衛(wèi)星通信新賽道火熱

作者：鵬程

電科芯片在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示，目前，北斗短報(bào)文SoC芯片已成功推廣至國(guó)內(nèi)五大主流手機(jī)廠商，并被應(yīng)用于近期發(fā)布的多款中高端智能手機(jī)及智能手表中，為公司經(jīng)營(yíng)效益與盈利結(jié)構(gòu)的優(yōu)化注入了新動(dòng)力。

據(jù)了解，衛(wèi)星通信是電科芯片未來(lái)發(fā)展的核心戰(zhàn)略領(lǐng)域之一。電科芯片專注于開發(fā)北斗短報(bào)文、窄帶語(yǔ)音通信及寬帶衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信等不同應(yīng)用場(chǎng)景產(chǎn)品。目前，北斗短報(bào)文SoC芯片已成功推廣至國(guó)內(nèi)五大主流手機(jī)廠商,并被應(yīng)用于近期發(fā)布的多款中高端智能手機(jī)及智能手表中。隨著華為去年發(fā)布的mate60的火爆，衛(wèi)星通信逐漸普及。

目前衛(wèi)星通訊正逐漸從旗艦機(jī)型逐步下沉，向中端手機(jī)滲透，漸成手機(jī)新機(jī)標(biāo)配。10月份的華為秋季新品發(fā)布會(huì)上，又一款全系支持北斗衛(wèi)星的手機(jī)正式發(fā)布，華為nova 13系列亮相。

?01、什么是衛(wèi)星通信？

衛(wèi)星通信技術(shù)是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電波而進(jìn)行的兩個(gè)或多個(gè)地球站之間的通信，發(fā)源于上世紀(jì)九十年代中后期。衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質(zhì)量好、組網(wǎng)方便迅速、便于實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫鏈接等眾多優(yōu)點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)，衛(wèi)星通信主要在政務(wù)、應(yīng)急、航海等專業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，滿足特種作業(yè)在特殊環(huán)境下的通信需求，并沒有成為大眾通信工具。

按照衛(wèi)星軌道高度，可大致分為低軌、中軌和高軌衛(wèi)星。一般高軌衛(wèi)星距離地球36000公里左右，理論上1顆衛(wèi)星可覆蓋接近1/3個(gè)地球表面，3顆衛(wèi)星即可覆蓋全球除兩極以外的地區(qū)，但由于距離太遠(yuǎn)，信號(hào)損耗太大，一般來(lái)說(shuō)，需要地面設(shè)備有較大的天線和用較高的功率發(fā)射信號(hào)。中軌道地球衛(wèi)星主要是指衛(wèi)星軌道距離地球表面2000～20000km的地球衛(wèi)星。它屬于地球非同步衛(wèi)星，主要是作為陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，與地面公眾網(wǎng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人移動(dòng)通信。

低軌衛(wèi)星一般距離地表在幾百公里到兩千公里左右距離。近年來(lái)，低軌互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星開始流行，并大規(guī)模組網(wǎng)。低軌上運(yùn)行的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星信號(hào)損耗小，但低軌衛(wèi)星運(yùn)行速度相對(duì)地面運(yùn)行速度高，超過(guò)7公里每秒，所以需要大量衛(wèi)星組成星座來(lái)進(jìn)行連續(xù)覆蓋。

鑒于軌位和頻率資源日益緊張，如何通過(guò)衛(wèi)星通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大帶寬成為當(dāng)前的主流發(fā)展趨勢(shì)，目前衛(wèi)星研制方主要是通過(guò)頻率復(fù)用和多波束的衛(wèi)星技術(shù)，使衛(wèi)星通信容量實(shí)現(xiàn)數(shù)百 Gbpss 甚至Tbps 量級(jí)，有效降低了衛(wèi)星單位帶寬成本。

高通量衛(wèi)星與傳統(tǒng)通信衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比，可使用大量點(diǎn)波束實(shí)現(xiàn)廣域范圍覆蓋，頻段以 Ku、Ka 為主，其中 Ka 頻段可用頻帶寬高達(dá) 3.5GHz，超過(guò)現(xiàn)有 L、S、C、Ku 頻段總和，同時(shí)高通量衛(wèi)星在地球靜止軌道（GEO）基礎(chǔ)上，可以拓展中地球軌道/低地球軌道（MEO/LEO），在技術(shù)、頻段拓展及軌道開發(fā)方面具有明顯的升級(jí)和迭代。

?02、產(chǎn)業(yè)鏈逐漸布局，各企業(yè)加碼押注

近幾年，在互聯(lián)網(wǎng)視頻服務(wù)興起、新冠疫情影響衛(wèi)星終端供應(yīng)鏈的背景下，占據(jù)衛(wèi)星通信服務(wù)市場(chǎng)絕大部分收入的衛(wèi)星廣播電視業(yè)務(wù)遭受持續(xù)性的收入縮水和用戶量下滑，而衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)。隨著市場(chǎng)需求和相關(guān)技術(shù)的不斷挖掘，衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟。在國(guó)內(nèi)外逐漸形成新的格局。同步軌道方面，當(dāng)前市場(chǎng)上的系統(tǒng)如國(guó)際通信衛(wèi)星公司（Intelsat）、國(guó)際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）。

國(guó)內(nèi)的天通一號(hào)同步衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信“天地一體”手機(jī)直連36000公里外衛(wèi)星。根據(jù)中國(guó)電信公布的最新數(shù)據(jù)顯示，天通一號(hào)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)率先在國(guó)內(nèi)外運(yùn)營(yíng)商行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了“天地一體”的移動(dòng)通信能力，目前用戶規(guī)模已經(jīng)超過(guò)18萬(wàn)戶。中軌星座方面，目前主要是 O3b 星座系統(tǒng)，在軌衛(wèi)星 16 顆，該星座的軌道高度為 8063km，相較于同步軌道衛(wèi)星，時(shí)延較小、信噪比較低。但是它的帶寬是有限的，目前主要作為地面通信系統(tǒng)的補(bǔ)充。此外，中軌星座對(duì)地面終端的跟蹤性能要求較高，也不利于推廣。

低軌星座方面，當(dāng)前市場(chǎng)上的系統(tǒng)有國(guó)外的一網(wǎng)（Oneweb）、星鏈（Starlink）等，國(guó)內(nèi)主要是星網(wǎng)、G60 計(jì)劃。低軌道星座主要特點(diǎn)是需要衛(wèi)星組網(wǎng)且數(shù)量龐大，如星鏈計(jì)劃，星座由 4 萬(wàn)余顆衛(wèi)星組成，截至 2024 年 6 月 12 日，星鏈發(fā)射衛(wèi)星已達(dá) 6611顆，單星研制成本低于 100 萬(wàn)美元，單星發(fā)射成本約 50 萬(wàn)美元，即使考慮技術(shù)進(jìn)步以及規(guī)模效益因素，成本可能會(huì)逐步降低，但構(gòu)建整個(gè)星座所需的衛(wèi)星制造和發(fā)射的總成本預(yù)計(jì)將高達(dá)數(shù)百億美元。隨著衛(wèi)星通訊基礎(chǔ)設(shè)施的逐漸完善，各企業(yè)也加碼產(chǎn)業(yè)鏈。最近多家企業(yè)在透露相關(guān)進(jìn)展。

鋮昌科技在衛(wèi)星通信領(lǐng)域方面，領(lǐng)先推出星載和地面用衛(wèi)星通信相控陣T/R芯片全套解決方案。目前已進(jìn)入主要客戶核心供應(yīng)商名錄，近兩年已進(jìn)入量產(chǎn)階段并在按計(jì)劃持續(xù)交付中，成為公司營(yíng)收組成部分之一。

通宇通訊專業(yè)從事通信天線及射頻器件產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，產(chǎn)品主要包括基站天線、射頻器件、微波天線等。除了傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)外，其根據(jù)行業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)需求，以及自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)積極布局衛(wèi)星通訊業(yè)務(wù)。其衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)主要由全資子公司成都俱吉毫米波技術(shù)有限公司和通宇衛(wèi)星通訊（湖北）有限公司承接實(shí)施。目前已有衛(wèi)星通信產(chǎn)品包括船載衛(wèi)星天線、地面站天線、有源相控陣天線、T/R組件，相關(guān)產(chǎn)品均有小批量出貨。衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)收入情況公司將在半年報(bào)做相關(guān)披露。目前開發(fā)的衛(wèi)星通訊產(chǎn)品可應(yīng)用于中高軌及低軌衛(wèi)星，但應(yīng)用于低軌衛(wèi)星為主。針對(duì)低軌衛(wèi)星地面端，公司可提供地面站天線。此外，公司也開發(fā)了衛(wèi)星通訊特殊領(lǐng)域場(chǎng)景應(yīng)用的衛(wèi)星通信終端、雷達(dá)、毫米波、有源相控陣天線、T/R組件及數(shù)據(jù)鏈終端產(chǎn)品。

東華軟件全資子公司東華至高有研發(fā)生產(chǎn)衛(wèi)星通信設(shè)備，其中包括天通衛(wèi)星手持機(jī)及北斗三代短報(bào)文手持機(jī)還在持續(xù)開發(fā)衛(wèi)星通信的其他設(shè)備，也包括具備衛(wèi)星通信功能的對(duì)講機(jī)，為應(yīng)急通信提供專業(yè)設(shè)備。

海格通信成為多款支持“手機(jī)直連衛(wèi)星”功能的手機(jī)終端關(guān)鍵零部件供應(yīng)商之一，與多家主流手機(jī)廠商建立了良好合作關(guān)系，是國(guó)內(nèi)擁有全系列天通衛(wèi)星終端及芯片的主流廠家。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)通信設(shè)備在乘用車領(lǐng)域應(yīng)用穩(wěn)步推進(jìn)，“汽車直連衛(wèi)星”業(yè)務(wù)取得突破；衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品成為機(jī)構(gòu)用戶首批試用的主要設(shè)備，取得核心技術(shù)體制研制資格，正式進(jìn)入波形體制研制廠家行列。

移遠(yuǎn)通信可提供多款高性能天線產(chǎn)品，其中包括衛(wèi)星天線YETN001L1A。公司數(shù)百款自主研發(fā)的天線產(chǎn)品可與公司廣泛的模組產(chǎn)品有效兼容，形成“模組+天線”的配套服務(wù)。

啟明星辰在衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)安全方面，圍繞加密認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)攻擊彈性測(cè)試、供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)管理等內(nèi)容，依托密碼技術(shù)積累，從衛(wèi)星鏈路密鑰分發(fā)管理、衛(wèi)星鏈路組播通信加密技術(shù)、衛(wèi)星通信節(jié)點(diǎn)機(jī)動(dòng)分組管理等方面，開展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信鏈路安全關(guān)鍵技術(shù)研究及原型開發(fā)。打造衛(wèi)星通信鏈路安全防護(hù)產(chǎn)品，解決衛(wèi)星通訊場(chǎng)景下，衛(wèi)星通信節(jié)點(diǎn)非實(shí)時(shí)在線導(dǎo)致密鑰難以分發(fā)管理、單播組播業(yè)務(wù)無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)安全通道傳輸以及鏈路加密導(dǎo)致通信延遲增大業(yè)務(wù)流暢度不夠等問題。

萬(wàn)馬科技全資子公司優(yōu)咔科技在積極布局衛(wèi)星與地面融合通信技術(shù)，目前已參與行業(yè)規(guī)范制定，在技術(shù)側(cè)進(jìn)行預(yù)研。

華安鑫創(chuàng)當(dāng)前已規(guī)劃顯示系統(tǒng)終端和衛(wèi)星通信終端產(chǎn)品。得益于產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸成熟，國(guó)內(nèi)手機(jī)廠商普遍開始搭載衛(wèi)星通信功能。

?03、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)將進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段

隨著航天技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步和商業(yè)衛(wèi)星的頻繁發(fā)射，全球主要國(guó)家紛紛加入，一場(chǎng)圍繞衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的全面“競(jìng)賽”已經(jīng)拉開帷幕。馬斯克雖然通過(guò)星聯(lián)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的直連。但在終端上，還是需要匹配相應(yīng)的信號(hào)接收裝置，且市場(chǎng)局限較大。作為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)量最多的用戶終端，只有打開智能手機(jī)市場(chǎng)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)才能活動(dòng)更好的發(fā)展。衛(wèi)星通信進(jìn)入消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)已成為不可阻擋的趨勢(shì)。

有分析認(rèn)為，全球有超過(guò)52億手機(jī)用戶，即使只有一小部分用戶愿意為衛(wèi)星通信服務(wù)支付額外費(fèi)用，都代表著巨大的市場(chǎng)潛力。相較于衛(wèi)星通話，為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的前景更為明確。因?yàn)樵诤芏嗥h(yuǎn)區(qū)域，相對(duì)于拉光纖、建基站的地面部署成本，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)反而更經(jīng)濟(jì)可行。手機(jī)直連衛(wèi)星的高潮即將到來(lái)，但由于衛(wèi)星帶寬資源和技術(shù)的限制，主要以衛(wèi)星短消息為主。

但隨著衛(wèi)星短報(bào)文和衛(wèi)星通訊的推出，未來(lái)智能手機(jī)或許也可以直連互聯(lián)網(wǎng)。另一方面這也對(duì)低軌衛(wèi)星的建設(shè)提出了更高的要求。而低軌衛(wèi)星歸根到底需要低成本的火箭發(fā)射技術(shù)支撐，在資本市場(chǎng)的加持下，有望推動(dòng)我國(guó)民營(yíng)航天和低成本火箭發(fā)射技術(shù)的發(fā)展。