卫星互联网爆发前夜 低轨卫星发射迈入活跃期

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卫星互联网爆发前夜 低轨卫星发射迈入活跃期

本报记者 谭伦 北京报道

2021年对中国通信产业而言是个标志性的年份。随着同年8月工信部宣布我国5G基站数与终端连接数占全球比重均超过70%,中国已建成全球规模最大的地面通信网络。而新的目标,正在向空间通信进发。

《中国经营报》记者注意到,早在2015年,美国航天发射公司Space X就公布了“星链计划”,并计划发射1.2万颗低轨通信卫星,建成后地面用户可直接通过终端连接卫星,实现全球网络通信。这一计划的诞生,也间接拉开了全球卫星互联网产业的竞争大幕。记者注意到,除美国外,目前包括欧洲、日本、韩国等通信技术领先的国家和地区都提出了卫星互联网计划。

记者从国内多位通信产业人士处了解到,按照卫星轨道高度不同,通信卫星按距离地面高度可分为低轨、中轨和高轨三类,其中低轨卫星轨道高度通常在500km~2000km,由于部署距离低,具备“低延迟、低辐射、低成本”等特性,且不用架设基站,信号覆盖不受地域限制,故与5G形成互补,被视为现有地面网络通信的有效补充。

值得注意的是,将低轨卫星通信需使用的非地面波(NTN)技术纳入5G范畴,正是全球通信标准制定组织3GPP正在努力的目标。2021年9月,3GPP公布5G技术标准的R17版本将于2022年冻结发布,标准将首度引入非地面波技术,以作为5G标准的一部分。业内广泛认为,这对于移动与卫星通信产业而言,将是一座重要里程碑。

TrendForce研报预估,截至2022年全球卫星市场产值将有望达2950亿美元,年增长率达3.3%。尤其是在我国,受物联网需求与有限轨道资源驱动。预计2021~2035年我国卫星互联网总产值或可达9337.7亿美元。

标准先行 与5G互补融合

卫星互联网的提出由来已久,早在上世纪80年代末,摩托罗拉便提出了“铱星”计划,但在地面网络尚未完善的彼时,该计划也因实现成本过高而终告流产。直至近年来伴随5G网络的演进,卫星通信的优势才重新显现,并获得重视。

国内一家民营航天发射企业的技术负责人告诉记者,地面通信主要经由光纤与无线波完成,5G地面网络大容量、快传输、低时延的特性,需要强大的网络硬件基础支持,这使得一些偏远地区与海洋上部署成本过高,而卫星通信可以弥补这些区域的信号覆盖,并在包括防救灾、无人机、海上与资源探索等一些特殊场景中,发挥重要的补充作用。

中国信科集团副总经理陈山枝博士此前接受采访时曾表示,低轨卫星通信的定位应该是与5G实现差异化互补,到6G时代,陆地移动通信和低轨卫星通信则将实现有机融合,包括架构融合、空口融合及终端融合等层面。

更为重要的是,对于目前的5G网络而言,支撑各垂直行业的物联网应用连接则是更为紧迫的任务,据中国互联网协会今年7月发布的最新报告显示,到2025年,我国移动物联网连接数将高达80.1亿个,年复合增长率达14.1%;全球则预计将有309亿台物联联网设备接入。

在此背景下,记者注意到,3GPP早在5G R16标准中,便已着手研究5G地面网络与非地面网络的融合,而在最新公布的官方计划中,2022年,5G R17版本将进一步研究NB-IoT/eMTC与非地面网络集成,以支持位于偏远山区的农业、矿业、林业,以及海洋运输等垂直行业的物联网应用,这也令卫星互联网的重要性再次凸显。

记者注意到,早在2018 年11月,我国科技部便将“与5G/6G融合的卫星通信技术研究与原理验证”课题,列入国家重点研发计划“宽带通信和新型网络”重点专项,说明我国已经认识到卫星通信在 5G/6G 时代的重要性,并着手开始研究以引领国际通信未来发展。

天风证券研报指出,低轨卫星互联网将成为2022年电子行业的关键趋势之一。预计在相关企业推动下,低轨卫星服务与相关零部件出货量将在2022年显著成长,低轨道卫星服务供应商将优先受益。

企业探路 卫星发射迈入活跃期

与任何产业的崛起路径类似,企业的先行探索也成为我国低轨卫星市场寻求突破的重要特征与趋势。

供应链拆解信息显示,卫星产业生态链包括卫星制造、卫星发射、卫星地面站、卫星服务四大领域,目前产业阶段以卫星制造与发射为主,在国内,领衔这一环节的为两大央企巨头——中国航天科技和中国航天科工。

公开信息显示,在星链计划诞生的2015年同年,中国航天科技和中国航天科工便同时公布了各自的低轨卫星项目——“鸿雁”和“虹云”,两者计划各自发射300颗和156颗低轨通信卫星,并将于2023年建设完成,其中,两大系统的首颗实验星都已于2018年底试射成功。

值得注意的是,在“鸿雁”和“虹云”两大工程完工前,我国还于2018年部署了首个低轨卫星物联网系统工程“天启星座”。官方信息显示,这一系统由38颗低轨卫星组成,目前已成功发射15颗,并计划于2022年部署完成,届时能够解决70%以上陆地、全部的海洋及空中物联网数据通信覆盖盲区问题。

同时,中国航天科工也牵头推出了天基物联网星座“行云工程”,中国航天三江集团所属航天行云科技有限公司董事长钱微表示,目前项目第一阶段建设任务已圆满完成。计划在2022年完成第二阶段共12颗卫星的发射任务,并完成小规模组网。据其透露,届时该工程将会在集装箱运输监管、地质灾害监测、电网传输安全监管、油气勘探以及水利水务监管等诸多领域发挥作用。

而在央企之外,民营卫星发射企业也开始站上舞台中央。以银河航天为例,继今年5月与中国信通院成功合作开展一系列低轨卫星星座体制技术试验后,该公司又于今年10月与北京邮电大学合作,初步完成了5G卫星接入组网通信测试。

银河航天方面负责人向记者表示,公司将于2022年第一季度发射6颗自主研制的低轨宽带通信试验卫星,目前研制工作已接近尾声,将于近期出厂。

艾媒CEO、首席分析师张毅向记者表示,卫星发射是资金密集型产业,由国家队领衔主导大型项目的研发推进,同时民营航天企业进行更低成本的商用探索,较为符合我国的国情,二者相互配合推进产业发展,将是未来较长一段时间内的产业形态。

“随着国家队与民营航天企业同时在低轨卫星发射上发力,预计2022年国内卫星发射次数有至少2倍的倍数级增长。”张毅预计。

领航产业 政策加速落地

为了护佑引领低轨卫星产业的健康发展,我国中央与地方层面近年来也出台了多条产业政策。

国家层面,2020年4月,我国首次提出“新基建”计划,卫星互联网被纳入其中的通信网络基础设施范畴。2021年3月,我国“十四五”规划出炉,明确提出将建设高速泛在、天地一体、集成互联、安全高效的信息基础设施,打造全球覆盖、高效运行的通信、导航、遥感空间基础设施体系,建设商业航天发射场。

2021年11月,工信部对外发布《“十四五”信息通信行业发展规划》(以下简称“《规划》”),进一步在“十四五”规划总体目标基础上细化,提出包括全面部署5G、千兆光纤网络、IPv6、移动物联网、卫星通信网络等新一代通信网络基础设施5项重点任务。

《规划》指出,加快布局卫星通信,加强卫星通信顶层设计和统筹布局,推动高轨卫星与中低轨卫星协调发展;推进卫星通信系统与地面信息通信系统深度融合,初步形成覆盖全球、天地一体的信息网络,为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务;积极参与卫星通信国际标准制定;鼓励卫星通信应用创新,促进北斗卫星导航系统在信息通信领域规模化应用,在航空、航海、公共安全和应急、交通能源等领域推广应用。

地方层面的响应也在逐步跟进。记者注意到,进入2021年8月后,天津、广州、北京等多地密集出台了支持卫星互联网乃至航天产业等政策。其中,《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》重点提出,支持广州、深圳等市发挥通信和卫星技术优势,发展新型应急指挥通信装备;支持卫星通信、卫星导航、卫星遥感三大领域融合发展,,以及相关整机设备和关键配套软硬件研发;并依托广州、深圳、珠海等市,打造集卫星芯片、终端、关键元器件制造为一体的卫星装备产业集聚区。

《北京市关于加快建设全球数字经济标杆城市的实施方案》则指出,超前布局6G网络,支持发展下一代信息通信网络、通信感知一体化、通信与人工智能融合、星地一体融合组网、通信网络内生安全等通信融合技术,协同开展6G相关的高端芯片、核心器件、仿真验证平台等攻关研制。

对于各地的政策加持,张毅分析称,卫星的发射需要极高的技术积累与资源调配能力,短期内在政策利好背景下诞生的企业很难具备航天发射需要的能力,而从地方政策的内容指向看,也更多会是材料、遥感、无线、芯片等产业链配套企业,后者在2022年会有明显的数量增长。

此外,张毅认为,中央与地方产业政策的密集出台,反映了卫星产业建设将在各地加速落地。随着商业卫星发射在2022年进入活跃阶段,2022年低轨卫星市场规模也将迎来进一步的增长。

(编辑:张靖超 校对:颜京宁)

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