通信" target="_blank">衛(wèi)星通信：以太空為基石的廣域通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

衛(wèi)星通信是一種受益于衛(wèi)星廣覆蓋能力，用以彌補(bǔ)地面通信系統(tǒng)的局限性，并實(shí)現(xiàn)更廣闊連接的通信類應(yīng)用，是地面通信體系的重要輔助。 衛(wèi)星通信具有三大特點(diǎn)：1)信號(hào)覆蓋范圍廣：可以覆蓋大片區(qū)域，能夠服務(wù)于偏遠(yuǎn)地區(qū)以及海洋;2)信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)：衛(wèi)星在高空軌道 運(yùn)行，能夠?qū)崿F(xiàn)地球上遙遠(yuǎn)位置之間的通信;3)抗干擾能力強(qiáng)：衛(wèi)星通信采用超高頻和微波頻段，能有效抵御各種干擾信號(hào)。 衛(wèi)星通信一般有三種分類方式：1)依據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)用婵煞譃橥ㄐ判l(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等;2)依據(jù)下游的適用對(duì)象層面可分為軍用 衛(wèi)星、政府衛(wèi)星、民用衛(wèi)星等;3)按照軌道高低層面可分為低軌道衛(wèi)星(LEO)、中軌道衛(wèi)星(MEO)、高軌道衛(wèi)星(GEO)。

新一代衛(wèi)星通信平臺(tái)——東方紅5號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)

東方紅系列通信衛(wèi)星平臺(tái)已經(jīng)發(fā)展至第五代。2019年12月27日，搭載著實(shí)踐二十號(hào)衛(wèi)星的長(zhǎng)征五號(hào)順利發(fā)射;2020年1月5日，衛(wèi)星經(jīng)歷七 次軌道機(jī)動(dòng)后，在3.6萬公里高度的地球同步軌道成功定點(diǎn)，東5平臺(tái)首次成功發(fā)射。 東五平臺(tái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)了智能化自主運(yùn)行管理，采用桁架式主承力結(jié)構(gòu)、多模式電推力器、可展開式熱輻射器、二維二次展開半剛 性太陽(yáng)翼、大功率電源控制器等多項(xiàng)新技術(shù)，具有高承載、高功率、高熱耗、高控制精度的特點(diǎn)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。未來東5平臺(tái)將作為 我國(guó)主力公共衛(wèi)星平臺(tái)，參與國(guó)際商業(yè)衛(wèi)星市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

衛(wèi)星通信技術(shù)趨勢(shì)一：低軌衛(wèi)星建設(shè)進(jìn)程加速

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展重點(diǎn)在于低軌衛(wèi)星建設(shè)。低軌是指距離地面高度約350公里的軌道，遠(yuǎn)低于軌道高度為600-1200公里的傳統(tǒng)低軌道( LEO)。超低軌道的引入可能改變互聯(lián)網(wǎng)范式。 低軌衛(wèi)星具有以下特點(diǎn)：1)低時(shí)延：低軌衛(wèi)星通信鏈路均為視距通信，支持視頻通話、網(wǎng)絡(luò)直播、在線游戲等實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用;2) 容量大：衛(wèi)星數(shù)量相對(duì)中軌衛(wèi)星、高軌衛(wèi)星較多，通常采用Ka/V頻段或更高頻段，可實(shí)現(xiàn)超過500Mbit/s大容量通信;3)廣泛應(yīng)用型：通 過星間鏈路可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋，不受地域限制，可將通信范圍擴(kuò)大至遠(yuǎn)洋和沙漠;4)多種技術(shù)協(xié)同發(fā)展：點(diǎn)波束、多址接入、頻率復(fù)用等技 術(shù)可緩解低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中存在的頻率資源緊張等問題。

衛(wèi)星通信技術(shù)趨勢(shì)二：帶寬、數(shù)據(jù)傳輸需求助力高通量衛(wèi)星市場(chǎng)擴(kuò)容

高通量衛(wèi)星(HTS)，可提供比常規(guī)衛(wèi)星高出數(shù)倍甚至數(shù)十倍的容量，傳統(tǒng)通信衛(wèi)星容量不到10吉比特每秒(Gbit/s)，HTS容量可達(dá)幾 十吉比特每秒到上百吉比特每秒。 高通量衛(wèi)星具有兩方面的天然優(yōu)勢(shì)：1)具有更多的頻率資源：傳統(tǒng)衛(wèi)星普遍使用 4~8 GHz的C波段，頻率較低且太過擁擠;而高通量衛(wèi)星 廣泛使用Ku波段(12-18 GHz)和Ka波段(27-40 GHz)，可有效實(shí)現(xiàn)資源傳輸。2)負(fù)載能力強(qiáng)：高通量衛(wèi)星使用電推動(dòng)加化學(xué)推動(dòng)、混 合動(dòng)力等供電技術(shù)，本身衛(wèi)星平臺(tái)體積較大，信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量較多，使得高通量衛(wèi)星具有大帶寬的特征。

衛(wèi)星通信技術(shù)趨勢(shì)三：空天地一體化

空天地一體化的焦點(diǎn)在于融合，非地面網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相互賦能。一體化系統(tǒng)將通過軌道衛(wèi)星構(gòu)成的天基網(wǎng)絡(luò)、飛行器構(gòu)成的空基網(wǎng)絡(luò)、 傳統(tǒng)的地基網(wǎng)絡(luò)三方面協(xié)同作用。其中，地面網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于其強(qiáng)大的計(jì)算、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸能力，以及低時(shí)延、低成本覆蓋能力;非地 面網(wǎng)絡(luò)(天基、空基)可以突破地表限制，實(shí)現(xiàn)全球全域的無線覆蓋和大尺度的快速通信服務(wù)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)具有更低的覆蓋和容量成本。

一體化通信體系將具備如下特征：1)實(shí)現(xiàn)不同軌道衛(wèi)星統(tǒng)一規(guī)劃;2)多網(wǎng)絡(luò)深度融合，采用統(tǒng)一空口技術(shù)與核心網(wǎng)架構(gòu);3)多層次覆蓋， 可提供多重業(yè)務(wù)類型;4)端到端統(tǒng)一編排調(diào)度，實(shí)現(xiàn)智能業(yè)務(wù)體驗(yàn)。統(tǒng)一的規(guī)劃部署及系統(tǒng)運(yùn)維將在降低時(shí)延、節(jié)省后向帶寬、CDN內(nèi)容 分發(fā)、圖像渲染、區(qū)塊鏈能力等方面持續(xù)賦能，助力算力側(cè)與通信側(cè)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)成長(zhǎng)。

關(guān)鍵結(jié)論與投資建議 1、衛(wèi)星應(yīng)用是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值重心之一，當(dāng)前階段最成熟的衛(wèi)星通信應(yīng)用是包括電視廣播業(yè)務(wù)等在內(nèi)的視頻業(yè)務(wù)。而低軌衛(wèi)星在家庭 寬帶、中繼回傳、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、海事通信、機(jī)載通信、政府及特種市場(chǎng)以及衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景有較高的應(yīng)用潛力，未來十年市場(chǎng)的復(fù)合增 長(zhǎng)率或超過15%，市場(chǎng)規(guī)模突破450億美元。

2、本文對(duì)海內(nèi)外主要的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行梳理，并總結(jié)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商主要的商業(yè)模式：(1)開放式衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商，主要包括虛擬運(yùn)營(yíng)商和獨(dú) 立運(yùn)營(yíng)模式，該模式下衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商主要從事衛(wèi)星帶寬資源的出租;(2)批發(fā)分銷模式，該模式下衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商自建網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，但服務(wù)通過 本地化的分銷商，例如電信運(yùn)營(yíng)商、DTH運(yùn)營(yíng)商、ISP等經(jīng)營(yíng);(3)垂直一體化模式，該模式下衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商打通運(yùn)營(yíng)全鏈條，直接面向消 費(fèi)者提供服務(wù);(4)租用衛(wèi)星資源開展衛(wèi)星業(yè)務(wù)。不同商業(yè)模式從盈利模式的角度來看，主要體現(xiàn)為從“賣帶寬”到“賣流量”的區(qū)別。

3、從財(cái)務(wù)角度，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商的毛利率在35-50%區(qū)間，但成本端高昂的折舊費(fèi)用以及債務(wù)融資形成的利息費(fèi)用對(duì)利潤(rùn)的擠壓較為明顯。不 過高軌衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)成熟穩(wěn)定，現(xiàn)金流狀況通常較為良好。

4、競(jìng)爭(zhēng)格局方面，目前衛(wèi)星通信已全面進(jìn)入高通量衛(wèi)星(HTS)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代，低軌衛(wèi)星通信廠商快速崛起，顯著降低單位帶寬價(jià)格，不具 備高通量衛(wèi)星能力的運(yùn)營(yíng)商很難適應(yīng)HTS時(shí)代的價(jià)格壓力。同時(shí)頭部廠商加強(qiáng)全球覆蓋并積極拓展應(yīng)用領(lǐng)域，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)整體呈現(xiàn) 加劇態(tài)勢(shì)。在這一背景下，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商通過加強(qiáng)雙向合作、加強(qiáng)垂直整合的方式降低成本、擴(kuò)大收入。 競(jìng)爭(zhēng)壁壘方面：(1)資金壁壘，衛(wèi)星建設(shè)需要大量資金投入且后續(xù)需定期更新星座;(2)資質(zhì)壁壘，例如衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)在我國(guó)需要取得電 信業(yè)務(wù)資質(zhì)及無線電頻率使用許可;(3)服務(wù)壁壘，衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)服務(wù)的開展需要加強(qiáng)本地化服務(wù)能力;(4)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)壁壘，運(yùn)營(yíng)經(jīng) 驗(yàn)與技術(shù)積累保證網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定。

01、衛(wèi)星通信應(yīng)用：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用潛力充足

我國(guó)低軌衛(wèi)星建設(shè)步入加速發(fā)展，應(yīng)用潛力充足

低軌衛(wèi)星建設(shè)具有資源有限性、建設(shè)時(shí)限性的特征，而星網(wǎng)招標(biāo)落地示意我國(guó)的低軌衛(wèi)星建設(shè)進(jìn)入加速落地周期。當(dāng)前我國(guó)建設(shè)低軌 衛(wèi)星的必要性中，最核心的要點(diǎn)在于低軌衛(wèi)星的頻譜和軌道都是有限的，先到先得;同時(shí)ITU也對(duì)建設(shè)時(shí)限有了明確要求。在這一背景下， 星網(wǎng)于今年完成了首批衛(wèi)星的招標(biāo)，預(yù)示著我國(guó)低軌衛(wèi)星建設(shè)進(jìn)入加速落地周期。 同時(shí)，中長(zhǎng)期來看低軌衛(wèi)星應(yīng)用具有自身內(nèi)在的應(yīng)用需求邏輯。在首篇專題《低軌星座建設(shè)蓄勢(shì)待發(fā)，產(chǎn)業(yè)鏈上游率先受益》中，我 們已提出，除短期內(nèi)頻譜與軌道戰(zhàn)略資源爭(zhēng)奪的催化外，低軌衛(wèi)星也具有廣闊的應(yīng)用潛力，但對(duì)衛(wèi)星通信尤其是低軌衛(wèi)星通信的應(yīng)用仍 梳理仍有不足之處。針對(duì)這一點(diǎn)，本文將重點(diǎn)介紹和分析低軌衛(wèi)星通信的應(yīng)用潛力和價(jià)值。

衛(wèi)星應(yīng)用是產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值重心之一

圍繞衛(wèi)星應(yīng)用，終端與運(yùn)營(yíng)服務(wù)兩大環(huán)節(jié)是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的價(jià)值鏈重心。據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈共實(shí)現(xiàn)收入2794億美元， 其中衛(wèi)星服務(wù)實(shí)現(xiàn)收入1180美元，產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值占比超過40%，同地面設(shè)備環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的絕大部分收入。 隨著低軌衛(wèi)星的建設(shè)發(fā)展，對(duì)應(yīng)衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)將迎來加速。在通信衛(wèi)星中，低軌衛(wèi)星的建設(shè)目前相對(duì)滯后于高軌高通量衛(wèi)星。但隨著 后續(xù)建設(shè)完善，低軌衛(wèi)星的應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模將迎來快速增長(zhǎng)，據(jù)Euroconsult預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2030年低軌衛(wèi)星市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合增速有望超30%。

衛(wèi)星通信是規(guī)模最大的衛(wèi)星應(yīng)用

衛(wèi)星通信是規(guī)模最大的衛(wèi)星類型與應(yīng)用。從在軌衛(wèi)星數(shù)量、產(chǎn)值等多個(gè)維度，衛(wèi)星通信目前是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈中貢獻(xiàn)最大的應(yīng)用，據(jù)SIA 數(shù)據(jù)，2021年全球在軌衛(wèi)星數(shù)量4852顆，其中商業(yè)和非盈利通信衛(wèi)星及軍民用通信衛(wèi)星占比達(dá)到65%。從產(chǎn)值來看，據(jù)SIA數(shù)據(jù)，包括衛(wèi) 星電視直播等衛(wèi)星通信引用占據(jù)全球衛(wèi)星服務(wù)業(yè)務(wù)的主要收入。

應(yīng)用一：視頻業(yè)務(wù)——預(yù)期有所衰退

電視廣播等視頻業(yè)務(wù)是當(dāng)前衛(wèi)星通信服務(wù)中規(guī)模最大、最成熟的細(xì)分業(yè)務(wù)種類，相關(guān)業(yè)務(wù)主要依賴高軌寬帶衛(wèi)星進(jìn)行。 網(wǎng)絡(luò)視頻的發(fā)展下，電視廣播業(yè)務(wù)或受負(fù)面影響。但全球范圍來看，流媒體視頻等互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的發(fā)展對(duì)衛(wèi)星電視需求產(chǎn)生負(fù)面影響， 衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)點(diǎn)轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)服務(wù)。據(jù)Euroconsult，衛(wèi)星通信服務(wù)收入中，數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)生的收入將快速增長(zhǎng)(預(yù)計(jì)2031年提升到514 億美元)，而包括衛(wèi)星電視廣播在內(nèi)的視頻業(yè)務(wù)將出現(xiàn)萎縮——預(yù)計(jì)到2031年將失去2600萬DTH用戶和8500個(gè)衛(wèi)星電視頻道。

應(yīng)用二：寬帶接入——遠(yuǎn)期最大寬帶衛(wèi)星應(yīng)用場(chǎng)景

寬帶接入是遠(yuǎn)期最大的寬帶衛(wèi)星應(yīng)用場(chǎng)景。根據(jù)Euroconsult數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2030年，全球高通量衛(wèi)星的容量將以28%的復(fù)合增速增長(zhǎng)， 其中消費(fèi)者寬帶接入的細(xì)分市場(chǎng)有望占全球容量增長(zhǎng)的近60%。從市場(chǎng)規(guī)模來看，據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2020年全球衛(wèi)星寬帶收入約28億美元，同 比+7.7%，預(yù)計(jì)21-30年CAGR將超20%。

應(yīng)用三：海事通信——衛(wèi)星通信剛需場(chǎng)景

海事衛(wèi)星通信應(yīng)用于包括商船、客船、渡輪和休閑船、漁船以及海上油氣平臺(tái)等場(chǎng)景。相較于陸地、機(jī)載等場(chǎng)景仍可以使用部分地面 網(wǎng)絡(luò)，海事運(yùn)輸，尤其是遠(yuǎn)洋運(yùn)輸對(duì)于衛(wèi)星通信具有剛需。傳統(tǒng)海事通信衛(wèi)星帶寬相對(duì)有限，主要提供衛(wèi)星電話、短信等窄帶通信服務(wù); 隨著衛(wèi)星帶寬的提升、VSAT動(dòng)中通技術(shù)的進(jìn)步等，海事通信也發(fā)展出高速網(wǎng)絡(luò)連接。海事衛(wèi)星通信對(duì)帶寬的需求持續(xù)提升。為了滿足遠(yuǎn)洋航行的船員互聯(lián)網(wǎng)接入需要以及增值服務(wù)應(yīng)用，海事通信需要向?qū)拵?a href="/tags/通信" target="_blank">通信加速升 級(jí)。據(jù)Euroconsult數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2025年不同規(guī)模海事船只對(duì)帶寬的需求將在2020年的基礎(chǔ)上普遍翻倍，帶寬總需求將突破100Gbps。