文 | 觀韜
編 | 小白
2020年1月29日，鋼鐵直男馬克斯的另一家公司SpaceX宣佈：將第4批60 顆StarLink（ “星鏈”衛星）送入太空，本次發射是2020年的第二次發射，目前已累計發射240 顆“星鏈”衛星。
根據SpaceX之前的聲明：StarLink預計發射6次後，可向美國和加拿大部分地區提供服務，發射24次後可為人口密集地區提供全球性服務。照目前進度，2020年再發射2次看上去很容易。
再早一些，1月16日。銀河航天（北京）科技有限公司（以下簡稱“銀河航天”）發射了其國內首顆低軌寬帶通信衛星，單星通信帶寬達到10Gbps，單星覆蓋30萬平方公里，約50個上海市大小。
2月7日，SpaceX公司的競爭對手英國通信公司OneWeb的34顆衛星在哈薩克斯坦發射升空，OneWeb近地軌道衛星數增至40顆，下一批34顆衛星定在3月份發射。
各路群雄你追我趕，商業化落地似乎就在眼前。一時間，牛哄哄的太空互聯網概念大熱，但凡沾邊股票都一路狂飆。
趁這個風口，風雲君也跟大家一起嘮嘮太空互聯網。
一、什麼是太空互聯網？
太空互聯網是大家起的暱稱，原名是低軌衛星通信系統。
衛星通訊技術最早由英國科幻小說家阿瑟·克拉克提出，地球同步衛星軌道因此命名為“克拉克軌道”，老爺子用親身經歷告訴大家，打敗你的從來都是跨界不是同行。
按照衛星軌道高度的不同，通信衛星可以分為低軌通信衛星（LEO）、中軌通信衛星（MEO）和高軌地球同步通信衛星（GEO）。LEO衛星軌道高度500km~2000km，MEO衛星軌道高度2000km~35786km，GEO衛星軌道高度為35786km。
衛星通信的最大優勢是無視地形地貌和距離的無死角廣域覆蓋，現有的中、高軌通信衛星僅解決全球基本覆蓋問題，相當於移動通信的2/3G網絡，因地面終端和帶寬束縛，應用場景僅限特定用戶信息互聯和電視轉播。
另一方面雖然移動通信技術蓬勃發展，5G浪潮如火如荼，但截止2019年6月全球接入互聯網的人口57.3%，仍有30多億人口被關閉在互聯網大門之外。
根據中國互聯網協會發布的《中國互聯網發展報告(2019)》：2018 年底，我國網民規模達到8.29 億，互聯網普及率達59.6%。
未接入地區偏遠的地理位置、稀疏的人口密度導致的光纖接入、基站建設成本和收入難以匹配是互聯網無法進一步普及的主要原因。而具有全球覆蓋屬性的低軌衛星通信成為促進全球互聯網均衡發展的最優選擇。
另一方面低軌衛星的低製造成本、低發射成本以及高接受率使其商業化成為可能。
二、低軌衛星通信發展簡史
低軌通信衛星並不是新物種，早在20世紀90年代第一代低軌衛星通訊競賽浪潮就已經展開，主要包括“銥星系統”和“全球星系統”。
1、出師未捷身先死的銥星系統
1987年，美國摩托羅拉公司率先提出利用低軌道衛星群實現全球衛星移動通信的方案，取名銥星系統。
銥星系統的原始設計是由77 顆小型衛星，均勻有序地分佈於離地面785km上空的7個軌道平面上，通過微波鏈路形成全球連接網絡，後來為降成本，縮減到66顆。
1990年6月正式對外公佈，1992年9月取得FCC的許可證，累計投資約50億美元，但直到1998年底才投入運營，緊接著在2000年左右就宣告破產。
銥星系統破產的原因主要有兩個：一是因為低軌衛星在空中處於不斷移動狀態，所以通話過程中勢必面臨衛星切換問題，切換過程中面臨掉線問題。據統計當時銥星系統切換掉話率高達15%，而地面移動通信系統的切換掉話率不超過萬分之5。
二是同移動通信終端相比，低軌衛星業務收費高、有地區差異、手機終端價格高。又貴又不好用，最多時用戶才5.5萬，破產理所當然。
銥星系統隨後被新的銥星公司以2500萬美元收購，重整後主要為20 多個國家提供緊急救援、機要通信等服務力。
新銥星公司2007年提出銥星二代計劃，同樣由66顆衛星組成，此外還有6顆規定冗餘衛星，以及9座地面冗餘。這些衛星都是由SpaceX公司負責發射。
目前，SpaceX已完成8次發射，將75顆衛星送入預定軌道。銥星二代移動用戶的最高數據速率可達128kbps，數據用戶可達1.5Mbps，Ka頻段固定站不低於8Mbps。
2、目前唯一正式商用的全球星系統
全球星系統是目前唯一正式商業運行的語音移動通信系統，由美國Loral和Qualcomm（高通）公司發起。衛星系統由48顆工作衛星和12顆備用衛星組成。
2010年，全球星二代系統開始建設，並在2013年完成最後6 顆星的成功發射，從而完成了由24 顆衛星組成的低軌移動衛星通信星座的部署。
全球星二代提供的服務包括一鍵通與廣播、先進的短報文能力（MSS）、移動視頻、GEO 定位、多頻段與多模手機、GPS 集成數據等。
因為衛星數量和帶寬問題，銥星系統和全球星系統主要以語音通話服務為主，隨著地面4G、5G技術推廣，以及即將到來的物聯網時代，高通量、及時數據傳輸需求暴增，第二代低軌衛星星座應運而生。
星座意味著很多顆衛星，相比第一代低軌衛星系統的幾十顆衛星，第二代低軌衛星星座數量成百上千，Starlink的星座計劃甚至多達12000顆。
3、第二代低軌衛星賽道，王者新貴
最早佈局第二代低軌衛星的是Google。
2010年初，Google聯合匯豐銀行與歐洲有線電視運營商Liberty Global發起“O3b計劃”，O3b的原意是“Other 3 billion”（另外30億人）。目前O3b公司已有20顆衛星在軌運行，並開展商業服務。
因計劃進展遲緩，O3b項目團隊2012年重新組建了OneWeb 公司，並陸續獲得了軟銀、高通在內的多家投資機構累計34億美元投資。
2015年，Google向SpaceX公司投資10億美元，其目的之一便是打造太空互聯網，同年SpaceX推出Starlink（星鏈）項目，計劃發射約12,000 顆衛星組建低軌衛星通信系統。
2017年Facebook成立子公司PointView Tech LLC，投入數百萬美元研發實驗衛星，該衛星名為Athena，號稱比Starlink 衛星網絡傳輸數據速度快10倍。
2019 年4 月，亞馬遜推出Kuiper項目，計劃發射3236 顆低軌通信衛星，從而在全球範圍內提供快速且低延遲的互聯網接入服務。
加拿大老牌通信衛星公司Telesat也提出了近地軌道衛星網絡Telesat LEO項目，這些衛星距離地面1000公里以內，Telesat預計發射298顆衛星以覆蓋加拿大以及全球，到2022年開始提供服務。2018年1月，Telesat第一階段近地軌道衛星成功發射。如下表：
下面詳細介紹下OneWeb公司星座計劃和Space X 公司的StarLink 星座。
（1）OneWeb公司星座計劃
OneWeb公司提出的星座計劃是美國首個獲批的新一代NGSO衛星星座，星座規劃在2021年完成第一階段720 顆衛星的部署，並且最終將實現1980顆衛星的全球覆蓋，構建一個高速低延時的全球覆蓋網絡。
OneWeb星座的總容量5.4Tb/s，可為用戶提供下行200Mbit/s 和上行50M/s 速率的互聯網接入服務，時延約為30ms（一毫秒等於0.001秒）。
2019年2月28日，OneWeb首批6顆互聯網衛星成功發射；
2020年2月7日，OneWeb第二批34顆衛星發射成功，下一批34顆衛星定在3月份發射。
從公司組建到第一顆衛星上天，OneWeb花費了7年時間。
OneWeb 將汽車製造的概念引入衛星生產，將衛星各系統模組化，在生產線大量使用自動化設備。據說，OneWeb 的“衛星工廠”每週能生產16 顆衛星，年產量達到648 顆衛星，每顆通信衛星的造價降低至50 萬美元。
（2）鋼鐵俠的StarLink 星座
對一般人來說，有一家改變世界的公司可以吹一輩子牛了，但這顯然不適用於鋼鐵俠馬克斯。話說馬克斯身上頗有阿瑟·克拉克老爺子的遺風，從來玩的都是跨界，到哪都一副我消滅你跟你無關的架勢。
2015年，拿到Google投資後，SpaceX 向美國聯邦通信委員會提交Starlink計劃，計劃部署12,000 顆衛星。在這之前，SpaceX已經通過給O3b等公司提供衛星發射服務，磨鍊自己的火箭發射和回收技術。
Starlink計劃第一階段發射4425 顆，分佈在550/1110/1130/1275/1325公里五個不同軌道上；第二階段發射7518顆，軌道高度在334公里到346公里之間。預計2025 年最終完成12000 顆衛星的部署。
建設完成後，星座總容量將達到8～10Tb/s，每顆衛星可提供17～23Gbit/s 的下行容量，鏈路時延25～35ms。
2018年3月，獵鷹九號火箭在一次常規發射任務中搭載了2顆小衛星——“丁丁-a”和“丁丁-b”，它們是SpaceX星鏈（Starlink）計劃的試驗星，並開展對地通信測試。
2019年5月23日，SpaceX利用獵鷹9號運載火箭成功將“星鏈”首批60顆衛星送入軌道，目前已累計發射240顆。
從宣告計劃到首批衛星上天，SpaceX用了4年時間。
由於頻道與軌道資源有限，根據國際電聯的規定，頻譜與軌道歸屬採用“先到先得”原則，先來的吃肉，後來的喝湯，再後來站一邊聞味。
在國外巨頭展開激烈爭奪的同時，我國低軌衛星通信系統建設也很快提上日程。
三、我國低軌衛星通信系統建設情況
我國低軌衛星星座參與者既包括國家隊主導的虹雲星座、鴻雁星座，目前已完成試驗星的空中試驗。也包括銀河航天、九天微星等民營企業建設的項目。
銀河航天首顆低軌寬帶衛星於2020年1月16日成功發射。銀河航天計劃發射2520顆衛星，但褒貶不一，且參照OneWeb和Starlink的歷史進度，尚需時日。
在我國軍工行業，核心配套產品仍以國企為主，接下來主要了解下國家隊主導的鴻雁星座和虹雲星座。
1、鴻雁星座
鴻雁星座是我國投資規模最大的國家級商業航天項目，由航天科技集團一院、五院等單位共同推出。“鴻雁星座”計劃發射300 餘顆低軌道小衛星，一期預計投資200億元，在2022年建成由60顆衛星組成的通信網絡；二期預計2025年完成建設。目前有1顆在軌實驗衛星。
2、虹雲星座
“虹雲工程”，由航天科工集團二院主導，計劃發射156 顆衛星，在距離地面1000公里的軌道上組網運行。
按照規劃，整個工程被分解為“1+4+156”三步。第一步計劃在2018年前，發射第一顆技術驗證星，實現單星關鍵技術驗證；第二步到“十三五”末，發射4顆業務試驗星，組建一個小星座，讓用戶進行初步業務體驗；第三步到“十四五”末，實現全部156顆衛星組網運行。
目前，虹雲工程已進入第二步階段，2019年11月22日，據央視新聞報道，中國首個天基互聯網系統“虹雲工程”將於2020年投入示範應用。
四、低空衛星行業市場規模及產業鏈機會
根據美國衛星工業協會統計數據：2018年，全球衛星行業總產值達到2,774億美元。其中，衛星製造195億美元，衛星發射62億美元，地面設備1,252億美元，衛星應用1,265億美元。地面設備和衛星應用收入佔比超過90%。
衛星製造和衛星發射佔比雖然未超過10%，但2018年收入增長快，分別為27.53%和34.2%，2018年全球衛星行業增長率為1.39%，應與上文提及的各大公司積極佈局低軌衛星產業有關。
隨著領頭羊OneWeb和StarLink批量發射階段常態化，競爭會愈發激烈，未來幾年衛星製造和衛星發射板塊收入高增長呈現常態化。
據銀河證券相關研報估算，“鴻雁”和“虹雲”低軌衛星通信系統組網投費用入估計將超過300 億人民幣，而根據SIA 的數據，對於衛星產業鏈，組網建設費用約佔產業鏈總產值的7.5%。
由此測算，後期地面設備投入將約為1784 億元，帶來的衛星與地面服務產值將達到約1916 億元，因此，低軌衛星通信產業鏈總體產值將超過4000 億元。如下圖：
按照衛星研製、衛星發射、地面設備製造、衛星運營及應用可以將低軌衛星通信產業鏈分為四個板塊。鑑於軍工行業的特殊性，主要參與者仍以國企和國家科研單位為主，如下圖：
小結：國內短期放量，有無內外通吃先行者？
先看總髮射數量，作為國內低軌衛星主要參與者，鴻雁星座計劃發射300顆衛星、虹雲星座計劃發射156顆衛星，銀河航天計劃發射2520顆衛星，計劃發射數量絕對值遠低於國外同行。
星座數量這麼少不怕被甩在身後嗎？風雲君認為這跟我國已在地面4G/5G基礎設施已投入大量資金，發達地區的帶寬和覆蓋率完全可滿足物聯網需求。衛星網絡主要是解決海上、空中及欠發達地區覆蓋問題，二者相互補充。國內外不少專家也認為，6G將是“5G+衛星網絡”。
再來看發射進度，2022年前，鴻雁星座計劃發射60顆，虹雲星座計劃是156顆全部發射完畢，大概率也會採用一箭多星的發射方式，估計用不了幾次就能發射完。另一方面，進度能否按照計劃進行也很關鍵，鴻雁星座原本計劃是2020年建成的。
不過，雖然短期內難以像OneWeb和StarLink進入批量發射常態化階段，預期發射次數也有限，但衛星製造公司肯定最先收益，第一步得造出來衛星嘛。航天科技集團是我國航天產業主導製造商，市場佔有率超過 80%。
有沒有一家公司已經或者即將打入國外供應鏈，又滲入國內衛星製造供應鏈呢？還真有一家上市公司這麼形容自己，這也是咱們下篇文章的主角。
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