、低轨通信卫星网络建设提上日程
我国疆域辽阔,自然地形复杂。在面对偏远山区的自然村落时,与地面光缆相比,“从天上”解决成本更低,并且能够同时解决海上通信问题。2016年12月的《十三五国家信息化规划》中也明确提及“通过移动蜂窝、光纤、低轨卫星等多种方式,完善边远地区及贫困地区的网络覆盖。”在此背景下,据
新浪网报道,中国
航天科技和中国航天科工两大集团都启动了各自的低轨通信项目“鸿雁”和“虹云” 星座计划,航天两大集团成为了我国低轨通信卫星领域的“国家队”。
在民间投资方面,据《华尔街日报》报道,2018年底中国已有约80家太空技术初创企业投入这一领域,太空已成中国商界的“新边疆”。以银河航天为代表的民间资本低轨卫星公司,2018年连续完成A轮三次融资,投资方包括顺为资本、晨兴资本、IDG资本、高榕资本、源码资本、君联资本等,公司估值已达到35亿元。按照银河航天徐鸣的估算,如果要让全球每一个角落都能联网,投入低轨道通信卫星的成本,有机会降到基站建设成本的1%。
(三)“鸿雁”系统
1、方案组成
“鸿雁”全球卫星
通信系统由中国航天科技集团公司提出,该系统将由300颗低轨道小卫星及全球数据业务处理中心组成,具有全天候、全时段及在复杂地形条件下的实时双向通信能力,可为用户提供全球实时数据通信和综合
信息服务。“鸿雁”星座首期投资约200亿元,是我国首个国家级的、投资规模最大的、具有里程碑意义的商业航天项目,将实现“沟通连接万物、全球永不失联”。
项目创新运营高效的商业模式,聚集全社会资源,打造覆盖芯片、终端、系统集成、运营服务及人才培养等环节的完整产业链条,创新卫星及运载火箭规模化研制模式和流程,培育
新经济增长点,将带动上下游超千亿元产值规模。
2、首发星成功入轨
据
新华网(29.160, 0.62, 2.17%)报道,2018年12月29日,长征二号丁运载火箭成功将“鸿雁”星座首颗试验星送入预定轨道。首发星是“鸿雁”星座的试验星,由深圳航天东方红海特卫星有限公司制造,采用了该公司研制的CAST5高性价比微小卫星平台,该星具有L/Ka频段的通信载荷、导航增强载荷、航空监视载荷,可实现“鸿雁”星座关键技术在轨试验,同时研制了地面系统与终端,卫星入轨后可陆续开展卫星移动通信、物联网、热点信息广播、导航增强、航空监视等功能的试验验证,为后续的“鸿雁”星座的全面建设及运营提供有力支撑。
“鸿雁”星座还有一个重要应用就是提供航空数据业务,可支持飞机前舱的安全通信业务,为航空器追踪及应急处理提供可靠的通信保障,同时支持后舱宽带
互联网接入服务。中国航天科技集团目前已与中国民航局签订合作协议,共同开展“鸿雁”星座系统空管应用研究及机载宽带通信服务合作。
(四)“虹云”系统
1、方案组成
“虹云”星座是中国航天科工大力推动商业航天发展(10.810, 0.13, 1.22%)的“五云一车”(飞云、快云、行云、虹云、腾云和飞行列车)项目之一,旨在构建覆盖全球的低轨宽带通信卫星系统,计划发射156颗卫星,它们在距离地面1000km的轨道上组网运行,以天基互联网接入能力为基础,融合低轨导航增强、多样化遥感,实现通、导、遥的信息一体化,构建一个星载宽带全球
移动互联网络,实现网络无差别的全球覆盖。
整个“虹云”工程分为三个阶段建设,第一阶段,2018年底发射首星;第二阶段,“十三五”末即2020年底前,发射4颗业务试验星;第三阶段,到“十四五”中期即2023年左右,发射完成全部156颗卫星,初步完成天地融合系统建设,具备全面运营条件。
2、首颗技术验证卫星“武汉”号顺利发射
据新浪网报道,2018年12月22日,“虹云”工程首星在酒泉卫星发射中心成功发射,进入预定轨道,标志着中国打造天基互联网也迈出了实质性的第一步。该星由中国航天科工在武汉的国家航天产业基地生产,该基地将成为具备卫星批产能力的智能化卫星生产线,以支撑2022年左右整个星座卫星的批量生产,为“虹云”工程后续星座组网建设奠定基础。
“虹云”工程首星首次将毫米波相控阵技术应用于低轨宽带通信卫星,能够利用动态波束实现更加灵活的业务模式。除通信主载荷外,虹云工程首星还承载了光谱测温仪和3S(AIS/ADS-B/DCS)载荷,将实现高层大气温度探测和船舶自动识别系统(AIS)信息、飞机广播式自动相关监视(ADS-B)信息和传感器数据信息采集(DCS),实现通、导、遥的信息一体化,可广泛应用于科学研究、环境、海事、空管等领域。
(二)“6G=5G+卫星网络”,卫星助力开启通信新时代
从上世纪90年代开始,随着移动卫星通信的发展,关于卫星与地面移动通信相互融合的讨论与尝试就从未停止。近年来快速发展的通信卫星采用基于统一的IP交换技术,实现与地面互联网的融合互通。在市场策略上,通信卫星星座摒弃了铱星系统建设运营初期独立建网、与地面移动通信相竞争的策略,转而与电信运营商开展合作,但当前的铱星二代等低轨卫星通信系统在数据传输方面远远落后于地面移动网络,无法满足用户日新月异的数据传输需求。
随着5G时代的即将到来,国际通信组织以及业内人士已经开始对6G时代进行展望,当前得到的共识是,5G/6G时代将是卫星通信与地面通信网络相融合从而真正实现全球通信,包括3GPP、ITU在内的国际标准化组织成立了专门工作组,我国科技部也开始着手开展卫星通信与5G/6G相融合的问题,卫星通信的时代即将开启。
1、“6G=5G+卫星网络”概念已经提出
2017年11月,
英国电信集团(BT)首席网络架构师Neil McRae对6G通信进行了展望,他认为5G将是基于异构多层的高速因特网,早期是“基本5G”(将在2020年左右进入商用),中期是“云计算+5G”,末期是“边缘计算+5G”;6G将是“5G+卫星网络(通信、遥测、导航)”,有望在2025年得到商用,利用“无线光纤”等技术实现超快宽带,并在5G的基础上集成卫星网络来实现全球覆盖,可以为6G用户提供网络定位标识、多媒体与互联网接入、天气信息等服务。
此外,2018年11月,国际电信联盟(ITU)正式成立Network 2030研究组(ITU-T FG on Network 2030),该机构旨在探索面向2030年及以后的网络技术发展,包括保持向后兼容的网络新概念、新构架、新协议、新解决方案,以及支持现有的和新的应用。Network 2030研究组主席,华为网络技术实验室首席科学家Richard Li就2030年以后的新互联网愿景进行了介绍,其中利用卫星实现
空天一体化、全球覆盖是其中重要一项,并对Starlink、OneWeb等低轨卫星通信系统进行了介绍,说明卫星通信(三)低轨卫星通信产业规模将超千亿
1、未来5年低轨通信卫星组网建设规模将超百亿
采用低轨卫星通信系统实现全球通信,所需卫星数量庞大,建设成本都在超百亿人民币规模。例如,铱星系统66颗卫星,耗资约50亿美元;Starlink系统至少投入约100亿美元;日本LeoSat 低轨卫星通信系统共108颗卫星,耗资约36亿美元;我国“鸿雁”星座300颗卫星,首期投资约200亿元人民币,“虹云”星座156颗卫星,按此推断投资也将超过100亿人民币。因此,如果按照现在的计划开展建设,未来5年间我国在低轨通信卫星组网建设上的投入将超过300亿人民币。在未来通信、互联网领域的重要性已经得到普遍认同。
卫星组网领域:在低轨卫星通信产业链中,卫星组网包括卫星制造与卫星发射两部分,将是全产业链最先受益的部分。这部分主要参与者为航天科技集团下属航天一院、航天五院、航天八院和航天九院,以及航天科工集团下属航天二院,涉及的上市公司主要有与卫星制造、火箭发射直接相关的中国卫星(600118.SH)、航天电子(600879.SH),以及与卫星组网间接相关的航天发展(000547.SZ)、航天机电(6.590, -0.01, -0.15%)(600151.SH)等。