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1、低轨卫星通信与天基互联网
1.1、卫星的发展与卫星通信
卫星的发展过程可概括为“小卫星—大卫星—现代小卫星”。在人类开展航空航天活动初期，受火箭运载能力和卫星制造技术水平限制，发射的卫星功能少、体积小、重量轻，可视为早期小卫星。随着大推力运载火箭的研发和卫星制造技术的升级，可发射的卫星逐渐向功能复杂、重量增加、体积增大方向变化，相应的成本也不断提高，一般经济水平的国家无法承担，而且一旦发射失败就会造成严重的经济损失。因此，研制高性价比的卫星成为了航天界的主要目标之一。20世纪80年代，美国*方提出了现代小卫星的概念。由于现代小卫星造价低、重量小等特点，全球范围掀起了现代小卫星研制的热潮。
卫星通信，是卫星最主要的应用领域之一，是指利用卫星中的转发器作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间的通信。
卫星通信系统由卫星端、地面站、用户端三部分组成。卫星端可包含一颗或多颗卫星，每颗卫星由卫星母体和星载设备组成。地面站由跟踪遥测和指令站、监控管理站以及通信关口站（包含控制中心和地球站）组成。地面站可以是卫星系统与地面其他通信网的关口，也可以是用户端与卫星的地面通信枢纽。用户端则是接受服务的各种用户终端设备。
卫星通信形式通常包括音视频广播、数据广播（导航、定位等）、音视频通话、数据传输（遥感、遥测等）、互联网连接等。
地面通信依赖于地面基站的铺设，即便基站覆盖率很高，但是依然存在较多基站无法覆盖或者缺少基站覆盖的应用场景。在过去的50多年时间里，卫星通信凭借着覆盖范围广、灾难容忍性强、灵活度高等独特的优势，在偏远地区网络覆盖、航海通信、应急通信、*用通信、科考勘探等应用领域中发挥了不可替代的重要作用，为地面通信网络提供了有效的补充、备份和延伸。
1.2、卫星通信的分类与特点
卫星通信系统一般按照其运行的轨道分为同步轨道(GEO)、高椭圆轨道(HEO)、中轨道(MEO)和低轨道(LEO)等系统。各个轨道因其自身高度的不同具有不同的通信特点：
同步轨道的高度约为km。其技术成熟，通信距离远，单颗卫星覆盖面积大，约3-4颗即可覆盖全球，但对高纬度地区覆盖力较差，长距离对信号的传播时延和干扰也有很大影响。典型系统为VSAT系统。
高椭圆轨道的高度约为km（远地点），利用远地点进行通信。采用大仰角，可以覆盖高纬度地区，但需要星间链路，适用于其他卫星较难覆盖到的高纬度区域。
中轨道的高度约为-0km。其传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗大于低轨但小于高轨。典型系统为Inmarsat国际海事卫星系统。
低轨道的高度约为-km。具有传输时延、覆盖范围、链路损耗、功耗较小等特征，因此也较多的采用现代小卫星。典型系统为Motorola的铱星系统。
传统卫星通信较多是依靠高轨卫星，不同于光纤、公众移动通信等地面通信方式，其具有覆盖区域广、地面基础设施少、组网部署灵活、信息安全能力强等方面优点，同时也具有信息延时较大、对用户端要求高、带宽容量有限、通信成本高等方面不足。
低轨卫星相对于高轨卫星具有传播延迟小、卫星和地面终端设备简单等特点，更加适合应用于个人移动卫星通信。通过围绕地球飞行并覆盖地球大部分或者全部地区的卫星群和信关站作为中转站，实现全球通信，可作为全球尤其是偏远地区的重要通信手段。
在经过了与陆地通信网络的竞争后，业界也已经对低轨卫星通信作为全球通信网中重要的补充部分达成了共识。新一代的通信系统要求支持宽带多媒体，而低轨卫星相对于高轨卫星的传输低时延、质量较好等优点刚好符合这一需求，从而更加奠定了低轨卫星通信在全球通信市场的重要地位。
1.3、什么是天基互联网？
天基互联网是利用位于地球上空的各类空中平台为地面和空中终端提供宽带互联网服务的新型网络系统。通常情况下，采用高度为～公里的高通量卫星星座向地面提供信号，主要代表有美国的Intelsat、Viasat、HughesNet、欧洲Eutelsat等公司；近年还出现了国际企业通过20～km的气球、飞艇、无人飞机作为通讯星座的应用模式，如Google的气球、Facebook的太阳能无人机等。
与卫星通信类似，天基互联网的概念也是针对地面互联网的不足而提出的，其可适用于边远地区、农村、山区、海岛、灾区以及远洋舰队和远航飞机等陆地通信不易覆盖的地区，是地面互联网的重要补充。
1.4、基于低轨星座的天基互联网——卫星通信的新热点
通过卫星星座通信系统实现的天基互联网并不完全算是新概念，从出现至今已发展了30年左右的时间，主要经历了三个阶段。
在其发展历程中，第一阶段的最具代表性的产品就是20世纪80年代末摩托罗拉公司推行的“铱星”系统，而该系统所采用的即是低轨卫星技术。该系统计划用66颗卫星分6个轨道面构成一个全球低轨卫星通信星座，突破基于地面的蜂窝无线通信系统局限，成为第一代真正依靠低轨卫星星座支撑的全球移动通信系统。但由于技术难度、运营成本、经营管理等多方面原因，摩托罗拉公司投资组建的铱星公司于年3月宣布破产。
20余年匆匆过去，科技的进步使现在的低轨卫星通信技术与此前初代的“铱星”系统相比，有了显著的发展和不同：不仅建设成本可以大大降低，在数据传输速率上也有了较大进步。从而，基于低轨通信卫星星座构建天基互联网的时机逐渐成熟，卫星通信领域掀起新一轮的竞争热潮：
从年开始，天基互联网进入到第三阶段，该阶段以星链（Starlink）、OneWeb等计划为代表，定位于与地面通信形成互补融合的无缝通信网络，而且大多是通过低轨卫星进行组网。现阶段天基互联网与地面通信系统二者之间更多的是互补与合作，发展空间巨大。从用户人群来看，世界上尚有较大比例的人口无法使用互联网，潜在用户众多；从万物互联来看，地面上偏远山区、大漠戈壁等部分区域如今依旧是通信盲区，卫星互联网低成本、广覆盖的优势巨大；从应用场景来看，随着太空旅行等人类探索太空步伐的加快，星际间通信需求不可或缺，卫星互联网有能力提供解决方案。
2、卫通行业的发展需求、影响因素及发展现状
2.1、卫星通信及天基互联网产业的发展需求分析
2.1.1、全球互联网普及率仍较低
据InternetWorldStats统计，至年12月，全球互联网普及率约为58.7%，意味着世界上仍有超过40%的人口约32.2亿人未实现互联网连接。
分析部分国家和地区互联网建设推进困难的主要原因：一是部分国家和地区人口密度低，大规模的建设地面基站成本过高；二是部分国家和地区虽然人口密度高，但受制于其经济发展方面原因，承担不起地面通信网络的建设，如亚洲、非洲、拉丁美洲区域的大多数第三世界国家。因此导致世界上超过40%的人口，尚未在现有的互联网建设模式下接受到互联网服务。
对于尚未普及互联网的人口能够为通信市场带来的增量，行业普遍看好。由Google、汇丰银行等公司联合组建的互联网服务公司更是将公司直接命名为O3b，即英文“另外的30亿（other3billion）”的缩写，表明该公司将尚未接入互联网的人口作为其主要的市场方向及用户定位。
2.1.2、当前陆上移动互联网建设模式成本较高
以当前陆上最新一代的移动互联网设施5G网络为例，由于5G网络依赖于数量众多的小型发射塔，因此，大多数寻求部署5G网络的地区将需要在基础设施方面进行大量投资。德勤（Deloitte）的一项研究发现，美国需要投资亿至1亿美元用于光纤布线，以满足美国全国范围5G基站的网络连接需求。而如果通过低轨通信卫星星座构建天基互联网实现网络覆盖，根据美国公司SpaceX的方案，其使用将近1颗Starlink卫星可完成组网，能够覆盖的区域不仅是美国而是全球范围，而组网卫星的造价需求仅约亿美元，考虑发射等费用，总投资需求仍远远低于5G覆盖的方案。可见依靠低轨卫星搭建互联网会有巨大的成本优势。
在网络质量方面，年11月中下旬，中国北京通过陆上常规模式，已经开通5G基站近10个，对北京不同地点进行现场5G测速，从测试的结果来看，5G的下行速率平均.5Mbps。而年7月，基于OneWeb低轨通信卫星进行的网速测试在韩国首尔进行，其网速超过了Mbps。SpaceX公司的Starlink卫星也曾在年时通过飞机进行过网速模拟测试，测得的下行速度为Mbps。年1月，国内银河航天的首颗通信卫星成功进入预定轨道，按设计状态其通信能力可达到下行速度0Mbps。通过后续的通信性能测试结果，其通信能力满足设计要求。
因此我们认为，与通过低轨卫星星座构建天基互联网实现互联网通信相比，当前陆上的移动互联网建设模式其成本较高，而在通信性能方面并没有表现出明显优势。
2.1.3、国内卫星通信建设有待进一步提升
根据UCS的统计数据，至年10月1日，全球在轨有效运行的卫星数量总计颗，其中中国运营卫星颗，约占全球数量的14%，约为美国运营数量颗的三分之一。
通信卫星方面，全球数量总计颗，中国44颗占比5%，美国颗占比46%，俄罗斯83颗占比10%。
可见与美国等航天发达国家相比，中国在运行的卫星数量上存在差距。而在通信卫星方面，中国的卫星数量较少，更有待进一步提升。
2.1.4、当前国内卫星通信的使用价格较高
国内的卫星通信使用方面，海事等通信领域此前长期由国外系统处于垄断地位。年8月6日，国内成功发射了大容量地球同步轨道移动通信卫星“天通一号”01星，并于年3月31日开始投入使用，有望打破受国外垄断的格局。
目前，天通一号已经商业化落地，由中国电信独家运营。主要功能为语音和短信业务。而网络虽不是主要功能，但天通一号也能够提供一定的网络数据流量服务。当前的收费标准为：
国内大多数居民目前手机使用的是4G服务，通信服务的价格大多在通话0.1-0.2元/分钟，流量1-10元/G。相比之下，天通一号卫星平台的使用价格较高，与其“海上通信、野外作业、登山探险或地震等自然灾害时可靠的通信方式”的定位相符合。目前来看在民用市场较难实现大面积推广。根据天通一号网预测，中国天通终端需求约万套，覆盖一带一路地区后终端需求约万套。
年4月12日，中国成功发射了实践十三号卫星，卫星完成在轨试验后被命名为中星16号。这是中国首颗高通量通信卫星，其意义是更好的实现自主通信卫星的宽带应用。目前，国内的联通航美公司已经开始通过中星16等高通量卫星，开展卫星互联网应用服务，按照宣传，目前相关产品是主要面向航空、船舶、海工平台、岛礁、抢险救灾等领域，也尚未发展到在民用市场大面积推广的程度。
通过以上分析：当前全球仍有40%以上的约32.2亿人口未能使用互联网，互联网普及率仍较低；陆地上通过5G模式建设移动互联网，需投入的成本较高；依靠目前国内的通信卫星实现移动通信，使用价格较高。结合低轨小卫星的特点，我们认为，低轨卫星通信及天基互联网产业存在较为明确的发展需求。
2.2、影响行业发展的主要因素分析
2.2.1、*策方面——多国积极布局现代卫星通信建设
世界上但凡是有能力发展航天、卫星等产业的国家及地区，近些年来大多较为