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低轨卫星通信应用将成为必然,也将成为拉动卫星通信建设的主力催化因素

发布时间:2019-12-02  来源:立鼎产业研究网  点击量: 50 

根据国务院《“宽带中国”战略及实施方案》和发展改革委、财政部、国防科工局《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,通信卫星作为国家民用空间基础设施中重要组成部分,对于“宽带中国”战略以及全球化战略的实施具有至关重要的作用,是构建我国完整通信网络的重要组成部分,卫星通信是国家战略性新兴产业。

3GPP等国际组织正在制定卫星通信与5G的接入标准,将卫星通信作为5G网络拓展的重要手段和有机组成部分,满足用户无处不在的多种业务需求,拓展卫星通信的服务范围。随着人们对信息通信的依赖度逐渐提高,卫星通信泛在化的特性愈发凸显,对于构建全球无缝覆盖的一体化综合通信网具有重要作用。未来的6G通信网络,将在5G的基础上,进一步融合卫星通信,为人们提供真正无处不在的、全球性的移动宽带网络覆盖。2018年,欧洲卫星公司(SES)在SaT5G合作框架下成功验证了利用卫星提供5G传输服务,为探索5G星地融合方案提供了重要支撑。2017年欧洲卫星公司、国际移动卫星公司等16家卫星运营商、服务商及制造商代表签署了“卫星5G”协议,共同探索卫星通信和5G无缝连接的最佳方案,并计划在欧洲开展试点。

经过多年的发展,我国已经形成了完整的卫星通信产业链,主要由卫星制造、卫星发射、运营服务和地面设备制造等四个环节组成。在卫星研制方面,由非标准化向标准化、由定制化向模块化发展,微小卫星平台成熟有效降低研制成本。卫星发射方面,火箭发射和回收技术推陈出新,发射成本得到大幅下降。卫星通信方面,Ka 波段(27GHz40GHz)卫星应用使卫星通信带宽从百Mbps 提升至Gbps,带宽承载能力大幅提升。

商业航天公司各产业链环节公司分布情况


资料来源:公开资料

卫星通信产业链


资料来源:公开资料

目前国内拥有地球同步轨道通信卫星和运载火箭制造能力,且能够商业化应用的研制主体主要集中在航天科技集团系统内,以五院和火箭研究院为主。五院和火箭研究院研制的地球同步轨道通信卫星、运载火箭产品能够满足商用卫星的发射和运营需求,能够满足卫星安全平稳运行的质量要求。

另外,在SpaceX 成功商业化运营之后,我国民营火箭公司在2015 年前后大量涌现,包括第零空间、九州云箭、灵动飞天、星河动力、蓝箭空间等相继成立。2018年,开始各家民营火箭公司都开始了发射尝试。根据行业数据显示,我国2018年商用火箭发射次数共计22次,与美国齐平,真正开启我国商业发射元年。

中国民营商业发射情况


资料来源:CCID

同时,我国也开始全面探索可重复发射技术,中国航天发射火箭的主要建设商,中国航天科学技术公司(CASC)宣布,LM-8(长征8CHang Zheng) 太空火箭将于2020年发射。像SpaceX的猎鹰(Falcon)和重型猎鹰(FalconHeavy)一样,LM-8的第一阶段可重复使用,利用剩余燃料垂直降落。在民营领域,翎客航天技术有限公司在2019419日在山东龙口完成RLV-T5可回收火箭第二次低空发射及回收试验,飞行时间30秒,飞行高度40米,是首次自由飞行高度的两倍。随着可重复发射技术的发展,预期未来卫星发射的成本将继续降低,为我国未来卫星通信的快速建设提供基础。

经过多年的发展,我国研制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,能够提供东方红3号、东方红3A、东方红3B、东方红4号、东方红4号增强型、东方红5号等不同型号的卫星平台,目前我国卫星制造水平已达到国际先进水平,能够满足不同条件下商业卫星的运营需求,满足卫星安全平稳运行的质量要求。

研究显示,星制造包括卫星整体制造、部组件和分系统制造,当前我国通信卫星制造领域已达国际先进水平。从市场规模来看,2025年我国卫星通信设备行业产值将超过500亿元,相关设备制造市场空间巨大。同时小卫星产业迅速发展带动卫星制造市场,2025年全球小卫星制造和发射市场规模将超过200亿美元,经济效益可观。从投融资情况来看, 2018年我国商业航天领域年度投融资总额35.71亿元,微小卫星制造成为民用航天企业融资的重要方向。

卫星制造水平的提高使得我国卫星通信运营商可提供的容量不断提升,单位服务成本不断降低,也降低了用户的使用成本,从而带来卫星应用范围的不断扩展,并推动卫星通信产业规模的不断扩大。根据统计,天通1号拥有109个国土点波束,线路 2000 个,容量 200 万用户。根据中国电信统计,截至 2018 年中国卫星通信市场约 30 多万用户,其中语音市场约8 万户,其余为数据用户。随着 2020 年前三颗卫星成功发射,不论是替代还是新增,中国将有200 万以上用户的市场空间天通卫星可用于个人通信、海洋、应急、野外、村通、民航等领域。按照民用终端 0.8 万元/部,单兵手持终端 2 /部,军用车船舰载及民航终端20 /部估算,我国卫星移动通信终端市场容量约402亿元。依据5年的推广、采购、装备周期计算,未来5年卫星移动通信终端年均市场规模将达80亿元量级。

在我国,由于目前主流的卫星研制以及发射都主要集中在航天科工、航天科技等国有集团,而相对来说运营服务以及地面设备产业规模更大的应用领域商业化程度更高。

其中,卫星运营服务分为空间段运营服务和地面段运营服务两部分,包括卫星电视直播领域、北斗导航等领域随着应用的推广铺开已经形成了较大的市场规模。在空间段运营中,主要是通过卫星转发租赁业务,主要企业包括中国卫通、亚太卫星、亚洲卫星等。地面段运营公司,主要有中国直播卫星有限公司、中国电信集团卫星通信公司、众多VSAT运营商、以及多个新兴的商业卫星公司以及北斗运营服务企业。其中,天通一号的正式商用标志着我国进入自主卫星移动通信的手机时代。预计2025年,我国卫星移动通信用户将达到300万。在卫星宽带通信方面,为适应宽带卫星通信市场的发展要求,满足广大用户对于宽带接入、机载通信、远程教育、新闻采集、企业联网等应用的需求,我国开始发展高通量卫星。

在北斗导航系统的运营服务方面,随着我国北斗行业应用和大众应用逐步进入服务化阶段,各种类型的位置服务公共平台大量出现和智能终端的应用普及,有力推动了产业链下游运营服务收入的快速增长,产业链下游产值占比已经上升到41.6%。

我国卫星导航产业链情况


资料来源:CCID

卫星地面设备制造包括网络设备和用户终端设备两大类。其中,网络设备主要包括地面站、控制站、静中通、动中通等产品;用户终端设备主要包括卫星电视终端、卫星无线电终端、卫星宽带终端、卫星移动通信终端等组件和产品。中国卫星地面设备制造产业分布集中度高并有显著的区位特点。当前已形成京津冀、珠三角、长三角、华中鄂豫湘、西部川陕渝等五大产业聚集区,北京、上海、深圳、武汉、广州、西安等重点城市发展态势良好。据统计,2018年五大区域产业总产值约占全国总产值比例超过80%

综上,我们认为随着卫星发射以及制造等环节逐渐商业化,通过引入新的技术例如可重复发射以及3D打印等方式可快速降低卫星发射和制造的难度和成本,最终实现低轨道通信卫星的批量生产和低成本发射。因此,随着卫星通信的使用场景的增多,特别是传统通信无法覆盖的新的使用场景,低轨卫星通信应用将成为必然,也将成为拉动卫星通信建设的主力催化因素。

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