$中国卫通(SH601698)$ $中国卫星(SH600118)$ $特斯拉(TSLA)$ #卫星互联网# #6G# #通讯#
【注】本文涉及的资料均来源于公开信息，全文结于1月
利益相关：中国卫通在2023/1/12和2023/3/3买入两笔，2023/3/7全部清仓，文末附交易截图
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1.1 卫星行业介绍
1.1.1 卫星分类
卫星可分为通信、遥感、导航三类。截至2022年1月全球共有在轨运行卫星4852颗
从轨道角度，卫星可分为低轨、中轨、高轨、椭圆轨道，其中低轨卫星最多、轨道资源最少
• 低轨卫星在应用中具有距离近、传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低等优势。低轨卫星单个卫星的覆盖范围一般在几百公里到上千公里直径的面积，低轨卫星一般通过南北方向旋转结合地球自转，通过多个卫星实现全球覆盖
• 商业卫星已成为全球最主要的入轨航天器：目前在轨运行的航天器根据用途可以分为商业、军事、科研、民用、载人航天，在2010年各类用途的卫星占比差别不大，但是2020年后商业卫星数量占据绝对优势
• 低轨卫星已成为全球最主要的入轨航天器：由于近地轨道建设的卫星星座数量呈爆发式增长，2018年以来，近地轨道入轨航天器比例从未低于80%。以2021年为例，全球144次航天发射活动送入的1816个航天器，1777个运行于近地轨道，占比近98%。
• 轨道位置具有排他性和稀缺性：一方面，在卫星网络资料申报中需要提交相关轨道信息，包括卫星的轨道参数、每个轨道上卫星的数量、卫星间的相位关系等。另一方面，由于为了保证卫星运行的安全，卫星在空间运行需要安全距离间隔，因此近地轨道可容纳的卫星数量本身是有限的，根据上海航天技术研究院产业发展部副部长介绍，地球近地轨道只能容纳约6万颗卫星。因此，先行发射的卫星能够占据更理想的轨道平面。
1.1.2 通信卫星通信频率介绍
频谱为卫星通讯的关键，不同通信频率可以避免信号互相干扰，资源先到先得
• 频率是通信的基础和带宽的源头：频段越高，频率资源越丰富，能够提供的带宽越大。经过多年的发展，卫星通信中的L、S、C、Ku频段资源已几乎被使用殆尽，Ka频段正在被广泛应用。与此同时，卫星通信的C、Ka频段也要面对5G网络的激烈争夺。
• 近地频谱资源为有限资源，国际上实行先到先得模式：频段作为能够满足通信卫星正常运行的先决条件，已成为低轨卫星发展必备的战略资源，具有“先占先得”特征。
• 频率先申请者享有优先使用地位，申报时间越早，协调优先级越高：卫星频率的使用需要向国际电信联盟（ITU）进行申报，通常需经历提前公布阶段（A阶段）、协调阶段（C阶段）和通知阶段（N阶段）。频率申报和协调的基本规则是先申报者有优先使用地位，后申报者需要证明自己对频率的使用不影响先申报者、并获得先申报使用该频率用户的同意。
频谱资源先到先得，同时申请后的建设期也有时间限制
• ITU对申报后建设时间也有硬性规定：运营商向国际电信联盟申请一个低轨星座和通信频段后需在7年内发射一颗卫星并正常运行90天，然后在第7-9年内发射卫星总量的10%，12年内发射50%，第14年之前将申请的卫星数量全部发射完毕。
• 频率申报和协调的基本规则是先申报者有优先的使用地位，后申报者需要证明自己对频率的使用不影响先申报者、并获得先申报使用该频率用户的同意。以我国星网为例，目前“GW-2”及“GW-A59”均处于协调阶段，在Ku等频段协调优先级较为靠后。
• 频率的落地使用具有国界之分：虽然频率申报具有一定“先占先得”特征，但由于频率管理是国家的基本主权内容，频率的落地使用是具有国界之分的。例如星链未在中国申请频率申报，也未在中国申请信号落地，相关频率的使用不受我国保护。
1.1.3 通信卫星通信带宽介绍
从带宽角度，卫星通信可分为卫星宽带通信和卫星窄带通信
• 卫星宽带通信：主要用于没有地面网覆盖区域用户的高速传输需求。卫星宽带通信工作频段较高（C、Ku、Ka等），带宽较大，传输速率较高，主要用于没有地面网覆盖区域用户的高速传输需求，例如邮轮、科考站、航空、偏远地区上网（国外）等。低轨宽带卫星建设是当前最受关注的领域，代表运营商包括Starlink、OneWeb、星网等。
• 卫星窄带通信：卫星物联网应用，主要用于没有地面网覆盖区域的数据采集、远程控制等业务。卫星窄带通信工作频段较低（UHF/VHF、L、S），带宽一般不超过1MHz，传输速率在几kbps。因此卫星窄带通信主要用于卫星物联网应用，覆盖没有地面网区域的数据采集、远程控制等业务，代表运营商如铱星二代，Orbcomm等。
1.1.4 高通量卫星介绍
• 高通量卫星具有技术升级、频段拓展、轨道变低三个特点，配套卫星宽带服务：
• 技术升级：高通量卫星是相对于使用相同频率资源的传统通信卫星而言的，主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等
• 频段拓展：传统使用的C、Ku频段逐渐饱和，高通量卫星逐渐向更高频段发展，如使用Ka频段的中国首颗高通量卫星中星16号，又例如银河航天的使用Q/V频段的5G通信卫星
• 轨道降低：与频段资源类似，轨道资源是稀缺资源，特别是同步轨道仅此一条，为了提供更高容量，也为了满足更高的通信需求，高通量卫星从以GEO（地球同步轨道）为主导向LEO（低地球轨道）延伸。
1.1.5 卫星通讯的地面设备
不同的通讯带宽对应不同的需求场景，宽带通讯需要的设备和电力供应系统体积相对较大
• 卫星宽带互联网的设备规格相对更大：由于卫星宽带互联网的的服务网速峰值可以达到上行10-30Mbps/下行50-100Mbps（约1-10Mb/s），所需要的硬件设备通常较大、需要配备电源。而窄带的低速通讯硬件相对更小，可以随身携带。
1.2 卫星互联网发展历史
1.2.1 外国公司
外国卫星互联网发展历史：起步早、商业化导向为主
• 1980-2000与地面通信网络竞争阶段：以微软资助的Teledesic和摩托罗拉公司铱星星座为代表的多个计划提出，这个阶段主要以提供语音、低速数据等服务为主，试图替代地面互联网。随着地面通信系统快速发展，在通信质量、资费价格等方面对卫星通信全面占优，加上卫星互联网的市场定位与用户选择不清、同时各大系统技术复杂度较大，投入成本过大、研发周期较长、系统能力欠缺，Teledesic和铱星等五大系统集体失败，在与地面通信网络的竞争中宣告破产。
• 2000-2014对地面通信网络补充阶段：在早期项目破产后，部分项目通过破产重组、更改定位，重新发现商业机会。如铱星将如铱星将市场重新定位为低速网络和偏远地区的专业用户，以象征性的价格买断了老铱星系统，将老铱星系统债务全部剥离、减少系统成本，将实现通话和数据使用费用降低至与地面通信接近的价格水平，最终实现了扭亏为盈，同时卫星系统的升级使卫星网络系统能力接近了地面网络系统。以新铱星、全球星和轨道通信公司为代表的第二代卫星互联网项目主要实现了地面通信系统的补充和延伸。
• 2014之后与地面通信网络融合阶段：以OneWeb、SpaceX等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与地面通信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向高通量方向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。例如2007年新成立的O3b卫星网络系统，作为一个真正的宽带卫星系统，通过采取与电信运营商合作，为地面通信设施无法覆盖到的岛屿或船舶提供服务，同时选择了卫星星座部署数量需求较少的中轨轨道来降低系统成本。
1.2.2 中国公司
我国低轨卫星互联网建设经历由分变合过程
• 我国航天发展始于1956年成立的国防部第五研究院，经历多轮改组后于1999年成立两大航天央企：航天科工集团和航天科技集团。其中航天科工代表产品为固体运载火箭和北斗系列，航天科技代表产品为长征系列运载火箭和风云系列气象卫星，两者分别有行云和虹云计划
• 此外我国还有银河航天、深圳星移联信等民营公司参与
• 2021年4月星网公司成立，列入国务院央企目录，后续负责统筹我国原先的低轨卫星星座计划，定位接近三大运营商
• 根据2021年中国卫星透露，鸿雁和虹云等计划重新进行统筹，预计国有卫星互联网建设将统一由星网公司负责
• 中国星网向ITU申报卫星发射计划的时间为2020年7月，共申报12992个卫星。理论上GW星座会在2027年11月前完成部分卫星发射并验证，2034年前完成发射
我国高轨卫星互联网目前已经初步建成，由中国卫通提供服务
• 目前，中国卫通的中星系列卫星提供SatZone和海星通服务，分别针对应急通信和海事通信，覆盖全国以及全球主要航道和海域。此外中国卫通还提供机载综合信息服务平台，可供飞机接入卫星互联网。截止2022年6月海星通已经为8200艘中国船舶和海上平台提供卫星宽带通信综合服务，覆盖全球95%以上航线。航空互联网方面，2020年完成国产Ka宽带飞机商用首飞，覆盖我国90%以上国内空中航线
• 目前，中国卫通提供SatZone和海星通服务，分别针对应急通信和海事通信，价格分别为1元/MB和0.5元/MB（价格约为目前地面基站流量价格的1000倍和500倍），可支持微信、QQ、网页和视频等互联网通信需求，上下行速度为0.4-1.3Mbit/s（3-10Mbps），下面三张图中图一图二为海星通服务价格、图三为SatZone服务价格
1.2.3 中外发展历史对比
中国卫星互联网起步较晚、国企为主、民企为辅，美国起步较早、以商业计划为主
• 目前中国大规模的卫星互联网项目由国企牵头，在政府政策层面给予了高度重视和支持，从2015年开始出台相应的政策和规划，目前高轨已初步建成、低轨正在筹划
• 海外以美国为主，从90年代起相关项目以企业的商业项目为主，包括摩托罗拉的铱星星座、微软支持的Teledesic等，随后在21世纪初的互联网泡沫后陆续破产，后经过重组、并购、更新以及新企业的加入，目前已经建设成了部分窄带互联网等项目，其中铱星通讯等公司已经实现盈利
1.3 卫星互联网发展驱动因素
1.3.1 轨道与频谱的稀缺性
轨道与频谱资源的稀缺性使得各国低轨卫星互联网建设提速成为博弈的均衡结果
• 频谱资源先到先得：由于相近频率间的卫星星座会产生信号干扰，原则上不同的卫星通信系统不能使用相同频率，特别是低轨卫星覆盖全球，频率协调难度较大、可用频段较少。
• 低轨轨道数量有限：为了保证卫星运行的安全，卫星在空间运行需要安全距离间隔，因此近地轨道可容纳的卫星数量本身是有限的，根据上海航天技术研究院产业发展部副部长介绍，地球近地轨道只能容纳约6万颗卫星。
• 两者都需要向国际电信联盟申请，美国的星链、OneWeb等计划正在逐步推进，在“先到先得”规则下因此我国的星网计划也需要在ITU申报的建设周期内完成建设
1.3.2 特定场景下的通信需求
特定场景的通信需求：偏远乡村
• 卫星宽带通信可实现偏远地区的宽带连接：根据ITU数据，全球互联网用户规模约49亿人，仍有20多亿人尚未接入互联网；从地理覆盖来看，由于地面网络的在偏远地区高昂的建设和运维成本，超70%的地理空间未实现互联网覆盖。
• 中国地面通信基站建设较为完善，对卫星互联网通信需求弱于外国：在欧美等发达国家地区，农村区域的宽带覆盖水平远低于城市。根据美国FCC数据，在不考虑卫星宽带供应商的情况下，近9.5%的美国农村居民没有能提供超过25Mbps下行速率和3Mbps上行速率的宽带供应商，远高于城市地区的0.7%。而我国通过先后部署七批电信普遍服务建设任务，截至2021年11月现有行政村已全面实现“村村通宽带”，累计支持全国13万个行政村光纤网络建设和6万个农村4G基站建设，其中三分之一的任务部署在贫困地区，推动农村光纤平均下载速率超过100Mbps，移动流量价格低于1元/GB。
特定场景的通信需求：政府需求
• 政府需求主要来源于军事和应急通讯领域：例如2022年1月汤加火山爆发破坏了海底电缆导致汤加与外界失联，Starlink捐赠50个卫星终端用于协助恢复汤加对外通信。2022年2月俄乌冲突爆发后，美国政府和SpaceX向乌克兰捐赠了超过5000个卫星终端用于通信，在马里乌波尔等战役中用作紧急通讯工具。
• 星链目前在军事中应用仍然有限：根据英国每日电讯报道，在俄乌冲突中星链卫星助力了乌克兰的军事行动，乌方的delta center指控系统，集成了“星链”卫星的通信能力。星链设备是固定使用的，无法安装在战斗机或无人机上直接接收卫星信号，因此是由星链终端接收到情报和命令后通过设备本身的无线局域网转信给用户，以无线网络的形式传播，可以在不需要大量基础网络设施的情况下，打造作战单位之间的无线通讯网络。
• 但通常情况下军事通讯中指控系统的关键数据链应是“不落地”的保密直传。通过碟形天线套件将信息“落地”后再转信就失去了快速反应的军事意义，同时增加了泄密可能。
• 目前中国已经初步建设了应急通讯卫星互联网通讯平台：2022年6月18日起，中国卫通在SatZone 服务平台已开通试运行“应急驰援”绿色服务通道，为广大救援单位、灾区群众提供人员、装备、流量等应急资源。自试运行以来，在5次灾害救援中，提供了7批次应急流量驰援服务，合计使用37.64GB流量。
特定场景的通信需求：飞机船舶通信需求
• 客机和远洋船舶联网需求：海上及航空场景通过可船载/机载卫星设备终端，实现船只、飞机等与地面通信网络的互联。
• 从市场规模来看，据NSR数据，2020年全球有超7万艘船只安装有卫星宽带通信设备，至2030年有望提升至14.2万艘，普及率超过26%；预计到2030年，航空卫星市场收入将达到388亿美元，数据容量需求将达到924Gb。
• 中国卫通已经开始提供高轨卫星互联网服务：截止2021年海星通已经为8000艘中国船舶和海上平台提供卫星宽带通信综合服务，覆盖了全球 95%以上的航线。航空互联网方面， 2020年完成国产Ka宽带飞机商用首飞
1.3.2 特定场景下的通信需求
政策的推动是我国卫星互联网发展的另一个重要基础
• 目前中国大规模卫星互联网“星网”由星网集团牵头负责，规划了1.30万个低轨卫星发射计划。同时轨道和频率资源的稀缺性、在特殊军事和应急场景下的关键性，使得卫星互联网在大国博弈中是一个关键争夺领域。
未完待续。。。。。。
参考资料
1.1节：中国卫通，北斗卫星导航系统官网，中新网，USC数据库，Secure World Foundation，工信部赛迪研究院，鹏鹄物宇，Jonathan McDowell，国信证券研报，IDC，ITU国际电信联盟，《星链计划卫星网络资料申报情况分析》，C114通信网，罗兰贝格，SatZone APP
1.2节：工信部赛迪研究院，中国卫通官网
1.3节：ITU，中国电科，NSR，国信证券
附交易截图
