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1、低軌衛星通信:構建空天陸海信息一體化網絡低軌衛星通信:構建空天陸海信息一體化網絡 證券研究報告證券研究報告 (優于大市,維持)(優于大市,維持)余偉民(通信行業首席分析師)余偉民(通信行業首席分析師)SAC號碼:號碼:S0850517090006 聯系人:徐卓聯系人:徐卓 2023年年4月月22日日 2 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 投資投資要點要點 衛星通信行業市場空間較大衛星通信行業市場空間較大,2017-2021年全球年全球CAGR達到達到11.98%。根據前瞻產業研究院援引美國衛星產業協會(SIA)的數據,2021年全球衛星通信行業市場規
2、模約為1816億美元。根據中商產業研究院的數據,2020年我國衛星通信市場規模達到723億元,預計2023年我國衛星通信市場規模將超過900億元。衛星通信網絡建設率先發展衛星通信網絡建設率先發展,價值量集中在應用側價值量集中在應用側。衛星通信產業鏈主要分為上游的原材料、電子元器件和加工服務,中游的衛星制造、衛星發射、地面設備制造和衛星運營服務以及下游的衛星通信應用場景。隨著低軌衛星星座建設拉開序幕,產業鏈自上而下受益,價值重心逐漸向運營服務及終端應用轉移。政策政策、技術等多因素共振技術等多因素共振,低軌衛星建設進入爆發期低軌衛星建設進入爆發期。1)頻軌資源的稀缺,低軌衛星頻段和軌道資源的激烈爭
3、奪將成為衛星通信高效催化劑;2)中國星網自2021年成立以來,加速整合各方資源與優勢攻克產業基礎難題,航天科技和航天科工集團分別提出了“鴻雁”和“虹云”低軌衛星通信星座計劃。國家及各省份出臺相關支持政策使衛星通信產業迎來新的發展機遇;3)衛星制造、火箭發射和通信等方面的技術進步,降本增效;4)商業航天的快速發展,目前,銀河航天已構建了中國首個低軌寬帶星地融合通信試驗系統,并完成了5G星地融合傳輸關鍵技術驗證。引入民營資本力量有助于低軌衛星建設由國家戰略向民用化,帶動上下游產業鏈共同發展,促進萬億規模市場的增長。三大內在需求驅動低軌衛星通信快速發展三大內在需求驅動低軌衛星通信快速發展。1)低軌衛
4、星寬帶通信與地面網絡互補,推動偏遠地區通信、海洋作業及科考寬帶、航空飛機、應急救災等場景的寬帶連接;2)23年2月,工信部表示我國正在不斷總結5G發展經驗,通過搭建“產學研用”工作機制,全面推進6G技術研發。手機直連低軌衛星將成為6G時代NTN的新亮點和必備能力之一,在此催化下,衛星通信滲透率有望快速提升;3)終端應用衛星物聯網市場規??捎^,根據Berg Insight數據,2021年全球衛星物聯網用戶群為390萬,預計 2026年達到2120萬,CAGR為40.3%。風險提示:低軌衛星通信應用滲透不及預期風險提示:低軌衛星通信應用滲透不及預期,技術迭代風險技術迭代風險,市場競爭超預期市場競爭
5、超預期,宏觀經濟波動宏觀經濟波動。EY8VjWkW8WnUqZqZtWbRaO8OnPmMmOoNjMqQmQiNmOsR6MoPqQuOsQqPxNpOsM概要概要 1.衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發 1.1 通信衛星應用廣泛,商用屬性強通信衛星應用廣泛,商用屬性強 1.2 發展歷程:衛星通信系統技術與應用發展歷程:衛星通信系統技術與應用 1.3 發展趨勢:低軌化,高通量,小型化發展趨勢:低軌化,高通量,小型化 1.4 產業鏈:制造產業鏈:制造/發射發射/運營服務運營服務/應用應用 1.5 衛星發射數量穩步增長,市場空間較大衛星發
6、射數量穩步增長,市場空間較大 2.政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期 3.三大升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖三大升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖 3 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 9%55%31%5%民用通信衛星 商用通信衛星 政府通信衛星 軍用通信衛星 4 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:北斗衛星導航系統網站,百度百科,中關村藍海軍民融合產業促進會微信公眾號,澎湃新聞,國家航天局,長光衛星技術股份有限公司官網,UCS,海通證券研究所整理 衛星按技術
7、領域和服務方式可以分為通信衛星、遙感衛星和導航衛星。衛星按技術領域和服務方式可以分為通信衛星、遙感衛星和導航衛星。衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波,從而實現多個地球站、航天器、空間站之間的單向或雙向通信。根據UCS數據,截至2022年4月30日,全球目前在軌衛星數量為5465顆,中國目前在軌衛星數量為541顆,其中通信衛星數量為67顆,占比達12.4%。通信衛星按照用戶群體可分為民用、軍用、政府和商用通信衛星。通信衛星按照用戶群體可分為民用、軍用、政府和商用通信衛星。民用涉及通訊服務、互聯網接入服務等;軍用通信主要運用各類通信手段進行軍事信息傳遞,以網絡形式連接各個子系統,
8、發揮態勢感知的作用;政府通信衛星主要為飛船、空間實驗室、空間站等載人航天器提供數據中繼和測控服務;商用通信衛星是利用商業資本以盈利為目的發射的衛星。根據UCS官網提供的數據,我國擁有的通信衛星中,軍用衛星有3顆,占比5%;民用衛星有6顆,占比9%;政府用衛星有21顆,占比31%;商業用途衛星有;商業用途衛星有37顆,占比達顆,占比達55%。1.1 通信衛星應用廣泛,商用屬性強通信衛星應用廣泛,商用屬性強 衛星分類衛星分類 通信衛星通信衛星 導航衛星導航衛星 遙感衛星遙感衛星 簡介 利用衛星上的轉發器作為中繼站,轉發無線電波,實現兩個或多個衛星通信站之間的通信 從衛星上連續發射無線電信號,為地面
9、、海洋、和空間用戶導航定位 外層空間遙感平臺的人造衛星 應用 遠距離的話音、數據、圖像、視頻傳輸等業務功能 應用于地理數據采集、測繪、導航服務、航空航海、軍用、大眾應用 應用于農業、海洋、國土領域 代表衛星型號 天通衛星 北斗衛星 吉林一號 表:衛星按照應用領域分為“通導遙”表:衛星按照應用領域分為“通導遙”圖:圖:2022年中國通信衛星按用途分類及占比年中國通信衛星按用途分類及占比 1.2 發展歷程:衛星通信系統技術與應用發展歷程:衛星通信系統技術與應用 5 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:賽迪顧問中國衛星通信產業發展白皮書“新基建”之中國衛星互聯網產業發展研究白皮書,SI
10、OT衛星及應用產業發展白皮書,云腦智庫,新華網,芯語,海通證券研究所 業務服務業務服務 時間時間 代表代表 窄帶移動通信-低頻段 20世紀80年代末-2000年(與地面通信競爭)銥星(Iridium)軌道通信(Orbcomm)全球星(Globalstar)2000-2014年(作為地面通信的備份)新銥星(Iridium)全球星(Globalstar)軌道通信(Orbcomm)寬帶互聯網-高頻段 2014年-至今(與地面通信融合互補)OneWeb、O3b、StarLink 表:衛星互聯網系統發展歷程表:衛星互聯網系統發展歷程 圖:中國通信衛星發展歷程圖:中國通信衛星發展歷程 國際通信衛星發展起步
11、早,美國處于領先水平,歐洲緊隨其后。國際通信衛星發展起步早,美國處于領先水平,歐洲緊隨其后。1958年,美國發射了世界上第一顆通信衛星“斯科爾號”。1965年,美國主導Intelsat發射了通信衛星Intelsat 1,標志著通信衛星進入實用階段。2011年,美國Viasat發射ViaSat-1高通量衛星,容量達到140Gbps;2017年發射的ViaSat-2容量則達到300Gbps,為世界上容量最大的衛星;正在研制中的ViaSat-3星座每顆衛星則有望提供1000Gbps的容量。歐洲方面,全球固定通信衛星運營按業務收入規模排名,SES與Eutelsat分列第一和第三。目前SES已擁有超過6
12、6顆通信衛星。Eutelsat 2010年發射了歐洲第一顆高通量衛星KA-SAT,總容量達90Gbps。隨著互聯網時代對數據的大量需求,低軌衛星系統再迎新一輪發展高潮。隨著互聯網時代對數據的大量需求,低軌衛星系統再迎新一輪發展高潮。以OneWeb、SpaceX等為代表的低軌衛星系統與地面通信系統進行更多的互補合作、融合發展。衛星工作頻段進一步提高,向著高通量方向持續發展,衛星互聯網建設逐漸步入寬帶互聯網時期,低軌衛星迎來產業發展新浪潮。1.3 低軌衛星星座優勢明顯,成為衛星通信發展新趨勢低軌衛星星座優勢明顯,成為衛星通信發展新趨勢 6 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:靳聰等低
13、軌衛星物聯網體系架構分析,賽迪中國衛星互聯網產業發展研究白皮書,孫晨華等高低軌寬帶衛星通信系統特點對比分析,Union of Concerned Scientists官網,海通證券研究所 表:衛星按照軌道高度分類及性質表:衛星按照軌道高度分類及性質 圖:高低軌衛星傳輸距離對比圖:高低軌衛星傳輸距離對比 通信衛星按照軌道高度可分為低軌衛星,中軌衛星以及地球靜止軌道衛星。通信衛星按照軌道高度可分為低軌衛星,中軌衛星以及地球靜止軌道衛星。低軌衛星是指運行在低地球軌道(軌道高度700-1500km,LEO)的衛星,中軌衛星是指運行在中地球軌道(軌道高度8000-20000km,MEO)的衛星,靜止軌道
14、是指運行在地球同步軌道(軌道高度固定35786km,GEO)的衛星。低軌衛星星座優勢明顯,成為衛星通信發展新趨勢。低軌衛星星座優勢明顯,成為衛星通信發展新趨勢。相比于地面通信,衛星星座通信可實現廣域無縫隙覆蓋,成本優勢明顯;相比于中高軌衛星,低軌衛星具有鏈路損耗小、發射功率小、傳輸時延低、頻率復用更有效等優勢;。根據UCS提供的數據,截至2022年5月1日,低軌衛星數量達4700顆,占比86%。我們認為,雖然低軌衛星需要通過組網實現全球覆蓋,衛星數量需求多,組網和控制切換等相對復雜,但仍是最具有發展前景的衛星通信技術但仍是最具有發展前景的衛星通信技術。圖:不同軌道在軌衛星數量(顆)圖:不同軌道
15、在軌衛星數量(顆)4700,86%140,3%565,10%60,1%LEOMEOGEOElliptical軌道類型 地球靜止軌道(GEO)中地球軌道(MEO)低地球軌道(LEO)軌道高度(千米)35786 8000-20000 700-1500 運行周期(小時)一個恒星日 4-12 2-4 傳輸時延(毫秒)400/50 衛星用途 對地觀測,通信,測地 導航 氣象觀測,導航,通信 1.3 低軌通信衛星系統架構和工作原理低軌通信衛星系統架構和工作原理 7 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖:低軌衛星網絡總體架構圖:低軌衛星網絡總體架構 典型的低軌星座系統包括空間段、用戶段和地面段典型的低
16、軌星座系統包括空間段、用戶段和地面段3個部分。個部分??臻g段由低軌衛星和星間鏈路組成,形成空間傳輸主干網絡??臻g段由低軌衛星和星間鏈路組成,形成空間傳輸主干網絡。衛星在空間中均勻排布,普遍采用均勻對稱的星座構型。衛星作為空間網絡的接入節點,起到天基移動基站的功能。衛星間可建立微波或激光星間鏈路,實現數據包中繼轉發。用戶段包括各類用戶終端、綜合信息服務平臺以及業務支撐系統等。用戶段包括各類用戶終端、綜合信息服務平臺以及業務支撐系統等。用戶終端也可作為接入點(AP,Access Point)建立局域網絡,將通用用戶設備接入網絡。綜合信息服務平臺和業務支撐系統用于對用戶業務提供支撐和應用層高級服務。
17、地面段包括信關站、綜合運控管理系統以及連接地面核心網的基礎設施地面段包括信關站、綜合運控管理系統以及連接地面核心網的基礎設施。信關站起到連接衛星網絡和地面網絡的網關功能。綜合運控管理系統包括網絡、星座、數據、運營、數據等管理系統以及衛星測控站等,對全網進行綜合管理和監控。圖:低軌衛星網絡場景圖:低軌衛星網絡場景 資料來源:陳全低軌巨型星座網絡:組網技術與研究現狀,海通證券研究所 8 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 高通量衛星具有技術升級、頻段拓展、軌道開發三大特征高通量衛星具有技術升級、頻段拓展、軌道開發三大特征。高通量衛星(HTS),也稱高吞吐量通信衛星,為了實現吞吐量的提升,高通量
18、衛星具有3大特征:1)技術升級,通過多點波束、頻率復用、波束增益等關鍵技術提升衛星容量;2)頻段拓展,傳統使用的C、Ku頻段逐漸飽和,高通量衛星逐漸向更高頻段(Ka頻段、Q/V頻段)發展;3)軌道開發,GEO占主流,但資源接近飽和,LEO衛星成為行業新熱點。提速降費,高通量衛星通信應用迎來普及黃金期提速降費,高通量衛星通信應用迎來普及黃金期。傳統通信衛星受限于頻段資源限制,傳輸速度往往在Kbps級別,與地面4G網絡100Mbps的水平相差甚遠。但高通量衛星采用多點波束、頻率復用技術以及更高頻寬,可以提供媲美于地面通信的數據服務。除了速度,影響衛星通信普及的重要因素之一是昂貴的價格,隨著高通量衛
19、星不斷擴容,短期已經供給過剩,價格處于下降通道。根據羅蘭貝格數據,2016-2019年,高通量衛星通信價格的降幅普遍在30%-60%,預計未來衛星通訊費用將進一步下降。對于下游用戶來說,更便宜的價格將增加衛星方案的使用頻率。資料來源:羅蘭貝格通聯天地,創新求索高通量衛星發展趨勢報告,衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書,海通證券研究所 圖:高通量通信衛星圖:高通量通信衛星VS傳統通信衛星傳統通信衛星 表:傳統通信衛星和同步軌道衛星對比表:傳統通信衛星和同步軌道衛星對比 1.3 提速降費,高通量衛星應用迎來普及黃金期提速降費,高通量衛星應用迎來普及黃金期 項目 系統容量 傳輸時延 成本 覆
20、蓋區域 組網 壽命 同步軌道衛星 傳統通信衛星 低 百毫秒級 高 單星覆蓋廣 簡單 長 高通量衛星 高 百毫秒級 單位帶寬成本低,單星費用高 單星覆蓋廣 簡單 長 低軌通信衛星 高 十毫秒級 單位帶寬成本低,單星費用低 單星覆蓋小,組網覆蓋廣 復雜 短 9 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 我國將重量在我國將重量在200kg左右的衛星稱為微小衛星。左右的衛星稱為微小衛星。微小衛星主要特點是重量輕、體積小、成本低、研制周期短、功能密度高、性價比高、可進一步組網,以分布式星座形成“虛擬大衛星”,實現大范圍、實時的通信和對地觀測。衛星小型化趨勢愈發明顯,成為低軌衛星的重要組成部分衛星小型化趨勢
21、愈發明顯,成為低軌衛星的重要組成部分。目前微小衛星在通信、遙感、導航等領域迅速發展,已成為衛星技術的發展趨勢之一。在非同步軌道衛星中,微小衛星占比最高,已成為低軌衛星星座的重要組成部分。根據衛星及應用產業發展白皮書數據,20192021年全球微小衛星數量達1684顆;預計2025年前,我國小衛星或微小衛星需求達1664顆。資料來源:衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書,海通證券研究所 圖:全球微小衛星數量趨勢圖:全球微小衛星數量趨勢 衛星名稱衛星名稱 增量需求(顆)增量需求(顆)更新需求(顆)更新需求(顆)合計需求(顆)合計需求(顆)鴻雁計劃 300 300 虹云計劃 156 156 行
22、云星座 80 80 翔云計劃 27 28 55 連尚蜂群星座 163 163 銀河Galaxy星座 800 800 九天微星星座 72 72 天啟星座 33 5 38 合計 1631 33 1664 表:國內微小衛星需求測算(截至表:國內微小衛星需求測算(截至2025年)年)1.3 小型化趨勢明顯,成為低軌衛星重要組成部分小型化趨勢明顯,成為低軌衛星重要組成部分 1.4 產業鏈:制造產業鏈:制造/發射發射/運營服務運營服務/應用應用 10 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:中商產業研究院,賽迪中國衛星通信產業發展白皮書,騰訊網,海通證券研究所 圖:衛星通信產業鏈全景圖圖:衛星通
23、信產業鏈全景圖 下游:衛星通信應用場景下游:衛星通信應用場景 上游:原材料、電子元器件上游:原材料、電子元器件、加工服務、加工服務 中游:衛星制造、衛星發射、地面設備制造以及衛星運營服務中游:衛星制造、衛星發射、地面設備制造以及衛星運營服務 材料及燃料材料及燃料 金屬材料金屬材料 非金屬材料非金屬材料 復合材料復合材料 電子元器件電子元器件 芯片芯片 電源電源 面板面板 天線天線 加工制造加工制造 制造設備制造設備 加工服務加工服務 衛星制造衛星制造 衛星平臺系統衛星平臺系統 衛星荷載系統衛星荷載系統 總裝總裝/設計設計/測試測試 衛星發射衛星發射 火箭研制火箭研制 發射服務發射服務 地面設備
24、制造地面設備制造 固定地面站固定地面站 用戶終端用戶終端 電源分系統電源分系統 推進分系統推進分系統 天線分系統天線分系統 轉發器分系統轉發器分系統 箭體制造箭體制造 推進系統推進系統 測控系統測控系統 火箭控制系統火箭控制系統 逃逸系統逃逸系統 發射及遙測系統發射及遙測系統 發射場建設發射場建設 終端設備終端設備 零部件零部件 衛星電視衛星電視 衛星廣播衛星廣播 衛星寬帶業務衛星寬帶業務 氣象監測氣象監測 航空航天航空航天 汽車汽車 其他其他 衛星運營及服務衛星運營及服務 移動站移動站 衛星移動通信衛星移動通信服務服務 寬帶廣播服務寬帶廣播服務 衛星固定服務衛星固定服務 移動數據移動數據 移
25、動語音移動語音 衛星電視服務衛星電視服務 衛星廣播服務衛星廣播服務 衛星寬帶服務衛星寬帶服務 轉發器租賃轉發器租賃 管理網絡服務管理網絡服務 1.4 產業鏈:制造產業鏈:制造/發射發射/運營服務運營服務/應用應用 11 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖:中國與美國衛星制造與發射成本對比圖:中國與美國衛星制造與發射成本對比 圖:圖:2017-2021全球衛星產業收入結構全球衛星產業收入結構 衛星通信網絡建設率先發展,價值量集中在應用側。衛星通信網絡建設率先發展,價值量集中在應用側。根據衛星應用期刊援引美國衛星產業協會(SIA)的數據,2021年全球衛星產業收入為2790億美元,衛星服務
26、、地面設備屬于衛星通信應用側,其中衛星服務業收入1183億美元,地面設備制造收入1420億美元,合計占比達93%。我們認為,得益于組網前期衛星發射增量需求,產業鏈上游的衛星通信網絡建設(衛星制造+火箭發射+地面設備)將率先受益。隨著組網的成熟,下游應用需求釋放,產業鏈價值重心將逐漸向運營服務及終端應用轉移。削減我國衛星制造和發射成本迫在眉睫,運營服務市場集中度高。削減我國衛星制造和發射成本迫在眉睫,運營服務市場集中度高。1)衛星制造:根據立鼎產業研究網援引2018中國商業航天產業投資報告的數據披露,我國衛星批產后預期制造成本為429萬美元/顆。作為對比,根據立鼎產業研究網援引SpaceX CE
27、O馬斯克和COO格溫 肖特維爾提供的信息,StarLink單顆衛星的制造成本已經遠低于50萬美元。2)衛星發射:我國最具商業優勢之一的快舟一號甲火箭衛星發射成本為1萬美元/kg,美國獵鷹9號單顆發射成本僅為我國的1/24,產業鏈各環節成本的較大差距對該行業提出更為緊迫的發展要求。3)運營服務:目前,我國衛星通信運營商包括中國衛通、中國電信、中國聯通等,由于資質許可等原因,行業壟斷顯著,競爭格局較穩定。資料來源:SIA,立鼎產業研究院,海通證券研究所 0%10%20%30%40%50%20172018201920202021地面制造設備 衛星服務業務 衛星制造業務 衛星發射業務 1.5 衛星通信
28、行業快速發展,市場空間較大衛星通信行業快速發展,市場空間較大 12 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 衛星通信行業快速發展,市場空間較大。衛星通信行業快速發展,市場空間較大。根據前瞻產業研究院援引美國衛星產業協會(SIA)數據,2021年,全球在軌運行衛星中,通信衛星市場規模占比達到65%。經測算,2021年全球衛星通信行業市場規模約為1816億美元,同比增長24.28%,2017-2021年市場規模復合增速達11.98%。根據中商產業研究院數據,2019年,我國衛星通信市場規模約為682億元,2020年我國衛星通信市場規模達到723億元,預計2023年我國衛星通信市場規模將超過900億
29、元。2021年,我國衛星通信市場細分領域大眾消費通信服務市場規模為614.9億元,衛星固定通信服務市場規模為113億元,衛星移動通信服務市場規模為29.8億元。圖:圖:2017-2023年中國衛星通信行業市場規模(億元)年中國衛星通信行業市場規模(億元)圖:圖:2017-2021年全球衛星通信行業市場規模(億美元)年全球衛星通信行業市場規模(億美元)資料來源:SIA官網,中商產業研究院,前瞻產業研究院,中研普華研究院,海通證券研究所 020040060080010001200201720182019202020212022E2023E概要概要 1.衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發
30、衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發 2.政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期 2.1 頻譜與軌道資源緊張,衛星產業戰略價值凸顯頻譜與軌道資源緊張,衛星產業戰略價值凸顯 2.2 政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設 2.3 技術發展日趨成熟,利好低軌衛星建設技術發展日趨成熟,利好低軌衛星建設 2.4 民營資本推動產業規模部署,軍商跨界加速整合民營資本推動產業規模部署,軍商跨界加速整合 3.三大升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖三大升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖 13
31、 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 2.1 頻譜與軌道頻譜與軌道資源資源稀缺稀缺,衛星產業戰略價值凸顯衛星產業戰略價值凸顯 14 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:德恒律師事務所官網,UCS官網,海通證券研究所 頻段頻段 使用情況使用情況 L 幾乎分配殆盡,主要用于地面移動通信、衛星定位、衛星移動通信及衛星測控等 S 幾乎分配殆盡,主要用于雷達、衛星定位、地面移動、衛星移動通信及衛星測控等 C 近乎飽和,主要用于雷達、地面移動、衛星通信等 X 主要用于雷達、地面通信、衛星通信等 Ku 已飽和,主要用于衛星通信和衛星電視直播等 Ka 正
32、在被大量使用,主要用于衛星通信、地面移動、星間通信等 Q 開始進入商業衛星通信領域 太赫茲 正在開發 表:衛星通信使用無線電頻率概況表:衛星通信使用無線電頻率概況 圖:各國在軌衛星數量及比例圖:各國在軌衛星數量及比例 衛星頻軌資源具有重要的戰略與商業價值,太空圈地運動推動低軌衛星加速建設。衛星頻軌資源具有重要的戰略與商業價值,太空圈地運動推動低軌衛星加速建設?;趪H電信聯盟(ITU)無線電規則“在有效時限內先占先得”的分配原則,運營商申請并獲得頻率和軌道位臵使用權后,需保證7年內投入運營。我們認為,為“占頻保軌”,參與各方勢必加速衛星發射進程,鎖定衛星頻軌資源,競爭將愈加激烈,低軌衛星頻段和
33、軌道資源的激烈爭奪將成為衛星通信高效催化劑。低軌衛星頻段和軌道資源的激烈爭奪將成為衛星通信高效催化劑。頻段資源是空間業務的基礎。頻段資源是空間業務的基礎。經過多年的發展,能夠單獨使用、實現全球覆蓋的L、S、C頻段幾乎被分配殆盡,目前廣泛使用的Ku、Ka頻段同樣是同步軌道衛星的主用頻段,星座之間需要留出一定頻率間隔防止相互干擾,協調難度大。目前C、Ka頻段面臨5G網絡的激烈爭奪,EHF(Q/V/W)頻段也已被巨頭企業提前布局。軌道位臵資源有限,各國進入搶占軌道的關鍵階段。軌道位臵資源有限,各國進入搶占軌道的關鍵階段。根據賽迪顧問中國衛星互聯網產業發展研究白皮書中的數據,目前軌道高度為400-20
34、00公里的近地軌道可容納約6萬顆衛星,預計到2029年,地球近地軌道將部署約5.7萬顆低軌衛星,軌位可用空間將所剩無幾。63%3%10%24%美國 俄羅斯 中國 其他 15 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:賽迪中國衛星互聯網產業發展研究白皮書,衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書,立鼎產業研究院,太空與網絡公眾號,鋮昌科技招股書,海通證券研究所 表:國外典型低軌衛星星座基本參數對比表:國外典型低軌衛星星座基本參數對比 國外典型低軌衛星星座建設計劃。國外典型低軌衛星星座建設計劃。SpaceX部署的Starlink星座計劃第46批53顆“星鏈”衛星已于2022年5月14日成
35、功發射。按照計劃,StarLink 分為三步,最終將基于由4.2萬顆衛星組建的LEO星座系統向全球提供低延時寬帶連接。英國通信公司Oneweb推出Oneweb星座計劃,計劃發射約650顆LEO衛星與1280顆MEO衛星,2022年初步建成低軌衛星系統,并于2027年實現全球覆蓋。國內主要低軌衛星星座建設計劃。國內主要低軌衛星星座建設計劃。我們認為,我國近地軌道衛星星座計劃雖起步較晚,但發展后勢強勁?!癎W”星座計劃發射1.3萬顆衛星,“十三五”期間,中國航天科技和中國航天科工兩大央企集團分別提出了“鴻雁星座”和“虹云工程”低軌衛星互聯網計劃,此外還有時空道宇、銀河航天等民營資本加入。表:國內典
36、型低軌星座規劃系統情況表:國內典型低軌星座規劃系統情況 2.1 頻譜與軌道頻譜與軌道資源資源稀缺稀缺,衛星產業戰略價值凸顯衛星產業戰略價值凸顯 地區地區 星座名稱星座名稱 頻段頻段 衛星數量(顆)衛星數量(顆)推出推出時間(年)時間(年)美國 Iridium L/Ka 75(在軌衛星)2007 Orbcomm VHF 64 1991 Globalstar-56 1998 StarLink Ku/Ka/V 4425(LEO)7518(甚低軌道)2015 LeoSat Ka 108 2015 Boeing Q/V 2956 2016 Kiuper Ka 3236 2019 加拿大 Telesat
37、Ka 117-Kepler Ku/Ka 140-英國 OneWeb Ku/Ka 約4800 2015 德國 KLEO Ka 624-屬性屬性 星座名稱星座名稱 運營方運營方 用途用途 衛星數量衛星數量(顆)(顆)國有 鴻雁星座 東方紅衛星移動通信有限公司 寬帶 324 天基互聯星座 上海蔚星數據 寬帶 186 虹云工程 中國航天科工集團 寬帶 156 天地一體化信息網絡 中國電科38所 寬帶 100 行云工程 航天行云科技 寬帶 80“瓢蟲系列”衛星 西安中科天塔 寬帶 72 微景一號 深圳航天東方紅海特衛星 遙感 80 民企 銀河Galaxy 銀河航天(北京)寬帶 1000 天啟 北京國電高
38、科 寬帶 36 靈鵲 北京零重空間 遙感 378“星時代”AI星座計劃 成都國星宇航 遙感 192 2.1 國外重要低軌衛星互聯網建設國外重要低軌衛星互聯網建設銥星星座系統銥星星座系統 16 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:靳聰等低軌衛星物聯網體系架構分析,劉洋等低軌道衛星通信與物聯網應用研究,海通證券研究所 受制于技術和成本劣勢,初代銥星計劃以失敗告終。受制于技術和成本劣勢,初代銥星計劃以失敗告終。初代銥星系統是美國摩托羅拉公司在上世紀90年代部署的低軌衛星通信星座。一代銥星星座的66顆衛星運行在780km的太空軌道上,傾角為86.4度。每條軌道上布星11顆,銥星使用Ka頻
39、段與關口站進行通信,使用L頻段和終端用戶進行交互,每顆衛星質量約為680kg,采取三軸穩定結構,服務壽命5-8年。由于前期建設成本較高,終端價格、業務收費等方面遠超2G等地面通信系統;據銥星公司最初估算,需要大約65萬個用戶能夠實現盈虧平衡,但銥星系統運行期間只有2萬左右的用戶;技術存在缺陷,可靠性和清晰度較差。高昂的價格、市場需求的下降以及技術缺陷導致了銥星計劃的破產。高昂的價格、市場需求的下降以及技術缺陷導致了銥星計劃的破產。技術創新和商業模式創新,銥星二代(技術創新和商業模式創新,銥星二代(Iridium Next)項目應運而生。)項目應運而生。銥星二代的單星質量為860kg,設計在軌使
40、用壽命為15年,2019年銥星二代星座的部署完成,服務能力的上升使其在低軌星座的競爭中占據重要地位。表:一代銥星系統和表:一代銥星系統和Iridium Next參數對比參數對比 圖:圖:Iridium系統體系結構系統體系結構 比較項目 第一代銥星系統 Iridium Next系統 星座數量 66顆LEO衛星 66顆LEO衛星 質量 約670kg 860kg 容災備份 6顆在軌備用衛星 6顆在軌備用衛星,9顆地面備用衛星 用戶容量 200萬用戶容量 300萬用戶容量 數據帶寬 最高128kbit/s的L波段數據速率 語音和數據業務:2.4kbit/s-1.5Mbits 高速數據業務:10Mbit
41、/s(便攜式終端)、30Mbit/s(運輸式終端)服務范圍 全球覆蓋 全球覆蓋 服務內容 高通話質量 增強通話質量,端到端IP技術 特點 高可靠性和低延時性 帶寬靈活分配、私有網絡網關、兼容現有手機和其他設備設計支持主機二級載荷 2.1 國外重要低軌衛星互聯網建設國外重要低軌衛星互聯網建設OneWeb 17 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:李博等“一網”系統發展情況分析與啟示,海通證券研究所 OneWeb是美國一網衛星公司建設的一個新一代寬帶低軌道衛星星座通信系統。是美國一網衛星公司建設的一個新一代寬帶低軌道衛星星座通信系統。OneWeb系統于2015年完成設計,空間段由72
42、0顆衛星組成,分布在18個軌道面上,衛星高度為1200km,每顆衛星145kg,可在軌運行5年左右。根據高端裝備產業研究中心微信公眾號數據,OneWeb共包括6372顆低地球軌道衛星和1280顆中地球軌道衛星。星座共有三代規劃,第三代星座計劃于2023年啟動,容量將達到1000Tbit/s,目標是到2025年將能夠為全球超過10 億用戶提供寬帶服務。衛星研制追求高性價比,催生創新天線構型設計。衛星研制追求高性價比,催生創新天線構型設計??臻g段方面,一網公司致力于將單星研制成本壓縮至60萬美元,采用成熟技術和簡單通信體制,以推動批量化生產,減輕衛星設計質量。一網公司在用戶天線設計方面進行了顛覆式
43、創新,沒有使用成熟低軌通信星座所使用的相控陣天線,以減少高昂的成本開支,星上共配備16個線型饋源,覆蓋星下1080km1080km范圍,支持頻率復用,單個波束下行傳輸速率750Mbit/s,上行速率375Mbit/s,在實現衛星大傳輸容量的基礎上,較大程度減少了成本開支,追求高性價比。圖:圖:OneWeb衛星設想圖衛星設想圖 業務類型 細分應用 具體功能特性 衛星寬帶接入 企業寬帶 B2B以及B2M模式,具備可拓展性,滿足容量需求 家用寬帶 到戶寬帶與數據服務,終端連接熱點提供網絡連接 蜂窩回程傳輸 宏蜂窩基站 推動移動網絡低成本拓展,覆蓋無地面網絡的區域 集成式小基站 智能手機的泛在連接需求
44、,電信業務的增長需要 企業級網絡服務 機載聯網 小型輕質低成本天線,為高緯度航線提供服務 海事聯網 在岸/離岸通信,覆蓋全球航路 政府通信服務 政府用戶 重大災害緊急響應 軍事用戶 安全可靠通信服務,全球低延時通信 新興通信服務 物聯網 與地面5G網絡融合 機器對機器 資產追蹤、數據采集 表:表:OneWeb系統用戶業務類型系統用戶業務類型 2.1 國外重要低軌衛星星座建設國外重要低軌衛星星座建設StarLink 18 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 StarLink是美國是美國SpaceX公司于公司于2015年提出的大規模巨型星座計劃年提出的大規模巨型星座計劃,旨在全球范圍內提供高速
45、、低延延時的寬帶旨在全球范圍內提供高速、低延延時的寬帶寬帶寬帶接入服務。接入服務。Starlink衛星通信星座分兩個階段建設:第一階段位于550公里的4408顆衛星計劃在2027年3月全部建設完成。第二階段位于340公里的7718顆衛星計劃在2027年11月全部建設完成。2020年5月,SpaceX向美國聯邦通信委員會(FCC)提交第二代星鏈計劃實施申請,計劃額外部署3萬顆衛星,使衛星總數達到4.2萬顆。截至2023年2月,根據SpaceX官方報告SECOND GENERATION STARLINK SATELLITES提供的數據,Starlink已完成近4000顆的衛星部署。顛覆性創新及大規
46、模組網形成核心競爭優勢。顛覆性創新及大規模組網形成核心競爭優勢。1)衛星研制:Starlink堅持獨立研發,截至目前已完成4個版本的迭代,“V2 Mini”衛星為用戶提供的服務容量是早期同類產品的4倍。2)星箭一體化設計:“獵鷹”9號的可重復使用性有效降低進入太空的成本,一箭60星發射組網衛星,提升運載能力。3)大規模組網:星座衛星數量規模大有利于提高系統彈性抗毀能力,衛星數量多有利于提高干擾規避的能力。我們認為,我們認為,Starlink在衛星研發設計在衛星研發設計制造、發射模式等方面的創新大幅削減衛星制造和發射的成本,形成核心競爭優勢。制造、發射模式等方面的創新大幅削減衛星制造和發射的成本
47、,形成核心競爭優勢。表:表:Starlink Gen1的的LEO星座參數星座參數 參數參數 殼層殼層 殼層殼層1 殼層殼層2 殼層殼層3 殼層殼層4 殼層殼層5 軌道高度(km)550 570 560 540 560 軌道傾角()53 70 97.6 53.2 97.6 軌道數量(軌)72 36 6 72 4 每軌道衛星數(顆)22 20 58 22 43 衛星總數(顆)1584 720 348 1584 172 表:銥星、全球星和表:銥星、全球星和Starlink 主要參數對比主要參數對比 時間時間 星座計劃星座計劃 單星制造單星制造成本成本 單星發射單星發射成本成本 單箭運載單箭運載能力能
48、力/顆顆 單星重量單星重量/kg 1988年 銥星一代 5139萬美元 7 670 2017年 銥星二代 3750萬美元 10(獵鷹9號)860 2000年 全球星一代 3700萬美元 6 450 2010年 全球星二代 1700萬美元/6-8 700 2019年 OneWeb 50-100萬美元/36(聯盟火箭)125 2015年 Starlink 50-100萬美元 50萬美元 60(獵鷹9號)227 資料來源:太空與網絡公眾號肖永偉等Starlink系統分析及對我國衛星互聯網發展的啟示,立鼎產業研究院,海通證券研究所 2.1 StarLink發展瓶頸及解決方案發展瓶頸及解決方案 19 請
49、務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 目前目前Starlink計劃面臨多項計劃面臨多項問題問題:1)失效衛星不利于低軌道空間可持續發展。根據Space News援引SpaceX在2022年6月的一份聲明中表示,該公司于5月23日發射的60顆星鏈衛星中有三顆不再響應地面指令,似乎已經死亡。5%的失效衛星不利于空間可持續發展。2)干擾天文觀測:類似星鏈計劃的項目,會在某個時間對某一塊天區產生“污染”,從而降低天文學家觀測時局部天區的可用性。SpaceX公司積極采取應對措施公司積極采取應對措施:1)將衛星部署于高度低于600km的低軌道。衛星在短時間內迅速離軌,從而消除了持續軌道碎片的風險。2)采用
50、介電鏡面薄膜,以減少散射回地球的光;在太陽能電池陣列前部的太陽能電池之間使用一種較暗的材料,以降低陣列的亮度。圖:衛星部署遮陽板和介電鏡薄膜的區別圖:衛星部署遮陽板和介電鏡薄膜的區別 資料來源:Science&AstronomyWhy SpaceXs Starlink satellites caught astronomers off guard,SpaceX官網,Starlink官網,海通證券研究所 圖:天文觀測中的圖:天文觀測中的StarLink 衛星軌跡衛星軌跡 2.1 國內重要低軌衛星星座建設國內重要低軌衛星星座建設“GW”星座計劃發射星座計劃發射1.3萬顆低軌衛星,有利于我國爭奪軌道
51、資源。萬顆低軌衛星,有利于我國爭奪軌道資源。2020年9月,中國以“GW”為代號向國際電信聯盟(ITU)申報了兩個名為“GW-A59”和“GW-2”的低軌寬帶星座計劃,其計劃發射的衛星總數量達到12992顆,分布在距地面590km1145km的低軌軌道,頻段為37.5GHz42.5GHz及47.2GHz51.4GHz。國家級商業航天項目標志我國低軌寬帶通信衛星系統建設實現零突破。國家級商業航天項目標志我國低軌寬帶通信衛星系統建設實現零突破。航天科技集團推進的“鴻雁星座”計劃由300余顆低軌道小衛星及全球數據業務處理中心組成,星座建設分兩步實施,預計2025年建成寬帶系統,實現天基全球通?!昂缭?/p>
52、”系統是我國首個低軌星座衛星移動通信系統,由中國航天科工集團研制開發。計劃發射156顆衛星,通過組網衛星在距離地面1000公里的軌道上運行,創造覆蓋全球的衛星互聯網接入條件?!昂缭乒こ獭焙汀傍櫻阈亲本捎肒a頻段作為用戶鏈路以實現寬帶通信,“小衛星”“低軌”“寬帶”的組合設臵,將以較低成本實現產品更新換代,便于實現用戶終端小型化,還能最大限度提高網絡接入速率,契合商業性的發展需求。請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:徐菁“鴻雁”星座閃亮亮相移動通信或將全球無縫覆蓋,中國政府網援引國資委航天科工虹云工程首星成功發射,海通證券研究所 20 圖:虹云”低軌衛星示意圖圖:虹云”低軌衛星
53、示意圖 圖:“圖:“鴻雁”通信衛星星座系統鴻雁”通信衛星星座系統 2.2 政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設 21 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:中華人民共和國中央人民政府,中華人民共和國應急管理部,中華人民共和國工業和信息化部,新華社,海通證券研究所 發布時間發布時間 發布單位發布單位 政策名稱政策名稱 相關內容相關內容 2022年8月 工信部等五部門 關于加快郵輪游艇裝備及產業發展的實施意見 加強郵輪系統集成和核心裝備研發,突破海上郵輪救援關鍵技術和裝備,加快大數據、云計算、5G移動通信、人工智能、北斗導航、衛星通信等技術應
54、用研究和試驗驗證。2022年6月 國家減災委員會“十四五”國家綜合防災減災規劃 應急衛星星座建設。依托國家綜合部門、國家航天部門與商業衛星協同,針對災害監測預警、應急搶險等決策需求,推動形成區域凝視衛星、連續監測衛星、動態普査衛星序列,構建全災種、全要素、全過程應急衛星立體觀測體系。2022年2月 國務院“十四五”國家應急體系規劃 針對地震、滑坡、泥石流、堰塞湖、潰堤潰壩、森林火災等重大險情,加強太陽能長航時和高原型大載荷無人機、機器人以及輕量化、智能化、高機動性裝備研發及使用,加大5G、高通量衛星、船載和機載通信、無人機通信等先進技術應急通信裝備的配備和應用力度。2022年1月 國務院“十四
55、五”現代綜合交通運輸體系發展規劃 在智能交通領域開展基于5G的應用場景和產業生態試點示范。推動車聯網部署和應用,支持構建“車路交通管理”一體化協作的智能管理系統。打造新一代軌道交通移動通信和航空通信系統,研究推動多層次軌道交通信號系統兼容互通,同步優化列車、航空器等移動互聯網接入條件。提升郵政機要通信信息化水平。2021年11月 工信部“十四五信息通信行業發展規劃”加快布局衛星通信。加強衛星通信頂層設計和統籌布局,推動高軌衛星與中低軌衛星協調發展。推進衛星通信系統與地面信息通信系統深度融合,初步形成覆蓋全球、天地一體的信息網絡,為陸??仗旄黝愑脩籼峁┤蛐畔⒕W絡服務。積極參與衛星通信國際標準制
56、定。鼓勵衛星通信應用創新,促進北斗衛星導航系統在信息通信領域規?;瘧?,在航空、航海、公共安全和應急、交通能源等領域推廣應用。2021年10月 國務院 國家綜合立體交通網規劃綱要 推動衛星通信技術、新一代通信技術、高分遙感衛星、人工智能等行業應用,打造全覆蓋、可替代、保安全的行業北斗高精度基礎服務網,推動行業北斗終端規?;瘧?。2021年3月 全國人大 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標剛要 打造全球覆蓋、高效運行的通信、導航、遙感空間基礎設施體系,建設商業航天發射場。加快交通、能源、市政等傳統基礎設施數字化改造,加強泛在感知、終端聯網、智能調度體系建設。發揮
57、市場主導作用,打通多元化投資渠道,構建新型基礎設施標準體系。2020年10月 工信部 關于政協十三屆全國委員會第三次會議第3776號提案答復的函 一是推進基于5G的衛星互聯網總體技術要求等重點標準制定,推動5G與衛星通信融合應用;二是借鑒地面網絡的成功經驗,面向特定領域開展衛星互聯網應用示范,并逐步拓展,為國防安全、海權維護、大灣區經濟創新發展和地質災害監測預警等提供支撐;三是推動我國衛星互聯網向國外開展相關應用合作;四是結合我國衛星互聯網發展情況及應用需求,積極研究建設衛星時空信息服務應用中心,支持衛星互聯網、衛星物聯網示范應用。2016年11月 國務院 關于印發“十三五”國家戰略性新興產業
58、發展規劃的通知 大力推進第五代移動通信(5G)聯合研發、試驗和預商用試點。優化國家頻譜資源配臵,提高頻譜利用效率,保障頻率資源供給。合理規劃利用衛星頻率和軌道資源,加快空間互聯網部署,研制新型通信衛星和應用終端,探索建設天地一體化信息網絡,研究平流層通信等高空覆蓋新方式。表:國內衛星通信產業相關政策表:國內衛星通信產業相關政策 中國星網成立,專門負責統籌空間互聯網建設的規劃與運營。中國星網成立,專門負責統籌空間互聯網建設的規劃與運營。2021年4月22日,中國衛星網絡集團有限公司在河北雄安新區成立,注冊資本100億元,由國務院國資委100%控股。中國星網的成立不僅是中國衛星通信、衛星應用產業的
59、又一個里程碑,也是航天產業對國家新型基礎設施建設的響應和落定。中國星網不斷完善產業布局,加速衛星通信全面發展中國星網不斷完善產業布局,加速衛星通信全面發展。自成立以來,中國星網陸續成立了中國星網網絡系統研究院、中國星網共享服務有限公司、中國星網網絡創新研究院、中國星網網絡應用研究院,并直接控股中國星網網絡應用有限公司,間接控股重慶星網網絡系統研究院、上海衛星互聯網研究院。此外,2021年12月,中國星網擬投資15.8億元用于總部大樓建設。請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:Wind企業庫,中國招標投標公共服務平臺,海通證券研究所 22 表:中國星網集團發展歷程表:中國星網集團發展
60、歷程 時間時間 事件事件 2020年11月 直接控股中國星網網絡應用有限公司,直接持股比例50.60%2021年4月 中國衛星網絡集團有限公司成立,由國務院國資委100%控股 2021年5月 成立中國星網網絡系統研究院有限公司,直接持股比例100%2021年5月 成立中國星網共享服務有限公司,直接持股比例100%2021年7月 成立中國星網網絡創新研究院有限公司,直接持股比例100%2021年9月 成立中國星網網絡應用研究院有限公司,直接持股比例100%2021年10月 間接控股重慶星網網絡系統研究院有限公司,間接持股比例71.43%2021年12月 擬投資15.8億元用于總部大樓建設 202
61、2年5月 間接控股上海衛星互聯網研究院有限公司,間接持股比例100%2.2 政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設政策賦能,中國星網統籌規劃衛星互聯網建設 2.3 技術發展日趨成熟,利好低軌衛星建設技術發展日趨成熟,利好低軌衛星建設 23 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 技術進步具體體現在衛星制造、火箭發射和通信等方面,降本增效,利好低軌衛星星座建設技術進步具體體現在衛星制造、火箭發射和通信等方面,降本增效,利好低軌衛星星座建設?;鸺l射技術進步火箭發射技術進步:馬斯克“星鏈”的顛覆性創新是火箭可回收技術,且一箭多星,可以低成本將上萬顆衛星送到軌道平面。集成電路和衛星制造技術進步集成
62、電路和衛星制造技術進步:一是使衛星小型化、模塊化和組件化成為可能,也為衛星的批量化、規?;圃焯峁┝丝赡?,有效降低衛星的研制和發射成本,生產周期大大縮短(1年左右)。二是增強了衛星的星上處理能力,降低疊加噪聲,提升通信質量和組網靈活性。三是在提升終端性能的同時減少終端的體積、功耗和成本,使終端小型化取得長足進步。通信技術進步通信技術進步:先進的調制與編碼、多天線波束成形及復雜的頻率復用等技術可以提升衛星通信的系統性能;5G陸地移動通信的大規模多天線和波束成形技術的進步可用于衛星通信;基于毫米波、太赫茲、可見光通信的星際鏈路等逐漸成熟,可以實現衛星間大帶寬直接組網,減少了地面信關站的數量,消除了
63、地面與空中的多跳問題,降低了通信時延。資料來源:SpaceX官網報告Second Generation Starlink Satellites,王逸璇等高通量衛星服務專用網絡的應用模式探索.衛星應用,海通證券研究所 圖:圖:StarLink一箭多星技術一箭多星技術 圖:高通量衛星多天線波束技術圖:高通量衛星多天線波束技術 2.4 民營資本推動產業規模部署,軍商跨界加速整合民營資本推動產業規模部署,軍商跨界加速整合 24 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 民營資本涌入,商業航天迎來萬億規模藍海。民營資本涌入,商業航天迎來萬億規模藍海。2020年4月,國家發改委首次明確“新基建”范圍,將衛星
64、互聯網納入通信網絡基礎設施的范圍,積極引導民營資本進入商業航天領域。2022年,“鴻雁”、“虹云”、“銀河航天”等星座建設已完成初步部署,其中民營企業推動的“銀河Galaxy”計劃總共發射2800顆低軌互聯網衛星,預計到2025年前發射約1000顆衛星,首顆試驗星已于2020年1月發射成功,技術指標和通信能力國際領先。按照向ITU申報的計劃,2022-2024年將是中國低軌衛星發射的集中窗口期,預估到2027年低軌衛星總規模達到3900多顆,至2030年有望突破6000顆。實現整體衛星通信系統綜合一體化,軍商跨界整合加速。實現整體衛星通信系統綜合一體化,軍商跨界整合加速。2022年12月,Sp
65、aceX公司正式發布了名為“星盾”的衛星互聯網星座項目以提前布局國家安全業務,提供對地觀測、衛星通信安全服務以及高度加密資訊負載。我們認為,該項目的推出表明商用衛星和運營商的參與度加深,軍商跨界整合加速。圖:圖:2015-2024年中國商業航天市場規模及預測年中國商業航天市場規模及預測 公司名稱公司名稱 主營產品主營產品 投資輪次投資輪次 金額金額 銀河航天 衛星制造 B+數億人民幣 空天合一 衛星發射 天使輪 數百萬人民幣 工大衛星 衛星制造 A輪 數千萬人民幣 航天馭星 衛星運營及服務 A+輪 2億元人民幣 微納星空 衛星制造 Pre-B輪 3億元人民幣 九天微星 衛星制造 戰略投資 數億
66、人民幣 氦星光聯 地面設備制造 Pre-A輪 數千萬人民幣 橢圓時空 衛星運營及服務 A輪 數億人民幣 星際榮耀 商業運載火箭 火箭產線建設項目融資 1億元人民幣 表:商業航天主要投融資事件匯總表:商業航天主要投融資事件匯總 資料來源:前瞻產業研究院,艾媒咨詢2021-2022年中國商業航天產業發展趨勢專題研究報告,中國航天工業質量協會,IT桔子,澎湃新聞援引智東西,海通證券研究所 概要概要 1.衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發衛星應用行業穩步發展,低軌通信衛星建設蓄勢待發 2.政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期政策、技術等多因素共振,通信衛星迎來黃金發展期 3.三大
67、升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖三大升級驅動需求,構建空天陸海一體化的關鍵拼圖 3.1 覆蓋升級:偏遠地區覆蓋升級:偏遠地區/海洋科考海洋科考/航空寬帶航空寬帶/災難應急災難應急 3.2 應用升級:緊急通信應用升級:緊急通信/5G融合融合/6G融合融合 3.3 終端升級:衛星物聯網終端升級:衛星物聯網 25 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 3.1 覆蓋覆蓋升級:與地面通信互補實現全區域無縫覆蓋升級:與地面通信互補實現全區域無縫覆蓋 26 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:ITU,賽迪顧問中國衛星互聯網產業發展研究白皮書,海
68、通證券研究所整理 衛星通信衛星通信與與地面通信地面通信互補合作,融合發展互補合作,融合發展,實現全區域無縫覆蓋,實現全區域無縫覆蓋。傳統地面通信骨干網在海洋、沙漠及山區偏遠地區等苛刻環境下鋪設難度大且運營成本高,通過部署傳統通信骨干網絡在互聯網滲透率低的區域進行延伸普及存在現實障礙。根據ITU數據,2021年全球約有66%人口使用互聯網,但仍有27億人無法上網。建設衛星互聯網,利用衛星作為基站的傳輸中繼是解決地球“無互聯網”人口數字鴻溝問題的重要手段,是實現網絡信息地域連續覆蓋普惠共享的有效補充。其中,低軌衛星通信核心商業應用場景主要包括偏遠地區通信、海洋作業及科考寬帶、偏遠地區通信、海洋作業
69、及科考寬帶、航空寬帶和災難應急通信航空寬帶和災難應急通信等。圖圖:2005-2022年全球互聯網用戶數年全球互聯網用戶數 圖:低軌衛星通信核心應用場景圖:低軌衛星通信核心應用場景 3.1.1 覆蓋升級:覆蓋升級:偏遠地區通信偏遠地區通信 27 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書,frontier,etic,阿里云開發社區,中國經濟網,Juniper,賽迪顧問中國衛星互聯網產業發展研究白皮書,海通證券研究所整理 衛星通信具備一定的覆蓋和成本比較優勢,可有效解決偏遠地區通信問題衛星通信具備一定的覆蓋和成本比較優勢,可有效解決偏遠地區通信問題
70、。傳統陸基網絡在海洋、沙漠、山區等偏遠環境下鋪設難度大、鋪設費用不具經濟性,存在較大的覆蓋盲區。根據賽迪顧問中國衛星互聯網產業鏈剖析及重點城市競爭力分析,當前移動通信服務的人口覆蓋率約為80%,但受制于經濟成本、技術等因素,仍有80%以上的陸地和95%以上的海洋區域無法接入移動網絡。低軌衛星星座提供了一個相對經濟的聯網解決方案,可以有效解決海洋、森林、沙漠等偏遠地區的寬帶通信問題,是地面移動通信的有效補充,市場應用潛力廣闊。表:衛星通信的特點表:衛星通信的特點 特點特點 描述描述 廣覆蓋 作為地面網絡的補充和延伸,實現有線電話網和地面移動通信網均無法實現的廣域無縫隙覆蓋,有效解決通信基礎設施匱
71、乏地區互聯網接入問題 低延時 衛星網絡布臵于近地軌道,數據信號在衛星與地面終端往返傳輸延時被大大降低,達到幾十毫秒級別的較低延時 寬帶化 高頻段、多點波束和頻率復用等技術的使用顯著提升了通信能力,降低了單位寬帶成本,能滿足高信息速率業務的需求,較大的拓展了應用場景 低成本 與地面5G基站和海底光纖光纜等通信基礎設施相比,具有顯著成本優勢?,F代小衛星研發制造成本低,軟件定義技術又可以進一步延長在軌衛星使用壽命 表:衛星通信表:衛星通信 VS 地面通信地面通信 分類分類 方式方式 最低延遲最低延遲 覆蓋距離覆蓋距離 應用場景應用場景 衛星通信 高軌衛星 270ms 覆蓋廣,難以實現南北極的覆蓋 海
72、洋,航空等特殊場景,無法覆蓋極地 低軌衛星 30ms 550km軌道高度的LEO覆蓋半徑約為580km 極地,海洋,航空等特殊場景 地面通信 5G 1ms 半徑100-300m 工業互聯網,超高清視頻,AR/VR 4G 40ms 半徑1-3km 手機游戲,直播,社交軟件,電商 3.1.1 覆蓋升級:覆蓋升級:偏遠地區通信偏遠地區通信 28 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:通宇通訊關于變更部分募集資金投資項目的公告,C114通信網,IT之家,海通證券研究所 低軌衛星通信在偏遠地區通信領域大有可為低軌衛星通信在偏遠地區通信領域大有可為。根據IDC咨詢公眾號預測,到2027年,40
73、%超大型企業將通過低軌道衛星技術滿足偏遠地區和不發達國際地區的網絡覆蓋缺口。2022年4月,通宇通訊正式啟動衛星地面終端波束自適應通信天線技術研究項目。充分運用了衛星通信,具有全球覆蓋優勢。以較低的成本和較好的通信質量解決了邊緣地區通信問題。2022年12月,微軟宣布與ViaSat合作,為全球1000萬偏遠地區人口提供衛星互聯網接入服務,將優先考慮非洲的剛果民主共和國、尼日利亞、埃及、塞內加爾和安哥拉,以及危地馬拉、墨西哥和美國服務不足的地區。我們認為,未來隨著低軌衛星通信技術逐漸成熟,將在解決偏遠地區通信方面大有可為。圖:微軟與圖:微軟與Viasat在非洲的合作項目在非洲的合作項目 表:通宇
74、通訊啟動衛星通信研究項目表:通宇通訊啟動衛星通信研究項目 項目名稱 衛星地面終端波束自適應通信天線技術研究項目 項目實施內容 衛星通信接收系統波束自動追蹤天線技術,毫米波波束自適應天線技術,同步/高軌衛星和中低軌衛星通信技術融合天線技術的研發 項目建設周期 36個月 投資總額 4000萬元 3.1.2 覆蓋升級:覆蓋升級:海事通信海事通信 29 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:遨??萍脊倬W,海通證券研究所 衛星衛星通信是滿足遠洋航行通信需求的唯一解決方案通信是滿足遠洋航行通信需求的唯一解決方案。由于海上無法建立通信基站,對于遠洋航行的船舶而言,衛星通信是唯一解決方案。衛星通信
75、不僅可以滿足船員娛樂、視頻通話等基本生活需求;隨著物聯網、智能船舶解決方案的發展,衛星通信還可以聯通行駛中的船舶與岸端數據中心,實現能效優化、工況監測等提升運營效率、降低運營成本的應用。圖圖:海事衛星通信系統(:海事衛星通信系統(Inmarsat系統)系統)海事衛星通信系統(INMARSAT系統)是使用通信衛星作為中繼站的船舶無線電通信系統。Inmarsat系統由船站、岸站、網絡協調站和衛星組成,其特點是質量高,容量大,可全球、全天候、全時通信。美國于1976年先后向大西洋、太平洋和印度洋上空發射了三顆海事通信衛星,建立了世界上第一個海事衛星通信站,主要容量服務于海軍。1979年7月國際海事衛
76、星組織成立,并于1982年建立了國際海事衛星通信系統,成為第一代國際海事衛星通信系統。經過多年的建設,該系統已經發展到第三代。目前船舶用戶主要使用國際海事衛星的C、F、Mini-M和FB系統,這四個系統分別滿足了用戶遇險通信和日常通信的需要。遇險通信主要包括遇險報警和遇險級別通信,日常通信服務主要包括語音、傳真、數據和視頻等滿足船岸間日常通信的手段。3.1.2 覆蓋升級:覆蓋升級:海事通信海事通信 30 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:CDI,GIS,海通證券研究所 我國民用海事通信市場需求廣闊,助推衛星通信發展我國民用海事通信市場需求廣闊,助推衛星通信發展。我國的海事衛星通
77、信市場主要在漁船領域,未來高通量衛星的建設將有效降低衛星通信的收費標準,因此漁船領域衛星通信終端的覆蓋率將會進一步提升。根據盟升電子招股書,截至2017年末,我國約5萬艘漁船安裝了北斗終端提供短報文服務,覆蓋率約為8%,若未來衛星通信終端對該部分北斗短報文終端進行替換并將覆蓋率提升至50%,按每套衛星通信終端設備5-8萬元測算,未來漁船衛星通信領域市場空間將超過100億元。圖:圖:2022-2030E海事衛星通信市場規模海事衛星通信市場規模(十億美元)(十億美元)表:海事衛星通信市場結構(按終端用戶)表:海事衛星通信市場結構(按終端用戶)012345202220303.1.3 覆蓋升級:覆蓋升
78、級:航空寬帶航空寬帶 31 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:艾瑞咨詢低軌寬帶星座細分應用分析之航空互聯網,盟升電子招股書,Gogo歷年年報,海通證券研究所 圖圖:航空寬帶實現方案優劣勢對比:航空寬帶實現方案優劣勢對比 圖:圖:2016-2019前三季度前三季度 Gogo在北美地區提在北美地區提供民航客機互聯網接入服務的飛機數量(架)供民航客機互聯網接入服務的飛機數量(架)衛星通信技術方案逐漸成為民航客機互聯網接入服務的主流衛星通信技術方案逐漸成為民航客機互聯網接入服務的主流。目前民航運輸主要依靠 ATG(Air to Ground,地面基站方式)和衛星通信兩種技術方案實現地空
79、寬帶通信。與衛星通信不同,ATG是在飛行空域或特定空域架設地面基站,以向天空進行覆蓋,進而實現機上互聯。北美地區發展機上聯網已達10年,由于早期衛星通信系統容量不足,僅能提供窄帶通信服務,彼時市場上ATG占據絕對主導地位。但隨著衛星通信技術(高通量衛星)的不斷發展,衛星通信已開始逐漸侵占ATG的市場占有率。根據2016-2019前三季度Gogo在北美地區提供民航客機互聯網接入服務的飛機數量上可以看出,衛星通信的比重不斷增大。3.1.3 覆蓋升級:覆蓋升級:航空寬帶航空寬帶 32 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:羅蘭貝格高通量衛星發展趨勢報告援引NSR,歐洲咨詢,波音,民航資源
80、網,海通證券研究所 圖圖:2017年各地區飛機后艙上網連接滲透率與機年各地區飛機后艙上網連接滲透率與機隊增長(架)隊增長(架)圖:圖:2018-2028E機載連接銷售收入占比機載連接銷售收入占比 航空寬帶市場潛力較大,為衛星通信發展奠定廣闊空間航空寬帶市場潛力較大,為衛星通信發展奠定廣闊空間。根據羅蘭貝格高通量衛星發展趨勢報告援引NSR,預測機載后艙通信2025年收入約45億美元,其中北美后艙上網最為成熟,2017年滲透率已達約80%,而其他地區均低于30%,有較大的市場潛力。機載后艙通信的解決方案有傳統衛星、高通量衛星(HTS)和地面基站(ATG)三種。由于高通量衛星大帶寬、低成本、無地面建
81、設費用的優勢,將成為未來機載通信的重要發展方向,預測2028年將占據市場收入的50%。3.1.4 覆蓋升級:覆蓋升級:災害應急通信災害應急通信 33 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:孟暉等衛星通信在應急通信中的應用及發展,何建等低軌衛星物聯網在森林防火監測中的應用,海通證券研究所 衛星衛星通信通信能夠在應急救災過程中發揮其特有的優勢能夠在應急救災過程中發揮其特有的優勢。在重大自然災害情況下,地面網絡通常處于癱瘓狀態,外部救災指揮人員無法實時掌握災區災情,給指揮部署工作帶來很大不便;而衛星通信具備不受地域、覆蓋等因素限制,可實現快速實時連接,把災區災情實時呈現在救災指揮人員面前
82、,而且還可以與地面網絡互聯互通,把災情進一步向外部傳遞,匯聚更好的營救方案,實現應急救生。此外,衛星通信還可以實現對河水水位流量、農業病蟲害、森林火災、地震數據等極端氣象的災害預警。圖圖:衛星通信在應急通信中的應用衛星通信在應急通信中的應用 圖圖:衛星通信在森林防火監測中的應用衛星通信在森林防火監測中的應用 3.1.4 覆蓋升級:覆蓋升級:災害應急通信災害應急通信 34 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:凱樂科技2018年報援引新思界產業研究中心,王文躍等衛星移動通信市場現狀及我國市場發展空間研究,太空與網絡公眾號,海通證券研究所 應急通信市場前景廣闊,應急通信市場前景廣闊,2
83、024年國內市場規模將達年國內市場規模將達251.1億元億元。根據凱樂科技2018年報援引新思界產業研究中心2019-2023年中國應急通信市場可行性研究報告數據,2018年,我國應急通信市場規模為108.3億元,同比增長13.6%,預計到2024年市場規模將達到251.1億元。隨著重視程度的不斷增加,我國以及全球應急通信市場持續快速增長,行業未來發展前景廣闊。應急通信市場快速增長,驅動衛星通信發展應急通信市場快速增長,驅動衛星通信發展。以衛星移動通信終端為例,根據衛星移動通信市場現狀及我國市場發展空間研究2017年的測算,我國森林防火、戶外探險、減災救災三個領域的衛星移動通信終端市場規模達8
84、5億元。如果按照5年的推廣、采購、裝備周期計算,2022年這三大領域的衛星移動通信終端每年市場空間將達170億元量級。我們認為,未來隨著應急通信市場持續快速增長,將進一步驅動衛星通信發展。表表:衛星移動通信終端市場預測(衛星移動通信終端市場預測(2022年)年)應用領域應用領域 終端數量終端數量(萬臺)(萬臺)產品單價產品單價(萬元)(萬元)市場容量市場容量(億元)(億元)森林防火 50 0.5 25 戶外探險 75 0.5 37.5 減災救災 45 0.5 22.5 總計 170 85 05010015020025030020182024圖:圖:2018-2024年我國應急通信市場規模(億元
85、)年我國應急通信市場規模(億元)3.1.5 覆蓋升級:空天陸海一體化網絡覆蓋升級:空天陸海一體化網絡 35 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:徐曉帆等陸??仗煲惑w化信息網絡發展研究,趙亞軍等6G移動通信網絡:愿景、挑戰與關鍵技術,海通證券研究所 圖:圖:空天陸海一體化信息網絡的物理架構空天陸海一體化信息網絡的物理架構 衛星通信是構建空天陸海一體化的關鍵拼圖衛星通信是構建空天陸海一體化的關鍵拼圖??仗礻懞R惑w化網絡是以地面網絡為基礎、以空間網絡為延伸,覆蓋太空、空中、陸地、海洋等自然空間,為天基(衛星通信網絡)、空基(飛機、熱氣球、無人機等通信網絡)、陸基(地面蜂窩網絡)、?;?/p>
86、海洋水下無線通信+近海沿岸無線網絡+遠洋船只/懸浮島嶼等構成的網絡)等各類用戶的活動提供信息保障的基礎設施。其目標是擴展通信覆蓋廣度和深度,即在傳統蜂窩網絡的基礎上分別與衛星通信(非陸地通信)和深海遠洋通信(水下通信)深度融合。從基本構成上,空天陸海一體化通信系統包括兩個子系統:陸地移動通信網絡與衛星通信網絡結合的天地一體化子系統,陸地移動通信網絡與深海遠洋通信網絡結合的深海遠洋(水下通信)通信子系統。我們認為,衛星通信作為天地一體化信息系統的重要組成部分,是我們認為,衛星通信作為天地一體化信息系統的重要組成部分,是構建空天陸海一體化的關鍵拼圖,助力實現空天陸海一體化藍圖構建空天陸海一體化的關
87、鍵拼圖,助力實現空天陸海一體化藍圖。圖:圖:天地一體化信息網絡架構天地一體化信息網絡架構 3.2.1 應用升級:主流旗艦手機支持衛星通信功能應用升級:主流旗艦手機支持衛星通信功能 手機作為消費型終端率先支持衛星通信功能,在此催化下,衛星通信滲透率有望快速提升。手機作為消費型終端率先支持衛星通信功能,在此催化下,衛星通信滲透率有望快速提升。華為Mate50系列支持北斗衛星通信,可在荒漠無人區等無地面網絡信號覆蓋的情景下,通過衛星通信發出求助信號,并基于位臵信息形成軌跡地圖;iPhone14系列在沒有蜂窩網絡和無線局域網信號時,可通過衛星發送SOS緊急聯絡并搭配“查找”App進行戶外定位。受限于衛
88、星通信自身物理特性和當前技術的局限性受限于衛星通信自身物理特性和當前技術的局限性,兩者目前只能支持部分衛星通信功能,而且使用地域、發送內容和對象都有限制。華為Mate50“可發,不能收”。iPhone14“可發,也可收”,但不能定向發給個人。我們我們認為,盡管短期以實現短報文或雙向延遲短信和應急語音為主,后續在技術升級及應用升級下有望拓寬應用范圍。認為,盡管短期以實現短報文或雙向延遲短信和應急語音為主,后續在技術升級及應用升級下有望拓寬應用范圍。時間時間 相關事件相關事件 22年7月30日 中國兵器工業集團聯合中國移動、中國電科以及國產手機廠商完成北斗短報文通信射頻基帶一體化芯片聯合研制,實現
89、了大眾智能手機衛星通信能力 22年8月16日 聯發科攜手羅德與施瓦茨公司完成5GNTN衛星手機實驗室連線測試,展示了支持5G智能手機硬件的衛星通信 22年8月25日 美國電信運營商T-Mobile和太空技術公司SpaceX宣布,將利用Starlink、SpaceX低軌衛星和T-Mobile無線網絡,為美國用戶提供網絡覆蓋服務 22年9月6日 華為發布Mate50及Mate50 pro,支持北斗衛星通信,可在荒漠無人區等無地面網絡信號覆蓋的情景下,通過衛星通信發出求助信號,并基于位臵信息形成軌跡地圖 22年9月8日 蘋果發布iPhone 14和iPhone 14 Plus,當沒有蜂窩網絡和無線局
90、域網信號時,可以給緊急服務發送短信,還可以使用“查找”App 來通過衛星與他人共享位臵。該服務采用低軌道衛星,由衛星服務供應商Globalstar(全球星)合作提供 23年1月6日 高通在CES2023上發布Snapdragon Satellite-全球首個基于衛星的、為旗艦智能手機提供雙向消息通信的解決方案,并宣布與銥星通信公司(Iridium)達成協議,為下一代智能手機提供基于衛星的連接。相關產品預計于23H2在部分地區推出 23年2月27日 在巴塞羅那開幕的世界移動通信大會(MWC)上,高通公司宣布,正與榮耀、Motorola、Nothing、OPPO、vivo和小米合作,支持廠商利用近
91、期發布的Snapdragon Satellite開發具備衛星通信功能的智能手機 圖:華為圖:華為Mate50和蘋果和蘋果iPhone14系列系列 華為華為Mate50系列支持北斗衛星消息系列支持北斗衛星消息 iPhone14搭載衛星通信功能搭載衛星通信功能 表:近期手機衛星通信事件表:近期手機衛星通信事件 資料來源:北斗衛星導航系統網站,聯發科官網,中國新聞網,SpaceX官網,華為官網,蘋果官網,高通中國微信公眾號,新華網,CNET,維科網,人民郵電報,海通證券研究所整理 36 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 3.2.2 應用升級:低軌衛星通信與應用升級:低軌衛星通信與5G網絡互補網
92、絡互補 37 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:解寧宇等低軌衛星與5G融合應用及關鍵技術,衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書援引NSR,海通證券研究所 圖:低軌衛星與圖:低軌衛星與5G網絡融合框架網絡融合框架 隨著5G技術標準制定完成和商用啟動,5G的先進技術和成熟的規模產業將對我國發展基于5G的低軌衛星通信產業大有裨益。衛星通信和衛星通信和5G的差異性,決定了其關系是互補而非替代的差異性,決定了其關系是互補而非替代。國際電信聯盟ITU定義了5G的三大場景:增強移動寬帶(eMBB)、大規模機器類通信(mMTC)、低時延高可靠(uRLLC)。其中,在增強移增強移動寬帶動寬
93、帶場景下,衛星通信的優勢在于向偏遠地區的住戶、空中的飛機乘客、海洋與大湖中船舶的船員和乘客、穿越荒漠的火車乘客、野外科考者等提供Wi-Fi接入或便攜衛星終端通信的服務;在大規模機器類通信大規模機器類通信場景下,針對沙漠與海洋等油井和天然氣井、貨運與交通長距離監測跟蹤等行業應用場景,低軌衛星具有全球覆蓋和成本比較優勢。我國在衛星通信與5G兼容的前期探索,將為未來的6G有機融合高中低軌衛星通信與地面移動通信發展打下堅實的基礎。圖:圖:5G衛星通信設備市場規模(分應用)衛星通信設備市場規模(分應用)3.2.2 應用升級:低軌衛星通信與應用升級:低軌衛星通信與5G網絡互補網絡互補 38 請務必閱讀正文
94、之后的信息披露和法律聲明 資料來源:Inigo del PortilloA technical comparison of three low earth orbit satellite constellation systems to provide global broadband,海通證券研究所 圖:三個系統的波束鏈路預算圖:三個系統的波束鏈路預算 衛星通信鏈路性能僅達衛星通信鏈路性能僅達3G水平,與水平,與5G尚存在一定差距。尚存在一定差距。對比三個系統(Telesat、OneWeb、SpaceX)的用戶下行鏈路性能,可以看出SpaceX 下行鏈路平均頻譜效率為2.7bit/s/HZ,
95、只達到3G水平,而5G的下行鏈路平均頻譜效率是10bit/s/HZ以上。低軌衛星通信與低軌衛星通信與5G的關系是互補而非替代的關系是互補而非替代。從通信系統角度分析低軌衛星通信的頻率與軌道資源、系統容量、建設和運維成本等,若其要服務全球網民還差距太大,與5G的關系只能是互補而非替代。圖:三個系統與圖:三個系統與5G網絡的對比結果總結網絡的對比結果總結 3.2.2 應用升級:構建技術標準體系,商用邁入新階段應用升級:構建技術標準體系,商用邁入新階段 39 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:中國信通院官方公眾號,海通證券研究所 圖:我國標準提出圖:我國標準提出5G衛星三大應用場景衛
96、星三大應用場景 圖:我國圖:我國5G衛星通信標準化推進進程衛星通信標準化推進進程 2022年年6月,月,3GPP RAN第第96次會議宣布,次會議宣布,5G R17標準凍結,全球標準凍結,全球5G商用隨之邁進新階段。商用隨之邁進新階段。5G R17引入了引入了NTN(non-terrestrial networks,非地面網絡)。NTN是基于新空口技術的終端與衛星直接通信技術,包括NTN-IoT(基于非陸地網絡的物聯終端接入)和NTN-NR(基于非陸地網絡的5G智能終端接入)。2023年2月,航天通信技術工作委員會航天通信系統工作組(TC12 WG1)第7次會議召開,以中國衛星網絡集團有限公司
97、為代表的五大運營商共同推進我國基于5G的衛星互聯網標準化研究。該標準項目預期完成基于5G的衛星互聯網總體技術規范,將以地面移動通信網絡技術標準、3GPP R17 NTN技術標準等為標準基線,形成包括核心網、承載網、接入網,以及操作維護系統等在內的總體技術規范。該標準的研究將推動移動終端直連衛星、物聯接入等重要場景的規模應用,切實指導衛星互聯網的建設和運營。全球多個廠家和運營商相繼宣布合作和測試計劃全球多個廠家和運營商相繼宣布合作和測試計劃。例如,22年7月,西班牙電信宣布與Sateliot合作,將5G LEO衛星連接與西班牙電信的3GPP標準化NB-IoT網絡Kite集成;22年8月,中國移動
98、研究院攜手產業伙伴共同發布全球首個運營商5G NTN技術外場驗證成果;22年8月,Omnispace宣布與菲律賓移動運營商Smart(PLDT子公司)合作,利用符合3GPP的5G NTN標準,探索Smart的5G網絡與Omnisspace的近地軌道衛星之間的互操作性;23年1月,中國電信衛星公司攜手中興通訊、紫光展銳等產業伙伴共同完成全球首次S頻段5G NTN 技術上星驗證。3.2.3 應用升級:衛星與地面移動通信融合實現應用升級:衛星與地面移動通信融合實現6G 40 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 資料來源:NTT DOCOMO,陳山枝關于低軌衛星通信的分析及我國的發展建議,海通證券
99、研究所 衛星通信是衛星通信是6G時代的重要角色。時代的重要角色。6G,即第六代移動通信技術。根據IMT2030(6G)工作組6G總體愿景與潛在關鍵技術白皮書,6G將在2030年實現商用,實現從萬物互聯到萬物智聯的躍遷。通過將衛星通信整合到6G移動通信,可實現全球無縫覆蓋。與前五代移動通信以地面通信為主不同,6G時代衛星網絡將承擔重要角色。中國信科集團副總經理陳山枝提出了6G出現的兩個標志:從需求的角度來看,6G要支持數字孿生、萬物互聯,特別是萬物互聯將涉及廣域覆蓋的問題。但目前全球現有的移動通信網絡僅覆蓋陸地20%、地球表面積6%,這是由技術經濟學決定的。因此,通過衛星通信與地面移動通信融合發
100、展,應用衛星對海洋、森林、沙漠、偏遠地通過衛星通信與地面移動通信融合發展,應用衛星對海洋、森林、沙漠、偏遠地區進行覆蓋,實現星地海融合的全球廣域覆蓋,這是區進行覆蓋,實現星地海融合的全球廣域覆蓋,這是6G的標志之一。的標志之一。我國已開始全面推進我國已開始全面推進6G發展。發展。2019年6月,IMT2030(6G)工作組由工信部推動成立。23年3月,工信部部長金壯龍在第十四屆全國人民代表大會第一次會議“部長通道”中表示,我國正在不斷總結5G發展經驗,組建IMT2030(6G)工作組,并已經開展工作。工信部將搭建“產學研用”工作機制,加強國際合作和交流,加大核心技術攻關,全面推進6G技術研發。
101、圖:圖:6G中中衛星與地面移動通信的全球泛在覆衛星與地面移動通信的全球泛在覆蓋蓋 圖:移動通信的演進圖:移動通信的演進 衛星物聯網,指各類信息感知設備通過衛星與互聯網連接起來的網絡。相較于傳統地面網絡,相較于傳統地面網絡,衛星衛星物聯網具有低物聯網具有低帶寬、低功耗、大數量級、廣覆蓋、低頻率、不受自然條件影響的優勢。相比衛星通訊,衛星物聯網對通信時延帶寬、低功耗、大數量級、廣覆蓋、低頻率、不受自然條件影響的優勢。相比衛星通訊,衛星物聯網對通信時延有較高的容忍度。有較高的容忍度。衛星物聯網可以對地面網絡不存在的地方提供服務。例如,對穿越太平洋的貨物集裝箱上配備的跟蹤設備,監控該集裝箱的唯一方法是
102、通過衛星。另外,衛星物聯網也適合于雖然存在地面基礎設施覆蓋,但必須跨越多個網絡的情況,比如卡車運輸等物流領域。衛星物聯網在智能制造、智能零售、智慧農業、智慧安防、智慧城市、智能家居、智慧醫療等場景都能發揮重大作用。衛星物聯網發展前景廣闊,市場規??捎^。衛星物聯網發展前景廣闊,市場規??捎^。根據Berg Insight數據,全球衛星物聯網用戶群2021年為390萬,預計 2026年達到2120萬,CAGR為40.3%。麥肯錫預測2025年衛星物聯網行業規??蛇_56008500億美元。只有約10%的地球表面可以使用地面連接服務,這為衛星物聯網留下了較大的機會。41 資料來源:丁曉進等低軌衛星物聯網
103、體系架構及關鍵技術研究,靳聰等低軌衛星物聯網體系架構分析,海通證券研究所 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 項目 地面物聯網 低軌衛星物聯網 覆蓋范圍 數公里級 全球覆蓋 服務終端 100 萬 傳輸體制 NB-IoT、LoRa 星地融合 技術方案 成熟 國外有成熟案例.國內正從技術驗證轉向工程實踐 系統穩定性 受天氣、地理條件約束,自然災害影響比較大 幾乎不受天氣、地理條件影響,可全天時全天候工作 應用場景 共享單車、智能家居、智慧城市等 物流監測、環境保護、水文監測、一帶一路 表:地面物聯網與低軌衛星物聯網分析比較表:地面物聯網與低軌衛星物聯網分析比較 圖:衛星物聯網系統架構圖:衛星物
104、聯網系統架構 3.3 衛星物聯網:天基物聯拉開新時代序幕衛星物聯網:天基物聯拉開新時代序幕 3.3 衛星物聯網:天基物聯拉開新時代序幕衛星物聯網:天基物聯拉開新時代序幕 42 資料來源:衛星物聯網產業協會衛星及應用產業發展白皮書援引NSR,IoT Business News,人民網,中國青年報,航天科工官網,央視網,新華網,歐科微官網,上海市人民政府官網,國電高科官網,天啟星座官方公眾號,中國電科官網,和德宇航官網,北京海淀百家號,海通證券研究所整理 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 圖:衛星物聯網各應用占比圖:衛星物聯網各應用占比 根據衛星及應用產業發展白皮書,衛星物聯網衛星物聯網市場
105、的增長取決于小衛星的發展市場的增長取決于小衛星的發展,相對較低的價格搶占市場占有率,更高的銷量則增加總體收入比例,也因此會改變相關行業的整體需求動態。運輸、貨運、能源和海上提供了市場基本盤,農業和建筑業將呈現顯著的增長。公司 國家 軌道 頻段 重點業務 Orbcomm 美國 LEO VHF 物流、資產跟蹤、能源 Globalstar 美國 LEO L、S 資產跟蹤 Iridium 美國 LEO L 資產跟蹤 Eutelsat 歐洲 LEO L 物流、海事 Inmarsat 英國 GEO L、S 海事 Thuraya 阿聯酋 GEO L 物流、海事 表:傳統衛星運營商物聯網系統及業務布局情況表:
106、傳統衛星運營商物聯網系統及業務布局情況 圖:衛星物聯網用戶數圖:衛星物聯網用戶數 計劃名稱 研制單位 衛星功能 部署數量(顆)部署計劃 行云工程 航天科工集團 天基物聯網 80(LEO)于2020年5月發射01、02顆星并完成階段性驗證;預計2023年完成構建由80顆低軌通信衛星組成的天基物聯網信息服務系統 九天微星星座 北京九天微星科 技發展有限公司 窄帶物聯網星座 72 預計2022年前完成部署,首批4顆衛星 翔云工程 上海歐科微航天科技有限公司 天基物聯探測 28(LEO)2018年發射了翔云星座首發星“嘉定一號”,2021年前計劃發射 28 顆 天啟星座 北京國電高科科技有限公司 低軌
107、窄帶衛星星座 38 截止2022年12月,已發射16顆衛星,預計2023年完成星座全部組網 天行者星座 北京和德宇航技術有限公司 AIS 船只、ADS-B 航班 數據監測 48 截止2022年12月,已發射9顆 表:我國衛星物聯網部署計劃(截止表:我國衛星物聯網部署計劃(截止2021年)年)風險提示風險提示 43 請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明請務必閱讀正文之后的信息披露和法律聲明 風險提示:風險提示:低軌衛星通信應用滲透不及預期,技術迭代風險,市場競爭超預期,宏觀經濟波動。分析師聲明分析師聲明 余偉民余偉民 本人具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格,以勤勉的職業態度,獨立、客
108、觀地出具本報告。本報告所采用的數據和信息均來自市場公開信息,本人不保證該等信息的準確性或完整性。分析邏輯基于作者的職業理解,清晰準確地反映了作者的研究觀點,結論不受任何第三方的授意或影響,特此聲明。通信研究團隊:通信研究團隊:通信行業首席分析師通信行業首席分析師 余偉民余偉民 SAC執業證書編號:執業證書編號:S0850517090006 電電 話:話:010-50949926 Email: 聯系人:徐卓聯系人:徐卓 Email: 分析師聲明和研究團隊分析師聲明和研究團隊 44 信息披露和法律聲明信息披露和法律聲明 投資評級說明投資評級說明 法律聲明法律聲明 本報告僅供海通證券股份有限公司(以
109、下簡稱“本公司”)的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為客戶。在任何情況下,本報告中的信息或所表述的意見并不構成對任何人的投資建議。在任何情況下,本公司不對任何人因使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷,本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期,本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。市場有風險,投資需謹慎。本報告所載的信息、材料及結論只提供特定客戶作參考,不構成投資建議,也沒有考慮到個別客戶特殊的投資目標、財務狀況或需要??蛻魬紤]本報告中的任何意見或建議是否符合其
110、特定狀況。在法律許可的情況下,海通證券及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券并進行交易,還可能為這些公司提供投資銀行服務或其他服務。本報告僅向特定客戶傳送,未經海通證券研究所書面授權,本研究報告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷貝、復印件或復制品,或再次分發給任何其他人,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。所有本報告中使用的商標、服務標記及標記均為本公司的商標、服務標記及標記。如欲引用或轉載本文內容,務必聯絡海通證券研究所并獲得許可,并需注明出處為海通證券研究所,且不得對本文進行有悖原意的引用和刪改。根據中國證監會核發的經營證券業務許可,海通證券股份有限公司的經營范圍
111、包括證券投資咨詢業務。1.投資評級的比較和評級標準:投資評級的比較和評級標準:以報告發布后的 6 個月內的市場表現為比較標準,報告發布日后 6 個月內的公司股價(或行業指數)的漲跌幅相對同期市場基準指數的漲跌幅;2.市場基準指數的比較標準:市場基準指數的比較標準:A 股市場以海通綜指為基準;香港市場以恒生指數為基準;美國市場以標普 500或納斯達克綜合指數為基準。類類 別別 評評 級級 說說 明明 股票投資評級 優于大市 預期個股相對基準指數漲幅在 10%以上;中性 預期個股相對基準指數漲幅介于-10%與 10%之間;弱于大市 預期個股相對基準指數漲幅低于-10%及以下;無評級 對于個股未來 6 個月市場表現與基準指數相比無明確觀點。行業投資評級行業投資評級 優于大市 預期行業整體回報高于基準指數整體水平 10%以上;中性 預期行業整體回報介于基準指數整體水平-10%與 10%之間;弱于大市 預期行業整體回報低于基準指數整體水平-10%以下。45