文 | 观韬
编 | 小白
2020年1月29日，钢铁直男马克斯的另一家公司SpaceX宣布：将第4批60 颗StarLink（ “星链”卫星）送入太空，本次发射是2020年的第二次发射，目前已累计发射240 颗“星链”卫星。
根据SpaceX之前的声明：StarLink预计发射6次后，可向美国和加拿大部分地区提供服务，发射24次后可为人口密集地区提供全球性服务。照目前进度，2020年再发射2次看上去很容易。
再早一些，1月16日。银河航天（北京）科技有限公司（以下简称“银河航天”）发射了其国内首颗低轨宽带通信卫星，单星通信带宽达到10Gbps，单星覆盖30万平方公里，约50个上海市大小。
2月7日，SpaceX公司的竞争对手英国通信公司OneWeb的34颗卫星在哈萨克斯坦发射升空，OneWeb近地轨道卫星数增至40颗，下一批34颗卫星定在3月份发射。
各路群雄你追我赶，商业化落地似乎就在眼前。一时间，牛哄哄的太空互联网概念大热，但凡沾边股票都一路狂飙。
趁这个风口，风云君也跟大家一起唠唠太空互联网。
一、什么是太空互联网？
太空互联网是大家起的昵称，原名是低轨卫星通信系统。
卫星通讯技术最早由英国科幻小说家阿瑟·克拉克提出，地球同步卫星轨道因此命名为“克拉克轨道”，老爷子用亲身经历告诉大家，打败你的从来都是跨界不是同行。
按照卫星轨道高度的不同，通信卫星可以分为低轨通信卫星（LEO）、中轨通信卫星（MEO）和高轨地球同步通信卫星（GEO）。LEO卫星轨道高度500km~2000km，MEO卫星轨道高度2000km~35786km，GEO卫星轨道高度为35786km。
卫星通信的最大优势是无视地形地貌和距离的无死角广域覆盖，现有的中、高轨通信卫星仅解决全球基本覆盖问题，相当于移动通信的2/3G网络，因地面终端和带宽束缚，应用场景仅限特定用户信息互联和电视转播。
另一方面虽然移动通信技术蓬勃发展，5G浪潮如火如荼，但截止2019年6月全球接入互联网的人口57.3%，仍有30多亿人口被关闭在互联网大门之外。
根据中国互联网协会发布的《中国互联网发展报告(2019)》：2018 年底，我国网民规模达到8.29 亿，互联网普及率达59.6%。
未接入地区偏远的地理位置、稀疏的人口密度导致的光纤接入、基站建设成本和收入难以匹配是互联网无法进一步普及的主要原因。而具有全球覆盖属性的低轨卫星通信成为促进全球互联网均衡发展的最优选择。
另一方面低轨卫星的低制造成本、低发射成本以及高接受率使其商业化成为可能。
二、低轨卫星通信发展简史
低轨通信卫星并不是新物种，早在20世纪90年代第一代低轨卫星通讯竞赛浪潮就已经展开，主要包括“铱星系统”和“全球星系统”。
1、出师未捷身先死的铱星系统
1987年，美国摩托罗拉公司率先提出利用低轨道卫星群实现全球卫星移动通信的方案，取名铱星系统。
铱星系统的原始设计是由77 颗小型卫星，均匀有序地分布于离地面785km上空的7个轨道平面上，通过微波链路形成全球连接网络，后来为降成本，缩减到66颗。
1990年6月正式对外公布，1992年9月取得FCC的许可证，累计投资约50亿美元，但直到1998年底才投入运营，紧接着在2000年左右就宣告破产。
铱星系统破产的原因主要有两个：一是因为低轨卫星在空中处于不断移动状态，所以通话过程中势必面临卫星切换问题，切换过程中面临掉线问题。据统计当时铱星系统切换掉话率高达15%，而地面移动通信系统的切换掉话率不超过万分之5。
二是同移动通信终端相比，低轨卫星业务收费高、有地区差异、手机终端价格高。又贵又不好用，最多时用户才5.5万，破产理所当然。
铱星系统随后被新的铱星公司以2500万美元收购，重整后主要为20 多个国家提供紧急救援、机要通信等服务力。
新铱星公司2007年提出铱星二代计划，同样由66颗卫星组成，此外还有6颗规定冗余卫星，以及9座地面冗余。这些卫星都是由SpaceX公司负责发射。
目前，SpaceX已完成8次发射，将75颗卫星送入预定轨道。铱星二代移动用户的最高数据速率可达128kbps，数据用户可达1.5Mbps，Ka频段固定站不低于8Mbps。
2、目前唯一正式商用的全球星系统
全球星系统是目前唯一正式商业运行的语音移动通信系统，由美国Loral和Qualcomm（高通）公司发起。卫星系统由48颗工作卫星和12颗备用卫星组成。
2010年，全球星二代系统开始建设，并在2013年完成最后6 颗星的成功发射，从而完成了由24 颗卫星组成的低轨移动卫星通信星座的部署。
全球星二代提供的服务包括一键通与广播、先进的短报文能力（MSS）、移动视频、GEO 定位、多频段与多模手机、GPS 集成数据等。
因为卫星数量和带宽问题，铱星系统和全球星系统主要以语音通话服务为主，随着地面4G、5G技术推广，以及即将到来的物联网时代，高通量、及时数据传输需求暴增，第二代低轨卫星星座应运而生。
星座意味着很多颗卫星，相比第一代低轨卫星系统的几十颗卫星，第二代低轨卫星星座数量成百上千，Starlink的星座计划甚至多达12000颗。
3、第二代低轨卫星赛道，王者新贵
最早布局第二代低轨卫星的是Google。
2010年初，Google联合汇丰银行与欧洲有线电视运营商Liberty Global发起“O3b计划”，O3b的原意是“Other 3 billion”（另外30亿人）。目前O3b公司已有20颗卫星在轨运行，并开展商业服务。
因计划进展迟缓，O3b项目团队2012年重新组建了OneWeb 公司，并陆续获得了软银、高通在内的多家投资机构累计34亿美元投资。
2015年，Google向SpaceX公司投资10亿美元，其目的之一便是打造太空互联网，同年SpaceX推出Starlink（星链）项目，计划发射约12,000 颗卫星组建低轨卫星通信系统。
2017年Facebook成立子公司PointView Tech LLC，投入数百万美元研发实验卫星，该卫星名为Athena，号称比Starlink 卫星网络传输数据速度快10倍。
2019 年4 月，亚马逊推出Kuiper项目，计划发射3236 颗低轨通信卫星，从而在全球范围内提供快速且低延迟的互联网接入服务。
加拿大老牌通信卫星公司Telesat也提出了近地轨道卫星网络Telesat LEO项目，这些卫星距离地面1000公里以内，Telesat预计发射298颗卫星以覆盖加拿大以及全球，到2022年开始提供服务。2018年1月，Telesat第一阶段近地轨道卫星成功发射。如下表：
下面详细介绍下OneWeb公司星座计划和Space X 公司的StarLink 星座。
（1）OneWeb公司星座计划
OneWeb公司提出的星座计划是美国首个获批的新一代NGSO卫星星座，星座规划在2021年完成第一阶段720 颗卫星的部署，并且最终将实现1980颗卫星的全球覆盖，构建一个高速低延时的全球覆盖网络。
OneWeb星座的总容量5.4Tb/s，可为用户提供下行200Mbit/s 和上行50M/s 速率的互联网接入服务，时延约为30ms（一毫秒等于0.001秒）。
2019年2月28日，OneWeb首批6颗互联网卫星成功发射；
2020年2月7日，OneWeb第二批34颗卫星发射成功，下一批34颗卫星定在3月份发射。
从公司组建到第一颗卫星上天，OneWeb花费了7年时间。
OneWeb 将汽车制造的概念引入卫星生产，将卫星各系统模组化，在生产线大量使用自动化设备。据说，OneWeb 的“卫星工厂”每周能生产16 颗卫星，年产量达到648 颗卫星，每颗通信卫星的造价降低至50 万美元。
（2）钢铁侠的StarLink 星座
对一般人来说，有一家改变世界的公司可以吹一辈子牛了，但这显然不适用于钢铁侠马克斯。话说马克斯身上颇有阿瑟·克拉克老爷子的遗风，从来玩的都是跨界，到哪都一副我消灭你跟你无关的架势。
2015年，拿到Google投资后，SpaceX 向美国联邦通信委员会提交Starlink计划，计划部署12,000 颗卫星。在这之前，SpaceX已经通过给O3b等公司提供卫星发射服务，磨炼自己的火箭发射和回收技术。
Starlink计划第一阶段发射4425 颗，分布在550/1110/1130/1275/1325公里五个不同轨道上；第二阶段发射7518颗，轨道高度在334公里到346公里之间。预计2025 年最终完成12000 颗卫星的部署。
建设完成后，星座总容量将达到8～10Tb/s，每颗卫星可提供17～23Gbit/s 的下行容量，链路时延25～35ms。
2018年3月，猎鹰九号火箭在一次常规发射任务中搭载了2颗小卫星——“丁丁-a”和“丁丁-b”，它们是SpaceX星链（Starlink）计划的试验星，并开展对地通信测试。
2019年5月23日，SpaceX利用猎鹰9号运载火箭成功将“星链”首批60颗卫星送入轨道，目前已累计发射240颗。
从宣告计划到首批卫星上天，SpaceX用了4年时间。
由于频道与轨道资源有限，根据国际电联的规定，频谱与轨道归属采用“先到先得”原则，先来的吃肉，后来的喝汤，再后来站一边闻味。
在国外巨头展开激烈争夺的同时，我国低轨卫星通信系统建设也很快提上日程。
三、我国低轨卫星通信系统建设情况
我国低轨卫星星座参与者既包括国家队主导的虹云星座、鸿雁星座，目前已完成试验星的空中试验。也包括银河航天、九天微星等民营企业建设的项目。
银河航天首颗低轨宽带卫星于2020年1月16日成功发射。银河航天计划发射2520颗卫星，但褒贬不一，且参照OneWeb和Starlink的历史进度，尚需时日。
在我国军工行业，核心配套产品仍以国企为主，接下来主要了解下国家队主导的鸿雁星座和虹云星座。
1、鸿雁星座
鸿雁星座是我国投资规模最大的国家级商业航天项目，由航天科技集团一院、五院等单位共同推出。“鸿雁星座”计划发射300 余颗低轨道小卫星，一期预计投资200亿元，在2022年建成由60颗卫星组成的通信网络；二期预计2025年完成建设。目前有1颗在轨实验卫星。
2、虹云星座
“虹云工程”，由航天科工集团二院主导，计划发射156 颗卫星，在距离地面1000公里的轨道上组网运行。
按照规划，整个工程被分解为“1+4+156”三步。第一步计划在2018年前，发射第一颗技术验证星，实现单星关键技术验证；第二步到“十三五”末，发射4颗业务试验星，组建一个小星座，让用户进行初步业务体验；第三步到“十四五”末，实现全部156颗卫星组网运行。
目前，虹云工程已进入第二步阶段，2019年11月22日，据央视新闻报道，中国首个天基互联网系统“虹云工程”将于2020年投入示范应用。
四、低空卫星行业市场规模及产业链机会
根据美国卫星工业协会统计数据：2018年，全球卫星行业总产值达到2,774亿美元。其中，卫星制造195亿美元，卫星发射62亿美元，地面设备1,252亿美元，卫星应用1,265亿美元。地面设备和卫星应用收入占比超过90%。
卫星制造和卫星发射占比虽然未超过10%，但2018年收入增长快，分别为27.53%和34.2%，2018年全球卫星行业增长率为1.39%，应与上文提及的各大公司积极布局低轨卫星产业有关。
随着领头羊OneWeb和StarLink批量发射阶段常态化，竞争会愈发激烈，未来几年卫星制造和卫星发射板块收入高增长呈现常态化。
据银河证券相关研报估算，“鸿雁”和“虹云”低轨卫星通信系统组网投费用入估计将超过300 亿人民币，而根据SIA 的数据，对于卫星产业链，组网建设费用约占产业链总产值的7.5%。
由此测算，后期地面设备投入将约为1784 亿元，带来的卫星与地面服务产值将达到约1916 亿元，因此，低轨卫星通信产业链总体产值将超过4000 亿元。如下图：
按照卫星研制、卫星发射、地面设备制造、卫星运营及应用可以将低轨卫星通信产业链分为四个板块。鉴于军工行业的特殊性，主要参与者仍以国企和国家科研单位为主，如下图：
小结：国内短期放量，有无内外通吃先行者？
先看总发射数量，作为国内低轨卫星主要参与者，鸿雁星座计划发射300颗卫星、虹云星座计划发射156颗卫星，银河航天计划发射2520颗卫星，计划发射数量绝对值远低于国外同行。
星座数量这么少不怕被甩在身后吗？风云君认为这跟我国已在地面4G/5G基础设施已投入大量资金，发达地区的带宽和覆盖率完全可满足物联网需求。卫星网络主要是解决海上、空中及欠发达地区覆盖问题，二者相互补充。国内外不少专家也认为，6G将是“5G+卫星网络”。
再来看发射进度，2022年前，鸿雁星座计划发射60颗，虹云星座计划是156颗全部发射完毕，大概率也会采用一箭多星的发射方式，估计用不了几次就能发射完。另一方面，进度能否按照计划进行也很关键，鸿雁星座原本计划是2020年建成的。
不过，虽然短期内难以像OneWeb和StarLink进入批量发射常态化阶段，预期发射次数也有限，但卫星制造公司肯定最先收益，第一步得造出来卫星嘛。航天科技集团是我国航天产业主导制造商，市场占有率超过 80%。
有没有一家公司已经或者即将打入国外供应链，又渗入国内卫星制造供应链呢？还真有一家上市公司这么形容自己，这也是咱们下篇文章的主角。
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