科納入了產(chǎn)業(yè)生態(tài)中，山西聯(lián)通現(xiàn)在就是國(guó)電高科的省內(nèi)生態(tài)合作伙伴。廣泛的合作伙伴基礎(chǔ)，成為天啟星座開(kāi)拓藍(lán)海市場(chǎng)的有力支撐，也避免了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信行業(yè)因?yàn)槲嬖趹牙锊环牛非髩艛喽y以拓展業(yè)務(wù)的尷尬局面。

用戶基礎(chǔ)建立起來(lái)之后，無(wú)論終端銷售、服務(wù)費(fèi)收取，都可以成為天啟星座現(xiàn)金流的來(lái)源。然而，國(guó)電高科并沒(méi)有滿足于此，呂強(qiáng)表示：“我們更加重視各種潛在的增值服務(wù)，在國(guó)際集裝箱運(yùn)輸、跨國(guó)物流、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)、森林防火、珍稀動(dòng)植物保護(hù)跟蹤等方面，存在著大量正在顯現(xiàn)的需求。用戶自己能開(kāi)發(fā)出什么應(yīng)用，運(yùn)營(yíng)商往往是無(wú)法預(yù)期的。這些來(lái)自客戶的智慧、實(shí)踐和知識(shí)，可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成高含金量的增值服務(wù)，成為天基物聯(lián)網(wǎng)最大的收入來(lái)源”。

衛(wèi)星通信頻率許可+增值電信運(yùn)營(yíng)許可+百毫瓦級(jí)服務(wù)=核心競(jìng)爭(zhēng)力

從技術(shù)角度上說(shuō)，天啟星座的優(yōu)勢(shì)就是一個(gè)“近”字。這個(gè)星座的38顆衛(wèi)星飛行在距離地面900千米的傾斜軌道上。

應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)生態(tài)都需要良好的技術(shù)來(lái)支撐。天基物聯(lián)網(wǎng)的解決方案很多，例如基于北斗或者地球靜止軌道通信衛(wèi)星的終端和解決方案。那么，天啟星座在具體產(chǎn)品和服務(wù)上，有什么競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？

從技術(shù)角度上說(shuō)，天啟星座的優(yōu)勢(shì)就是一個(gè)“近”字。這個(gè)星座的38顆衛(wèi)星飛行在距離地面900千米的傾斜軌道上。單顆衛(wèi)星即使與波束覆蓋區(qū)邊緣的終端通信，時(shí)延也幾乎可以忽略不計(jì)。不僅如此，衛(wèi)星和終端距離近，還降低了兩者之間對(duì)信號(hào)發(fā)射功率的需求，天線尺寸、功放尺寸、電源功率和尺寸都可以大幅度下降。進(jìn)而，衛(wèi)星和終端的整體尺寸、重量、價(jià)格也可以降低到一個(gè)前所未有的程度。按照呂強(qiáng)的說(shuō)法，芯片化量產(chǎn)后天啟通信終端的價(jià)格最終可以控制在人民幣300元以內(nèi)，終端發(fā)射功率100～500毫瓦（通過(guò)對(duì)今年6月發(fā)射的天啟三號(hào)衛(wèi)星進(jìn)行在軌測(cè)試，在低傾角的條件下，發(fā)射功率僅需500毫瓦仍然能保持90%以上的接入成功率，并行用戶接入數(shù)量也滿足設(shè)計(jì)要求）。相比之下，地球靜止軌道衛(wèi)星距離地球35800千米，北斗衛(wèi)星距離地面20000千米以上。用這兩種衛(wèi)星提供物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，所需要的終端發(fā)射功率是可想而知的。

百毫瓦級(jí)終端的實(shí)現(xiàn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)是極為重要的。這個(gè)功耗水平基本與地面移動(dòng)網(wǎng)解決方案的物聯(lián)網(wǎng)終端相當(dāng)。熟悉衛(wèi)星通信的人們都知道，由于功耗比較大，為衛(wèi)星終端提供電力是整個(gè)應(yīng)用工作中最麻煩的部分之一。哪怕是銥星或者海事衛(wèi)星的手持式終端，也要經(jīng)常充電。因此，發(fā)電機(jī)和充電器幾乎是各種衛(wèi)星通信系統(tǒng)的標(biāo)配，需要經(jīng)常有人照料，這就違背了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的本意，是困擾衛(wèi)星通信應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的主要因素之一。而百毫瓦級(jí)終端，用小型鋰電池甚至幾節(jié)干電池供電，就可以工作幾個(gè)月甚至幾年時(shí)間，這對(duì)于很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能不能開(kāi)展起來(lái)，具有決定性的意義。這一點(diǎn)在集裝箱運(yùn)輸業(yè)務(wù)中表現(xiàn)得尤其突出，貨運(yùn)集裝箱一般可以使用10～15年，如果期間只需要更換3-5次電池就可以持續(xù)使用，那么貨運(yùn)公司何樂(lè)而不為呢。

對(duì)天基物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)頂層建設(shè)的進(jìn)一步思考

能不能通過(guò)天啟星座的實(shí)踐來(lái)全面推進(jìn)天基物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)、為行業(yè)創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)固的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，非常值得期待。

作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的衛(wèi)星移動(dòng)服務(wù)供應(yīng)商之一，國(guó)電高科在衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)界的地位很特殊。天啟星座工作在特高頻（UHF）頻段，這是國(guó)際電聯(lián)為衛(wèi)星移動(dòng)通信預(yù)留的頻率資源之一。傳統(tǒng)上，這個(gè)頻段都是由軍事部門使用。國(guó)電高科為了讓衛(wèi)星信號(hào)穿透能力強(qiáng)、不易受遮擋，更適合于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，果斷地選擇了這個(gè)在商業(yè)界有點(diǎn)冷門的頻段，也因此順利地拿到了衛(wèi)星通信頻率許可證。這對(duì)于一家民營(yíng)企業(yè)來(lái)說(shuō)，是值得一書(shū)的成就。

天啟星座正在持續(xù)建設(shè)之中，計(jì)劃2020年完成38顆衛(wèi)星組網(wǎng)，它的商業(yè)前景值得期待。

隨著天基互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，相信將會(huì)形成更加具有針對(duì)性的產(chǎn)業(yè)規(guī)范和管理體系。在這個(gè)過(guò)程中，國(guó)電高科將協(xié)同產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴一起積極參與到國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)、政策和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)制定中，并且作為行業(yè)先行者，可以預(yù)見(jiàn)，國(guó)電高科將頻繁地成為參照物和示范對(duì)象，其所承擔(dān)的責(zé)任遠(yuǎn)不止創(chuàng)業(yè)者這么簡(jiǎn)單。