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低轨卫星:卫星互联网重要关键赛道,核心布局龙头梳理

作者:乐晴行业观察

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卫星通信是依靠卫星上的转发器作为中继,来反射或转发无线电信号的一种通信手段。据中国卫通的招股说明书所述,该系统的基石是人造通信卫星,其内的转发器充当了中继站的角色,借此反射或转发无线电信号,进而在两个或多个地球站之间建立起通信桥梁。

卫星互联网则是借助卫星通信技术来实现与互联网的连接。其主要涵盖了三种类型的卫星:地球同步轨道(GEO)卫星,与地球自转保持同步;中地球轨道(MEO)卫星,位于地球中部轨道上;以及低地球轨道(LEO)卫星,在距离地球表面较近的轨道上运行。

2023年卫星通信容量占比(%):

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《2022年卫星产业状况报告》预测,至2026年卫星通信行业的总理论容量有望达到219Tbit/s。其中,低地球轨道(LEO)卫星将占据主导地位,贡献91%的容量;中地球轨道(MEO)和地球同步轨道(GEO)卫星则分别占5%和4%。同时,预计可销售的总容量将达到113Tbit/s。

在各类卫星轨道中,低轨卫星因其传播延迟低、通信质量上乘以及制造成本相对较低等多重优势而脱颖而出,已成为当前卫星通信方案的主流选择,并被视为卫星互联网最理想的太空“移动基站”。

低轨卫星(LEO)的轨道高度通常位于500-2000km之间,由于其轨道较低,信号传播时延短、链路损耗小,因此对卫星和用户终端的要求也相对较低,这使得采用微型/小型卫星和手持用户终端成为可能。

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低轨卫星市场格局

当前,国际电信联盟(ITU)已确立了关于频轨资源的“同时申请、先申先得、先发先得”原则。鉴于此,各国正竞相争夺数量有限的低轨卫星频率和轨道资源。

据赛迪顾问在《“新基建”之中国卫星互联网产业发展白皮书》中的分析,地球近地轨道的容量上限约为6万颗卫星。

考虑到这一有限的容纳空间,各国正纷纷加速其卫星部署计划,以期在这场全球资源争夺战中占据有利地位。

截至2022年的数据显示,全球在轨卫星总数已达到6718颗。其中,美国以4511颗在轨卫星的数量稳居全球首位,而中国则以586颗在轨卫星位列其次。

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由于低轨道高度,每颗卫星的覆盖范围相对有限。因此,要构建全球性的卫星系统,就需要部署更多的卫星。许多国内外企业都提出了自己的方案,包括海外的铱星系统、Starlink、Oneweb,Telesat以及国内航天科工集团的虹云工程和行云工程、航天科技集团的鸿雁工程、中国电科的天地一体化信息网络等。

在全球低轨卫星互联网建设中,美国Starlink和欧洲OneWeb两大系统处于领先地位。同时,Starlink、OneWeb等系统也都在规划Q、V频段的星座布局。大陆的银河航天也已开始了Q/V频段低轨宽带的试验工作。

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Starlink星座的部署建设速度在全球范围内都是领先的,其服务已经覆盖了欧美澳等多个地区。自2019年5月成功发射第一批60颗StarlinkV0.9低轨卫星以来,SpaceX的Starlink建设进入了快速发展阶段。

目前,Starlink的服务已经覆盖欧洲、南北美洲以及澳洲的大部分地区。

在亚洲市场,Starlink也已成功打入印度、日本、菲律宾等国家,为64个地区和国家提供了卫星互联网服务,其全球服务网络正在逐步完善中。

全球卫星通信行业在轨通信卫星运营商竞争格局:

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资料来源:UCS Satellite Database

大陆在近地轨道卫星星座计划的布局上正加速前进,国有和民营企业紧密合作,展现出强大的发展势头。

大陆“GW”星座和“G60星链”星座已完成申报流程。凭借多年来积累的航天技术和迅速发展的航天产业链,这两大国内星座有望实现快速追赶全球领先水平的目标。

为了对大陆卫星互联网产业进行整体规划和集中管理,国资委在获得国务院批准后,于2021年4月28日成立了中国卫星网络集团有限公司(简称“中国星网”)。这一国家级战略举措有望解决卫星互联网建设中涉及的多个复杂问题,如卫星规模化生产、快速批量发射部署、巨型星座的运行管理等。这将加速大陆卫星网络的构建,促进卫星互联网产业链上下游的协同发展,并增强大陆在国际上的竞争力。

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中国星网的成立标志着在国家统筹协调下,国有队伍将与民营资本携手推动产业链的成熟。这也意味着中国卫星互联网建设有望进入加速实施阶段。

值得一提的是,大陆星网卫星发射基地位于海南文昌市东郊镇,该基地于2022年7月正式开工建设。目前,主体结构已完成封顶,预计年底前1号工位将竣工。首个卫星预计在2024年上半年发射升空,这标志着大陆发射星网卫星将迈入快速发展的新阶段。

中国主要卫星互联网星座部署计划:

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资料来源:华经产业研究院,东方财富

低轨卫星市场格局和龙头梳理

卫星通信产业链的上游主要包括卫星的制造、发射和控制系统;中游聚焦于卫星的运营和地面设备的制造;下游则涵盖了卫星的各种应用。

目前,全球低轨卫星正处于关键的组网阶段,因此产业链的价值主要集中在卫星的制造与发射,以及地面终端设备的制造领域。随着组网工作的不断推进,这些领域的价值和重要性也将进一步凸显。

低轨卫星产业链核心环节代表厂商梳理:

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资料来源:公开资料

结语

目前,以Starlink和Oneweb为代表的海外公司正在积极推动低轨卫星星座系统的发展。他们的设计制造理念和商业模式为整个卫星产业链带来了新的启示。过去,业界主要依赖地球静止轨道卫星和高通量卫星来满足覆盖和速率要求。现在的趋势是通过卫星星座来取代单颗大型卫星。这种做法不仅降低了对卫星重量和轨道高度的要求,而且小卫星的批量生产也使得卫星研发和制造成本不断下降。

随着卫星固定业务向高频段、大容量、数字化、宽带化、IP化方向发展,未来3到5年内,越来越多的国家计划发射大量低轨道通信卫星,以组建低轨通信星座,并配套相应的高轨道通信卫星。这一趋势预示着低轨卫星通信将进入一个新的发展高峰,为全球通信网络的构建和升级注入新的活力。

在政策层面,大陆已推出多项措施以支持卫星互联网产业的蓬勃发展。上海市人民政府发布的《上海市促进商业航天发展打造空间信息产业高地行动计划(2023—2025年)》明确提出,到2025年,要借助商业航天的跨越式发展,围绕卫星制造、运载发射、地面系统设备、空间信息应用和服务等关键环节,强化卫星通信、导航、遥感的一体化发展,推动空天地信息网络的一体化融合。#卫星互联网##卫星##卫星通信##科技##文章首发挑战赛#

此外,2023年12月的中央经济工作会议公报也明确指出,要打造包括生物制造、商业航天、低空经济等在内的若干战略性新兴产业,并开辟如量子、生命科学等未来产业的新赛道。同时,公报还强调要广泛应用数智技术、绿色技术,以加快传统产业的转型升级步伐。这些政策导向将为卫星通信及整个卫星互联网产业的发展提供了强有力的支持和指引。

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