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卫星互联网行业深度报告:卫星互联网建设与应用推进,商业航天新势力整装待发

信息技术2023-11-17马天诣 崔若瑜民生证券~***
卫星互联网行业深度报告:卫星互联网建设与应用推进,商业航天新势力整装待发

历经多年发展,卫星互联网于全球居民生活多个领域实现应用。卫星互联网旨在通过多颗卫星建立天基网络,为全球提供互联网接入服务。目前卫星互联网在海外已开始逐步实现商业化应用,不仅能覆盖传统地面基站无法覆盖的偏远地区,在基站建设相对完善的城市地区也可不同幅度提升用户体验。美国SpaceX与英国Oneweb公司目前分别拥有全球第一第二大近地轨道系统 ,AST SpaceMobile已验证可提供手机与卫星直连服务。 当前尚处5G-A阶段逐步向6G演绎,下一代通信系统是设施和通信方式的深度融合。从通信标准角度判断当前尚处5G-A阶段,逐步向6G演进。早在3GPP R16阶段就已研究5G NR与非地面网络的融合,R17版本进一步研究了NB-IoT/eMTC与非地面网络集成,以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业,以及海洋运输等垂直行业的物联网应用。目前R17标准已经冻结,R18研究旨在进一步增强对卫星的5GS支持。在“5G兼容,6G融合”的星地移动通信建设思路下,下一代的通信系统也将会是“空天地海”泛在接入的一体化网络系统,是各种通信基础设施和方式的深度融合。 我国卫星产业链布局不断优化,运载火箭相关技术是破局核心要素之一。当前高昂成本是阻碍我国卫星互联网推进的原因之一。我们认为当前降本思路有2种主要方式:1、卫星生产制造侧整合卫星产业链条,强化生产制造环节,优化卫星设计思路;2、卫星发射层面可进一步加大火箭运力,同时发展迭代火箭回收技术,进而平滑卫星组网成本。 ”商业航天新势力”将有望大幅助力我国卫星互联网建设进程。目前我国以央企领头,逐步推进国内卫星互联网建设。中国星网成立,由中央直接管理,是目前国内唯一一家从事卫星互联网设计建设运营的国有骨干型企业,有望在国家层面统筹规划我国卫星互联网组网进程,抢夺轨道和频率资源,从而加速国内商业航天的发展。同时在国家统筹之下,涌现出以银河航天、微纳星空、蓝箭航天、东方空间等为代表的民营商业航天公司,不断打磨卫星设计生产制造及运载火箭技术,助力我国商业航天事业的发展。我们认为”商业航天新势力”的发展将有望为我国卫星互联网的建设贡献重要力量。 投资建议:再一次重申卫星互联网有望开启并引领下一轮通信板块基础设施建设,当前我国卫星互联网的发展虽尚处早期起步阶段但发展进程提速显著。短期来看前端卫星生产制造环节将有望依托卫星发射进程提速率先受益,中长期维度随着技术设施建设的逐步完善,下游卫星互联网应用侧相关环节将迎来黄金发展阶段。重点推荐信科移动、创意信息、震有科技,同时建议重点关注天银机电、航天智装、铖昌科技、海格通信、普天科技、南京熊猫等。 风险提示:我国卫星发射进程不及预期;6G通信技术迭代不及预期。 重点公司盈利预测、估值与评级 1卫星通信伴随各大厂商的推进已逐步实现应用 1.1卫星互联网于全球居民生活多个领域实现应用 卫星互联网旨在通过多颗卫星建立天基网络,为全球提供互联网接入服务。 目前卫星互联网在海外已开始逐步实现大规模商业化应用,美国SpaceX与英国Oneweb公司分别拥有全球第一第二大近地轨道系统,美国铱星是最先提出卫星移动通信星座系统的公司之一,ASTSpaceMobile则是第一个提供手机与卫星直连服务的企业。 1.1.1SpaceX进展神速,已实现大范围商业化应用 SpaceX是由马斯克建立的美国太空运输公司,是目前全球卫星互联网领域领军企业,凭借4000余颗卫星成为全球第一大近地轨道系统。目前SpaceX提出的星链计划服务范围已覆盖全球7大洲,并计划进一步扩展覆盖范围。SpaceX的星链”计划,是一项基于自身运载火箭技术发射大量近地轨道卫星并组网,进而提供覆盖全球的高速互联网接入服务。据SpaceX官网星链覆盖地图显示,目前星链计划服务范围已经覆盖全球七个大洲,超过60个国家和地区,有超200万用户,并计划在未来进一步将覆盖范围拓展至埃及、土耳其、沙特阿拉伯等国家。 图1:星链计划网络覆盖范围 目前个人用户通过安装星链固件,即可享受全球范围内的卫星互联网服务。 通过星链计划覆盖全球的低轨卫星,个人用户可以享受享受全球范围内高速、低延迟的宽带互联网,从而进行直播、视频通话、在线游戏等多种活动。用户在屋顶或墙面上安装星链路由器、电缆等固件后即可通过基站访问低轨卫星,获取卫星通信服务,并可通过星链手机App进行个性化定制、获取更新信息、查询实时传输速率及延迟等信息。 卫星互联网不仅能覆盖传统地面基站无法覆盖的偏远地区,在基站建设相对完善的城市地区也可提升用户体验。通过搭载不同的载荷,扩展卫星互联网应用场景,助力万物互联,包括通过搭载数据采集载荷,实时准确获取物流产品位置、温度等信息以及飞机船舶的实时动态。通过高精度定位和卫星互联网结合,提供车道级导航和厘米级定位精度服务,并借助卫星互联网大规模覆盖的优势可加快车联网建设,实时了解道路中其他车辆的位置、状态等信息,逐步实现智能驾驶。 图2:星链设备及应用场景 在星链计划的性能方面,不同地区的星链卫星互联网的网速有较大差异,大部分地区星链卫星互联网的网速已接近固定宽带。据Speedtest报告数据显示,南美、欧洲、大洋洲的大部分国家星链平均下载速率均接近100Mbps。伴随北美洲国家星链用户数量与密度的迅速增加,星链下载速率略有下降。2021年Q2Q3到2022年Q2Q3这一年内,星链用户从776个县扩散至2399个县,占美国所有县的25%和75%。而仅从美国政府定义的“非大都市”县来看,这一数字从336个增长至1359个县,分别占所有“非大都市”县的17%与69%,同比增长300%,表明消费者对星链服务的信心。 表1:2022Q3星链卫星服务性能比较 图3:星链计划用户从2021年到2022年从美国776个县扩散至2399个县 尽管目前星链收费标准对个人用户而言相对昂贵,但马斯克也在积极促进费用的下调,使星链服务能够触及更多个人用户。星链针对个人用户推出了普通版和高级版两类服务。以美国地区为例,普通版需要用户首先支付499美元的硬件费用,安装完硬件还需缴纳每月99美元的服务费。而高级版的月租和硬件费用分别为500美元和2500美元,是普通版的五倍,并且还需要支付500美元的押金,下载速度也相应从50~250Mbit/s增长至150~500Mbit/s。另外,星链所有服务均有30天的试用期,若使用不满意可以获得硬件的全额退款。 马斯克也在积极促进费用的下调,根据不同市场区域,调价幅度也不尽相同,且降价不附带任何条件,比如英国的月租费用从89英镑下调到75英镑,德国从100欧元降至80欧元,墨西哥、智利和巴西的用户报告价格下降了约50%。而法国实行达量限速政策,月租费从99欧元降至50欧元,但使用超过250GB后将进行限速,若用户需要继续使用高速流量,需要额外支付10欧元/100GB的费用,避免个别用户长时间挤占带宽。 表2:星链计划对个人用户收费标准 目前,星链已支持在移动的房车、飞机上等为个人用户提供稳定的移动互联网服务。2022年SpaceX推出了用于房车的starlink互联网服务(Starlinkfor RVs),要求用户使用特定位置登录,通过卫星群访问天基互联网,适用于去野营或有度假屋的用户,但并不适用与移动车辆。目前,伴随有关监管部门的批准以及更多星链卫星的发射,SpaceX已经支持在移动的房车、飞机、火车等交通工具上提供稳定的互联网服务,并推出了星链漫游版(StarlinkRoam)和星链航空版(Starlinkaviation)。以一个月为单位进行计费,用户可以根据自身需求随时暂停或启用服务。目前已经应用于奔驰Aphavan星链房车中,实现全车智能化。 图4:用户通过卫星接收器使用星链房车版 SpaceX与美国电信运营商T-mobileUS合作推动卫星和手机终端直连,扩展卫星互联网对个人用户的应用场景。Starlink的卫星将使用T-Mobile的中频段频谱来创建一个全新的网络,使第二代星链卫星可以直连手机,主要借助卫星对日常服务进行补充,消除日常通信死角。每个卫星基站将能直接覆盖一定的地面范围,并提供大约2-4Mbps的带宽接入速度,相当于1000至2000个同时接听的电话 , 或数十万条同时发送的短信,足以支持该卫星服务区域内的所有T-Mobile用户发送短信或打电话,甚至包括目前没有无线服务覆盖的偏远地区。 这项新服务将从2023年年底进入测试阶段,从提供短信服务开始。T-Mobile表示,其目标是在短信服务测试阶段后实现语音和数据覆盖。 图5:T-mobileCEO西弗特与SpaceXCEO马斯克在活动现场 目前根据SpaceX官网信息,其适用于现有的LTE手机。无需更改硬件、固件或特殊应用程序,即可通过星链发送文本、语音和数据。预计2024年实现短信发送,2025年实现语音通话,2025年实现上网(Data),同年分阶段实现IOT(物联网)。初期支持的运营商包括:T-MOBILE (美国)、OPTUS (澳大利亚)、ROGERS (加拿大)、ONE NZ (新西兰)、KDDI (日本)、SALT (瑞士)。 图6:SpaceX发布直连计划 图7:SpaceX手机直连概览 1.1.2Oneweb组网提速,已在B&G两端重点开展运营服务 Oneweb已实现全球网络覆盖所需卫星数量,成为仅次于SpaceX的第二大近地轨道系统。Oneweb是2012年建立的全球卫星电信网络的初创公司,计划通过发射超过600个低轨道卫星创建覆盖全球的高速电信网络。截至2023年3月底,Oneweb已进行18次发射,入轨卫星总数达到618颗,实现了全球网络覆盖所需卫星数量,成为目前仅次于星链的第二大近地轨道系统。 图8:Oneweb成功完成第18次发射 Oneweb主要面向政府和企业提供服务,同时也针对个人用户提供海陆空多场景的卫星互联网服务。Oneweb面对个人用户提供的服务主要包括陆地、海事及航空三方面的互联网通信服务,满足用户随时随地办公及娱乐需求,而不受地面基站影响。面对星链计划4000余颗轨道卫星,为占据有利的市场份额,个人用户并非Oneweb公司的主要服务对象。据首席执行官尼尔·马斯特森表示星链计划主要瞄准普通消费者,而Oneweb公司专注于为企业和政府提供服务。 表3:Oneweb业务范围 1.1.3铱星作为最早起商业卫星星座,紧跟产业发展步伐 铱星已可针对个人用户提供全方位的卫星互联网产品与服务,充分满足用户使用需求。铱星作为美国第一代卫星移动通信星座系统,通过覆盖全球的低轨道卫星实现高速、低损耗的卫星通信。目前铱星针对个人用户推出全球通话、加密通话、一键通、窄中宽频带、云通讯等服务,并相应衍生出通讯器、卫星电话、宽带终端、外接天线等多种产品。同时,铱星也研发出配套的手机应用,Iridium GO! 可与铱星产品相连接,进行语音通话、GPS定位,发送短信等功能,Iridium Mail App则有网页及社交媒体浏览、查看天气预报、发送邮件等,全面覆盖了个人用户日常所需互联网应用场景。 图9:铱星产品及服务概览 图10:Iridium GO! ® App应用界面 铱星与高通合作,推进卫星和手机的直连,丰富个人用户对卫星互联网的使用场景。今年2月,铱星与高通达成协议,表示将为下一代安卓旗舰智能手机提供基于卫星的连接,并发布Snapdragon Satellite。铱星在距地约780公里的低轨道上部署的66颗卫星将为该服务提供支持。利用铱星公司耐候性强的L波段频谱进行上行和下行连接,使智能手机能够提供全球连接,并支持远程、农村和海上的双向紧急信息传递、短信和其他信息传递应用。 图11:Snapdragon Satellite应用 1.1.4AST是第一个可通过标准手机直接访问的天基网络 AST SpaceMobile卫星设计制造有别于其他企业,天线展开后的巨大面积承载原先地面基站功能,具有高效、低成本的特点。具体而言,AST发射的在轨