华泰:卫星互联网深度报告(附报告)

华泰:卫星互联网深度报告

 

报告目录:

低轨卫星风起,产业链迎重大机遇
卫星通信系统概览
商用通信卫星发射拉动卫星制造和发射产业收入快速增长
低轨卫星星座建设正拉开卫星互联时代大幕
Starlink:计划发射1.2 万颗卫星,2021 年提供全球服务
Oneweb:计划发射2648 颗卫星,2021 年提供全球服务
国内低轨卫星星座建设处于起步期
Oneweb 破产不改行业前景
中长期战略看好低轨卫星星座系统
轨道频率资源为重要战略资源,必须先发制人
低轨卫星弥合全球数字鸿沟
技术升级及开放的资本市场助力产业链做大做强
卫星通信或是6G 核心技术之一
卫星互联未来应用场景广阔
2022 年全球低轨卫星互联服务市场约1100-2000 亿美元
航空互联网尚处蓝海,市场待开发
低轨卫星车联网具有相对优势
低轨卫星可作为基站回传解决方案
低轨卫星物联网具有广阔空间
低轨卫星时代已来,掘金产业链新机遇 

 

报告要点:

卫星互联已来,产业链掘金新机遇
低轨卫星星座系统具备高稳定性、低时延、不依赖地面基础设施、轻量化终端以及全球覆盖等优点。随着Starlink 与OneWeb 均计划于2021 年左右提供全球服务,低轨卫星产业将迎来重大发展机遇。鉴于轨道频谱战略重要性以及低轨卫星相对技术优势,我们中长期战略看好低轨卫星产业。目前,国内低轨卫星产业处于起步期,随着卫星互联网被纳入新基建范畴,未来技术升级以及商业模式的创新都将刺激更多的资本投入低轨卫星这个领域,建议投资者关注产业链投资机遇。
低轨卫星风起,产业链迎重大机遇
海外以Starlink 和Oneweb 为代表的公司正大力发展低轨卫星星座,两家公司均计划于21 年实现覆盖全球的低轨卫星互联网。国内方面,以航天科工、航天科技、中国电科等主导的低轨卫星星座计划尚处于起步阶段。我们认为,海外低轨卫星的设计制造理念以及商业模式给了国内产业链很多启发,将有效促进产业发展,同时Oneweb 破产的消息不改行业发展趋势。
中长期战略看好低轨卫星星座系统
我们中长期看好低轨卫星星座系统,主要原因有:卫星轨道频率资源十分有限,抢夺轨道频率资源对于国家具有重要战略意义。全球仍有超过50%的人口未接入互联网,低轨卫星星座能实现全球互联网覆盖,有效弥合数字鸿沟。越来越多的民营资本拥抱商业航天,Starlink 和OneWeb 的成功极大地推动了卫星发射和制造成本的降低。技术方面,元器件和架构的升级有效缩短卫星制造和迭代周期,助力高效能小型卫星的批产。3GPP 或将卫星通信技术纳入5G 标准,长期来看卫星通信或是6G 核心技术之一。
卫星互联未来应用场景广阔
从业务属性来看,卫星电视直播和卫星音频业务为单向传输,且对时延敏感性较低,低轨卫星在这两块业务比较优势较小。而宽带、固定和移动通信都是双向通信业务,低轨卫星的高通量及低时延特性在这三个业务具有突出优势。展望未来,低轨卫星通信具备广泛应用场景,典型应用场景包括低轨卫星互联网、航天互联网、车联网、基站回传以及天基物联网等。我们认为,2022 年全球低轨卫星互联服务市场规模约1100-2000 亿美元。

 

内容精选:

低轨卫星风起,产业链迎重大机遇
卫星通信系统概览
卫星通信是利用卫星转发器作为中继反射或转发无线电信号的通信方式。根据中国卫通招股说明书,卫星通信系统是以人造通信卫星作为核心基础设施,利用卫星中的转发器作为中继站,通过反射或转发无线电信号,实现两个或多个地球站之间的通信。卫星通信系统的核心是卫星空间段,主要包括空间轨道中运行的通信卫星,以及对卫星进行跟踪、遥测及指令的地面测控和监测系统。卫星地面段以用户主站为主体,包括用户终端、用户终端与用户主站连接的“陆地链路”以及用户主站与“陆地链路”相匹配的接口。卫星通信具有抗毁性强、覆盖范围广、通信距离远、部署快速灵活、通信频带宽、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制等优点,可以实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖。

图表1: 低轨卫星通信系统基本组成

图表2: LEO 相比MEO 和GEO 有更低的时延

图表3: 全球卫星按用途分类入轨数量

商用通信卫星发射拉动卫星制造和发射产业收入快速增长
2014-2018 年全球卫星产业复合增速为3.0%。根据美国卫星产业协会(SIA)发布的《2019年卫星产业状况报告》(以下简称《卫星报告》),2018 年全球航天经济产业总收入为3600亿美元,其中卫星相关产业总收入为2774 亿美元(YoY+3%),占全球航天经济产业收入比为77%;相比地面基站通信,卫星通信使用门槛较高,整体卫星产业增速处于缓慢增长期,2014-2018 年全球卫星产业复合增速为3.0%。

图表5: 2018 年全球航天、卫星产业收入情况图表

低轨卫星星座建设正拉开卫星互联时代大幕
低轨道卫星星座系统是指多个低轨卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统,
其中卫星的分布称之为卫星星座。其主要优点是:1)高稳定性,局部的自然灾害和突发事件几乎不影响系统正常运行;2)低时延,地星单项传播时间是1.5ms,地-星-地时间约15-50ms;3)不依赖地面基础设施,可以实现低成本轻量化终端;4)全球覆盖,通信不受地域限制,并能将物联网拓展到远海和填空。

图表10: 低轨卫星星座的成功使得卫星产业链成本不断降低

Starlink:计划发射1.2 万颗卫星,2021 年提供全球服务
Starlink 是Elon Musk(马斯克)旗下的美国SpaceX 公司2015 年公布的“星链”星座计划,“星链”星座的卫星研制与生产、卫星发射、卫星运营等均由该公司一力承担。公司计划通过Starlink 为全球用户提供高速、快捷的网络通信。根据SpaceX 官网信息,美国时间6 月3 日,SpaceX 顺利执行了第八批次的Starlink 发射计划,将60 枚卫星送入低轨地道。目前,该星座已有482 颗卫星在轨道运行。

国内低轨卫星星座建设处于起步期
海外商用计划推动了低轨卫星产业链的发展,国内已开始发射试验卫星。Starlink 与Oneweb 今年分别计划入轨1440 与360 颗互联网卫星,2021 年开始正式商用运营。Oneweb 公司于2 月7 日发射34 颗低轨卫星,这是该公司今年首次发射低轨卫星。SpaceX于6 月3 日再次发射60 颗Starlink 低轨卫星。国内方面,1 月16 日,银河航天首发星搭载快舟一号甲运载火箭发射成功,成为中国首颗通信能力达10Gbps 的低轨宽带通信卫星。由中国航天科工集团主导的虹云工程、行云工程以及中国航天科技集团主导的鸿雁工程此前均已发射首颗试验星,目前行云工程已于2020 年5 月成功发射2 颗低轨卫星,虹云工程计划于2020 年左右发射4 颗低轨卫星。

图表18: 2020 年国内外低轨卫星入轨统计(截止2020 年6 月10 日)

图表19: “虹云”卫星通信系统示意图

中长期战略看好低轨卫星星座系统
轨道频率资源为重要战略资源,必须先发制人
轨道频率资源是空间互联网建设的先决条件。国际上卫星通信系统可以使用的频段包括甚高频(VHF)、特高频(UHF)、超高频(SHF)和极高频(EHF)。受限于无线通行特性、技术与设备等方面限制,目前低轨卫星主要包括UHF 频段、L 片段、C 频段、X 频段、Ku 频段、Ka 频段。其中低于2.5GHz 的L 和S 频段主要用于卫星移动通信、卫星无线电测定、卫星测控链路等应用;C 和Ku 频段主要用于卫星固定业务通信且已近饱和,Ka 频
段正在被大量投入使用。

图表25: 2015 年全球超过一半的人口未接入互联网

图表30: 低轨卫星通信系统基本组成

卫星互联未来应用场景广阔
低轨卫星通信具备广泛应用场景。根据OneWeb 已公布的应用领域,未来低轨卫星将应用于物联网、学校与医院、社区中心、偏远地区、油田开采、航空通信、交通运输、应急通信、紧急事件、车联网、高速公路、信令分流等诸多领域。

 

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