【国信通信·行业专题】卫星互联网开始加速，关注低轨卫星产业链机会
证券研究报告|2022年10月30日 【国信通信·行业专题】 卫星互联网开始加速，关注低轨卫星产业链机会 行业研究·深度研究通信·通信设备 投资评级：超配（维持评级） 证券分析师：马成龙021-60933150 machenglong@guosen.com.cnS0980518100002 联系人：袁文翀021-60375411 yuanwenchong@guosen.com.cn 关键结论与投资建议 1、近地轨道位置及频谱资源有限、竞争激烈，星网公司自去年成立以来，先后研制先导测试星和批量采购2种型号通信卫星，我国低轨卫星星座建设正步入加速发展期。除此以外，低轨卫星发展的驱动力还包括政策支持、技术成熟带动成本降低及商业航天的快速发展。卫星互联网发展趋势包括与地面网络（5G/6G）融合、通导遥一体化及构建星间链路等。 2、需求侧，低轨卫星通信前景广阔，发展低轨卫星具有内在需求逻辑。一方面，卫星宽带通信与地面网实现互补，推动偏远地区、船舶飞机、应急救灾等场景的宽带连接；另一方面，低轨窄带通信是解决物联网传输层覆盖瓶颈的有效手段。我国宽带通信速率正通过千兆升级加速提升，村村通宽带已建设完成，根据十四五规划，卫星宽带通信在我国边疆地区的电信普及服务方面具有重要作用。 3、产业链方面，低轨卫星产业链主要分为上游卫星制造与卫星发射，中游地面设备制造与卫星运营，下游为各类应用场景。随着低轨卫星星座建设拉开序幕，产业链上游将率先受益，其中T/R环节的确定性和成长性较强： 卫星制造：对比卫星平台及卫星载荷其他零组件，T/R环节具有1）批量卫星建设成本节约主要在卫星平台侧；2）T/R组件是低轨通信卫星载荷的关键必备零部件，价值占比高；3）通信卫星功能增强，实际单星T/R组件用量和总价值量提升等特点，因此载荷侧T/R环节的受益确定性和成长性更为显著。建议关注当前具备Ku/Ka等低轨通信卫星常用频段的T/R组件或射频芯片/模块积累的公司。除此以外，卫星平台、星载转发器等相关分系统、零组件供应商亦有望直接受益于低轨卫星制造需求的快速增长。 卫星发射：当前我国面临火箭运力不足、发射成本较高等问题，传统国家队外，相关民营运载火箭及发射服务公司正逐步发展。 终端与运营：低轨卫星建设仍处于早期阶段，终端与运营侧实际应用较少。随着星座建设成熟，后续终端与运营环节将成为产业链价值重心所在。 4、基于产业链发展程度及不同环节的受益确定性和成长性，建议关注卫星通信载荷关键部件T/R组件环节如国博电子等。 风险提示：低轨卫星星座建设进度不及预期；技术发展不及预期，成本过高影响建设进程；空间轨道资源和频谱资源被大量占用 01 空间信息产业加速发展，低轨卫星通信蓄势待发 02 03 产业价值：卫星通信是地面通信的重要补充 产业链：通信载荷是通信卫星关键，关注T/R环节 04 05 Starlink（星链）：低轨卫星互联网领先者投资建议 一、空间信息产业加速发展，低轨卫星通信蓄势待发 发展空天地一体化信息网络已成为6G的共识。空天地一体网络架构是6G的核心方向之一，被ITU列为七大关键网络需求之一。6G的空天地一体网络架构将以地面蜂窝移动网络为基础，结合宽带卫星通信的广覆盖、灵活部署、高效广播的特点，通过多种异构网络的深度融合来实现海陆空全覆盖，将为海洋、机载、跨国、天地融合等市场带来新的机遇。 5G已开始实践非地面网络（NTN）应用。2022年6月冻结的5GR17标准的一项新增特性为支持非地面网络（Non-TerrestrialNetworks,NTN）。具体来说，R17定义NTN整体架构，包括定时和同步机制，非连续覆盖的辅助消息、移动管理、馈线链路切换等。通过卫星上的网络节点和通过馈线链路互连的NTN网关，可以为NB-IoT/eMTC节点提供非地面接入，相关终端通过服务链路能够访问NTN网络服务。 图1：6G实现空天地全覆盖资料来源：大唐移动《6G愿景与技术趋势白皮书》，国信证券经济研究所整理 资料来源：3GPP，国信证券经济研究所整理 图2：5G多种NTN接入网络的典型波束覆盖 以具体用途类型划分，应用卫星最主要可分为——通信卫星、遥感卫星和导航卫星，本文主要聚焦通信卫星领域，尤其是当前快速发展的低轨卫星互联网： 卫星通信：以卫星为中继站进行数据通信，可用于传输电话、电报、传真、数据和电视等信息。具体分为卫星广播业务（BSS）、卫星固定业务（FSS）和卫星移动业务（MSS）。国内已应用的代表卫星如中星系列（广播业务）、天通卫星（移动业务）等。 卫星遥感：从高空通过传感器（光学/雷达）探测及接收来自目标物体所辐射及反射的电磁波信息，从而识别物体的属性及其空间分布等特征，应用于国防、自然资源、交通、气象、海洋、环保、应急等领域。国内已应用的代表卫星如遥感系列、吉林一号等。 卫星导航：提供基于全球卫星导航系统的导航、定位、授时等基础信息服务以及相关的行业应用服务。目前全球主要四大卫星导航系统包括GPS、北斗、伽利略、格洛纳斯。 从国内建设进展来看，导航完成，遥感稳步建设，低轨通信卫星建设蓄势待发。北三组网完成标志我国全球导航卫星系统已完成建设；遥感卫星方面，遥感系列截至目前已发射36颗卫星，持续稳步建设中；通信卫星方面，目前主要以高轨广播或移动通信卫星为主，低轨 表1：卫星依用途分类 卫星分类 通信 遥感 导航 从高空通过传感器（光学/雷达） 提供基于全球卫星导航系统提供 简介 以卫星为中继站进行数据通信 探测及接收来自目标物体所辐射 导航、定位、授时等基础信息服 及反射的电磁波信息，从而识别物体的属性及其空间分布等特征 应用 用于传输电话、电报、传真、数据和电视等信息 应用于国防、自然资源、交通、气象、海洋、环保、应急等领域 大众市场、行业市场、特种市场 国内部分代表型号 中星系列（广播服务）天通卫星（移动业务） 遥感系列、吉林一号等 北斗 图例 资料来源：中国卫通，北斗卫星导航系统官网，中新网，国信证券经济研究所整理 图3：国内卫星建设进展 19841998200020062009201120162019202020212022 通信东方红鑫诺中星天通银河航天银河航天 二号一号1A一号01星首发星02批 遥感卫星吉林一号遥感三十五号 遥感一号首发星04组卫星导航北斗一号北斗二号北斗三号 实验星首颗组网星完成组网 资料来源：央视网，国信证券经济研究所整理 卫星星座建设蓄势待发。 低轨卫星主要指运行在低地球轨道（距离地面500-2000km，LEO）的卫星。对比高轨（地球静止轨道，GEO）卫星，在通信应用中，低轨具有距离近、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。 表2：卫星轨道细分分类卫星轨道类型 轨道高度 卫星用途 LEO（低地球轨道） 500-2000km 对地观测、测地、通信、导航等 MEO（中地球轨道） 2000-35786km 导航 GEO（地球静止轨道） 35786km 通信、导航、气象观测等 SSO（太阳同步轨道） <6000km 观测等 IGSO（倾斜地球同步轨道） 35786km 导航 资料来源：赛迪顾问，ITU，国信证券经济研究所整理 图4：不同轨道在轨卫星数量（截至2021年5月1日）资料来源：SecureWorldFoundation，国信证券经济研究所整理 因此，低轨卫星是下一代空间信息基础设施发展趋势。低轨卫星已成为当前卫星互联网建设最契合的卫星类型。但不局限于通信，例如在导航方面，低轨卫星也是进一步提升卫星导航性能的潜在技术途径，助力我国下一代综合定位导航授时体系的建设。因此，低轨卫星已成为下一代空间信息基础设施建设的发展趋势。 图5：对比高轨卫星，低轨卫星距离近，传输时延小，信号衰减小 高轨卫星 低轨卫星 传输距离 远 近 时延 大 小 信号衰减 大 小 单卫星覆盖 覆盖广 几百到上千公里直径 卫星体积 几顿到几十吨 <几百公斤 研发成本 几亿到几十亿 10-20万/公斤 研制周期 5-10年 1-3年 生命周期 15-20年 1-5年 单星容量 大 小，系统容量大 典型卫星 中星16 Starlink 资料来源：鹏鹄物宇，孙晨华等《高低轨宽带卫星通信系统特点对比分析》[J]，国信证券经济研究所整理 资料来源：陈全、杨磊等《低轨巨型星座网络：组网技术与研究现状》[J]，国信证券经济研究所整理 图6：新型低轨星座网络总体架构 典型的低轨星座系统包括空间段、用户段和地面段3个部分: 空间段由低轨卫星和星间链路组成，形成空间传输主干网络。卫星在空间中均匀排布，普遍采用均匀对称的星座构型。卫星作为空间网络的接入节点，起到天基移动基站的功能。卫星间可建立微波或激光星间链路，实现数据包中继转发。 用户段包括各类用户终端、综合信息服务平台以及业务支撑系统等。由于功率限制，目前低轨宽带通信必须采用固定终端（如Starlink地面天线+路由器）的形式建立局域网络以用于家庭接入；移动卫星终端主要用于卫星通话，远期集成于消费端应用或成为趋势。根据上述终端形态的不同与应用场景的差异，卫星通信也大体分为卫星固定业务与卫星移动业务。 地面段包括信关站、综合运控管理系统以及连接地面核心网的基础设施。信关站起到连接卫星网络和地面网络的网关功能。综合运控管理系统包括网络、星座、数据、运营、数据等管理系统以及卫星测控站等，对全网进行综合管理和监控。 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。 表3：卫星宽带通信vs卫星窄带通信 卫星宽带通信卫星窄带通信 工作频段C频段(5GHz)，Ku频段(12-18GHz)、Ka频 段(20-30GHz)及以上 UHF/VHF频段（200-400MHz）,L频段 （1.5GHz)，S频段（2GHz） 带宽一般在几十到几百MHz一般不超过1MHz 传输速率高几百Mbps到Gbps一般在几kbps 终端体积较大，一般是0.5米到1米直径的天线一般要求使用小型化天线，10-20cm终端功耗较大，一般功耗在100-200W一般要求小于10w 终端成本较大，一般在20万到100多万一般在几千元 应用领域没有地面网覆盖区域用户的高速传输需求，没有地面网覆盖区域的数据采集、远程控制 例如邮轮、科考站、航空、偏远地区上网 （国外）等 等业务 代表运营商Starlink、OneWeb、星网等铱星二代、Orbcomm、行云计划等资料来源：鹏鹄物宇，国信证券经济研究所整理 卫星互联网是基于卫星通信的互联网，通过发射一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络，具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。卫星互联网是继有线互联、无线互联之后的第三代互联网基础设施革命，已被纳入我国新基建的范畴。 图7：低轨卫星通信网络Stralink在轨卫星资料来源：satellitemap，国信证券经济研究所整理 图
