卫星互联网：6G时代填补“荒”域空白，产业研究方法论锁定前端机遇

低轨卫星互联网在5/6G时代兴起，抢占空间轨道和用户频段时间紧迫 卫星互联网基于卫星通信技术，通过卫星组网可实现互联网内容的全球覆盖传播。其中，低轨卫星互联网相比于中高轨道卫星，具有传输时延短、路径损耗小、发射功率低等诸多优势，已成为卫星通信的重要发展方向。全球发展：地球近地轨道可容纳约6万颗卫星，而低轨卫星所主要采用的Ku及Ka通信频段资源逐渐趋于饱和状态，到2029年地球近地轨道将部署总计约57000颗低轨卫星，空间竞争逐渐激烈。2015年全球掀起低轨卫星互联网热潮，当前“星链（Starlink）”、“一网（Oneweb）”已投入商用，“光速（Lightspeed）”、“柯伊伯（Kuiper)”等星座正在建设规划中。国内方面，卫星互联网产业起步较晚，但在支持政策下发展迅速。2023年7月卫星互联网技术试验星在酒泉发射成功，中国星网正式进入建设阶段。重点应用：低轨卫星互联网在陆地、海上、空中的应用前景较大。 （1）与地面移动网相联合，实现广域信号覆盖；（2）应用于海事领域，使得海上交通更高效、安全性更有保障，且降低资费的同时，提升了多元服务内容。（3）应用于航空领域，可实现更安全的航行、更丰富的商务娱乐与更高效的飞机维护。 2022年全球卫星产业收入2810亿美元，卫星服务和地面设备占据主价值量卫星互联网产业链主要包含卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运营及服务四大环节。据SIA统计数据显示，2022年全球卫星产业收入2810亿美元（+0.6%），卫星服务业和地面设备制造业占据产业主要价值量，两者合计占比90%以上。 沪深市场中已发展出诸多细分环节龙头企业，例如航天五院、中国卫星、中国电科、天奥电子、长征火箭、海格通信等。卫星部件的模块化接口设计为规模化制造提供可能，使得不同供应商提供的卫星部件之间能够互操作。此外，相比于传统星座，巨型星座中单星服务范围缩小，需要遍布全球的大量信关站连接卫星入网。总体来看，我们认为卫星制造环节及地面信关站建造环节有望率先收益。 19家北交所及新三板企业与产业高度相关，富士达等优质企业迎来发展机遇北交所及新三板市场中，共有19家企业隶属卫星互联网产业。根据成长性、产品竞争力、研发投入、规模体量等指标，我们认为创远信科、富士达、天力复合、星图测控、新诺航科等公司在此细分领域可能具备较佳的发展潜力。创远信科：射频通信测试仪器“小巨人”，110GHz网络分析仪新品助力航天，2023Q1-Q3营收/归母净利润1.83亿元/1977.49万元。富士达：射频同轴连接器“小巨人”，定增募投航天领域产品顺应卫星发展，2023Q1-Q3营收/归母净利润6.63亿元/1.18亿元。天力复合：卫星用钛-不锈钢过渡连接功能材料国产化制备唯一批量化供应商，2023Q1-Q3营收/归母净利润5.47亿元（+13.78%）/7072.63万元（+26.06%）。星图测控：聚焦航天测控管理与航天工业设计，实际控制人为中科院空天院，2023H1营收/归母净利润0.61亿元（+212.99%）/1118.03万元（+38.81%）。新诺航科：专注船舶智能驾驶舱领域智能终端，通过中国船级社型式认可，2023H1营收/归母净利润0.53亿元（+41.87%）/651.47万元（+35.31%）。 风险提示：核心技术泄密风险、新产品开发风险、下游行业需求变化风险 1、引言 2022年2月，俄乌产生军事冲突，美国商业卫星公司SpaceX第一时间在乌克兰激活开通了“星链”服务，公开介入冲突，对双方的军事行动部署以及国际社会的舆论导向产生了重要影响。此次事件将通信战略空间设施应用到了军事用途，加深了我国民营企业对建设卫星互联网的紧迫性意识。 图1：星链终端运抵乌克兰实况图 图2：乌克兰地区星链覆盖图 2023年10月，SpaceX星链官网全新推出星链直连手机业务（DirecttoCell）。星链直连手机服务预计将于2024年实现短信发送功能。根据SpaceX官网信息，直连手机业务适用于现有的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。直连手机业务所用的卫星将由猎鹰9号火箭完成发射，未来将由星舰承担发射任务。根据规划，2024年将实现短信发送，（或类似北斗短报文）；2025年实现语音通话（类似华为Mate60Pro手机直连服务）；同时，2025年还要实现网络服务（Data），并分阶段实现IOT（物联网）。 图3：SpaceX推出星链直连手机业务（DirecttoCell） 图4：华为Mate60Pro支持卫星通话功能 本篇报告将对卫星互联网产业链展开深度梳理，旨在全面剖析在当下时间点，卫星互联网的产业逻辑以及北交所及新三板中相关的潜在受益标的，深刻挖掘在相关产业政策引导支持下的投资机遇。 2、低轨卫星互联网在5/6G时代兴起，星座部署竞争时代来临 卫星互联网是一个由卫星及其链路共同组成的多层立体通信网络，多颗卫星通过卫星链路互联在一起构成空间通信网络，每颗卫星成为其中的一个交换节点，使通信信号能不依赖于地面通信网络进行传输，具备移动通信、信号处理、数据存储、交换路由、宽带接入的能力。 2.1、低轨卫星互联网高速率、广覆盖，正与地面通信构筑“星地融合” 卫星互联网是基于卫星通信技术，利用一定数量的人造地球卫星作为中继站，为陆海空天用户提供互联网接入服务的新型通信网络，通过卫星组网可实现互联网内容的全球覆盖传播。其中，低轨卫星互联网是利用低地球轨道部署的卫星星座，相比于中高轨道卫星，低轨卫星星座具有传输时延短、路径损耗小、发射功率低等诸多优势。目前，以星链系统（StarLink）为代表的新兴卫星互联网星座普遍倾向于采用低轨道，低轨卫星互联网已成为卫星通信的重要发展方向。 表1：低地球轨道卫星轨道高度小于2000km 低轨卫星互联网是空天地一体化信息网络中的重要组成部分，是解决互联网“最后一公里”以及延伸地面移动通信网络的关键天基网络。低轨卫星互联网以构建具备实时信息传输的星群，向用户终端提供宽带互联网接入为主要任务。 图5：卫星互联网相关典型概念拓展示意图 低轨卫星互联网系统一般由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段是指分布在低轨空间的卫星星座，相邻卫星之间可通过透明转发、处理转发等技术实现数传输，形成“一网协同”的系统，为用户段终端之间及用户终端与网关间提供通信链路。地面段主要完成星座管理、网络运维等功能，负责卫星互联网系统与其它通信系统间的互联互通，主要包括测控站、测控中心、控制中心、信关站等。用户段由各类卫星互联网终端组成，根据终端是否支持在移动时正常使用划分为移动终端和便携式终端，包括手持移动终端、物联网终端、便携站、车（船、机）载站等。 图6：低轨卫星互联网系统一般由空间段、地面段和用户段三部分组成 相比于传统高轨卫星通信系统，新兴的低宽带卫星联网速率更快、覆盖更广。 传统高轨卫星通信系统只支持互联网应用，其互联网模式通常采用星状网或星状网状混合架构，支持远端用户群经过用户站、中心站到联网的访问。新兴的低宽带卫星联网基于低宽带通信星座开展建设，建设成本高，需要多地面关口站互联或者星间互联，但因轨道低，信号空间衰减小，同条件下可提供更高的用户站接入速率和单用户站支持的上网用户数，同时对高纬度地区具有更好覆盖能力，因此成为近年全球发展热点。 图7：传统高轨卫星互联网模式示意图 图8：新兴低轨卫星互联网示意图 2.2、抢占空间轨道紧迫，试验星发射成功宣告中国星网进入建设阶段 抢占空间轨道和频段是各国卫星企业的重要资源目标。由于卫星轨道和频谱资源十分有限，世界各国已充分意识到近地轨道和频谱资源的战略价值，以及低轨卫星通信系统的巨大商业价值，近年来悄然开展卫星发射争夺战。地球近地轨道可容纳约6万颗卫星，而低轨卫星所主要采用的Ku及Ka通信频段资源逐渐趋于饱和状态，全球正处于人造卫星密集发射前夕。到2029年，地球近地轨道将部署总计约57000颗低轨卫星，轨位可用空间将所剩无几，空间轨道和频段是能够满足通信卫星正常运行的先决条件。 图9：2029年地球近地轨道预计部署57000颗低轨卫星 图10：2029年美国预计地球近地轨道部署占比近90% 卫星互联网的发展史大体可以分为以下三个阶段： （1）与地面通信网络竞争阶段（20世纪80年代~2000年）：1987年美国摩托罗拉公司提出铱星计划，旨在向全球商业用户提供移动通信业务。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，且由于相关技术欠缺、建设成果过高、市场反应平淡等问题，在与地面通信网络的竞争中宣告失败。 （2）对地面通信网络补充阶段（2000~2014年）：以新铱星、全球星和轨道通信公司为代表，定位主要是对地面通信系统的补充和延伸。伴随着高通量卫星容量提升至100Gbit/s，以及分组技术、压缩调制等关键技术的成熟，用户数据下载速率达到12～50Mbit/s，高通量卫星才开始满足高清视频、多媒体等宽带互联网应用需求，真正开启了卫星互联网应用时代。 （3）与地面通信网络融合阶段（2014年至今）：以一网公司OneWeb、太空探索公司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，向着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。 图11：卫星互联网的发展由窄带低频段进化到宽带高频段 国外现状：密集快速组网 低轨移动通信星座发展在历经了21世纪初的低谷之后，现已强势归来。美国铱星（Iridium）、全球星（Globalstar）、轨道通信卫星（Orbcomm）目前正在开展向第二代星座的升级换代工作。基于互联网快速发展，2010年后，发达国家掀起了低轨互联网星座研究的高潮，典型的如一网（Oneweb）、低轨星（LeoSat）、星链（Starlink）。 图12：发达国家低轨互联网星座代表示意图 根据目前国外已公布的低轨通信方案中，卫星轨道高度主要集中在1000-1500km之间，频段主要集中在Ka、Ku和V频段（数据来源：铖昌科技招股书）。2015年，全球掀起低轨卫星互联网热潮，先后提出了近30个星座计划，经历了频率申请、融资应用布局和新冠疫情的历史考验后，当前“星链（Starlink）”、“一网（Oneweb）”已经投入商用，“光速（Lightspeed）”、“柯伊伯（Kuiper)”等星座正在建设规划中。 太空探索技术公司SpaceX通过密集单月多发的方式实现快速组网，截至2022年12月已部署3666颗卫星，并在45余个国家和地区为超过100万个用户提供通信服务。 “一网”卫星于2022年9月在南非试行服务。 表2：星链、一网已经投入商用，光速、柯伊伯等星座正在建设规划中 国内现状：起步晚，但发展后势强劲 “虹云工程”低轨卫星星座：2016年航天科工集团提出了“虹云工程”低轨卫星星座计划，预期发射156颗卫星实现全球覆盖。“虹云工程”的第一颗卫星是我们国家第一颗真正意义上的宽带低轨小卫星，具有标志性意义。 “鸿雁”星座全球卫星通信系统：在2016年宣布将在2020年建成“鸿雁”星座全球卫星通信系统。“鸿雁”星座包含一个宽带通信星座和一个移动通信星座，总计300余颗低轨道小卫星，可以为200万移动用户、20万宽带用户及近1000万的物联网用户提供服务，并在导航、航空、航海等领域提供综合服务。2018年12月，首颗“鸿雁”星座试验星发射成功，标志着全球低轨卫星移动通信与空间互联网系统的建设逐步启动。 银河航天：银河航天提出的“银河Galaxy”卫星星座是国内规模最大的卫星星座计划，计划到2025年前发射约1000颗卫星，首颗试验星已于2020年1月发射成功，通信能力达10Gbps，成为我国通信能力最强的低轨宽带卫星。 “天启”低轨星座：“天启”星座计划由30余颗低轨道卫星组成。通过卫星回传给地面数据中心，经过分包处理后再发送