李海龙/文
卫星通信,即地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星段、地面段、用户段三部分组成,具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等诸多优点。
长期以来,我国地面通信网络发展迅猛,卫星通信一度作为地面固定、无线和移动通信系统的补充通信方式。随着太空低轨道争夺日趋激烈、5G技术成熟、6G技术突破,以及卫星通信技术的进步,打造“天地一体”网络成为我国信息通信产业的共识。
1.卫星通信2021年发展回顾
卫星通信产业的快速发展,离不开国家和相关部委的政策支持。
1.1 卫星通信产业链现状
我国卫星通信产业链包括三大环节,产业链上游为卫星制造和发射领域,中游为卫星通信网络的运营商(包括空间段和地面段),下游为卫星通信具体的应用场景,包括军方、政府、行业等。
卫星制造和发射市场正以前所未有的速度发展。根据我国对卫星互联网产业的战略部署和需求情况,中国航天科技集团预测未来5-10年,我国商业小卫星的发射需求量将超4000颗,商业卫星制造的需求呈现爆发式增长。
卫星通信运营市场格局较为稳定。卫星通信的地面设备包括对卫星进行跟踪、遥测及指令的地面测控和监测系统以及用户终端,代表企业包括航天科技、中国卫星(东方红)、北斗星通、海格通信、中电54所、七一二等。
卫星通信应用领域不断扩大、场景逐渐丰富。卫星通信下游产业链涉及多领域业务,提供的服务包括卫星电视直播服务、卫星音频广播服务、卫星移动服务、卫星宽带服务等。未来应用类厂商将会有更广阔的发展空间。
1.2 卫星通信政策现状
近年来,国家相关部门纷纷出台政策支持卫星应用的发展,我国卫星通信产业迎来了快速发展的重要机遇。
国家提出推动卫星互联网建设加快布局卫星通信网络。国务院近日印发《“十四五”数字经济发展规划》,提出建设高速泛在、天地一体、云网融合、智能敏捷、绿色低碳、安全可控的智能化综合性数字信息基础设施。此前工业和信息化部发布的《“十四五”信息通信行业发展规划》,提出加强卫星通信顶层设计和统筹布局,为陆海空天各类用户提供全球信息网络服务。
交通部提出建设天地一体交通控制网。2021年2月,国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》,提出要推动卫星通信技术等行业应用。2021年12月,交通部发布《数字交通“十四五”发展规划》,提出形成天地一体、公专结合、云网融合、安全高效的交通运输综合信息通信网络。交通部在此前发布的《数字交通发展规划纲要》指出要建成“天地一体的交通控制网”。结合政策导向,卫星通信和卫星导航的一体化建设,将是未来发展的重点。
民航局提出推进新一代航空宽带通信应用。2021年5月,民航局发布《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》,提出要大力推进新一代航空宽带通信的应用。2022年1月,民航“十四五”规划印发,提出加快扩大5G、大数据、区块链、人工智能、北斗系统等技术民航应用。卫星通信在民航领域的应用需寻找更加合适的突破点,以及探索与5G ATG的互补融合。
应急管理部门提出加强卫星通信应急保障能力建设。工业和信息化部提出,要构建空天地海一体化应急通信网络。2021年7月上海市发布《应急管理“十四五”规划》,提出提升远程协同会商决策能力。2021年全国各地异象频发,卫星通信在自然灾害救援中起到了通信保障的重要作用,将在应急保障领域有较大的发展空间。
地市发布政策完善卫星通信生态系统建设。2021年浙江省发布《航空航天产业发展“十四五”规划》,提出要推动卫星应用满足智慧海洋精准导航、稳定通讯等服务要求。上海市发布《推进新型基础设施建设行动方案》,提出要推动卫星互联网基础设施建设,推动技术创新、产业发展、市场应用、运维服务等。北京市发布《支持卫星网络产业发展的若干措施》,提出要推动卫星网络产业成为北京经济增长的新高地。地方政策的陆续出台,将推动卫星通信产业链不断完善,卫星通信的发展也将更具有地方特色。
目前,“天地一体”已上升至国家战略,预测2022年各行业、各地市将会出台更多支持卫星通信应用的政策。
2.卫星通信2022年发展研判
随着卫星发射成本的降低,不同层次的实体纷纷涌入卫星通信市场,决定卫星通信产业链运行健康度的将不再只是时间、轨道、成本。卫星通信产业未来的发展方向,在很大程度上将取决于关键的应用场景需求。
2.1 卫星通信产业趋势
SIA的统计数据显示,到2020年底,共有3371颗卫星环绕地球运行,比2019年增长37%。卫星通信技术的发展和应用场景的丰富相辅相成,将会衍生更多需求。未来卫星宽带各类业务的价格将持续下降,从而带动卫星移动通信终端的采购需求以及芯片、模块和终端厂商的发展。
从全球卫星通信产业发展经验来看,地面设备与卫星运营服务是卫星产业收入的核心部分,未来诸如中国卫通、中国电信等拥有卫星经营权和地球站资源的企业,在市场竞争中仍然会有比较大的优势。随着市场放开,也将会有更多民营企业加入。
目前卫星通信下游主要应用包括电视直播、无线电广播、卫星宽带、卫星固定通信、卫星移动通信等,其中电视直播业务规模占比未来会呈下降趋势,其他领域收入将丰富,推动收入结构化转型。
2.2 卫星通信网络趋势
2022年通信卫星运营商将探索构建高中低轨通信卫星及星座系统与地面通信网络融合的天地一体新一代空间信息基础设施。各主体将顺应5G融合、通导深度融合、数字化转型等趋势,加快研究开发适应高速、动态、捷变等需求的星、频、站相关领域核心技术。三家电信运营商也将主动拥抱卫星通信网络,建设天地一体化网络。
软件定义网络(SD-WAN)在地面网络的优化中已经发挥出巨大的优势,同时它也可以帮助卫星运营商增强卫星网络的远程通信的能力。
2.3 卫星通信技术趋势
高通量。NSR的预测数据显示,2022年高通量卫星容量需求将首次超过传统卫星,一是能够满足机载宽带、4G基站回传等高信息速率业务需求,承载更丰富的业务,二是高通量将使卫星传输通道单位带宽的成本下降,卫星通信相关应用普及会加快。
融合化。包括地面网络与卫星通信网络的异构融合、行业解决方案中传统解决方案与卫星解决方案的融合、卫星通信技术与人工智能技术的融合等。2022年可能的突破点包括卫星通信网络与地面网络融合,从实验走向实战;航空宽带解决方案形成以ATG为主,卫星网络补充的形势;卫星通信在人工智能的加持下,组网、性能、质量等得到进一步优化;通导一体化找到爆点。
易用化。小型化、自动化将是卫星通信终端发展的主要趋势。要实现规模化发展,终端的“易用”将是重要决定因素。同时,卫星通信也将实现不换卡、不换号,同时享受地面和卫星网络服务。
2.4 卫星通信监管趋势
卫星互联网的发展为卫星监管提出了新挑战,包括卫星频率管理、卫星干扰问题、空间网络安全和轨道碎片问题。随着卫星数量的增加,对于市场准入、业务合规性以及个人信息保护等方面的监管将会继续加强。在卫星互联网系统软硬件和系统衍生产品的标准制定、检测鉴定、产品认证、网络与信息安全、系统防护及相关技术服务领域,星网集团将会发挥更大的作用。
经过几十年的发展,卫星通信将从地面网络的补充发展成为天地一体网络的重要组成部分,未来随着卫星通信网络的不断变革与创新,将会有更加丰富的应用场景和更加广阔的发展空间,卫星通信产业也将从提供通道到提供服务转型。未来,卫星通信将加速与5G、6G等技术的融合,为人们提供更敏捷、更美好的生活。
文章摘录于《中国电信业》,部分内容有删减
李海龙中国电信股份有限公司卫星分公司市场经营部 总经理