天上和平打响：卫星互联网，手机的下一代归宿？

合法的无产者

图片来源@视觉中国
文｜偲睿洞察，作者｜孙越，编纂｜E妹妹a“你知道吗，我在用卫星给你发动静”
估量是华为MATE50和苹果IPHONE14的用户们空想着拿得手机，守旧卫星通信办事之后，想要发的第一条动静。
而事实上，发送信息的详细内容已被框定好了，是一系列话术“选择题”而非“填空题”，用于快捷地形容以后状况。
这是手机厂商们搞出的差别化的“噱头”，但在某些场景下，会成为救命的稻草：
当探险途中迷路走到无线信号未掩盖之处，无论是华为仍是苹果，都需求上方是一片空阔，手机能力够及时发送你的定位和求救信息。
但华为的斗极短报文和苹果的短信息其实不相反，斗极短报文功用使用的是斗极三号导航零碎更像是兼职来搞通讯的，本职任务仍是定位，属于高轨卫星；苹果所用的是低轨卫星通讯零碎，是踏虚浮实搞通讯的。
大家往往是在低轨道来规划卫星通讯——低轨道传输延时短、门路消耗小，多个卫星组成的星座能够完成真实的寰球掩盖，频率复用更无效。
目前，低轨道通讯的和平曾经打响——据钻研人员透露，轨道仅有6万颗卫星容量，目前星链的方案是4.2万颗，而我国的低轨道通讯卫星占的地位还未几。
故，天上的这场和平是必打不成，那末目前我国的星斗大海规划到哪一步了？时机在哪里？
01  必不成失的策略要地
规划天上的通讯事业，是各国的共鸣。
据不彻底统计，中国已发射了20余颗高轨道通讯卫星，根本知足国度国防和社会的通讯需要。
既然曾经发射了不少高轨道通讯卫星，为什么还要规划低轨道？
只管信号是寰球掩盖了，但仍存在着两大问题：
一是传得慢——传输时延大，个别为500ms摆布，而低轨卫星因为离地球更近，可以完成50ms之内的时延，速度更快；
二是功用无限——中高轨道仅能提供根本语音和低容量的数据业务；而低轨道可以完成在线游戏或视频聊天等基于实时或近实时数据传输的运用。
而此刻奔赴低轨道的星斗大海是板上钉钉的事：
一个奖品丰厚的百亿赛场，没有国度能够回绝。


（我国将来卫星互联网产业市场范围及构成预测 图源：中航证券）
而这个赛场又有着“先到先得”的竞赛规定——按照《无线电规定》等合用于卫星频率和轨道资源办理的国内规定规则，各国需根据规定向ITU申报其需求的卫星频率和轨道资源，依申报程序获取优先使用权。
斟酌到轨道、频谱资源拥有稀缺性、排他性，各国都需求为本人争夺一个好地位。
卫星的可用频段可划分为L、S、C、V、X、Ku、Ka等频段，其中优质频段Ku、Ka大部份曾经被星链抢占（Ku频率高，增益高，天线尺寸要求对比小，便利小型高空接纳装备使用、Ka频段频率更高，可用频段带宽也更大），我国目前请求占领的是V、Ku频段。
请求资源是第一要事，及时把卫星发射进轨道更是落地的症结。
按照ITU协会要求，在卫星频率和轨道请求后的七年内必需发射第一颗卫星，九年内必需发射总数的10%，十二年内必需发射总数的50%，14年内必需整个发射实现。也就是说，光报名、光方案也不行，到时间发不下来，名额就会被其余人抢占。


而目前，星链方案在轨卫星数量寰球当先——星链方案目前已发射4200颗，预计在2027年实现4.2万颗卫星的发射工作；我国相婚配的“GW”方案预计发射近1.3万颗，除此以外还有鸿雁星座、虹云工程、河汉航天等星座方案加总起来有5000多颗卫星。


对标星链的GW方案还在整合准备之中——据国内电信同盟ITU官网的公示材料显示，我国在2020年已提交了两个巨型卫星星座，总共2阶段7组共十二992颗宽带通讯卫星的轨道和无线频段使用请求。


争取低轨道卫星策略要地未然刻不容缓。近几年，我国正抓紧规划：
在政策层面，蓝图逐步落地：
2020年，国度发改委初次明白“新基建”规模——将卫星互联网归入的新基建方案之中，上一代的新基建是“铁路、公路、机场”，可见其位置之高；
2021年，在“十四五”期间，国度频频公布开展布局，对空间根底设施建立以及通讯等防线的运用翻新提出进一步的要求，卫星产业办事上游行业运用的才能将进一步强化；
往年7月份，上海最新公布的数字经济开展“十四五”布局，亦提到要分阶段建立寰球掩盖卫星互联网；······
在技术层面，也有扎实的贮备：
目前大家所追赶的卫星高密度发射降本增效的无效途径一是一箭多星技术，二是火箭回收技术。
而这两项技术，我国也在冲破期间——往年2月，长征八号遥二运载火箭搭载22颗卫星胜利发射，刷新了历史记载；往年5月，我国的深蓝航天“星云”M1实验火箭胜利实现了国际初次液体火箭1千米级垂直腾飞以及回收实验，同样成为寰球第二家实现液氧煤油火箭垂直回收复用整个低空工程实验的公司；
除此以外，7月份，我国第一个商业航天发射场在海南文昌正式“动工”，这个有三个国度队成员出资建设的名目，将具备密集发射才能，成为我国第一个市场化经营的航天发射场零碎。
最初，资本也助推了一把：
光是往年，专磕低轨宽带通讯卫星的商业航天公司——河汉航天，失掉了十一0亿元人民币的融资，要知道，近十年来，商业航天赛道不外190亿元，足以见得资本也瞧准了当下奔赴的机会。
故，低轨的通讯互联网星斗大海，是必不成失且需抓紧规划的策略要地。
02  星斗之路，道阻且长
而提到卫星互联网，就不能不提星链。
星链之所以能大批量出产，依托着回收技术，一箭多星等技术，将本钱管制到位了——在火箭发射环节，火箭发射报价是6200万美元，根据一箭60星来算，平摊上去一颗卫星的发射本钱只要103万美元；在卫星制作环节，按照河汉航天开创人、CEO徐鸣表现，我国传统的低轨卫星的本钱约有上亿元，而完成产业链的星链一颗卫星本钱是100万美元。
目前Starlink 在轨卫星数量约 3108颗，寰球用户数量接近 50 万。Starlink 提供的根底套餐月费 99 美元，另外用户额定领取 499 美元的硬件本钱，光是消费端支出在2.99亿美元。
除了消费端，其余商用场景还包罗：
补足偏僻地域网络——加拿大政府将“星链”列入其高速互联网建立布局，方案至2026年帮忙98%的民众接入高速网络；魁北克省政府则宣告将在往年9月底前为1万乡村家庭收费提供“星链”终端；菲律宾亦方案往年底前由政府推销“星链”终端，为偏僻地域提供收费Wi-Fi。
在抢险救灾中提供高容量，低时延通讯——星链通讯带宽约为其余卫星的两倍，信号时延仅为四分之一，而且无需拖车等附加装备，仅需1人、5-10分钟便可架设实现。截至目前，星链参预了不少营救行为：2021年底肯塔基州龙卷风救灾、2021年7月德国莱茵兰-普法尔茨州、往年3月澳大利亚新南威尔士州洪灾营救等。
和军事的协作更成千上万——能够看出，美军对近地轨道卫星的军事运用高度注重，其实不断强化与以SpaceX为代表的低轨星座经营商的协作。


不论怎么说，星链商业模式曾经清朗——星链提供卫星通信办事，收取通信办事费和一口“大锅”的硬件费，能不克不及回本就看用户数量和卫星的降本技术了。
反观我国的卫星互联网开展，目前还处在发作的前夜。
中国近地轨道卫星星座方案起步较晚——在2016-2018年间，航天科技、航天科工、中国电科等国度队纷纭提出了各自的低轨互联网星座建立计划，并陆续发射了实验星，有了本质性的停顿：
2018年十二月，航天科工团体“虹云方案”的首颗技术验证星胜利发射；同月，搭载航天科技团体“鸿雁星座”首发星“重庆号”的长征二号丁运载火箭在酒泉卫星核心再次发射胜利。
截止2018年底，国际已公布的低轨卫星星座方案超过27项，其中由民营企业发动的星座名目就有14个。按照当年的方案相加，到2025年前，我国将发射约3100颗商业卫星。
但，卫星毕竟是一个大工程，各大工程虽然在部份技术环节上完成了冲破，但在症结工艺上和中心零部件上，依然存在短板，而反观SpaceX、OneWeb，都是借力各自全部国度的工业科技体系为其提供配套——在SPACE X的猎鹰火箭系列，NASA无偿贡献本人的中心技术+10亿美元；在SpaceX全部公司身上，NASA最少投资了50亿美元，而和中国在1992年-2013年神舟十号期间在载人航天工程上的总投资至关。
所以，“中国星座”要想从剧烈的国内竞争中凸起重围，就必需要有一个由国度兼顾协调、各方气力充沛参预的大平台。
因而在2020年，一个全国的小指标先探身——上文所提及过的“GW”方案暴光，中国将发射约1.3 万颗低轨通讯卫星；2021年，面前的公司正式现身——对标星链的中国卫星网络团体应运而生，是国资委发布的央企名单中仅次于电信、联通、挪动之后的又一家通讯经营商。
据企查查数据显示，中国星网董事长张东辰，曾前后在中国电子科技团体、中国电子信息产业团体任职。星网总经理为杨保华，有中国航天工业总公司、中国航天科技团体公司配景。同时公司本人披露与多个科研所在进行协作······
种种迹象标明，我国“星链”正逐步走向整合。
03  已有星火闪动
目前来看，我国的低轨卫星曾经展显露疾速开展的苗头，而当星斗大海降临以前，咱们无妨看看各个环节的可能性。
卫星产业链自上而下分别是卫星制作、卫星发射、卫星高空装备制作及卫星办事与运用，根据空间来划分，前两个归属于空间段、后两个归属于高空段。


（我国卫星互联网产业链及相干上市公司散布 图源：中航证券）
在后期，空间段将占据着绝大部份的比重，而当天上卫星多了之后，根据寰球卫星市场的开展法则，高空段市场5年当时就会疾速发作：


（2020-2030年中国卫星互联网各细分市场范围预测 图源：微信大众号：驭势资本）
个别来讲，后期的重头戏在空间段的卫星制作上。
按照乐观测算，若是各单位的星座方案都能完成，我国2021-2025年卫星互联网制作市场范围可超过1060亿元，也就是说，低轨道的通讯卫星制作市场前景一片大好。
从全部卫星制作环节来看，我国卫星制作次要依赖中国空间技术钻研院、上海航天技术钻研院、中国卫星等国度队，仅有多数民营企业参预其中。
为了谋求更高品质开展，以后，卫星制作的每一个步都走得至关“稳健”——从20十一年到2020年，中国卫星一共发射254次，胜利率超过95%。
细节体现出这类“小心”——相干元器件根据宇航级规范出产，有一套严格的出产标准，假如达不到标准就无奈出厂供货。
而目前，星链将工业级芯片带入到了卫星制作之中——星链用的芯片都是工业级芯片，以及高空使用的操作零碎等。据国际卫星智能化公司开创人曹德志所说，不论是马斯克的星链，仍是新近的猎鹰火箭都向大家展现了，工业级芯片也能运用于太空畛域。
在往年，我国也开始尝试工业级芯片：
往年3月5日，我国初次批量研制的六颗低轨宽带通讯卫星——河汉航天02批卫星胜利发射，该批卫星与河汉航天首发星独特组成为了我国首个低轨宽带通讯实验星座。
而之所以可以在泛滥工程里完成连发六颗，因为采用了更轻的模式——经过矫捷开发、疾速迭代模式，范围化研制低本钱、高机能的低轨宽带通讯卫星。
据河汉航天综合电子初级硬件工程师张经龙表现，采取工业级芯片之后，成果明显——可以使本钱呈数量级降落，基于此、计算机能有大幅进步，可疾速迭代——“河汉航天首发星CPU主频为600MHz，02批卫星的CPU主频翻了一番以上，超过1.2GHz。”
故在空间段制作这一块，在国度队整合好以前，河汉航天等商业航空公司也许能笨重上阵，疾速抢占资源。
而在高空段经营环节，参考其余国度卫星互联网市场开展数据，将会是空间段市场的六倍，也就是说，高空段经营在2030年有着600亿空间。
我国有5000多家公司规划高空段这一赛道，但目前我国高空制作业仍处在政策驱动期，民营企业成立了多个民营高空站，但次要是为立方星（用于大学发展航天迷信钻研与教育的小卫星）或是巨大卫星提供测控反对，出产难度不高、资金门坎低，竞争剧烈是意料之中。
在这之中，大部份公司是高空装备制作和卫星经营办事全做了的。目前倾向于导航的较多，通讯运用畛域规划企业较少。
故高空段经营市场，谁“会”的多一点，就可以多分一杯羹。
具有卫星导航产业链上中上游制作才能的斗极星通，因为其高精度卫星定位芯片在上游市场测绘、无人机、农机畛域的运用，卫星导航业务2021年上半年支出7.7亿元，同比增长24.十一%；汽车智能网联完成支出6.66亿元，同比增长55%。
一样，规划高空装备+经营的中国卫通，可以在总体运用行业市场以强劲的劣势当先，但在细分的卫星通讯市场，能占到80%以上。
最初，再来看看卫星互联网可能的运用状况。
短时间来看，因为我国通讯掩盖区域较广，偏僻地域将以更低本钱的5G掩盖为主，故上游市场颇有可能集中在应急通讯、陆地及科考功课、军用武器设备通讯等对网络实时性要求较高、非盈利的国度名目之中。
在这样的配景之下，可回收运载火箭技术、完成终端小型化、集成化等升高低轨卫星互联网本钱的技术，将很大水平上影响着，低轨星座向特殊地域通讯、空余宽带通讯等民用畛域拓展的时间。
而咱们也能够想象，将来低轨卫星也能够为民所用，有商业化的空间：
按照中航证券测算，航空宽带通讯方面，假定每一年航空客运人次根据10%增长（参考根据2019年我国航空客运人数6.60亿人次，同比增长8.20%），鉴于以后我国航空卫星互联网范围正处于推行阶段，激进估量航空宽带通讯2025年浸透率可抵达25%，人员付费志愿比例可逐渐增长至40%，假定单人价钱为100元测算，咱们预计，2025年我国航空宽带通讯市场预计为38.60亿元。
而且按照中航证券估量，2025年，我国卫星办事市场范围将达到165.46亿元，其中航空互联网将成为将来几年内我国卫星互联网产业市场范围的次要增长点。


（我国卫星办事细分市场范围 图源：中航证券）
若是再想得远一点，也许低轨卫星能带来更多的惊喜。
在目前的技术程度下，苹果的iPhone14只能完成用户手机经过卫星发送特定文字短动静的功用。那末，是不是会有做得手机与卫星间接打电话乃至是微信视频通话的可能？
据万星方案工程技术钻研院剖析指出，只有能把低轨道卫星天线的孔径从目前的2米缩小几十倍、上百倍就能完成。
目前，曾经有一家美国初创企业开始实验——美国初创卫星企业AST SpaceMobile公司正在研制一颗名为“蓝行者3号”（BlueWalker 3）的卫星，具有一块高达64平方米的巨型相控阵天线。
或许在将来的将来，在雪山、沙漠上徒步，在大海上飘流，在荒山野岭中探险，一部普通手性能够让你与这个世界永不失联。
而这些，都得先在天上抢到不错的地位，让卫星先飞起来。