卫星互联网参与进展、组网方式及产业链结构介绍

卫星互联网迎密集催化，产业发展如火如荼。

我国卫星互联网试验卫星陆续发射。2023 年 7 月 9 日，我国在酒泉卫星发射中 心使用长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空；11 月 23 日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭及远征三号上面级成功将卫 星互联网技术试验卫星发射升空，本次试验卫星由中国科学院微小卫星创新研究院 （上海微小卫星工程中心）抓总研制；12 月 30 日，我国在酒泉卫星发射中心使用 长征二号丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空。 我国多地支持卫星互联网发展，产业政策不断完善。2023 年 9 月 15 日，上海 市政府印发了《上海市进一步推进新型基础设施建设行动方案（2023—2026 年）》， 提出布局“天地一体”的卫星互联网；10 月 7 日，工信部发布《关于创新信息通信 行业管理优化营商环境的意见（征求意见稿）》，提出要统筹推进电信业务向民间资 本开放，加大对民营企业参与移动通信转售等业务和服务创新的支持力度，分步骤、 分阶段推进卫星互联网业务准入制度改革，不断拓宽民营企业参与电信业务经营的 渠道和范围；11 月 20 日，上海市人民政府办公厅印发《上海市促进商业航天发展 打造空间信息产业高地行动计划（2023—2025 年）》，提出主要目标：到 2025 年， 以商业航天跨越式发展为牵引，围绕卫星制造、运载发射、地面系统设备、空间信 息应用和服务等环节，加强卫星通信、导航、遥感一体化发展，推动空天地信息网 络一体化融合；11 月 20 日，首届明月湖空天信息产业国际生态活动在重庆举行， 空天信息产业国际生态联盟以及国内首个空天信息产业共同体在渝发起，并发布了 国内首个空天信息产业基金群，首批重庆市空天信息应用场景。

国内火箭发射条件不断成熟，运力瓶颈有望迎来突破。2023 年 11 月 2 日 14 时 00 分，北京星际荣耀空间科技股份有限公司自主研发的液氧甲烷可重复使用验证火 箭双曲线二号（代号 SQX-2Y）在中国酒泉卫星发射中心实验成功；2024 年 1 月 11 日，我国太原卫星发射中心在山东海阳附近海域使用引力一号运载火箭，将云遥一 号 18—20 星 3 颗卫星顺利送入预定轨道将云遥一号 18—20 星 3 颗卫星顺利送入预 定轨道，标志着我国全球运力最大固体运载火箭首飞成功。2023 年 11 月 26 日，根 据新华网消息，海南商业航天发射场目前已进入发射能力形成的攻坚阶段，2024 年 有望实现常态化发射。 终端应用不断普及，加速卫星通信建设。2023 年 8 月 29 日，华为发布 Mate 60 Pro，支持天通卫星通信，由中国电信运营；12 月 27 日，荣耀官方宣布， Magic 6 系列手机将搭载鸿燕卫星通信技术，支持通话和短信；12 月 27 日，OPPO 宣布下 一代 Find X 旗舰机型将是旗下首款支持卫星通信的手机，支持通过卫星天线方向图 调控技术，首次为智能手机带来听筒/免提双模卫星通话功能，该款手机或在 2024 年正式上市；吉利计划将于 2024 年初发射包含“吉利银河号”和“远程观星号” 等在内的 02 组 11 颗卫星，进一步完善吉利“天地一体化”智能出行生态，2024 年 1 月 5 日上市的吉利银河 E8，将搭载卫星通信功能，此前吉利于 2022 年 6 月 “吉 利未来出行星座”01 组一箭九星成功发射并稳定在轨运行。

星链发展日益壮大，海外卫星互联网建设如火如荼。2023 年 9 月 30 日， SpaceX 在卡角空军基地 SLC-40 使用 Falcon 9 发射 Starlink Group 6-19 任务，将 22 颗 Starlink 卫星送入 LEO 轨道，星链全球订购用户超过 200 万，正式进入 62 个国家；10 月 18 日， SpaceX 在卡角空军基地 SLC-40 使用 Falcon 9 发射第 114 批 22 颗 微版“星链”v2.0 卫星，本次发射后，SpaceX 公司的“星链”卫星发射数量达到 5287 颗，其中包括 573 颗微版“星链”v2.0 卫星，大约有 4896 颗“星链”在轨运 行；10 月 28 日，马斯克发文宣布，将把卫星通信系统“星链”（Starlink）提供给在 加沙的国际认证援助组织使用；10 月 11 日，SpaceX 星链官方网站全新推出星链直 连手机业务，适用于现有的 LTE 手机，无需更改硬件、固件或特殊应用程序，即可 通过星链发送文本、语音和数据，预计 2024 年实现短信发送，2025 年实现语音通 话，2025 年实现上网（Data），同年分阶段实现 IOT（物联网），初期支持的运营商 包括：T-MOBILE (美国)、OPTUS (澳大利亚)、ROGERS (加拿大)、ONE NZ (新西 兰)、KDDI (日本)、SALT (瑞士)，2024 年 1 月 4 日，SpaceX 发射了首批 6 颗能够 提供移动电话服务的卫星。2023 年 10 月 6 日，亚马逊为其太空互联网业务 “Project Kuiper”发射首批测试卫星 KuiperSat-1 和 KuiperSat-2，该项目计划投资 100 亿美元，已获得美国监管机构的许可，计划逐步部署超 3200 颗卫星。

卫星产业主要包括卫星通信、卫星导航、卫星遥感以及卫星综合应用等，其中 卫星互联网属于卫星产业中卫星通信的重要组成部分，随着航天技术的发展，与卫 星产业相关的产品和服务已经广泛应用于各个行业： 卫星通信：是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，是现代通信技术与航天技术的结合，并用计算 机对其进行控制的先进通信方式，是目前卫星技术最具产业化的应用方向之一，构 成了卫星产业的最主要组成部分。卫星通信广泛应用于通信广播、数据传输、政府 应急保障等方面，是信息化社会重要的基础设施； 卫星导航：产品和服务在车辆监控和导航、海上运输和渔业、大地测量（测绘、 勘探）等领域具有广泛应用，导航卫星包括沿着地球静止轨道运行的卫星，也包括 沿着倾斜地球同步轨道和中圆地球轨道运行的卫星； 卫星遥感：在国土资源监测、气象监测、防灾减灾等社会公益性服务方面提供 了不可或缺的重要技术支持，遥感卫星通常是沿着地球同步轨道运行的。

卫星互联网是基于卫星通信的互联网，是对传统地面通信的重要补充之一。根 据《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》，卫星互联网通过一定数量 的卫星形成规模组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理能力的大卫星系统， 是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入服务的新兴网络。卫星互联 网具有覆盖面积广、低延时、低成本等优点，尤其适用于无基站覆盖的海洋、沙漠 及山区等偏远地区，可作为传统地面通信的重要补充，未来有望成为主流的通信方 式之一。

从构成上来看，卫星互联网一般由空间段、地面段和用户段构成： 空间段：以通信卫星为主体，接收和转发卫星信号，提供用户链路承载功能。 本段提供信息中继服务的卫星星座，包含一或多颗卫星，这些卫星可以工作在 GEO、 MEO 或 LEO 轨道，也可以同时包括 2 种或 2 种以上轨道类型的卫星，卫星之间可 以有或没有星间链路； 地面段：一般包括卫星测控中心及相应的卫星测控网络、系统控制中心及各类 信关站（Gateway）等，提供馈电链路，起到连接地面核心网的作用，实现卫星互 联网与公共通信网的业务交互功能。其中卫星测控中心及相应的测控网络负责保持、 监视和管理卫星的轨道位置和姿态、控制卫星的星历表等；系统控制中心负责处理 用户登记、身份确认、计费和其他的网络管理功能等；信关站负责呼叫处理、交换 及与地面通信网的接口等； 用户段：包括各类用户终端设备及应用场景的支持设施，如供用户使用的手持 机、便携站、机（船、车）载站等各种陆海空天通信终端。

从卫星互联网的组网方式来看，在目前的非地面网络（NTN）相关协议中，根 据星上载荷的不同，可以分为“透明载荷”的透明转发工作模式和“可再生载荷” 的星上处理转发工作模式：透明载荷：也称作透明转发，实际上把卫星仅当作信号中继的链路。用户终端 只能通过卫星一跳与信关站建立连接，再经信关站连接到地面互联网。这种组网方 式要求系统中设置非常多的信关站，各信关站可以独立工作，没有信关站覆盖的地 方，用户终端无法接入互联网，因此透明载荷架构可以利用已有卫星，技术上实现 起来较为容易，成本也低，但卫星和基站之间的路径长，时延大，不支持星间协作， 需部署大量信关站； 可再生载荷：又称作基站上星，卫星具备星上处理和交换能力及星间通信能力。 系统中不需要部署很多的信关站，用户终端可通过多颗卫星的中继建立与信关站的 连接，从而访问地面互联网，但可再生载荷这种架构必须改造并新发射卫星，技术 复杂，成本高，优点是终端和卫星基站之间的时延短，且由于有星间链路的存在， 可以减少一些信关站的部署。 卫星互联网的工作过程为：用户终端开机后首先进行注册申请，注册成功后， 如果用户有通信要求，就通过控制信道申请建立连接；如果连接申请被接受，系统 就通过控制信道向用户终端分配资源，包括使用的卫星和信关站标识码、上下行点 波束号、时隙、频率或码字信息等；收到资源分配命令后用户终端即可建立连接； 由于用户和卫星都可能是移动的，通信过程中还需要进行星间或波束间切换；连接 结束后，用户终端释放信道，系统收回分配的网络资源。

根据赛迪顾问的《“新基建”之中国卫星互联网产业发展研究白皮书》，从发展 历程来看，卫星互联网相对地面通信，历经近 40 年发展经历了三个阶段，当前卫 星互联网逐渐进入高速率宽带互联网发展阶段： 与地面通信网络竞争阶段(20 世纪 80 年代~2000 年)：以摩托罗拉公司“铱星” 星座为代表的多个卫星星座计划提出，“依星”星座通过 66 颗低轨卫星构建一个全 球覆盖的卫星通信网。这个阶段主要以提供语音、低速数据、物联网等服务为主。 随着地面通信系统快速发展，其通信质量、资费价格等方面对卫星通信全面占优， 卫星通信网在与地面通信网络的竞争中宣告失败； 对地面通信网络补充阶段(2000~2014 年)：以新铱星、全球星和轨道通信公司 为代表，定位主要是对地面通信系统的补充和延伸； 与地面通信网络融合阶段(2014 年至今)：以一网公司(OneWeb)、太空探索公司(SpaceX)等为代表的企业开始主导新型卫星互联网星座建设。卫星互联网与地面通 信系统进行更多的互补合作、融合发展。卫星工作频段进一步提高，向着高通量方 向持续发展，卫星互联网建设逐渐步入宽带互联网时期。

从产业链结构来看，卫星互联网主要由基础设施建设、卫星互联网运营以及终 端用户三大部分组成，其中最为核心的为卫星制造、卫星发射、地面设备、卫星运 营及服务四大环节。卫星互联网与传统卫星通信产业类似，可以划分为上游、中游、 下游，产业链上游包括卫星制造、卫星发射、地面基础设施等环节，构建了卫星通 信的基础设施，达到卫星通信的基本条件；产业链中游是卫星通信运营商，提出卫 星方案服务、资源服务、产品服务等，旨在实现客户卫星通信需求；产业链下游为 卫星互联网的终端用户。

（1）基础设施又可以分为空间段和地面段： 基础设施的空间段包括卫星制造和卫星发射： 卫星制造环节主要包括卫星平台、卫星载荷。卫星平台包含结构系统、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、转发器分系统以及其它金属/非金属材料和电子元器件 等，优先受益卫星发射增量需求；

卫星发射环节包括火箭制造以及发射服务，是商业航天及产业链建设节奏关键 瓶颈节点之一；

基础设施的地面段包括地面基础设施和用户终端： 地面基础设施包括固定地面站、移动式地面站（静中通、动中通等）：固定地 面站包括天线系统、发射系统、接收系统、信道终端系统、控制分系统、电源系统 以及卫星测控站和卫星运控中心等；移动站主要由集成式天线、调制解调器和其它 设备构成； 用户终端包含设备上游关键零部件及下游终端设备，与卫星互联网应用端发展 相辅相成，有望共同催化整体产业链发展；

（2）卫星运营及服务主要包含卫星移动通信服务、宽带广播服务以及卫星固 定服务等； （3）终端用户可以分为特殊领域和民用领域，按照客户类型可以划分为海上 用户、航空用户、陆地用户等。

我们认为当前卫星互联网主要集中在空间段及地面段的基础设施建设，上游卫 星制造、卫星发射及地面设备建设成为关注的焦点： 卫星制造方面：卫星互联网仍处于发展初期，面临多项基础技术攻关，包括星 载/地面相控阵天线、长时稳定高速星间激光载荷、高精稳长寿命卫星平台，以及多 层星座构型保持、复杂星座组网控制等，重视各技术发展方向带来的高价质量板块； 卫星发射方面：由于星座组网阶段需要大量发射，国内互联网卫星的运载能力 也存在瓶颈，发射频次、成本、运力成为关键，一箭多星和可重复使用的液体火箭 的技术发展备受关注； 地面设备中：重视信关站、采用相控阵天线的高性能终端、采用平板/反射面天 线的低成本终端、无人值守边境综合监测站等的建设。