卫星互联网行业专题报告：低轨卫星开启通信变革

（报告出品方：中泰证券）

卫星互联网商业与战略价值

卫星分类：通信/遥感/导航三大类

根据具体用途类型划分，应用卫星主要可分为通信卫星、遥感卫星和导航卫星三类。1）通信卫星：用作无线电通信中继站，通过转发无线电信号传输电话、电报、传真和数据等，是世界上应用最早、最广的 卫星之一。通信卫星又分为高轨卫星和低轨卫星，当前欧美及我国均已开启低轨卫星建设。2）遥感卫星：通过对地球系统或物体进行特定电磁波谱段的数字化成像观测，进而获取观测对象多方面特征信息。3）导航卫星：从卫星上连续发射无线电信号，为用户提供导航定位。全球通信卫星数量最多，我国以遥感卫星为主。根据USC数据，截至 2021 年末全球在轨卫星共4852颗，其中通信卫星数目 最多，占比64.4%；其次为遥感卫星占比21.0%。截止2022年更新数据，全球在轨卫星中美国有2994颗，中国499颗。2021年 1-9月，我国遥感卫星占比超过一半，为53%，而通信、导航卫星分别占比13%、10%。

卫星互联网可实现通信全球覆盖

卫星互联网具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本的特点。卫星互联网不受空间限制、受自然灾害和战争影响小等特征， 使其可以作为地面通信的有效补充，为各类用户提供互联网服务。传统地面通信骨干网在海洋、沙漠及山区偏远地区等苛 刻环境下铺设难度大且运营成本高，低轨卫星通信核心商业应用场景主要包括偏远地区通信、海洋作业及科考宽带、航空 宽带和灾难应急通信等，在出境人群中也将有较大便捷通信体验。互联网覆盖存在盲区，卫星互联网可有效填补。截止2022年1月，全球互联网用户数量达到49.5亿人，互联网用户占总人口 比例为62.5% ，且移动通信系统仅覆盖了20%陆地面积，约6%地球表面。随着低轨卫星互联网建设，未来可有效用于偏远 地区、海洋作业及科考、航空等领域。卫星互联网是可实现单一组网全球覆盖的唯一路径。

6G目标：构建天地一体融合通信

3GPP未来将向6G逐步演进。3GPP的NTN标准是从2017年R15开始启动，一直在朝着将卫星纳入 3GPP 技术规范的目标前进 着，这一目标将持续到R20的6G标准工作中。其中，非地面网络(Non-Terrestrial Network, NTN)被广泛认为是6G 网络的组成 部分。6G通信架构包括低轨卫星及5G网络融合：6G由天基平台、空基平台和地面平台组成，由此实现对5G无法触及的陆地与海 洋、天空实现全域覆盖，构成一个地面无线与卫星通信融合集成的全连接世界。

轨道与频谱资源稀缺各国争相布局

低轨卫星的性能更适配卫星互联网发展。按照轨道高度，卫星主要分为低轨（LEO）、中轨（MEO）、高轨（GEO、SSO、 IGSO）三类，其中低轨卫星由于传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低，较为适合卫星互 联网业务发展。根据UCS Satellite Database数据，截至2021年底，全球低轨道卫星共有4078颗，占比达80%以上；2020年以 来，低轨道卫星发射数量快速增长。稀缺轨道及频段资源“先占先得”，中美英等国均先后布局。ITU规定，对稀缺的轨道和频段资源按照“先登先占”的原则。根据赛迪顾问，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， 未来将逐步演进至Q/V频段。预计至 2029 年，地球近地轨道将部署总计约 5.7万颗低轨卫星。

卫星频段稀缺：Ka/Ku将趋于饱和

Q/V频段将成为下一代卫星主要发展方向：随着大量在较低频率波段的规划使用，C、Ku、Ka等频段发展趋于饱和，早在 2016年SpaceX提交频段规划时，Ka、Ku频段已经渐趋饱和。因而发展Q、V频段是未来卫星通信的重点。

星链卫星军事用途重要性凸显

星链开始发挥军事用途潜力，战略重要性凸显。2019年，美国空军与SpaceX公司签订了高达2800万美元的订单，随后合作 不断加强，双方签署了价值超过1.5亿美元的合同。在俄乌冲突中，“星链”带来的卫星网络支持，使乌军在通信、侦察等 方面获得较大助力提升了其在网络通信、地面遭遇、情报信息、精确打击、无人机支援、反网络电子干扰等方面的能力。

星链计划为美军提供了多方面的军事优势。首先，它可协助美军抢占卫星轨道资源，部署数万颗卫星将影响其他国家的卫 星发射计划。其次，星链运营服务可为部队提供全球覆盖的军事通信服务以及全天候、全天时的天基侦察监视能力，精确 地了解战场情况。最后，美国航天发展局（SDA）提出了在外太空发展军事力量的建议，星链卫星可发射全向波束，进而 对其他航天器进行遥测、跟踪和控制。作为天基长期驻留装备，星链其在战场侦察、电子对抗、反导拦截、通信保障四个 方面表现出的了较大潜在能力。

Starlink等海外低轨星座启示

Starlink引领全球低轨卫星建设

星链已开启规模发射低轨卫星计划，且版本逐步迭代。SpaceX于2015年提出Starlink计划，2019年5月23日猎鹰9火箭发 射首批60颗卫星，申请星座总规模约4.2万颗，原规划一代星链部署LEO卫星4408颗，VLEO卫星7518颗，二代星链约3万颗。其中，二代星链较于一代星链增加了激光星间链路。

星链版本在逐步技术迭代。星链已发展出试验星（Tintin A/B）、V0.9、V1.0、V1.5和V2.0，共计5个版本“星链”卫星。其中，V0.9、V1.0和V1.5用于“一代星链”星座，V2.0用于“二代星链”星座。23年初首批V2 MINI版本发射，采用氩电 推系统，拥有效率更高的天线阵列，使用71~86千兆赫无线电频率（E频段），容量为一代的4倍，可为用户提供高速上网 服务。星链是全球首个成功开启卫星互联网大规模建设的企业。

Starlink星链已实现现金流平衡

Starlink可提供多种用途付费版商业模式。星链用户终端是一个相控阵碟形天线，它与Wi-Fi路由器一起工作，以无线方式 连接到设备能提供50-250Mbps下行速率、10-20Mbps上行速率及延迟在20-40ms内的宽带接入服务。月租方面：可提供包括 住宅、商用、房车、以及海事四个版本付费模式。星链宣布已实现现金流平衡：2023年9月，Starlink宣布已覆盖全球七大洲、60 多个国家和更多市场，连接了超过200万活跃 客户，预计在今年底用户数将升至350万-400万。2023年11月，马斯克宣布，其领导的SpaceX旗下的星链项目已实现现金流 平衡。

SpaceX优势：低成本发射与造星能力

卫星制造及发射环节构筑星链成本优势。Starlink单颗卫星造价约50万美元，主要通过使用减少零部件、简化优化设计， 部分采用“消费级”元器件，规模化生产降低制造成本，并通过“一箭多星”和可重复使用技术减少发射成本。SpaceX 公司建立了自己的卫星制造流水线，2020年7月份提交给美国联邦通信委员会的报告中，位于西雅图的雷德蒙德制造厂 每月至少生产120颗星链卫星，另外德州奥斯汀也在建设一座崭新星链制造基地。星链通过缩短发射间隔，加快部署节奏。23年11月初， SpaceX发射了第119批星链卫星，星链发射总数目达到了5399颗， 平均每3.92天完成一次，马斯克表示预计接下来3个月每月发射10次以上，到2024年频率将提高至每月12次，全年发射次 数达到144次。

星链将推出直连手机业务

星链官网推出“Starlink Direct to Cell（星链直连手机）”业务。2023 年10 月，手机直连卫星于星网官网推出，预计2024 年实现短信发送，2025年实现语音通话和上网（Data），同年分阶段实现IOT（物联网）。直连手机的卫星最初将在猎鹰9 上发射，此后是星舰。在轨卫星将立即通过星间激光链路接入星座，以提供全球覆盖。初期支持的运营商：T-MOBILE (美 国)、OPTUS (澳大利亚)、ROGERS (加拿大)、ONE NZ (新西兰)、KDDI (日本)、SALT (瑞士)。卫星直连、星地一体化融合4G/5G宽带通信可行性得到验证：AST SpaceMobile公司成功研发出一颗装备有64平方米相控阵 天线的试验星，名为蓝行者3号（BlueWalker 3）。今年4月，AST用普通的GalaxyS22手机成功地与其试验星通话，实现通信 速度可以达到10Mbps。

卫星互联网产业结构分析

卫星互联网产业链结构

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