衛星通信這塊蛋糕,到底有多大?

2021-02-15 今日北鬥

北京時間7月23日12時41分,海南文昌航天發射場,我國天問一號火星探測器由長徵五號運載火箭成功發射。截止到發射當天,本年度我國航天總發射次數達到20次,與美國並列第一。

 

圖:中美航天發射次數對比

(數據整理:航天者愛好網)

公開資料顯示,美國20次航天發射總計送入軌的太空飛行器為441。其中,大部分的太空飛行器歸屬於馬斯克的星鏈項目:SpaceX旗下的獵鷹9號(Falcon 9),11次發射共送入軌425顆太空飛行器。

 

如此高密度的發射以及大規模的太空飛行器,目的是為了打造屬於自己的衛星網際網路,並成為衛星產業的領頭人。

 

在這個背景下,我國於7月9日發射上天的首個全球高通量寬帶衛星系統的首發星—亞太6D通信衛星,其作用就顯得極為重要。在商業通信方面,它能為國內運營商提供超級基站的建設,為通用航空、遠洋貨輪、科學考察船等用戶提供高品質的衛星寬帶通信服務。

 

作為我國首個全球高通量寬帶衛星系統正式開始啟動建設的標誌,亞太6D的成功發射開了一個好頭。

 

據了解,這個備受矚目的高通量寬帶衛星系統總投資超過人民幣100億,擬由4顆高通量衛星,10餘顆寬波束衛星組成強大的衛星網絡,網內包含200個海洋波束,提供全球範圍內14個子區域的網際網路接入服務,每個子區域內融合百兆寬帶資源,支持客戶動態調整區域間的帶寬分配,為全球範圍內的各類船舶和海事項目提供可靠、靈活、智能和可定製化的衛星通信解決方案。

 

可以看出,在馬斯剋星鏈項目的引領下,全球各國紛紛將衛星網際網路建設上升為國家層面的戰略,眾多企業也紛紛加入建設。那麼,衛星通信這塊蛋糕,到底有多大?

 

衛星通信發展概況

可以說,衛星通信是目前衛星技術最具產業化的應用方向,構成了衛星產業的最主要組成部分。衛星通信是利用衛星中的轉發器作為中繼站,通過反射或轉發無線電信號,實現兩個或多個地球站之間的通信。在衛星通信系統中,衛星運行的軌道分為低軌、中軌和靜止軌道三類。

 

由於靜止軌道衛星相對地面靜止,且覆蓋區大,三顆經度差約120°的衛星能夠覆蓋除南、北極以外的全球範圍,因此目前衛星通信系統大多採用靜止軌道衛星。

 

一般來說,不同的頻段有著不用的應用:

低於2.5GHz的L和S頻段主要用於衛星移動通信、衛星無線電測定、衛星測控鏈路等應用;

 

針對Ka以及Ku頻段即將飽和以及各國對於頻率軌道資源的需求,Q(36-46GHz)、V(46-56GHz)等更高的頻段資源也正在開發的過程中。

 

目前,衛星通信系統已經成為世界電信結構中的重要部分,為世界各國提供電話、數據和視頻等服務。衛星通信技術在國際通信、國內通信、國防通信、移動通信和廣播電視等領域得到了廣泛應用,尤其適用於邊遠地區、農村、山區、海島、災區以及遠洋艦隊和遠航飛機等陸地通信不易覆蓋的地區。

 

6G是未來?

通信衛星運營行業是衛星通信行業的細分行業,也是衛星服務業的組成部分,可以為用戶提供廣播電視、通信、視頻、數據等傳輸服務。

 

根據國務院《「寬帶中國」戰略及實施方案》和發展改革委、財政部、國防科工局《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃(2015-2025年)》,通信衛星作為國家民用空間基礎設施中重要組成部分,是構建我國完整通信網絡的重要組成部分,衛星通信是國家戰略性新興產業。

 

隨著人們對信息通信的依賴度逐漸提高,衛星通信泛在化的特性愈發凸顯,對於構建全球無縫覆蓋的一體化綜合通信網具有重要作用。此前北鬥標三號國際標準發布以及以及5G新標的確立,就是一個利好的消息。當然,從最近的英國以及法國禁止華為的5G建設也能看出各國對於信息通信建設的重視程度。

 

未來的6G通信網絡,將在5G的基礎上,進一步融合衛星通信,為人們提供真正無處不在的、全球性的移動寬帶網絡覆蓋。此前,三星電子發布的通信白皮書就有關於6G技術的願景闡述。

 

在當前,6G尚屬極具前沿的預研性課題,但可以說,衛星網際網路是目前6G確定性最高的技術之一。在可預見的未來,衛星網際網路將作為地面通信的補充,參與到6G網絡的整體建設中。在5G通信基礎設施建設開展得如火如荼之時,將衛星網際網路納入新基建範疇,我國有望在未來的6G通信時代佔得先機。

 

衛星通信發展趨勢

根據工信部、國家廣播電視總局、中央廣播電視總臺印發的《超高清視頻產業發展行動計劃(2019-2022年):到2020年,央廣播電視總臺和有條件的地方電視臺將在文教娛樂、安防監控、醫療健康、智能交通、工業製造等領域開展基於超高清視頻的應用示範。

 

與此同時,高清特別是超高清節目對於衛星通信容量需求更大,將成為通信衛星運營行業增長的主要動力。

 

高通量衛星,也稱高吞吐量通信衛星,目前主要使用Ka頻段。相對於傳統的通信衛星而言,高通量衛星主要技術特徵包括多點波束、頻率復用、高波束增益等。

多點波束:使用大量的點波束實現廣域範圍覆蓋,利用天線波束將空間分割出互不重疊的多個邏輯信道,以滿足同頻、同時向多點通信的目的。

頻率復用:將帶寬分為多個子波段,基於多點波束技術,使得大量不相鄰的點波束之間可以使用相同頻率,顯著增加了頻率利用率和衛星通信容量。

高增益波束:採用多波束技術和頻率復用技術增大通信容量,為了提高頻譜資源復用率,希望波束數量儘量多而波束寬度儘量小,因此高增益窄波束成為未來通信衛星的發展趨勢,高增益天線技術可以提高衛星G/T值,並簡化了地面終端設備,使其小型化。

 

高通量衛星的技術特點使其具有更大的通信容量、更低的單位帶寬成本以及更加靈活的終端設備,而其市場應用也將更為側重流量數據通信端,寬帶接入、船載、機載、車載通信有望成為主要的應用領域。同時,在戶外賽事等剛需場景,也有很多新的業務機會。

 

發展壁壘

蛋糕雖大,但並不是人人皆可進。了解衛星網際網路的朋友都清楚,雖然國外的星鏈項目搞得如火如荼,但在國內想要經營通信衛星運營業務,首先要取得經營資質,其對於經營者的企業性質、技術水平、資金規模都有著極為嚴苛的水平,因此當前我國僅有幾家公司取得了經營資質。

 

再加上客戶、技術和人才種種的因素的加持下,就形成了國內競爭格局相對穩定,國際市場競爭激烈的現狀了。

 

當然,不論是從國內外市場的市場容量,亦或是市場未來的發展趨勢來看,衛星通信這一塊的蛋糕是相當大的。國內的企業可以通過打造衛星產業集群,帶動整個產業發展,從而是衛星通信這一塊蛋糕做得更大更強。

 

而未來,伴隨衛星建設技術水平的進步以及衛星的發射成本逐漸降低,相信即將到來的十年,通信衛星運營行業市場規模將處於持續增長的態勢,全球衛星通信行業供需也會同步增長。

 

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