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一文说清,卫星物联网的“短报文”

“短报文”是一个经常听到的词,北斗是短报文通信,时空道宇和天启星座也是短报文模式,至少目前是这样的。天通42节字的模式也是短报文,只不过在内部表述中,常用“短数据”或“物联网业务”。可见,卫星运营方就把短报文和卫星物联网做了绑定。短报文对于卫星物联网,是如此重要。但,

什么是“短报文”?

"短报文模式"它指的是低速、小包、存储转发(store-and-forward)的数据报业务,而不是实时话音或IP承载。按这个口径,海外的脉络比北斗、比天通都要早不少。

北斗短报文终端 

交互式低速短报文在卫星上最早可追溯到1978年搭载于NOAA-6的Argos(数据报)与1982年Inmarsat-A的电传报文;真正把"短报文"做成海事行业标准并沿用至今的,是1991年的Inmarsat-C(含EGC/SafetyNET),此后Orbcomm、Iridium SBD、NB-NTN星上存储转发都是这条脉络的延续

海外哪些卫星/系统在用短报文(短数据报)模式

Inmarsat(海事卫星)——这是海外最经典、也是海事领域用得最广的短报文系统。它1991年投入商业运行,走的就是"存储—转发"方式:用户事先编辑好电文,以数据形式经卫星发往地面站,地面站收齐数据包后复原,再经地面电信网投递,报文发完要等几分钟到二十分钟才送达。它开放电传、数据传输、EGC等业务,单次就是典型的短报文。配套的EGC增强群呼又分出两条业务:SafetyNET(安全通信网,播发航海警告、气象预报、搜救信息等,1994年出版第一版服务手册,后升级SafetyNET II)和FleetNet(船队通信网,商业群呼)。这套东西至今仍是GMDSS(全球海上遇险与安全系统)的骨干,几乎每条远洋商船的都在用它收发短报文。

一颗36000公里外的高轨卫星,能为三分之一个地球提供短报文服务

Argos(ARGOS 数据收集系统)——由美国NOAA与法国CNES等合作,专门做环境/遥测数据的"采集平台→卫星→落地"。终端攒一批几十到几百字节的传感器数据突发上传,卫星收下落地,是教科书级的存储转发短数据报,广泛用于海洋浮标、野生动物追踪、水文气象。

COSPAS-SARSAT——国际搜救卫星系统,紧急示标(EPIRB/ELT/PLB)一旦遇险就发一段极短的编码报文,卫星收后落地转给搜救协调中心,本质也是"一次突发、几十字节、存储转发"。

Orbcomm——美国的小卫星物联网星座,主打低频、小批量的机器对机器(M2M)短数据报,是商业卫星物联网短报文的代表。

Globalstar / Iridium(含Iridium Short Burst Data, SBD)——铱星、Globalstar这类LEO星座除话音外都提供短突发数据业务,Iridium的SBD就是为"单次几KB以内、甚至几十字节,低频次回传"的物联网/定位场景设计的,很多追踪器、浮标、资产监控都靠它。

标准化方向上,3GPP在R19把“NB-NTN的Store & Forward(星上存储转发)”列为核心增强,明确承认"与SMS类似,不要求端到端同时连通",等于把上面这套短报文思路写进了卫星物联网的国际标准。

最早用短报文的是什么卫星

若按"卫星上提供电报/报文类业务"算,最早的是国际海事卫星组织Inmarsat的Inmarsat-A系统,1982年投入运行,一开始就提供话音和电传(telex)报文业务,这是商业卫星上最早的"报文"形态。

若按今天物联网所说的"存储转发式短数据报"这个精确形态算,最早的是Argos系统——它随1978年NOAA-6气象卫星搭载上天(此前1978年1月的Seasat上也试验过),开创性地把"传感器攒小包→卫星存储转发落地"做成了业务,比Inmarsat-C还早十几年。紧随其后的是1982年正式组网的COSPAS-SARSAT搜救系统,同样以短编码报文为核心。

时空道于和天通的短报文终端

短报文的发展前景是什么

不能因为短报文历史长久,就认为短报文落后了,在卫星应用中,特别是在物联网和应急通信场景下,短报文以其实时性,便利性,广覆盖性和传输的可靠性,发挥着不可替代的作用。最小的短报文卫星终端可以做到一块奥得奥饼干那么大,我们手机里的“卫星呼救短信”,通常也是以短报文技术为基础。

虽然低轨的发展,让“低轨+宽带”这样的概念更香了,但在应用实际领域,短报文仍然是最能打的卫星通信模式。

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