卫星物联网发展 钱进全球市场剖析
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上图：印度国有电信企业BSNL，提供印度电信网络移动语音和互联网服务；下图：全球导航卫星系统-GLONASS Union第一个监测站系统的开幕式典礼。图／路透社
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物联网发展至今已迄20余年，其在常见的感测、网路、平台、应用四层架构中，应用端是商用价值最高部分；而卫星物联网的发展路径在一定程度上也会依循此模式。以农林渔牧较偏远的地区和物流追踪的跨域幅度来说，即便是低功耗广域网路（LPWAN）仍难以做到全面监控，若要让物联网能落实全域覆盖的目标，遂成为卫星物联网最重要成长动能基础。根据市场预估至2025年全球将有超过1,000万个卫星物联网联网装置，产值逼近60亿美元、并以终端设备硬体与连接费为主要收益来源。
综观厂商于卫星物联网通讯的动态，可发现从上游零组件至下游应用端皆已有相关商用案例，由于物联网价值链是以终端应用的经济效益最高，故往往会由场景应用来带动技术发展。在现行发展趋势下，卫星物联网通讯未来着重的垂直领域，将会以资产监控、环境资讯搜集、偏远地区救灾与跨海远洋的海事应用为主。
目前卫星物联网现行厂商主要可分为三类，包含（一）、行动卫星系统（Mobile Sat Systems，MSS）使用者，例如与联发科合作的Inmarsat、Globalstar等，其专注行动与海事的场景应用；（二）固定卫星系统（Fixed Sat Systems，FSS），像是Eutelsat、Intelsat等以开发M2M、IoT的遥测、回传服务为主；（三）多属于新创企业，其不若传统卫星网路营运商需承担较高的资本支出，而是以相关cubesat技术用运用现行卫星，使其能主攻低成本、低功耗与低延迟的服务
着眼通讯强化、环境观测
各国力拚发展卫星物联网
由于卫星几乎不受地面环境和天然灾害影响，与陆地和高空通讯设施相比可靠度自然高上不少，卫星产业协会（SIA）预估2020年全球卫星市场规模为3,660亿美元，并以地面设备和通讯遥测等卫星服务为主要项目。从卫星发展的成本来看，早年传统卫星在造价或发射成本的确要价不菲，然随着技术成熟、卫星微型化与市场需求推动，现行大厂诸如SpaceX的1箭143星、Virgin用飞机加火箭发送卫星等，皆已有能力发射专属卫星，用更低成本串联数据和搜集资讯，例如可用于环境观测、测绘导航与通讯；奈米卫星（Nano-Satellite）而言，单就发射成本来看甚至不到传统卫星的百分之一。
从目前各国卫星相关政策与计划来看，如美国国家太空战略、欧盟地平线2020科研计划、台湾第三期太空计划与太空发展法草案等。
若以现行通讯、导航、遥测与科研等4个主要卫星应用服务来看，各国卫星产业发展架构略有差异，例如美国是通讯与遥测并重、中国聚焦遥测、欧盟较为多元平均，俄罗斯、加拿大与英国则以通讯为主，尤其英国几乎全数布局于卫星通讯上。
若进一步聚焦卫星物联网，可发现各国政府多着眼于通讯强化和环境观测，例如欧盟以法国为主要代表，其探索与云端服务供应商（Cloud Service Provider；CSP）共建合作的可行性，法属厂商EutelSat、CLS发射的星系计划，皆以低功耗广域网路、M2M（Machine to Machine）通讯为主要用途；在太空技术发展相当领先的俄罗斯同样以通讯为主，聚焦卫星宽、窄频物联网通讯于军民市场的应用。此外，加拿大在低轨道提供低速的窄频物联网卫星星系，广泛应用于交通运输、水环保、资源探勘、工业互联等领域；中国则以行云工程为主要计划，预计应用于数据采集、地质与林业监测等。
卫星物联网垂直领域应用
未来将延伸至急难救助
资产监控是卫星物联网发展较成熟的一环，如放牧业于山区的动物追踪便有FindMy、Ceres Tag等长年与Globalstar合作，利用后者的低轨道卫星（LEO）持续开发卫星IoT动物追踪器，主要目的是提高农业产业化的效率与效益。另外，中、上游通讯与管理部分亦是厂商着墨重点，卫星通讯大厂Orbcomm在2020年12月，发射专门用于追踪行动资产与监视设备的双向全球连结卫星，借由行动通讯与备用卫星的双模组连结，提高如新冠肺炎疫苗配送仰赖的冷链配送通讯可靠性，并改善资产可视性和安全性。
资产监控与远洋通讯为主要应用，仍待技术成熟以降低成本
在卫星物联网监测的大架构下，环境资讯掌握和紧急救灾应变都成为具潜力发展领域，如澳洲SASAT1太空任务则与SmartSat CRC、Inovor、Myriota等当地厂联合与官方合作，规划在2022年于南澳发射低轨卫星，搜集至2024年天气与丛林数据，届时将使南澳成为该国第一个卫星发射州，同时也被期待能改善该州环境、水监控与森林大火的紧急状况。
海事通讯与远洋物流是另一项卫星物联网可应用领域，2019年Eutelsat便与Sigfox成为策略合作伙伴，以其ELO卫星系统强化Sigfox于海上运输、物流等应用。由于岸上至水面的设备众多，因此其提供服务，流量与延迟性的需求也不尽相同，若是岸上平台抑或救难队，其所需的影像、图片、音讯或文字等内容，则不同于一般通讯或船只导航，其须具即时、高流量且高可靠度之通讯，目前卫星业务聚焦于卫星海事通讯的包括Inmarsat、O3b与Iridium等，其中Inmarsat是运用地球同步轨道（GEO）进行海洋运输、空中交通管制与紧急救援的通讯。
整体而言，相较一般通讯来说，卫星虽已能强化物联网于海事和远洋物流的应用，不过由于卫星通讯仍受气候和海洋环境影响，故一定程度也干扰其可憾度；此外，目前船载设备费用与通讯费仍高，例如Inmarsat其安装天线、终端设备、SIM卡与电源等费用高昂，现行全球仅不到三分之一船只能进行高质量的海上卫星通讯，故发展空间与挑战仍大。
印度成功推出卫星物联网NB-IoT
尽管卫星物联网可有效落实物联网无处不在的特性，然从海上卫星通讯案例可见，使用总成本仍是厂商关键考量之一，故小容量传输的低功耗广域网路，也成为卫星物联网技术结合与最先切入点的理由之一。举例来说，印度国有电信企业BSNL于2020年12月中旬与Skylo合作，于印度推出全球首个卫星NB-IoT网路，借由整合两者的通讯技术与地面基础设施，提供农、渔、矿业等更广泛的网路覆盖范围，并以产官合作压低卫星NB-IoT网路终端使用成本，加速民生基础产业数位化。
此外，印度从2014年发起国家计划印度制造（Make in India），主要将印度转变为全球设计和制造中心，并将国防制造业、铁路、航太等领域开放外国直接投资与松绑监管政策，而Skylo便是在此背景下与BSNL合作，该卫星NB-IoT网路预计也将率先应用于印度铁路火车监控，并规划借由将闸道器Skylo Hub部署于拖拉机、渔船、卡车、采扩设备与电网等设备，让长久以来离线的机器终于能连上网，进而能将数据进阶应用。
另外，不仅印度国有电信企业发起卫星NB-IoT网路建置，俄罗斯国家导航服务提供商GLONASS Union亦与IoT连结服务提供商ACTILITY合作打造卫星LoRaWan通讯系统，着眼于永久性即时连网安全通知、物流市场、铁路监控等，加上Sigfox与Eutelsat的合作，卫星物联网料将结合低功耗广域网路在公、私部门持续受到重用。
值得注意的是，卫星定位可靠性虽高，但标准卫星系统的精度往往不足，故Vodafone于2021年2月成功测试一项与物联网平台配合使用的新型卫星追踪技术，借由整合定位工具，有望将现行标准卫星系统的3公尺精度一举缩短至10公分，以提升资产追踪、自驾车、无人机等智慧应用大幅提升精密度。
Vodafone IoT平台现行有近1.18亿个连结装置，主要提供连结性、设备管理、应用开发与联网安全等服务，未来连结性、设备管理将可直接受惠于此新型定位技术。
云端大厂加速布局卫星产业
台厂晶片以联发科为首
新冠肺炎疫情使企业加速数位转型以及上云步伐，面对如何提升业务的永续性来说，安定性高的卫星通讯遂成为CSP大厂积极投入领域。事实上，云端大厂持续为了全球布网而投注心力，然而并非全然顺利，例如曾于2013年Google Project Loon高空气球网路计划便于2021年1月宣告终止；过往Facebook同样有类似计划Project Aqulia规划以无人机做为网路接点，然受限于飞行时间不稳与不足而放弃。
此也突显若要达到全球网路大规模布建，成本与可靠性几乎是最为关键的因素，遂使卫星通讯成为全球布网重要选择。对CSP大厂欲扩张全球网路覆盖的愿景，预期卫星通讯将成其最佳选择，例如Amazon、Microsoft等已接连与卫星通讯大厂合作，着眼无网路地区的服务和紧急救灾等领域。在此趋势下，卫星通讯与云端应用未来料将有深度结合，不过像是公私有云的管理与抉择、安全性防护、速度的提升、强化市场需求与扩展客群等，对云端大厂而言，皆是必须克服的瓶颈。
台湾厂商方面，卫星产业价值链中以地面接收设备发展较为完善，亦有不少厂商切入国外卫星大厂的供应链，单以SpaceX便有群电供应卫星讯号收发器、康舒供应电源供应器、启碁供应路由器、稳懋供应功率放大器等，群创则是与Kymeta合作开发用于急难救灾用的卫星天线，台扬更同时供应SpaceX、OneWeb、Kymeta的小型卫星地面站设备；若进一步聚焦于卫星物联网，则有联发科专注开发的通讯晶片。
综上所述，鉴于成本仍为厂商的关键考量，在研发投资成本较高与垂直应用为公共领域的前提下，卫星物联网议题若能持续拉升至国家层级促成更多产官合作，且一定程度上压低终端用户使用成本，进而增加连接的感测器总数以提高数据预测分析准确性，将能有效加速后续推广应用更为普及。（本文作者为TrendForce资深分析师曾伯楷）