星链计划Starlink专题研究报告

证券研究报告：通信|深度报告 2023年11月17日 行业投资评级 行业基本情况收盘点位 2384.47 52周最高 2899.7 52周最低 1800.42 强于大市|维持 通信 沪深300 行业相对指数表现（相对值） 45% 39% 33% 27% 21% 15% 9% 3% -3% -9% 2022-112023-012023-042023-062023-092023-11 研究所 资料来源：聚源，中邮证券研究所 分析师:鲍学博 SAC登记编号:S1340523020002 Email:baoxuebo@cnpsec.com 分析师:王煜童 SAC登记编号:S1340523070004 近期研究报告 Email:wangyutong@cnpsec.com 《中邮通信：深度解析Starlink》-2023.11.16 深度解析Starlink 投资要点 2016年SpaceX首次提交Starlink星座申请，目前已申报超过4 万颗卫星需求；截至2023年8月，已有超5000颗Starlink卫星发射 升空。截至2023年11月，Starlink已经在七大洲六十多个国家可用。 2022年，Starlink实现收入14亿美元，截至目前用户数已超200万。 据《华尔街日报》报道，2022年Starlink实现营收14亿美元，较2021 年营收2.22亿美元实现大幅增长，盈利方面仍是亏损，但在2023年 第一季度略有盈利。2023年11月2日，马斯克发帖宣布，星链项目已实现现金流平衡。 我们认为，Starlink较快实现盈利的原因第一是采用自研自制、选用低等级元器件大幅降低卫星制造成本；二是采用可重复发射的猎鹰9火箭，实现卫星发射低成本；三是与其他宽带连接方式资费相差不大，包括地面通信运营商，具备价格吸引力；四是站在高轨卫星企业Hudges、ViaSat等高轨卫星培养的用户基础上，提升服务质量，快速获得客户。 Starlink卫星经历了V1.0到V1.5，再到V2Mini三个版本，目前在其星座中运营着V1.5卫星和V2Mini卫星。Starlink下一版本V2卫星除了继续升级卫星互联网性能外，还可与现有手机直连，除了改进版的Ku、Ka天线和激光通信外，V2卫星用于手机直连的可折叠卫星天线展开后面积非常大，采用地面移动通信所用的频段，面积大约25m2；卫星本体7m长，需要用星舰发射。每个卫星服务的“蜂窝”区域都非常大，蜂窝内可以有2-4Mbps的数据带宽，可同时支持1-2千人同时通话，或数十万文本信息同时发送。该手机直连业务是与移动通信运营商合作，预计将从运营商收费，而非直接面向用户。 我们认为，国内宽带卫星互联网业务应更关注ToB的需求，这一阶段为“小卫星、大终端”阶段，国内卫星互联网建设应当按需建设，随下游用户数量增长去扩大卫星星座规模。该阶段，相比于卫星制造产业，应更关注卫星通信终端产业，相关标的包括：中国卫星、海格通信、盟升电子等。在补盲地面移动通信业务方面，卫星本身规模以及星座规模或较为庞大，这一阶段为“大卫星、小终端”，甚至，地面终端与现有手机完全相同。该阶段，应更关注卫星制造和发射产业链，相关标的包括：中瓷电子、铖昌科技、臻镭科技、航天电子、国博电子、亚光科技、盛路通信、航天环宇、天奥电子、上海翰讯、航天智造、航天智装、航天发展、智明达、西测测试、思科瑞等。 风险提示： 国内卫星制造和发射成本高企不下，发射资源不足，影响国内星座建设进度；下游应用需求不及预期；手机直连卫星技术进展不及预期等。 目录 1Starlink发展历程4 1.1Starlink规划提出及其变更4 1.2Starlink卫星发射进展5 1.3服务覆盖范围与地面站建设进展6 1.4经营情况6 2Starlink技术体制7 2.1卫星：V1.0、V1.5、V2Mini、V29 2.2地面站：信关站9 2.3用户终端11 3Starlink何以盈利12 3.1资费分析12 3.2成本分析13 3.3用户数分析15 4Starlink未来发展方向17 4.1V2卫星可与手机直连，消除一切通信盲区17 4.2与现有移动通信运营商合作而非竞争18 5Starlink对我们的启示18 5.1国内卫星互联网ToB需求或远大于ToC18 5.2手机直连卫星提供全球覆盖和应急通信能力，应与传统移动运营商合作19 6风险提示19 图表目录 图表1：StarlinkLEO星座轨道情况（Ku/Ka频段4408颗卫星）4 图表2：Starlink第二阶段构型（7518颗）5 图表3：StarlinkGen-2构型5 图表4：Starlink发射进展6 图表5：Starlink用户数6 图表6：透明转发模式7 图表7：星间链路传输模式7 图表8：Starlink卫星技术特点8 图表9：StarlinkV1.5与V2Mini版本9 图表10：卫星互联网体系架构10 图表11：Starlink信关站11 图表12：Starlink住宅用户设备终端11 图表13：Starlink设备终端等级12 图表14：Starlink收费标准13 图表15：美国互联网服务商收费标准（家庭宽带）13 图表16：HughesNet卫星15 图表17：Echostar宽带用户数量(2019年前无分地域统计)16 图表18：Echostar近年服务业务及设备收入情况16 图表19：Viasat卫星服务业务收入情况（亿美元）16 1Starlink发展历程 星链计划（Starlink）由SpaceX公司提出并实施，是提供互联网接入服务的卫星群，这些卫星部署在近地轨道上，可以提供覆盖全球的宽带网络接入能力。借由远远超过传统卫星互联网的性能以及不受地面基础设施限制的全球网络，星链可以为网络服务不可靠、费用昂贵或完全没有网络的地区提供高速互联网接入服务。 1.1Starlink规划提出及其变更 美国SpaceX公司首席执行官埃隆·马斯克于2015年宣布，SpaceX公司将向近地轨道发射约1.2万颗星链卫星，组建一个巨型低轨道卫星星座。2016年SpaceX首次提交Starlink星座申请，几经修改，目前已申报超过4万颗卫星发射需求。 2016年11月15日，SpaceX向FCC（美国联邦通信委员会）提交第一期 Starlink4425颗卫星星座计划申请，2018年3月29日获得批准。之后，经3次修改，最终确定为轨道高度位于540-570km的共计4408颗卫星。 第一次修改：2019年4月26日，FCC批准星链原计划部署于1150km的卫星轨道降低至550km，该轨道卫星数由1600颗降为1584颗； 第二次修改：2019年8月30日，将轨道面由24个调整为72个，相应的每面卫星数由66降为22，保持总数不变； 第三次修改：2020年4月17日，将原轨道高度1110-1325km的卫星降低至 540-570km。 图表1：StarlinkLEO星座轨道情况（Ku/Ka频段4408颗卫星） 轨道面总数/个 72723664 每轨道卫星数/颗轨道高度/km轨道倾角 相同轨道卫星总数/颗 2222205843550540570560560 53°53.2°70°97.6°97.6° 15841584720348172 资料来源：《星链计划卫星网络资料申报情况分析》杨文翰等，中邮证券研究所 2018年11月，FCC批准星链计划第二阶段的7518颗卫星、Q/V频段星座组网的计划。 图表2：Starlink第二阶段构型（7518颗） 轨道高度/km 345.6 340.8 335.9 轨道倾角相同轨道卫星总数/颗 53° 48° 42° 2547 2478 2493 资料来源：《星链计划卫星网络资料申报情况分析》杨文翰等，中邮证券研究所 2019年10月，SpaceX宣布计划再增加30000颗星链卫星，后修改为29988颗，SpaceX将该新增卫星计划称为“Gen-2”，即第二代星链计划。2022年12月，FCC允许SpaceX先部署其中的7500颗。 图表3：StarlinkGen-2构型 倾斜度(°) 海拔高度(千米) 轨道平面 每轨卫星数 卫星数量 53.0 340 48 110 5280 46.0 345 48 110 5280 38.0 350 48 110 5280 96.9 360 30 120 3600 53.0 525 28 120 3360 43.0 530 28 120 3360 38.0 535 28 120 3360 148.0 604 12 12 144 115.7 614 18 18 324 资料来源：FCC，中邮证券研究所 1.2Starlink卫星发射进展 自2018年2月，Starlink成功发射两颗试验星，截至2023年8月，已有超5000颗Starlink 卫星发射升空。 图表4：Starlink发射进展 资料来源：Spacenews.com，NASA，Space.com，Spaceflightnow.com，中邮证券研究所 1.3服务覆盖范围与地面站建设进展 截至2023年11月，Starlink已经在七大洲六十多个国家可用。仅在2023年，Starlink就在17个国家/地区推出，包括巴哈马、马拉维、马来西亚等。截至2023年11月，Starlink除美国本土外，已在非洲（尼日利亚）、亚洲（日本、菲律宾）、中北美洲（加拿大、多米尼加共和国、墨西哥、波多黎各）、南美洲（阿根廷、巴西）、欧洲（法国、德国、爱尔兰、意大利、挪威、波兰、葡萄牙、西班牙、英国）、中东（阿曼、土耳其）、大洋洲（澳大利亚、斐济、新西兰）建造了150座地面站。 1.4经营情况 用户数方面，Starlink于2022年12月宣布其用户数量超过100万，并在不 到一年的时间实现翻倍增长，于2023年9月宣布拥有超过200万活跃用户。 图表5：Starlink用户数 日期 用户数量（万） 2023.09 200 2023.05 150 2022.12 100 2022.05 40 2022.03 25 2022.01 14.5 2021.08 9 2021.06 6.94 资料来源：Starlinkinsider.com，Satellitetoday.com，中邮证券研究所 据《华尔街日报》报道，2022年Starlink实现营收14亿美元，较2021年 营收2.22亿美元实现大幅增长，盈利方面仍是亏损，但在2023年第一季度略有 盈利。2023年11月2日，马斯克发帖宣布，星链项目已实现现金流平衡。 2Starlink技术体制 “星链”卫星采用透明转发和星间链路传输方式。透明转发借助地球站实现数据转发，完成用户间通信，早期的星链卫星不具备星间链路，只能通过透明转发方式实现。星间链路也称为星际链路或交叉链路（Cross-link），实现卫星间的通信传输，包括处于同一轨道面上的卫星和处于相邻轨道面上的卫星。“星链”卫星采用激光实现卫星之间的信息传输和交换，2021年9月发射的V1.5版卫星加装了激光星间链路，可实现太空中卫星之间的信息传输和交换。星间链路一方面减少了传输“跳数”，降低了卫星传输时延，提高了通信速度和效率，另一方面可实现了更广域的网络覆盖。 图表6：透明转发模式图表7：星间链路传输模式 资料来源：《浅析“星链”卫星系统的发展及其影响》左海等,中邮证券研究所 为满足“星链”多批次多卫星快速发射的需求，“星链”卫星采用可快速复制的模块化设计方式，整个卫星系统主要包括氪离子推进器、自动避撞系统、卫星跟踪装置、相控阵天线和太阳能帆板等。采用氪气作为霍尔效应推进器的推进剂，进行卫星姿态调整、轨道维持和离轨等操作，对比传统的氙气，氪气价格优势明显，在庞大的星链卫星系统下，具有巨大的成本优势。通过搭载自动避撞系统，能够有效避免轨道碰撞。卫星跟踪装置可以使卫星与地面段保持联系，也有助于