通信行业专题报告_从频率维度看低轨宽带卫星网发展

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1、 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅请务必阅读正文之后的读正文之后的免责声明免责声明 渤海证券股份有限公司具备证券投资咨渤海证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格询业务资格 1 of 23 从频率维度从频率维度看低轨看低轨宽带卫星宽带卫星网网发展发展 通信行业专题报告通信行业专题报告 2020 年 4 月 3 日 投资要点 投资要点 低轨卫星移动通信系统将迎来爆发期低轨卫星移动通信系统将迎来爆发期 近年来 低轨卫星移动通信在技术突破和应用需求增强的促进下 形成了快 速发展的趋势 由于低轨道卫星重量轻 卫星数量大 覆盖范围广 研发迭 代周期短 成本低廉 便于组网 低轨卫星通信系统组成的

2、星座可以实现真 正的全球覆来保证无线通信系统的质量和高可靠性 同时多址 点波束 频 率复用等技术已经为低轨道卫星移动通信提供了技术保障 目前国外的星链 计划和OneWeb星座 国内的鸿雁星座和虹云星座都已经正式进入实施阶段 一旦完成部署 可满足全球宽带互联网用户的规模化接入需求 也可满足应 急通信 传感器数据采集以及工业物联网 无人化设备远程遥控等对信息交 互实时性要求较高的应用需求 从而构建以卫星通信为基础的太空互联网 频率资源将是低轨卫星竞争的关键因素之一频率资源将是低轨卫星竞争的关键因素之一 在航天领域 频段轨道资源是一种有限的自然资源 卫星公司需要采取申报 的方式向相关机构申请使用资格

3、 国际规则中的轨道资源主要以 先到先得 的方式分配 后申报方不能对先申报国家的卫星产生不利干扰 低轨卫星要 提供通信服务需要组网 低轨卫星星座由众多小卫星组成 当一部分卫星无 法工作时 公司可以发射新的卫星进行补网 不会将整个资源让给别家 所 以在低轨星座领域 资源的竞争更加激烈 未来发展的过程中 在频率资源 的使用方面 太空互联网的设计上将以更多的技术创新 开辟更多可用的资 源 这是比较有效的一种方式 国内低轨国内低轨卫星行业发展卫星行业发展演进演进加快加快 经过多年的发展 我国的通信卫星在承载能力 输出功率 使用寿命 灵活 性以及适应性等方面取得了显著的进步 我国卫星制造水平已达到国际先进

4、 水平 卫星制造水平的提升使得通信卫星运营商能够提供的通信容量不断增 大 单位服务成本不断降低 也降低了用户的使用成本 卫星应用范围将大 幅拓展 卫星通信的产业规模也将进一步扩大 由于空间频率资源有限 目 前主要使用的 C Ku 和 Ka 频段将无法满足不断增加的卫星通信需求 因此 业界也正在开发频率更高的 Q 频段和 V 频段 同时太赫兹频段也在加紧开发 中 可提供超大容量以及 10Gbps 以上的高速传输 多波束天线使用大量的 点波束实现广域范围覆盖 可用带宽被分为很多个子波段 从而在大量空间 独立的点波束之间可以实现每个子波段的复用 显著地增加了频谱利用率和 卫星通信容量 是发展低轨宽带

5、卫星通信系统的关键技术 作为我国优先发 展并能促进国民经济增长方式转变的基础性行业 通信行业的支柱作用以及 战略地位将使其长期保持稳定增长的发展态势 而通信低轨宽带卫星运营行 业亦将随着通信行业的发展获得更为广阔的市场空间 风险提示 风险提示 低轨卫星频率资源申请不及预期 国内卫星行业政策不及预期 行行 业业 研研 究究 证证 券券 研研 究究 报报 告告 专专 题题 报报 告告 专专题研究小组题研究小组 徐勇 SACNO S1150516060001 010 68104602 xuyong 子行业评级子行业评级 通信运营 中性 电信服务 看好 设备与服务 看好 通信通信行业专题行业专题报告报

6、告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 2 of 23 目 录 1 低轨卫星移动通信 4 1 1 低轨道卫星移动通信系统特点 4 1 2 低轨道宽带卫星已经初见成型 5 1 3 低轨道卫星移动通信系统产业生态 7 1 4 低轨道卫星物联网应用 8 2 频率资源对低轨宽带卫星的发展至关重要 10 2 1 太空互联网是低轨卫星系统的演进方向 11 2 2 从频率资源看太空互联网发展趋势 12 2 3 太空互联网产业链状况 13 2 4 卫星通信产业中的频率状况 14 3 低轨宽带卫星通信相关公司 15 3 1 卫星行业发展趋势 15 3 2 低轨卫星通信相关公司 16 3 2

7、 1 吉利布局卫星领域 16 3 2 2 银河航天 17 3 2 3 中国卫通 18 3 2 4 中国卫星 19 qVzVeVgYvZnNrMaQcM9PnPmMtRpPjMqQsOiNnNtQbRrQsOuOoOvNuOmQzQ 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 3 of 23 图 目 录 图图 1 1 低轨道卫星星座示意图 低轨道卫星星座示意图 4 图图 2 2 太空探索公司星链项目卫星 太空探索公司星链项目卫星 5 图图 3 3 OneWebOneWeb 卫星状况卫星状况 5 图图 4 4 鸿雁卫星星座通信系统 鸿雁卫星星座通信系

8、统 6 图图 5 5 OneWebOneWeb 构建的卫星通信生态构建的卫星通信生态 8 图图 6 6 O OneWeneWeb b 卫星制造工厂卫星制造工厂 8 图图 7 7 天启星座通信系统终端 天启星座通信系统终端 10 图图 8 8 吉利卫星概念图 吉利卫星概念图 16 图图 9 9 吉利卫星智能 吉利卫星智能 AITAIT 中中心心 16 图图 1010 银河一号银河一号 宽带通信卫星宽带通信卫星 17 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 4 of 23 1 低轨卫星移动通信低轨卫星移动通信 低轨道卫星通信系统由低轨道卫星和主控

9、站 关口地球站 移动地球站 车载站 船载站 机载站等 手持机以及无线电定位终端等组成 低轨道卫星星座是指十 几颗至几十颗低轨道运行的小型卫星 绕地球在经度上距离相等的若干个轨道面 旋转 作为移动通信中继站 对地面形成无线蜂窝覆盖 把整个地球表面都覆盖 在内 可提供电话 传真 数据 寻呼及无线电定位等业务 图图 1 1 低轨道卫星星座示意图低轨道卫星星座示意图 资料来源 互联网 渤海证券 1 1 低轨道卫星移动通信系统特点低轨道卫星移动通信系统特点 低轨道卫星一般距地面约 1000km 空间传输损耗较小 卫星形成的覆盖小区在 地球表面很快移动 绕地球一周约需 2 小时 在低轨道上运行的卫星 距地

10、面的 高度是变化的 每颗卫星的覆盖面积也在改变 所以在切换和覆盖需要进行调整 由于低轨道卫星一般只有几百公斤重 研发迭代周期短 成本低廉 卫星用小型 火箭就能发射 这也为及时更换有故障的卫星提供了便利 对保证通信系统的质 量和高可靠性有利 低轨道卫星通信的优点在于 一方面卫星的轨道高度低 使 得传输延时短 路径损耗小 卫星数量大 覆盖范围广 组成的星座可以实现真 正的全球覆盖 频率复用更有效 小卫星多采用 Ka Ku 频段 系统容量大 如 OneWeb 公司的单星容量 5 8Gbps 系统总容量超 71Tbps 另一方面蜂窝通信 多址 点波束 频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障

11、 聚焦 宽带移动互联网服务 接收终端小型化 智能化 可以有效的降低成本 快速实 现普及 所以低轨道卫星系统也是未来 6G 通信的建立的重要技术基础 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 5 of 23 1 2 低轨道低轨道宽带宽带卫星卫星已经已经初见成型初见成型 低轨卫星通信系统在上世纪末已经有了铱星 全球星等语音卫星通信系统实例 同期还有多个中低轨道通信系统的计划构想 如微软的 Teledesic 星座构想 欧 洲的 天桥 星座构想 但由于铱星设想中的高收入群体市场并不存在 高定价 策略使之失败 因此后期大部分星座设想还停留带构想阶段 并

12、没有实施 二十 年后 随着对卫星通信架构 频率分配 接入方式 干扰 信号衰减 资费等方 面的研究深入 同期的应用需求也逐步培养起来 新一代的低轨道宽带卫星系统 已经正式开始启动建设 当前的低轨宽带星座把自己的市场定位明确地界定在普 通消费群体上 低成本小卫星技术和新型火箭发展带来的发射价格的降低 为这 一市场定位提供了有力的支撑 这意味着卫星宽带服务的价格 可以降低到普通 消费者承受范围之内 目前大规模 500 颗以上在轨卫星的星座 全球低轨道星 座建设中 有 Oneweb 星链 波音星座 三星星座 其余低轨通信星座计划的 规模均不超过 300 颗 在当前低轨道卫星通信系统中 美国的太空探索技

13、术公司推出的 StarLink 星链计 划 计划发射 42000 颗高中低轨卫星实现全球组网 并计划在 2020 年前发射 12000 颗 配套建设 100 万个接入型地面站和 6 个卫星网关站 其中第一阶段将 有 4425 颗卫星被发射到距地面 1110km 至 1325km 低轨道 形成对全球的无线 网络信号覆盖 而剩余的 7518 颗卫星将发送到距地面 335km 至 346km 的低轨 这部分卫星主要用来为人口稠密地区提供足够的带宽和保证数据传输的低延时 目前 太空探索技术公司已经完成 3 批次的 一箭 60 星 发射 图图 2 2 太空探索公司星链项目卫星太空探索公司星链项目卫星 图

14、图 3 3 OneWebOneWeb 卫星卫星状况状况 资料来源 互联网 渤海证券 资料来源 oneweb公司 渤海证券 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 6 of 23 此外 法国阿尔卡特公司在本世纪初提出的 天桥 星座受到铱星破产的影响而 停滞 不过系统设计和频率申请工作已经完成 OneWeb 公司收购了这部分资产 重启 天桥 的星座建设 其中主要包括大规模星座 采用 Ku 频段来兼容现有 卫星通信终端等等 这个唯一有机会与 SpaceX 在近地轨道宽带卫星领域进行竞 争的 OneWeb 目前已经陷入资金困境 宣布破产 目前 One

15、Web 已经发射升空 74 颗卫星 这些卫星虽然还未完成最终的组网应用 但也是该公司最具价值的资 产之一 同时 OneWeb 发射的卫星已经占据了一部分轨道资源 拥有了国际电 信联盟 ITU 正式授权的部分 Ku 频段资源 这是有价值的资产 此外 OneWeb 的 市场主要为星座互联网 想要覆盖目前全球难以接入互联网服务的地区 截至 2019 年底 商业业务拥有 116 5 万个可计费用户 其中物联网数据用户为 80 2 万个 占比达 68 84 物联网数据营收在 2019 年达到约 9644 万美元 可为客 户提供运输 重型设备 自然资源等领域的物联网服务 图图 4 4 鸿雁卫星星座通信系统

16、鸿雁卫星星座通信系统 资料来源 互联网 渤海证券 国内方面 低轨卫星移动通信与空间互联网系统主要有中国航天科技集团推出的 鸿雁星座 这是由中国航天科技集团联合中国电信 中国电子 中国国新等企业 组成的东方红卫星移动通信有限公司实现运营的 是我国投资规模最大的国家级 商业航天项目 主要依托东方红卫星移动通信有限公司开展建设和运营 鸿雁星 座 一期预计投资 200 亿元 在 2022 年建成由 60 颗卫星组成的通信网络 二 期计划到 2025 年部署 320 颗卫星 构建 海 陆 空 天 一体的卫星移动通信 与空间互联网接入系统 实现全球任意地点的互联网接入 提供面向全球的各类 移动通信服务 目前 鸿雁星座 首颗试验卫星 重庆号 已于 2018 年底成功 发射 并计划在明年 7 月再发射两颗试验卫星 对空间互联网系统关键技术进行 通信通信行业专题行业专题报告报告 请务必阅读正文之后的免责声明请务必阅读正文之后的免责声明 7 of 23 在轨验证 对移动通信 宽带互联网 物联网 导航增强等功能进行示范验证 对商业模式展开积极探索 同时航天科工集团也开始实施虹云星座 在 1000 公里高度计