2022年我国卫星互联网步入发展快车道.pdf
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1、证券研究报告行业+公司首次覆盖通信 东吴证券研究所东吴证券研究所 1/26 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 通信行业+公司首次覆盖 政策助推、产业驱动,政策助推、产业驱动,我国我国卫星互联网卫星互联网步入步入发展快车道发展快车道 2022 年年 05 月月 23 日日 证券分析师证券分析师 侯宾侯宾 执业证书:S0600518070001 021-60199793 研究助理研究助理 姚久花姚久花 执业证书:S0600119100003 行业走势行业走势 相关研究相关研究 通信 Q1 业绩维持高增长,估值仍处低位,持续关注物/车联网及模组及网络设备等细分赛道投资
2、机会 2022-05-20 做强做优做大数字经济,持续看好数字经济新基建 2022-05-18 通信板块基金持仓分析:一季度末基金持仓市值增长,关注智能汽车、国资云和数字经济基础设施等板块 2022-05-10 增持(维持)投资要点投资要点 卫星互联网战略地位凸显,卫星互联网战略地位凸显,各国各国加快加快战略战略部署部署:卫星互联网通过大量低轨通信卫星组成的通讯网络,可以实现全球通信无缝覆盖,弥补现有地面互联网网络的覆盖盲点。由于中高轨道提供的通信能力有限,仅能提供基本语音和低容量的数据业务,主要作为地面通信的补充和延伸,同时轨道和频段是不可再生的战略资源,各国在低轨卫星竞争趋于白热化,随着全
3、球低轨卫星发射数量逐渐增加,空间轨道和频段作为能够满足通信卫星正常运行的先决条件,已经成为各国卫星企业争相抢占的重点资源,中国、美国、欧洲、俄罗斯、日本等加快推进低轨星座计划。星网公司助推星网公司助推国内卫星互联网进入发展快车道,空天地一体化网络国内卫星互联网进入发展快车道,空天地一体化网络建设建设助推卫星互联网建设:助推卫星互联网建设:中国星网的成立,将加速整合航天、通信、信息等产业优质资源推动中国卫星互联网建设,促进中国航天产业结构性升级,引领新一轮产业变革;同时政策频出强调要集中力量加速建成覆盖全球的空天地一体化信息网络,并且也明确指出加快高轨和低轨宽带卫星研发和部署,积极开展卫星空间组
4、网示范,构建覆盖全球的天基信息网络。同时国家发改委首次将卫星互联网和 5G、工业互联网等一起列入信息基础设施,明确建设卫星互联网在新一代信息技术演进上的重大战略意义。因此,我们认为,随着政策推进,星网公司加快资源整合,将带动我国卫星互联网步入发展快车道。卫星互联网应用不断深入,带动市场需求稳步提升卫星互联网应用不断深入,带动市场需求稳步提升:国家已出台多项政策措施鼓励推动卫星在各行业的规模化应用、商业化服务及国际化拓展,行业面临很好发展机遇。首先卫星通信应用落地早,规模大,据统计 2020 年我国卫星通信市场规模约为 723 亿元。其次卫星导航方面,高精度是中国北斗的特色服务,受到大气误差、卫
5、星钟差等影响,因此随着北斗应用逐步深化,也将带动国内导航市场快速发展;最后卫星遥感产业的市场潜力可期,商业遥感蓄势待发,住建、环保等领域是增值服务应用较多的细分市场,预计到 2025 年将达到 279 亿美元,全球卫星遥感应用市场规模快速增长。投资建议:投资建议:我们持续看好卫星互联网产业大发展带动各产业链环节需求稳步提升,重点推荐标的海格通信、万通发展;海格通信综合实力卓越,技术、产品等领先优势显著,抢抓行业先机,万通发展战略转型,城市更新以及数字经济业务带动整体业绩稳步向上。风险提示:风险提示:政策支持力度不及预期;卫星互联网产业进度不及预期;北斗应用推进进度不及预期。-27%-23%-1
6、9%-15%-11%-7%-3%1%5%9%13%17%2021/5/242021/9/212022/1/192022/5/19通信沪深300 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 2/26 内容目录内容目录 1.卫星通信互联网卫星通信互联网.4 1.1.卫星通信互联网简介.4 1.2.卫星系统的发展历程.6 2.卫星互联网产业链卫星互联网产业链.11 2.1.空间段:产业竞争封闭,一体化是趋势.11 2.2.地面段:战略重要性逐步提升.14 2.3.用户段:应用前景广阔,市场规模增长迅速.15 3.卫星互联网战略地
7、位凸显,各国加快布局节奏卫星互联网战略地位凸显,各国加快布局节奏.16 3.1.为什么加快低轨卫星互联网布局?.16 3.1.1.中高轨卫星通信能力有限.16 3.1.2.低轨道和频段资源有限.17 3.2.当前处于人造卫星密集发射前夕.17 3.2.1.低轨宽带卫星加速部署,国外玩家持续发力.18 3.2.2.国内政策助力,多个星座规划加快部署.19 3.3.如何看待国内后续卫星互联网发展.21 3.3.1.中国卫星网络集团正式成立,我国卫星通信发展将进入发展快车道.21 3.3.2.空天地一体化网络建设要求加快卫星互联网建设.21 4.卫星互联网大发展,市场前景广阔卫星互联网大发展,市场前
8、景广阔.22 5.投资建议投资建议.25 5.1.海格通信.25 5.2.万通发展.26 6.风险提示风险提示.26 rQpRtOpMqOsQmOsOtQnQmO7NaO7NpNmMtRnPkPmMnQlOpNqM9PqRqONZsPxPvPtPqN 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 3/26 图表目录图表目录 图 1:从北斗系列卫星看 MEO/GEO/IGSO.5 图 2:卫星互联网的发展阶段.6 图 3:铱星二代星座三维构型示意图(66 颗工作星).9 图 4:基于“鸿雁”星座的全球导航增强系统原理框图.10
9、 图 5:卫星互联网产业链.11 图 6:卫星制造产业链环节.12 图 7:卫星成本占比.12 图 8:卫星生产测试产业链.13 图 9:各国火箭发射成本.14 图 10:地面设备产业细分系统.15 图 11:全球市场卫星通讯终端市场规模,2016 VS 2021 VS 2027(百万美元).15 图 12:2029 年全球近地轨道卫星布局占比.17 图 13:国内关于卫星互联网的政策.19 图 14:“重庆号”发射现场.20 图 15:鸿雁星座首课试验卫星“重庆号”.20 图 16:空天地一体化通信网络.21 图 17:地面网络与非地面网络的优势.22 图 18:2013-2019 年全球卫
10、星产业收入规模及增速.22 图 19:2019 年全球卫星产业细分市场收入占比(产业链环节角度).23 图 20:2019 年全球卫星产业细分市场收入占比(应用角度).23 图 21:中国卫星通信行业市场规模.24 图 22:中国国内高精度市场产值.24 图 23:全球卫星遥感市场规模(亿美元).25 表 1:卫星通信系统分类.4 表 2:GEO 卫星与 LEO 卫星的对比.5 表 3:主要代表星座.7 表 4:Starlink 三阶段部署.9 表 5:固体火箭和液体火箭的对比.13 表 6:国外玩家主要星座规划.18 表 7:国内星座规划(统计时间截止 2021 年年末).20 表 8:行云
11、工程的三个阶段.20 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 4/26 1.卫星卫星通信通信互联网互联网 1.1.卫星通信互联网简介卫星通信互联网简介 卫星互联网是指多次是指多次发射数百颗乃至上千颗小型卫星,组成卫星星座,以这些卫星发射数百颗乃至上千颗小型卫星,组成卫星星座,以这些卫星作为“空中基站”,从而达到与地面移动通信类似的效果,实现太空互联网作为“空中基站”,从而达到与地面移动通信类似的效果,实现太空互联网,本质就是本质就是传统航天和通信领域的技术拓展融合传统航天和通信领域的技术拓展融合。按照工作轨道划分,可以
12、分为低轨道卫星通信系统(LEO)、中轨道卫星系统(MEO)、地球同步轨道(地球静止轨道卫星系统(GEO/高轨道卫星系统)、太阳同步轨道卫星系统(SSO)、倾斜地球同步轨道卫星系统(IGSO)以及倾斜同步转移轨道(GTO)。表表1:卫星通信系统分类卫星通信系统分类 卫星轨道类型 轨道高度 卫星用途 LEO(低地球轨道)300-2000km 对地观测、测地、通信等 MEO(中地球轨道)2000-35786km 个人通信、导航 地球同步轨道 GEO(地球静止轨道)35786km 通信、导航、气象观测 SSO(太阳同步轨道)高度小于 6000km 观测等 IGSO(倾斜地球同步轨道)35786km 导
13、航、气象监测等 GTO(地球同步转移轨道)近地点在 1000 公里以下、远地点为地球同步轨道高度(约 36000 公里)数据来源:赛迪顾问、通信人在线,东吴证券研究所 LEO(低地球轨道):单星覆盖面较小,但是传输时延低、链路损耗小,因此当前多用于对地观测、测地以及新的通信卫星系统。MEO(中地轨卫星):主要有 Odyssey(奥德赛)、MAGSS-14、以及北斗定位系统部分卫星等,MEO 兼具兼具 GEO 以及以及 LEO 的优点,可实现全球覆盖和更有效额频率复的优点,可实现全球覆盖和更有效额频率复用,但是需要大量部署,组网技术和控制切换等比较复杂用,但是需要大量部署,组网技术和控制切换等比
14、较复杂。地球同步轨道卫星:卫星的运行方与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等,在地球同步轨道上布设在地球同步轨道上布设 3 颗通颗通讯卫星,即可实现除两极外的全球通讯讯卫星,即可实现除两极外的全球通讯。其中,。其中,GEO 与卫星轨道面的倾角为零度,与卫星轨道面的倾角为零度,IGSO的倾角不为零,轨迹是一个跨南北半球的“的倾角不为零,轨迹是一个跨南北半球的“8”字,”字,SSO 的轨道平面始终和太阳保持相的轨道平面始终和太阳保持相对固定的取向,轨道倾角接近对固定的取向,轨道倾角接近 90 度。度。SSO 和 IGSO 从地球上看是移动的,但却
15、每天可以经过特定的地区,因此,通常用于科研、气象或军事情报的搜集,以及两极地区和高纬度地区的通信。请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 5/26 图图1:从北斗系列卫星看从北斗系列卫星看 MEO/GEO/IGSO 数据来源:甲子光年公众号,东吴证券研究所 GTO(地球同步转移轨道)为霍曼转移轨道之一,经加速之后可达到 GEO,轨道倾角与发射场纬度相同的同步转移轨道。有时候,狭义的 GTO 就是指标准 GTO,这条轨道也最省火箭燃料。表表2:GEO 卫星与卫星与 LEO 卫星的对比卫星的对比 卫星轨道类型卫星轨道类型
16、GEOGEO 卫星卫星 LEOLEO 卫星卫星 覆盖能力 单星覆盖范围大,但存在两极覆盖盲区,特定地形通信困难 单星覆盖范围极小,多星组网可实现全球覆盖,保证复杂地形区域通信不间断 系统容量 单星容量较高 单星容量小,系统容量高 传输时延 较长,传播时延约 270ms 较短,3000km 高度计算,时延约 20ms,跨两星间时延为 6.7ms 终端特点 地面终端简单,技术能力较为成熟,已经实现高集成化,达到消费级价格 固定类终端需要配置伺服跟踪系统,同时需要配置抛物面形式的双天线或配置相控阵天线,生产制造成本较高 成本分析 系统建设可分步实施,制造成本较低,但通信成本高 一箭多星,前期制造费用
17、较高,但单位带宽成本优势明显 链路能力 空间链路损耗较高 低轨卫星上行链路能力较高轨 GEO 卫星提升 10 倍以上 卫星寿命 较长,15 年左右 受电池及星上器件制约,寿命较短,约为 5-10 年 轨道频率资源 协调难度小,已有完善、成熟的机制可以遵守 频率协调难度大,同时需要考虑地权问题 数据来源:通信人在线、艾瑞咨询,东吴证券研究所整理 高轨道卫星通信成熟,高通量高轨道卫星通信成熟,高通量是技术发展的重要趋势是技术发展的重要趋势:高通量卫星(HTS)也称高 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 6/26 吞吐量
18、通信卫星,是相对于使用相同频率资源的传统通信卫星可提供高出数倍甚至数十倍的容量,主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等。一颗 HTS 卫星的总容量超过 100Gbit/s,但卫星建造、火箭发射、发射保险的费用与传统卫星持平,每 Gbit/s的投资已经降到 400 万美元500 万美元(1 美元=6.69 元人民币,2022 年 5 月 22 日),仅是一颗传统固定卫星业务(FSS)的 1/50。自 20 世纪 90 年代,微小卫星技术迅猛发展,性价比提升,通信与导航卫星在低轨(LEO)的应用和潜能逐步被发掘。卫星互联网通过大量低轨通信卫星组成的通讯网络,实现全球通信无缝覆盖,弥补现有
19、地面互联网网络的覆盖盲点,解决边远、分散地区以及空中、海上用户的联网需求。1.2.卫星系统的发展历程卫星系统的发展历程 卫星互联网主要分为三个发展阶段,第一阶段(20 世纪 80 年代-2000 年)、第二阶段(2000-2014 年)、第三阶段(2014 年-至今)。图图2:卫星互联网的发展阶段卫星互联网的发展阶段 数据来源:赛迪顾问,东吴证券研究所 第一阶段(第一阶段(20 世纪世纪 80 年代年代-2000 年),与地面通信网络正面竞争阶段年),与地面通信网络正面竞争阶段:低轨卫星通信星座主要分为三类,大型 LEO 卫星移动电话系统、中小型 LEO 卫星移动数据传输系统、宽带多媒体通信系
20、统(Ka 波段)。其中小 LEO 系统是非语音非静止轨道卫星,在轨道高度较宽的范围内提供低速业务,大 LEO 系统主要提供语音、传真、数据和寻呼业务以及低速业务。当时的主要代表星座有轨道通、铱星、全球星、泰利迪斯、天桥系统等。请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 7/26 表表3:主要代表星座主要代表星座 星座 主要历史 构成 轨道通(轨道通(ORBCOMMORBCOMM)1995 年开始发射试验卫星,1998 年底开始提供全球服务。设计为 47 颗卫星(包括 6 颗备用卫星)分布在 7 个轨道面的全球覆盖的星座系统
21、。铱星星座(铱星星座(IridiumIridium)1990 年对外发布,1996 年开始部署,1999 年宣布破产,2001 年完成重组 由 48 颗工作卫星和 12 颗备用卫星组成 全球星系统(全球星系统(GlobalstarGlobalstar)1998 年开始规模发射,2000 年 1 月正式使用,2022 年申请破产保护。由 48 颗低轨卫星分布于 8 个非极地轨道平面,轨道高度为 1400km 泰利迪斯(泰利迪斯(TeledesicTeledesic)1990 年创立,2002 年 10 月 1 日停止造星工作 288 颗在轨卫星 天桥系统(天桥系统(SkybridgeSkybri
22、dge)64 颗 LEO 卫星组成,共有 8 条轨道,每条轨道 8 颗卫星,后续拟增加 16 颗。数据来源:海创智图、36 氪、卫客在线、百度等,东吴证券研究所 1、轨道通(轨道通(ORBCOMM)ORBCOMM 是在全球范围内提供双向、窄带的数据传送、数据通信以及定位业务的卫星通信系统,主要分布在 7 个轨道面(A/B/C/D/E/F/G),其中 A-D 轨道倾角为45,高度 800km;E 为赤道轨道,高度 975km,F、G 轨道倾角分别为 70和 108,高度 820km。ORBCOMM 每颗卫星不足 50kg,是典型的低成本微小卫星。2、铱星星座(、铱星星座(Iridium)铱星是美
23、国摩托罗拉 1987 年提出的利用低轨道星座实现全球个人卫星移动通信系统的系统,1990 年对外发布,1996 年开始部署,1999 年宣布破产,2001 年完成重组。区别于其他卫星通信系统,铱星是卫星之间有星间通信链路,不依赖地面转接为地铱星是卫星之间有星间通信链路,不依赖地面转接为地球上任意位置的终端提供连接球上任意位置的终端提供连接,同时轨道低、传输速度快、损耗小。,同时轨道低、传输速度快、损耗小。是全球第一个提供无缝实时语音通信、在卫星上用相控阵天线、单星四向星间通信卫星系统。但是铱星系统仍然存在一定的缺陷,建筑物内无法接受信号、铱星电话过于笨重(摩托罗拉双模式手机约 454g,京瓷铱
24、星单/双模式均 400g)、使用需要经过一定的培训;同时相对于地面通信,成本更高成本更高(双模情况下为了与当地的蜂窝电话网络相连,需要更换适合当地区域传输标准的通话卡,每个卡的价格大约为 660-900 美元(1 美元=6.69元人民币,2022 年 5 月 22 日),。通话质量及速率远低于蜂窝电话通话质量及速率远低于蜂窝电话,铱星所采用的 MF-TDMA(多频时分多址)通信体制的话音质量不如 CDMA(码分多址)。另外,铱星系统的数据传输速率仅有 2.4kbps(GSM 系统数据传输速率可达到 64kbps),除通话外,只能传送简短的电子邮件或慢速的传真,无法满足互联网的需求。3、全球星系
25、统(、全球星系统(GlobalStar)“全球星全球星”系统系统 是美国 Loral 和 Qualcomm(高通)(高通)公司发起的,是唯一正式商业运唯一正式商业运 请务必阅读正文之后的免责声明部分请务必阅读正文之后的免责声明部分 东吴证券研究所东吴证券研究所 行业+公司首次覆盖 8/26 行的语音行的语音移动通信系统移动通信系统。卫星系统与地面网联合组网,星上没有复杂的交换和处理能力,不需星际交叉链路,由星体中继转接至地面网关交换局,利用地面设施完成呼叫建立、处理和选路,系统成本大大降低。2000 年 1 月正式使用,由 48 颗低轨卫星分布于 8 个非极地轨道平面,轨道高度为1400km。
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