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

衛(wèi)星通信是一種受益于衛(wèi)星廣覆蓋能力，用以彌補地面通信系統(tǒng)的局限性，并實現(xiàn)更廣闊連接的通信類應用，是地面通信體系的重要輔助。 衛(wèi)星通信具有三大特點：1)信號覆蓋范圍廣：可以覆蓋大片區(qū)域，能夠服務于偏遠地區(qū)以及海洋;2)信號傳輸距離遠：衛(wèi)星在高空軌道 運行，能夠?qū)崿F(xiàn)地球上遙遠位置之間的通信;3)抗干擾能力強：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。 衛(wèi)星通信一般有三種分類方式：1)依據(jù)應用領(lǐng)域?qū)用婵煞譃橥ㄐ判l(wèi)星、導航衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星等;2)依據(jù)下游的適用對象層面可分為軍用 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——東方紅5號衛(wèi)星平臺

東方紅系列通信衛(wèi)星平臺已經(jīng)發(fā)展至第五代。2019年12月27日，搭載著實踐二十號衛(wèi)星的長征五號順利發(fā)射;2020年1月5日，衛(wèi)星經(jīng)歷七 次軌道機動后，在3.6萬公里高度的地球同步軌道成功定點，東5平臺首次成功發(fā)射。 東五平臺創(chuàng)新設計理念，實現(xiàn)了智能化自主運行管理，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 性太陽翼、大功率電源控制器等多項新技術(shù)，具有高承載、高功率、高熱耗、高控制精度的特點，達到國際領(lǐng)先水平。未來東5平臺將作為 我國主力公共衛(wèi)星平臺，參與國際商業(yè)衛(wèi)星市場競爭。

衛(wèi)星通信技術(shù)趨勢一：低軌衛(wèi)星建設進程加速

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展重點在于低軌衛(wèi)星建設。低軌是指距離地面高度約350公里的軌道，遠低于軌道高度為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：1)低時延：低軌衛(wèi)星通信鏈路均為視距通信，支持視頻通話、網(wǎng)絡直播、在線游戲等實時性要求較高的應用;2) 容量大：衛(wèi)星數(shù)量相對中軌衛(wèi)星、高軌衛(wèi)星較多，通常采用Ka/V頻段或更高頻段，可實現(xiàn)超過500Mbit/s大容量通信;3)廣泛應用型：通 過星間鏈路可實現(xiàn)全球覆蓋，不受地域限制，可將通信范圍擴大至遠洋和沙漠;4)多種技術(shù)協(xié)同發(fā)展：點波束、多址接入、頻率復用等技 術(shù)可緩解低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡中存在的頻率資源緊張等問題。

衛(wèi)星通信技術(shù)趨勢二：帶寬、數(shù)據(jù)傳輸需求助力高通量衛(wèi)星市場擴容

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：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)，可有效實現(xiàn)資源傳輸。2)負載能力強：高通量衛(wèi)星使用電推動加化學推動、混 合動力等供電技術(shù)，本身衛(wèi)星平臺體積較大，信號轉(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)趨勢三：空天地一體化

空天地一體化的焦點在于融合，非地面網(wǎng)絡與地面網(wǎng)絡相互賦能。一體化系統(tǒng)將通過軌道衛(wèi)星構(gòu)成的天基網(wǎng)絡、飛行器構(gòu)成的空基網(wǎng)絡、 傳統(tǒng)的地基網(wǎng)絡三方面協(xié)同作用。其中，地面網(wǎng)絡的優(yōu)勢在于其強大的計算、存儲、數(shù)據(jù)傳輸能力，以及低時延、低成本覆蓋能力;非地 面網(wǎng)絡(天基、空基)可以突破地表限制，實現(xiàn)全球全域的無線覆蓋和大尺度的快速通信服務，在偏遠地區(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)實現(xiàn)不同軌道衛(wèi)星統(tǒng)一規(guī)劃;2)多網(wǎng)絡深度融合，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)務類型;4)端到端統(tǒng)一編排調(diào)度，實現(xiàn)智能業(yè)務體驗。統(tǒng)一的規(guī)劃部署及系統(tǒng)運維將在降低時延、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)應用領(lǐng)域持續(xù)成長。

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

2、本文對海內(nèi)外主要的衛(wèi)星運營商進行梳理，并總結(jié)衛(wèi)星運營商主要的商業(yè)模式：(1)開放式衛(wèi)星運營商，主要包括虛擬運營商和獨 立運營模式，該模式下衛(wèi)星運營商主要從事衛(wèi)星帶寬資源的出租;(2)批發(fā)分銷模式，該模式下衛(wèi)星運營商自建網(wǎng)絡系統(tǒng)，但服務通過 本地化的分銷商，例如電信運營商、DTH運營商、ISP等經(jīng)營;(3)垂直一體化模式，該模式下衛(wèi)星運營商打通運營全鏈條，直接面向消 費者提供服務;(4)租用衛(wèi)星資源開展衛(wèi)星業(yè)務。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、從財務角度，衛(wèi)星運營商的毛利率在35-50%區(qū)間，但成本端高昂的折舊費用以及債務融資形成的利息費用對利潤的擠壓較為明顯。不 過高軌衛(wèi)星運營商業(yè)務成熟穩(wěn)定，現(xiàn)金流狀況通常較為良好。

4、競爭格局方面，目前衛(wèi)星通信已全面進入高通量衛(wèi)星(HTS)競爭時代，低軌衛(wèi)星通信廠商快速崛起，顯著降低單位帶寬價格，不具 備高通量衛(wèi)星能力的運營商很難適應HTS時代的價格壓力。同時頭部廠商加強全球覆蓋并積極拓展應用領(lǐng)域，衛(wèi)星運營市場競爭整體呈現(xiàn) 加劇態(tài)勢。在這一背景下，衛(wèi)星運營商通過加強雙向合作、加強垂直整合的方式降低成本、擴大收入。 競爭壁壘方面：(1)資金壁壘，衛(wèi)星建設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)星運營在我國需要取得電 信業(yè)務資質(zhì)及無線電頻率使用許可;(3)服務壁壘，衛(wèi)星運營服務的開展需要加強本地化服務能力;(4)技術(shù)與經(jīng)驗壁壘，運營經(jīng) 驗與技術(shù)積累保證網(wǎng)絡安全穩(wěn)定。

01、衛(wèi)星通信應用：數(shù)據(jù)業(yè)務應用潛力充足

我國低軌衛(wèi)星建設步入加速發(fā)展，應用潛力充足

低軌衛(wèi)星建設具有資源有限性、建設時限性的特征，而星網(wǎng)招標落地示意我國的低軌衛(wèi)星建設進入加速落地周期。當前我國建設低軌 衛(wèi)星的必要性中，最核心的要點在于低軌衛(wèi)星的頻譜和軌道都是有限的，先到先得;同時ITU也對建設時限有了明確要求。在這一背景下， 星網(wǎng)于今年完成了首批衛(wèi)星的招標，預示著我國低軌衛(wèi)星建設進入加速落地周期。 同時，中長期來看低軌衛(wèi)星應用具有自身內(nèi)在的應用需求邏輯。在首篇專題《低軌星座建設蓄勢待發(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)略資源爭奪的催化外，低軌衛(wèi)星也具有廣闊的應用潛力，但對衛(wèi)星通信尤其是低軌衛(wèi)星通信的應用仍 梳理仍有不足之處。針對這一點，本文將重點介紹和分析低軌衛(wèi)星通信的應用潛力和價值。

衛(wèi)星應用是產(chǎn)業(yè)鏈價值重心之一

圍繞衛(wèi)星應用，終端與運營服務兩大環(huán)節(jié)是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)中的價值鏈重心。據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈共實現(xiàn)收入2794億美元， 其中衛(wèi)星服務實現(xiàn)收入1180美元，產(chǎn)業(yè)鏈價值占比超過40%，同地面設備環(huán)節(jié)貢獻衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈的絕大部分收入。 隨著低軌衛(wèi)星的建設發(fā)展，對應衛(wèi)星應用市場將迎來加速。在通信衛(wèi)星中，低軌衛(wèi)星的建設目前相對滯后于高軌高通量衛(wèi)星。但隨著 后續(xù)建設完善，低軌衛(wèi)星的應用市場規(guī)模將迎來快速增長，據(jù)Euroconsult預測，預計2030年低軌衛(wèi)星市場規(guī)模復合增速有望超30%。

衛(wèi)星通信是規(guī)模最大的衛(wèi)星應用

衛(wèi)星通信是規(guī)模最大的衛(wèi)星類型與應用。從在軌衛(wèi)星數(shù)量、產(chǎn)值等多個維度，衛(wèi)星通信目前是衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈中貢獻最大的應用，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)星服務業(yè)務的主要收入。

應用一：視頻業(yè)務——預期有所衰退

電視廣播等視頻業(yè)務是當前衛(wèi)星通信服務中規(guī)模最大、最成熟的細分業(yè)務種類，相關(guān)業(yè)務主要依賴高軌寬帶衛(wèi)星進行。 網(wǎng)絡視頻的發(fā)展下，電視廣播業(yè)務或受負面影響。但全球范圍來看，流媒體視頻等互聯(lián)網(wǎng)服務的發(fā)展對衛(wèi)星電視需求產(chǎn)生負面影響， 衛(wèi)星通信業(yè)務的增長點轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)服務。據(jù)Euroconsult，衛(wèi)星通信服務收入中，數(shù)據(jù)服務產(chǎn)生的收入將快速增長(預計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)務將出現(xiàn)萎縮——預計到2031年將失去2600萬DTH用戶和8500個衛(wèi)星電視頻道。

應用二：寬帶接入——遠期最大寬帶衛(wèi)星應用場景

寬帶接入是遠期最大的寬帶衛(wèi)星應用場景。根據(jù)Euroconsult數(shù)據(jù)，預計到2030年，全球高通量衛(wèi)星的容量將以28%的復合增速增長， 其中消費者寬帶接入的細分市場有望占全球容量增長的近60%。從市場規(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%，預計21-30年CAGR將超20%。

應用三：海事通信——衛(wèi)星通信剛需場景

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