卫星通信组成、产业链及应用场景有哪些？

卫星通信是以空间卫星作为中继载体的一种通信方式。

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站 转发或发射无线电波，实现两个或多个地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信系统， 包括空间段、地面段和用户段。空间段可以是地球静止轨道卫星或中、低轨道卫星，作为通信中 继站，提供网络用户与信关站之间的连接。地面段通常包括信关站、网络控制中心和卫星控制中 心，用于将移动用户接入核心网，以及控制整个通信网络的正常营运。用户段由各种用户终端组 成，包括手持、车载、舰载、机载终端等。

卫星通信的信号传输同样依赖于不同频段的无线电波，其中以 C 频段、Ku 频段和 Ka 频段使用最 为广泛。C 频段和 Ku 频段主要用于卫星广播业务和卫星固定通信业务，Ka 频段则主要用于高通 量卫星，提供海上、空中和陆地移动宽带通信。

低轨卫星具有时延低、损耗小等优势，更适用于个人全球通信。通信卫星的常用轨道主要包括地 球静止轨道（GEO，也称“高轨”）、低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）、太阳同步轨 道（SSO）和倾斜地球同步轨道（IGSO）等。其中，LEO 轨道高度小于 2000km，尽管单星覆盖 能力较弱，但可以通过几十到上百颗卫星星座组网实现全球范围的无缝覆盖，有效补足高轨卫星在南北极的空白。除此之外，低轨卫星最重要的优势在于时延更低，支持实时性要求高的应用， 而且其链路损耗更小，对终端的处理能力要求更低，因而利于终端小型化和高速数据传输。

卫星产业链分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和运营服务和下游应用。 卫星制造：行业的最上游，具有卫星物权的企业向卫星整星的设计制造厂商提出要求，由其 向卫星零部件厂商采购，然后进行生产，最后交付完整的卫星产品。完整的卫星产品通过火 箭搭载，由发射服务厂商将卫星运送至预定的轨道运行。 卫星由卫星平台和卫星载荷构成。其中，卫星平台包括结构系统、供电系统、推进系统、遥 感测控系统、姿轨控制系统、热控系统以及数据管理系统等；卫星载荷环节包括天线分系统、 转发器系统以及其它金属/非金属材料和电子元器件等。在元器件领域，相控阵T/R芯片主要 由铖昌科技、中电科 13 所及 55 所提供。 卫星服务和地面设备制造环节是产业链的中游。地面设备包括对卫星进行跟踪、遥测及指令 的地面测控和监测系统以及用户终端。卫星服务企业需要对在轨卫星进行实时监测，并对地 面空间段设备进行日常维护，为下游行业客户提供各类型的卫星服务。在产业链中的角色类 似于电信运营商。地面设备制造领域参与的民营企业相对较多，包括华力创通、海格通信、 北斗星通等。 商业航天的下游主要分为通信、导航和遥感三大类别。其中卫星导航主要企业包括华测导航、 合众思壮等。

地面设备制造业、卫星服务占产业链绝大部分产值。根据第三方 SIA 统计，卫星产业的市场规模 从 2010 年 1680 亿美元到 2021 年 2790 亿美元，复合增速达 4.72%。2021 年整个全球商业航天 市场规模达到 3860 亿美元，其中卫星产业链占比约 72%，其他非卫星的航天产业占比 28%。在 卫星产业中， 地面设备制造业和卫星服务业规模分别达到 1420亿美元和1180 亿美元，占比 50.9% 和 42.3%。

对于无线通信而言，不同频段对应不同的传输带宽，决定了不同的适用场景。频率越高往往拥有 更大的带宽空间，意味着更大的数据通量和更高的速率。

航空通信：航空场景的卫星通信用户段分为驾驶舱型、客舱型、通用航空型等三类机载站。驾驶舱型机载站 接入卫星移动通信网，通常使用 L 频段，以传输空中交通管理、飞行监测等窄带信息为主要业务， 实现与空管中心的信令交互。客舱型机载站接入高通量卫星通信网，使用 Ka/Ku 频段，通过信关 站接入互联网。通用航空型机载站接入宽带专用卫星通信网，主要使用 Ku频段，承担自然灾害、 事故灾难、医疗救护等突发事件处置的应急通信任务。 以客舱场景为例，在民航客机中，客舱型机载站作为与互联网连接的边界节点，通过终端接口设 备连接客舱内部 Wi-Fi 设备，为旅客提供互联网接入服务。目前，许多卫星通信运营商之间已签 署漫游接入服务协议，允许所属卫星地球站的网间漫游，为客舱 WiFi 服务的大规模应用创造了便 利条件。

海外：美国霍尼韦尔公司是世界主要客舱型机载站的供应商，拥有 JetWave 机载站系列产 品，可提供高速率、全球无缝覆盖的客舱 WiFi 服务，已应用于德国汉莎航空、新西兰航空、 新加坡航空等多家航空公司。法国泰勒斯公司、日本松下航空电子公司也已开启机载宽带卫 星通信的应用。

国内：1）2020.7，中国首架搭载中国卫通中星十六号机载站的高速卫星互联网飞机首航成 功，搭载中国卫通基于中星十六号的机载站；2）2022.9，中国电科航空电子公司发布国内 首款基于相控阵天线单元的 Ka 频段客舱型机载站。与传统机械天线相比，该型号机载站总 重量减轻 50%、高度降低 80%，未来可适用于卫星互联网。

海上通信：海上通信用于实现船只之间、船只与陆地之间的短消息收发、话音调度等基本服务和船舶预警、 视频监控等高级服务。海上通信主要分为天基通信、空基通信、岸基通信，其中天基通信不受船 只位置影响，可满足全球海域的常态化周期通信需求。 天基通信：通过低轨通信卫星转发实现。可实现大范围的捕捉，满足全球海域的常态化周期 通信需求。 空基通信：通过携带通信载荷的无人机作为中继站在附近海域上空驻留的方式实现。覆盖范 围较小，需要船只的位置信息，可作为海域应急通信的补充。 岸基通信：在重点海域近岸端部署基站等方式。地理位置相对固定、稳定性强，但仅适用于 近岸端通信场景。

应急通信：应急卫星通信主要用于抢险救援、公安应急、大型安保、维稳处理等应急事件的现场指挥调度。 通过车载站和卫星便携站可以快速组建现场应急指挥网，将突发现场的视频、音频和其他数据送 至指挥中心，提高应急处理能力，实现对突发事件的决策支持、指挥调度、应急联动、资源调配、 信息发布等功能。