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·中国银河前瞻研究·低轨通信卫星: 开启6G通信时代,带动千亿规模市场

淘股吧原创: 参苓白术散   2019-04-16 19:27 只看楼主(-1)    浏览/回复1031/4
       ◆ 1)“6G=5G+卫星网络”,卫星通信应用前景广阔;
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◆ 2)低轨卫星通信应用时机已经成熟,成为投资热点;
◆ 3) 国内低轨卫星通信系统建设提上日程,将开启千亿市场
核心观点
一、“6G=5G+卫星网络”,卫星通信应用前景广阔
2017年11月,英国电信集团(BT)首席网络架构师Neil McRae对6G通信进行了展望,他认为6G将是“5G+卫星网络”,在5G的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖,并有望在2025年得到商用
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。
二、低轨卫星通信应用时机已经成熟,成为投资热点

低轨卫星通信优势明显,应用阻碍得到解决。低轨通信卫星距离地面近、通信时延短、数据传输率高,移动终端重量、体积与个人移动设备相差无几,更适合大众普及。随着现代移动通信电子元器件技术的飞速发展,制约早期低轨通信卫星系统的通话质量、数据传输速率和使用成本等问题迎刃而解,未来个人移动终端与卫星直连通话、上网已不是遥不可及,低轨卫星通信的应用时机已经成熟。
国外公司加紧布局。据Internet World Stats统计,截至2017年6月,全球互联网普及率约为51.7%,意味着仍有约一半的人口未实现互联网连接,面对如此广阔市场,近年来波音、空客、亚马逊、Google、Facebook、SpaceX等高科技企业纷纷投资低轨卫星通信领域,提出了OneWeb、Starlink等十余个低轨卫星通信系统方案,目标是实现全球互联网覆盖,若这些方案得以实施,未来五年内将有20000余颗低轨卫星进入太空。
低轨卫星轨道和频谱资源竞争将愈演愈烈。轨道和频谱是通信卫星能够正常运行的先决条件,国外公司纷纷推出规模庞大的低轨卫星系统方案以抢占有限的低轨卫星轨道和频谱资源,争取在低轨卫星通信系统组网建设上占得先机,“跑马圈地”意图明显。
三、 国内低轨卫星通信系统建设提上日程,将开启千亿市场
面对国外发展迅猛的低轨卫星通信系统,国内航天科技(14.630, 0.18,1.25%)和航天科工集团分别提出了“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信星座计划,将分别发射300颗和156颗低轨通信卫星组建太空通信网,两个系统计划将于2023年建设完成,目前两个系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。“鸿雁”和“虹云”系统首期组网建设投资估计约为300亿元,根据SIA的数据,卫星组网费用占整个卫星产业链产值的7.5%左右,由此测算,预计低轨卫星通信⎧产业规模⎫将达到约4000亿元,我国亦将进入低轨卫星通信时代。
四、 投资建议
随着“鸿雁”和“虹云”两个低轨卫星通信系统的逐步实施,与卫星制造和火箭发射紧密相关的中国卫星(25.450, 0.41, 1.64%)(600118.SH)和航天电子(7.190, 0.08, 1.13%)(600879.SH)等公司将首先受益,未来与地面设备、通信系统运营相关的企业也将蓬勃发展。

五、风险提示
低轨卫星通信系统建设进展不及预期。
01 低轨通信卫星概述
(一)卫星通信技术

卫星通信技术(Satellite communication technology)是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个终端之间的通信。自20世纪90年代以来,电子信息技术的迅猛发展推动了卫星移动通信的进步。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。按照卫星轨道高度的不同,通信卫星可以分为低轨通信卫星(LEO)、中轨通信卫星(MEO)和高轨地球同步通信卫星(GEO)。LEO卫星轨道高度500km~2000km,MEO卫星轨道高度2000km~36000km,GEO卫星轨道高度为36000km。
低轨道带来的好处是,一方面卫星的轨道高度低,使得传输延时短,路径损耗小,多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖,频率复用更有效;另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。因此,LEO系统被认为是最有应用前景的卫星移动通信技术之一。
(二)低轨卫星通信系统基本构成低轨卫星通信系统主要由空间段、用户段、地面段、公用及专用网络四部分等组成。在若干个轨道平面上布置多颗卫星,由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。整个星座如同结构上连成一体的大型平台,在地球表面形成蜂窝状服务小区,服务区内用户至少被一颗卫星覆盖,用户可以随时接入系统。低轨卫星通信可以在用户段直接与单一地面终端连接,也可以通过地面关口站与地面公共网络连接。

(三)低轨卫星通信应用时机已经成熟1、低轨通信卫星固有特点决定其更适合现代通信
地球同步轨道卫星在通信、电视转播等方面的应用已经趋于成熟,它的缺点越来越明显,如体积大、重量大,需要大型助推火箭,发射准备时间长,只有一个轨道面,可容纳卫星数量有限,不能覆盖极地地区,距离地球遥远,通信延迟长,波束覆盖区大,频谱利用率低,容量有限,终端发射功率大,不易小型化等。相对GEO卫星通信系统,低轨卫星通信系统有诸多优势,对用户而言,通信时延缩短,数据传输率提高,终端重量、体积、发射功率与普通陆地移动通信终端相差无几,还可以与陆地通信系统兼容,真正做到全球无缝接入。对运营商而言,卫星体积小、重量轻,利用现代发射技术可以一箭双星/多星同时发射入轨,系统频谱利用率高,容量增大,因此,随着卫星制造技术的进步和市场需求的逐渐旺盛,低轨卫星通信系统的发展方兴未艾。
2、低轨通信卫星网络主要技术问题已得到有效解决
低轨卫星通信系统也存在固有的缺点,如需要卫星数量较多,由此带来地面控制、维护系统比较复杂,对通信而言,影响较大的问题是波束切换和星间切换。低轨卫星相对地球高速运动,使得终端在通信过程中需要频繁的切换到其他波束或卫星上才能继续通话,以铱星系统为例,其最小切换时间间隔10.3秒,平均切换时间间隔277.7秒。实现切换需要一系列信令操作过程,频繁的切换加重了系统的信令负荷。切换越频繁,切换失败的概率越大,铱星系统在运行初期的切换成功率只有85%,后来经过改进达到92~98%,与陆地移动通信系统的切换掉话率不高于5的指标相比相差甚远。切换产生掉线的主要原因是切换发生时,早期低轨卫星通信系统的带宽资源不能满足切换呼叫最低的带宽要求,但随着近二十年来通信技术、微电子技术的飞速发展,通信系统信号处理能力、通信带宽不断提升,从目前仍在运行的铱星二代、全球星等低轨卫星通信系统使用情况来看,困扰早期铱星系统的掉线率高等技术问题已经得到有效解决,为低轨卫星通信的普及应用扫清了障碍。
02早期低轨通信卫星系统生不逢时,不断升级换代
卫星移动通信始于 20世纪70年代,早期的通信卫星较为简单,由于当时对卫星移动通信信道的理解不够深入,以及移动终端小型化的技术也不成熟,因此,只能支持用于车辆和飞行器的通信,不能支持大量的小型终端用户。在随后的 20 年中,很多研究机构和大学对卫星移动通信信道开展了大量的实验和研究。为了实现全球通信,以及对市场的乐观估计,相继有多个低轨卫星移动通信系统被开发出来并投入运行。其中最有代表性的低轨卫星移动通信系统是铱星系统(Iridium)和全球星系统(Globalstar)系统



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【 淘股吧原创: 参苓白术散   2019-04-16 19:31 只看该作者(-1)

        、低轨通信卫星网络建设提上日程
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我国疆域辽阔,自然地形复杂。在面对偏远山区的自然村落时,与地面光缆相比,“从天上”解决成本更低,并且能够同时解决海上通信问题。2016年12月的《十三五国家信息规划》中也明确提及“通过移动蜂窝、光纤、低轨卫星等多种方式,完善边远地区及贫困地区的网络覆盖。”在此背景下,据新浪网报道,中国航天科技和中国航天科工两大集团都启动了各自的低轨通信项目“鸿雁”和“虹云” 星座计划,航天两大集团成为了我国低轨通信卫星领域的“国家队”。
在民间投资方面,据《华尔街日报》报道,2018年底中国已有约80家太空技术初创企业投入这一领域,太空已成中国商界的“新边疆”。以银河航天为代表的民间资本低轨卫星公司,2018年连续完成A轮三次融资,投资方包括顺为资本、晨兴资本、IDG资本、高榕资本、源码资本、君联资本等,公司估值已达到35亿元。按照银河航天徐鸣的估算,如果要让全球每一个角落都能联网,投入低轨道通信卫星的成本,有机会降到基站建设成本的1%。

(三)“鸿雁”系统
1、方案组成
“鸿雁”全球卫星通信系统由中国航天科技集团公司提出,该系统将由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合信息服务。“鸿雁”星座首期投资约200亿元,是我国首个国家级的、投资规模最大的、具有里程碑意义的商业航天项目,将实现“沟通连接万物、全球永不失联”。
项目创新运营高效的商业模式,聚集全社会资源,打造覆盖芯片终端、系统集成、运营服务及人才培养等环节的完整⎧产业链⎫条,创新卫星及运载火箭规模化研制模式和流程,培育新经济增长点,将带动上下游超千亿元产值规模。

2、首发星成功入轨
新华网(29.160, 0.62, 2.17%)报道,2018年12月29日,长征二号丁运载火箭成功将“鸿雁”星座首颗试验星送入预定轨道。首发星是“鸿雁”星座的试验星,由深圳航天东方红海特卫星有限公司制造,采用了该公司研制的CAST5高性价比微小卫星平台,该星具有L/Ka频段的通信载荷、导航增强载荷、航空监视载荷,可实现“鸿雁”星座关键技术在轨试验,同时研制了地面系统与终端,卫星入轨后可陆续开展卫星移动通信物联网、热点信息广播、导航增强、航空监视等功能的试验验证,为后续的“鸿雁”星座的全面建设及运营提供有力支撑。
“鸿雁”星座还有一个重要应用就是提供航空数据业务,可支持飞机前舱的安全通信业务,为航空器追踪及应急处理提供可靠的通信保障,同时支持后舱宽带互联网接入服务。中国航天科技集团目前已与中国民航局签订合作协议,共同开展“鸿雁”星座系统空管应用研究及机载宽带通信服务合作。
(四)“虹云”系统
1、方案组成
“虹云”星座是中国航天科工大力推动商业航天发展(10.810, 0.13, 1.22%)的“五云一车”(飞云、快云、行云、虹云、腾云和飞行列车)项目之一,旨在构建覆盖全球的低轨宽带通信卫星系统,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000km的轨道上组网运行,以天基互联网接入能力为基础,融合低轨导航增强、多样化遥感,实现通、导、遥的信息一体化,构建一个星载宽带全球移动互联网络,实现网络无差别的全球覆盖。
整个“虹云”工程分为三个阶段建设,第一阶段,2018年底发射首星;第二阶段,“十三五”末即2020年底前,发射4颗业务试验星;第三阶段,到“十四五”中期即2023年左右,发射完成全部156颗卫星,初步完成天地融合系统建设,具备全面运营条件。
2、首颗技术验证卫星“武汉”号顺利发射
据新浪网报道,2018年12月22日,“虹云”工程首星在酒泉卫星发射中心成功发射,进入预定轨道,标志着中国打造天基互联网也迈出了实质性的第一步。该星由中国航天科工在武汉的国家航天产业基地生产,该基地将成为具备卫星批产能力的智能化卫星生产线,以支撑2022年左右整个星座卫星的批量生产,为“虹云”工程后续星座组网建设奠定基础。
“虹云”工程首星首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带通信卫星,能够利用动态波束实现更加灵活的业务模式。除通信主载荷外,虹云工程首星还承载了光谱测温仪和3S(AIS/ADS-B/DCS)载荷,将实现高层大气温度探测和船舶自动识别系统(AIS)信息、飞机广播式自动相关监视(ADS-B)信息和传感器数据信息采集(DCS),实现通、导、遥的信息一体化,可广泛应用于科学研究、环境、海事、空管等领域。

(二)“6G=⎧5G⎫+卫星网络”,卫星助力开启通信新时代
从上世纪90年代开始,随着移动卫星通信的发展,关于卫星与地面移动通信相互融合的讨论与尝试就从未停止。近年来快速发展的通信卫星采用基于统一的IP交换技术,实现与地面互联网的融合互通。在市场策略上,通信卫星星座摒弃了铱星系统建设运营初期独立建网、与地面移动通信相竞争的策略,转而与电信运营商开展合作,但当前的铱星二代等低轨卫星通信系统在数据传输方面远远落后于地面移动网络,无法满足用户日新月异的数据传输需求。
随着5G时代的即将到来,国际通信组织以及业内人士已经开始对6G时代进行展望,当前得到的共识是,5G/6G时代将是卫星通信与地面通信网络相融合从而真正实现全球通信,包括3GPP、ITU在内的国际标准化组织成立了专门工作组,我国科技部也开始着手开展卫星通信与5G/6G相融合的问题,卫星通信的时代即将开启。
1、“6G=5G+卫星网络”概念已经提出
2017年11月,英国电信集团(BT)首席网络架构师Neil McRae对6G通信进行了展望,他认为5G将是基于异构多层的高速因特网,早期是“基本5G”(将在2020年左右进入商用),中期是“云计算+5G”,末期是“边缘计算+5G”;6G将是“5G+卫星网络(通信、遥测、导航)”,有望在2025年得到商用,利用“无线光纤”等技术实现超快宽带,并在5G的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖,可以为6G用户提供网络定位标识、多媒体与互联网接入、天气信息等服务。
此外,2018年11月,国际电信联盟(ITU)正式成立Network 2030研究组(ITU-T FG on Network 2030),该机构旨在探索面向2030年及以后的网络技术发展,包括保持向后兼容的网络新概念、新构架、新协议、新解决方案,以及支持现有的和新的应用。Network 2030研究组主席,华为网络技术实验室首席科学家Richard Li就2030年以后的新互联网愿景进行了介绍,其中利用卫星实现空天一体化、全球覆盖是其中重要一项,并对Starlink、OneWeb等低轨卫星通信系统进行了介绍,说明卫星通信(三)低轨卫星通信产业规模将超千亿

1、未来5年低轨通信卫星组网建设规模将超百亿
采用低轨卫星通信系统实现全球通信,所需卫星数量庞大,建设成本都在超百亿人民币规模。例如,铱星系统66颗卫星,耗资约50亿美元;Starlink系统至少投入约100亿美元;日本LeoSat 低轨卫星通信系统共108颗卫星,耗资约36亿美元;我国“鸿雁”星座300颗卫星,首期投资约200亿元人民币,“虹云”星座156颗卫星,按此推断投资也将超过100亿人民币。因此,如果按照现在的计划开展建设,未来5年间我国在低轨通信卫星组网建设上的投入将超过300亿人民币。在未来通信、互联网领域的重要性已经得到普遍认同。

卫星组网领域:在低轨卫星通信产业链中,卫星组网包括卫星制造与卫星发射两部分,将是全产业链最先受益的部分。这部分主要参与者为航天科技集团下属航天一院、航天五院、航天八院和航天九院,以及航天科工集团下属航天二院,涉及的⎧上市公司⎫主要有与卫星制造、火箭发射直接相关的中国卫星(600118.SH)、航天电子(600879.SH),以及与卫星组网间接相关的航天发展(000547.SZ)、航天机电(6.590, -0.01, -0.15%)(600151.SH)等。

[ 沙发 ]
@Ta
【 淘股吧原创: 参苓白术散   2019-04-16 19:33 只看该作者(-1)

        地面设备领域:地面设备包括卫星地面接收站、移动卫星终端等,预计在低轨卫星通信建设初期,将类似3GPP提出的框架结构,即大部分移动终端设备利用地面网络,通过卫星信号地面接收站实现全球通信服务,小部分海上、偏远地区使用移动卫星终端直接与卫星实现通信,这部分用户类似目前天通卫星、天通手机的直连模式,华力创通(10.940, 0.20, 1.86%)(300045.SZ)、中兴通讯(33.550, 3.05, 10.00%)(000063.SZ)都已经开发了天通手机,具有前期优势,后期随着这部分市场的逐步壮大,其他厂商也将加入移动卫星终端的竞争中。
[淘股吧]
卫星与地面通讯服务领域:三大传统运营商仍是地面通信的主体,东方红移动是首个明确开展低轨卫星通信服务运营的公司,公司未来发展值得期待。
06 重点公司
卫星组网是低轨卫星通信系统建设的先行工程,与卫星制造、卫星发射直接相关的中国卫星(600118.SH)、航天电子(600879.SH)等将首先受益,因此,暂仅对这两个直接受益的公司进行分析。
(一)中国卫星(600118.SH)

中国东方红卫星股份有限公司(中国卫星 600118.SH)是中国航天科技集团公司第五研究院控股的上市公司,专业从事小卫星及微小卫星研制、卫星地面应用系统及设备制造和卫星运营服务的航天高新技术企业,具有天地一体化设计、研制、集成和运营服务能力,形成了航天东方红、航天恒星等一系列知名品牌。
在小卫星及微小卫星研制方面,已成功开发了以CAST968(CAST1000)平台为代表的多个系列小卫星和微小卫星公用平台,同时具备部分宇航部件产品的生产能力;在卫星地面应用系统及设备制造方面,拥有地面站系统集成、卫星导航、卫星通信、卫星遥感、信息传输与图像处理五大领域,在北斗导航、动中通产品市场占有率方面处于国内领先地位。

中国卫星(600118.SH)及其控股公司航天五院是我国卫星研制的主力军,是我国通信卫星研制的核心力量,公司在小卫星和微小卫星研制方面亦有雄厚基础,公司下属深圳东方红海特制造的“鸿雁”实验星已经成功发射,为研制后续低轨通信卫星奠定了坚实基础。公司下属航天恒星科技(3.130,0.03, 0.97%)、航天中为等公司在卫星地面系统集成、卫星地面运营服务等方面具有丰富经验,有助于公司在后期卫星通信系统运营方面占有一席之地。
(二)航天电子(600879.SH)

航天时代电子技术股份有限公司(航天电子 600879.SH)是中国航天科技集团公司旗下从事航天电子测控、航天电子对抗、航天制导、航天电子元器件专业的高科技上市公司。公司产品主要包括:高性能传感器、无线电测量控制系统、特种电子通信、自动跟踪系统和数据收集、传输处理系统、卫星电视广播系统、数字化有线电视网络设备、卫星通信地球站、星上精密机构及结构部件、大型地面工程业务测控站和电子支持设备,以及火箭、卫星、舰船、飞机、核能等产品配套使用的各种电连接器、继电器、电子仪器设备、电缆网及开关设备,GPS/ GLONASS/北斗卫星导航应用系统及终端设备等,被广泛地应用于各类型号卫星、火箭运载工具,以及相应的地面通信测量与控制设备及工业自动化控制设备中。
航天电子(600879.SH)是卫星、火箭上高性能传感器、电子元器件的主要供货商,在卫星制造和火箭发射领域都将受益。目前,“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信系统公布的方案中,卫星数量达到456颗。为降低发射成本,小卫星普遍使用“一箭多星”的发射方案,卫星的体积、重量决定了一次发射卫星的数量,铱星二代卫星采用“一箭10星”的方案,国内曾创造了“一箭20星”的微小卫星发射记录。假设“鸿雁”和“虹云”计划采用“一箭15星”方案,需要30余次发射才能完成卫星组网,因此,航天电子(600879.SH)未来业绩有望得以明显提升。

[ 板凳 ]
@Ta
【 淘股吧原创: 参苓白术散   2019-05-16 11:45 只看该作者(-1)

        才来

[ 地板 ]
@Ta
【 淘股吧原创: 前海投资   2019-05-29 16:08 只看该作者(-1)

       

[ 第4楼 ]
@Ta
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