2019年中国卫星通信行业运行报告,卫星通信行业将向高频段发展

华经情报网 2019/09/11 13:24

一、卫星通信行业发展概况

1、卫星通信产业定义

卫星通信是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。因此对于广大低业务密度地区来说,使用卫星通信系统比建设地面通信网更经济,同时,对于某些类型的业务和应用场合,卫星通信系统具有一定的优势,如视频广播、互联网接入、国际(越洋)通信等。

2、卫星通信产业的分类

通信卫星按轨道分为静止通信卫星和非静止通信卫星;按服务区域不同可分为国际通信卫星和区域通信卫星或国内通信卫星;按用途可分为专用通信卫星和多用途通信卫星,专用通信卫星主要包括电视广播卫星、军用通信卫星、海事通信卫星、跟踪和数据中继卫星等,多用途通信卫星主要是指军民合用的通信卫星,兼有通信、气象和广播功能的多用途卫星等。

新知图谱, 2019年中国卫星通信行业运行报告,卫星通信行业将向高频段发展

资料来源:华经产业研究院整理

3、发展卫星通信的战略意义分析

卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点,被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。

卫星通信的主要特点

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资料来源:公开资料整理

目前,卫星通信系统已经成为世界电信结构中的重要部分,为世界各国提供电话、数据和视频等服务。卫星通信技术在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用,尤其适用于边远地区、农村、山区、海岛、灾区以及远洋舰队和远航飞机等陆地通信不易覆盖的地区。

4、卫星通信行业产业链分析

卫星通信行业的上游主要包括卫星制造、火箭制造行业,目前世界上只有少数几个国家掌握相关技术,而且相关国家也都是由国家级的科研机构或极少几个大型军工企业掌控核心技术。下游主要是广播电视和通信行业。

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二、世界卫星通信行业运行状况

1、世界卫星产业发展现状分析

2018年全球共发射卫星总量超过300颗,在轨业务运行的卫星数量达到2100颗,增长了20%以上。其中,遥感卫星占总数的39%,商业通信卫星占22%。

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资料来源:SIA

卫星产业主要分为卫星制造、发射服务、卫星服务和地面设备制造四大领域,其中卫星服务和地面设备制造构成了卫星产业的主体。根据SIA数据显示,2018年全球卫星产业总收入为2774亿美元,同比增长3%,全球航天经济规模达3600亿美元。

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其中卫星制造收入达1950亿美元,同比增长26%,发射服务收入达62亿美元,同比增长34%,卫星服务收入为1265亿美元,地面设备行业收入为1252亿美元。随着卫星应用领域的不断丰富,如在通信、气象、遥感、广播、导航等领域发挥重要作用,带动卫星服务和地面设备制造行业的增长速度明显超过卫星制造业和发射服务业,在整个卫星产业链中所占的比重持续上升。

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卫星服务产业包括大众消费通信、卫星固定通信、卫星移动通信、地球观测等板块,除占比较小的地球观测外均与卫星通信有关。近年来,全球卫星固定通信业务的不断增长,与高清电视节目的分发与应用有着很大的联系。2018年全球卫星广播业务规模达到58亿美元,相比2017年保持一致。

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SIA数据显示,全球卫星广播业务的收入早已占到卫星通信技术收入的四分之三以上,而且近年来一直以百分之十以上的增幅不断增长。2018年全球卫星广播业务规模达到58亿美元,同比增长7.4%。

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卫星移动通信业务的发展其实是伴随着传统移动话音通信业务走向落寞的过程来进行的,目前卫星移动通信业务已经呈现出了高速的增长,2018年全球卫星移动通信业务规模达到41亿美元,同比增长2.5%。

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三、我国卫星通信市场发展分析

1、中国卫星通信行业发展阶段

目前,我国卫星通信运营业务发展一共经济4个阶段,即:研究、准备和启动阶段(1970-1984年)、卫星通信开始运营阶段(1984-1992年)、卫星通信兴起和蓬勃发展阶段(1992-2002年)、低谷、恢复、新的发展阶段(2002年至今)。

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资料来源:华经产业研究院整理

2、卫星通信行业发展环境分析

(1)政策环境

"十三五"期间,我国航天领域国家政策密集出台,卫星通信产业发展迎来重大契机。《"十三五"国家信息化规划》指出十三五是我国由网络大国向网络强国过渡的关键时期,主要从科学规划和利用卫星频率/轨道资源、统筹推进航天领域军民融合、建设陆海空天一体化信息基础设施等方面着力,同时集中突破低轨卫星通信、空间互联网等前沿关键技术,推动空间与地面设施互联互通,构建覆盖全球、无缝连接的天地空间信息系统和服务能力。

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(2)技术环境

随着时代的发展,卫星通信技术已经成为各个行业发展过程中不可或缺的因素。当前卫星通信技术主要有以下七大核心技术:调制解调技术、纠错编码技术、扩频通信技术、阵列天线与卫星蜂窝网技术、多址和复用技术、星上信号处理和交换技术、空间激光通信技术。这些核心的卫星通信运用技术,使用的领域十分广泛,其中海事卫星通信系统、铱星移动通信系统、全球卫星移动通信系统以及其他的卫星移动通信系统,均展现了卫星通信的广泛市场空间与广阔的发展前景。特别是星际激光通信链路,其容量可与光纤想媲美,且抗干扰截获能力有着其他通信方式无法比例的优势,具有很好的保密和安全效应。

卫星通信行业主要技术

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资料来源:华经产业研究院整理

卫星通信的迅速发展得益于通信技术、信号处理技术、通信设备制造水平的进步和通信商业需求的不断增长。现阶段的卫星通信系统正在尝试异构网共存,提供多样化的接入服务。未来的卫星通信将不再只是地面通信系统的补充,而是与地面移动通信系统和宽带因特网的紧密融合。星地融合通信和卫星宽带通信将是近期发展的热点。

3、卫星通信市场发展现状

2018年,我国在轨卫星总数约280颗,其中商业卫星达到30颗,绝大多数卫星为遥感、导航、科研等类型,通信卫星数量较少。2018年12月,我国首张国产卫星移动通信终端入网牌照发放,标志着我国卫星移动通信打破国外垄断,完整产业链正式形成。

随着我国商业航天市场的逐步开放,卫星国家队和许多民营企业纷纷布局卫星互联网星座产业,将带动通信小卫星研制、火箭发射、卫星通信系统终端设备与软件应用市场爆发式发展。2018年,我国卫星通信市场规模达到600亿元,预计2022年我国卫星通信市场规模将超过千亿元,达到1100亿元。

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资料来源:华经产业研究院整理

2018年11月,我国科技部拟将"与5G/6G融合的卫星通信技术研究与原理验证"课题,列入国家重点研发计划"宽带通信和新型网络"重点专项中,说明我国也已经认识到卫星通信在未来通信领域的重要性,表明卫星通信将在5G/6G通信时代有广阔的应用前景。

四、卫星通信行业应用领域分析

1、卫星通信军事需求

目前,美、英、法等国均拥有成体系的军用通信卫星系统,其中以美军的卫星通信系统最具代表性,不但技术先进,还具有可持续发展性。正在积极构建的下一代军事卫星通信系统主要由宽带通信系统、窄带通信系统和安全通信系统组成。

我国于2000年发射基于东方红三号平台的军用通信卫星,开始了军用通信网络的自主建设。后来逐步发展,建立了战略卫星通信系统和战术卫星通信系统。通信容量不断增大,技术上努力赶超国际先进水平,特别是在最近10年取得了显著的进步和巨大的成效。

2016-2018年国防预算增速分别为7.6%、7.0%和8.1%,增速换挡但仍保持稳定,2019年我国军费支出预算为11899亿元,增长约7.5%。从我国国防预算占GDP的比例来看,在世界上处于较低的位置,跟美俄等国有较大差距,未来尚有较大增长空间,因此预计军费仍将长期保持高于GDP的增速。

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资料来源:公开资料整理

未来5~10年,随着国防预算的增长,我国对军用卫星通信的需求还会继续增长,我国对军用卫星通信的研发与控制能力将会继续增加投入。

2、卫星通信社会安全领域需求

社会安全事件主要是危急群众人身安全的事件,如刑事案件、恐怖袭击及群体踩踏等。社会安全事件发生没有预兆,其突发性也是导致人员伤亡的基础设施受到严重破坏的主要因素。

2018年,我国公共安全支出占比约为7%,明显高出大部分国家的平均水平。

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资料来源:国家统计局,华经产业研究院整理

当社会安全事件发生时,为了能够更好地掌握现场情况,可以借助于事件发生地附近的卫星通信地面站来识别事故现场环境,并实时将事故现象情况向相关部门传递,以此来依据来制定应急预案,实现对现场的有效救援和控制,实现对事件影响的有效控制。在处理社会安全事件时,通常会将卫星通信地面站及应急车相结合进行应用,实时监控和报送事故情况。

3、卫星通信自然灾害领域需求

自然灾害一般较为常见的为地震、水灾、泥石流等,由于自然灾害具有不可预估性和不可控性,因此当灾害发生后需要立即启动应急预案。特别是在地震发生时,灾区通信设施往往被破坏,导致灾区无法与外界进行联通。因此在灾害发生后,卫星通信能够第一时间接收到灾区信息,并将信息及时传送至相关部门,为应急救援提供重要的参考。同时卫星通信还能够对灾区的即时情况进行跟踪,及时将灾区情况进行上报,使灾区与外界之间保持通讯和联络。

2019年上半年,我国自然灾害以洪涝、地震灾害为主,干旱、风雹、地质、低温冷冻、雪灾和森林草原火灾等灾害也有不同程度发生。各种自然灾害共造成全国3180.3万人次受灾,336人死亡,23人失踪,82.8万人次紧急转移安置。

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资料来源:应急管理部,华经产业研究院整理

卫星通信在灾害发生后发挥着极为重要的作用,能够降低灾害带来的损害。应急通信多用于自然灾害、公共卫生事件及社会突发事件中,不管何种灾害性质,一旦灾害发生必然会对社会和生态环境带来较大的影响,严重时还会影响正常的社会秩序。当灾害发生时,面对通信中断的问题,通过利用卫星通信建立起应急通信系统,可以及时将灾情传递出来,为救援提供重要的依据。

五、卫星通信行业竞争格局

世界上只有少数几个国家掌握卫星制造相关技术,主要掌握在国家级的科研机构或极少几个大型军工企业。按照我国航天工业的总体部署和战略布局,目前具有地球静止轨道卫星制造能力和火箭制造能力且能够商业化应用的主体主要集中在航天系统内,以五院和火箭研究院为主。

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资料来源:华经产业研究院整理

六、卫星通信市场发展潜力

1、国家产业政策的鼓励和支持

卫星通信系统是信息化、智能化和现代化社会的战略性基础设施,也是推进科学发展、转变经济发展方式、实现创新驱动的重要手段和国家安全的重要支撑。

国家一直高度重视卫星通信产业的发展,给予强有力的政策鼓励和支持。2016年11月29日,国务院发布《"十三五"国家战略性新兴产业发展规划》,明确提出推动有线无线卫星广播电视网智能协同覆盖,建设天地一体、互联互通、宽带交互、智能协同、可管可控的广播电视融合传输覆盖网。做大做强卫星及应用产业,提出加快卫星及应用基础设施建设,提升卫星性能和技术水平,推进卫星全面应用。国家产业政策的支持为卫星通信行业带来了发展机遇,构成了对卫星通信行业的实质性利好。

2、我国航天产业的发展为卫星通信服务行业提供了基础保障

经过五十多年的建设,我国已基本建成完整的航天工业体系,自主创新能力显著增强,进入空间能力大幅提升,空间基础设施不断完善,空间科学、空间技术、空间应用取得丰硕成果,在航天运输系统、人造地球卫星、载人航天、深空探测等多领域均取得长足进步。

在通信卫星领域,我国卫星研制与发射能力已经步入世界领先行列。卫星制造技术逐步升级,使得卫星整星功率增大,转发器数量增多,同时在大容量长寿命转发器技术愈发成熟的情况下,带来了更高的通信容量和更低的单位带宽成本;火箭发射技术发展迅速,大推力火箭发动机技术、运载火箭响应技术等已推广使用,长征五号、长征七号的研制使得我国航天运输系统整体水平跨越式发展。

航天产业尤其是通信产业的快速发展为通信卫星运营行业提供了赖以生存的基础设施,促进了通信卫星运营行业的技术创新和商业应用。

3、卫星通信市场需求广泛

卫星通信在民用和商用领域一般主要作为地面公共通信网络的补充、扩展和备份,而对于广大低业务密度地区来说,使用卫星系统比建设地面网更经济,因此得到广泛应用;对于某些类型的业务和应用场合,卫星系统具有一定的优势,例如电视直播、视频广播、国际通信等。

近年来,随着信息技术和互联网技术的高速发展,全球对移动通信和高速数据交换的需求迅速增长,对通信网络的全球"无缝"覆盖提出了更高要求,卫星通信产业迎来了新的发展机遇。为了适应信息时代的要求,卫星通信不仅在经济、政治和文化领域中有效地补充了其他通信手段的不足或不能,更是在抢险、防灾、救灾、处理突发事件等应急通信中发挥了重要作用。另外随着高通量卫星技术的逐渐成熟,卫星宽带、船载通信、机载通信、车载通信及其他卫星通信市场需求也将显著增加。

4、卫星通信向高频段发展

由于空间频率资源有限,从长远来看目前主要使用的C、Ku和Ka频段仍无法满足不断增加的卫星通信需求,因此业界也正在开发频率更高的Q频段和V频段,预计将成为下一代通信卫星的应用方向。同时,为了支持更高的传输速率,太赫兹频段(0.1-10THz)也在加紧开发中,可提供超大容量以及10Gbps以上的高速传输。

虽然高频段会导致信号传输空间损耗增大,对卫星以及地面设备的研制提出了更高的要求,但高频段可以大大增加卫星通信的吞吐率和总带宽能力,符合信息社会发展的需求和方向。总体来看,卫星通信的高频段应用已成为发展趋势,也将成为各卫星通信产业制造商和运营商布局和争夺的焦点。

5、低轨卫星星座将进一步降低成本以提高竞争力

面对地面光纤网络以及移动通信运营商等市场先入企业的竞争,低轨卫星星座要获得商业上的成功必须降低综合成本,在普通消费群体中获得用户规模。从发射成本来说,低轨道小卫星的发射成本相比高轨和中轨卫星具备天然的优势。

并且,目前已有卫星发射企业研发了针对小卫星的诸多发射方案,随着低轨卫星星座市场的不断成熟,预计发射成本还将继续降低。在制造成本方面,目前国内外卫星制造商尝试通过3D打印等方式,实现小卫星的批量生产,预计将会极大降低单颗卫星的制造成本。随着卫星制造、卫星发射、地面终端和运营服务等产业链各环节的成熟,低轨卫星星座的建设和运营成本将进一步降低,成为消费者接入互联网的又一优势选项。

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