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來源 | 星空年代

作者 | 鄧恒

根據(jù)鄧恒先生主題演講內(nèi)容整理

截至2016年底，全球在軌衛(wèi)星1459顆，其中通信衛(wèi)星占比約50%。無論是固定用戶，還是移動(dòng)用戶，通信衛(wèi)星都占據(jù)了基本95%的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。我國遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)雖然近幾年發(fā)展較快，但是所占比例不到5%。目前，全球有40多家純商業(yè)公司運(yùn)營著大概510顆商業(yè)衛(wèi)星，通信衛(wèi)星的收入占到整個(gè)衛(wèi)星收入的98%以上。

一說到衛(wèi)星，大家可能都會(huì)覺得衛(wèi)星離我們很遙遠(yuǎn)，衛(wèi)星到底離我們有多遠(yuǎn)呢？我們來看一組數(shù)據(jù)，我們天宮二號的高度離地球400公里，一般遙感衛(wèi)星的高度是幾百到一千公里，目前我們中國研制的飛行器飛行最遠(yuǎn)的是嫦娥二號，已經(jīng)到達(dá)了一億公里，所以看起來很遙遠(yuǎn)。再看一組數(shù)據(jù)，2008年的汶川大地震，嚴(yán)重的地震破壞了震區(qū)地面通信設(shè)施，是衛(wèi)星電話發(fā)回了震中映秀鎮(zhèn)的第一條信息；2014年馬航MH370失聯(lián)，尋找飛機(jī)的最后線索——飛機(jī)與太空中通信衛(wèi)星的握手信號也是通過衛(wèi)星發(fā)回的。

除了這些大事件把我們和衛(wèi)星聯(lián)系在一起，我們?nèi)粘Ｉ钪幸灿泻芏嗟胤蕉荚谟眯l(wèi)星。比如每天看的電視節(jié)目是通過衛(wèi)星進(jìn)行廣播的。出去旅行，衛(wèi)星移動(dòng)電話可以在沒有基站覆蓋的地方進(jìn)行通信服務(wù)，還有飛機(jī)上上網(wǎng)，這一塊通信也是由我們衛(wèi)星來提供的。所以說實(shí)際上隨著技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星在不斷融入到我們的生活中。

1、通信衛(wèi)星的發(fā)展

衛(wèi)星行業(yè)到底是一個(gè)什么樣子的呢？我們先看一組國際上統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)據(jù)，截至2016年底，全球在軌的1459顆衛(wèi)星中，通信衛(wèi)星數(shù)量占比約50%。這些衛(wèi)星有科學(xué)、遙感、導(dǎo)航等等，這里面通信衛(wèi)星扮演著主要的角色。整個(gè)衛(wèi)星的產(chǎn)業(yè)也是在不斷增長，截止2016年收入達(dá)到2600億美元，而且保持的增長率在近十年整體翻了一番。在全球的衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，下面這張圖表分別展示了衛(wèi)星服務(wù)應(yīng)用所占的收入比例。

數(shù)據(jù)來源：State of the Satellite Industry Report 2017 bySatellite Industry Association

從資料中可以看出，通信衛(wèi)星是占絕對主力。不管是固定用戶，還是移動(dòng)用戶，通信衛(wèi)星都占據(jù)了基本上95%的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)。我們目前的遙感產(chǎn)業(yè)雖然近幾年發(fā)展比較快，但是它占的比例不到5%。所以說通信衛(wèi)星是我們所有飛行器當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的一類，也正是由于這一個(gè)原因，我們在全球有40多家純商業(yè)的公司運(yùn)營著大概510顆商業(yè)衛(wèi)星，通信衛(wèi)星的收入占到整個(gè)衛(wèi)星收入的98%以上。

數(shù)據(jù)來源：State of the Satellite Industry Report 2017 by Satellite Industry Association

中國95%以上的航天器都是航天五院主抓總研制的，可以說航天五院的發(fā)展史也是中國航天的發(fā)展史。我國1970年發(fā)射的東方紅一號，在這以后相繼發(fā)展了三代。隨著技術(shù)進(jìn)步我們也逐步走向國際市場，2007年我們向國際用戶第一次交付了衛(wèi)星整星，截止到目前，我們已經(jīng)發(fā)射了50多顆通信衛(wèi)星。航天五院目前發(fā)射了200多個(gè)航天器，其中通信廣播衛(wèi)星40余顆，與全球在軌的衛(wèi)星相比，全球的通信衛(wèi)星基本上占到一半，我國航天器里面通信衛(wèi)星的數(shù)量相對占比低一些，這也說明了我們在通信衛(wèi)星領(lǐng)域還有更大的市場潛力可挖。

在衛(wèi)星應(yīng)用領(lǐng)域方面，隨著技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星應(yīng)用也在不斷貼近著我們的生活。從東方紅一號開始，實(shí)現(xiàn)了原始的通信廣播功能。到東方紅二號，我國航天器成功進(jìn)入地球靜止軌道，36000米的高度，這個(gè)高度可以提供固定不間斷的24小時(shí)服務(wù)。1997年正式發(fā)射的東方紅三號通信衛(wèi)星，是我國的衛(wèi)星向應(yīng)用型航天器轉(zhuǎn)化的標(biāo)志，通過這顆衛(wèi)星把電視節(jié)目傳到千家萬戶。

新世紀(jì)以來航天技術(shù)更是得到跨越式發(fā)展，2007年成功發(fā)射了東方紅四號平臺的通信衛(wèi)星，載荷能力較三號整體翻了幾倍，成為當(dāng)前軍民商用以及開拓國際市場最主力的平臺。我國先后簽訂了16個(gè)商業(yè)出口訂單，完成了10顆國際商用通信衛(wèi)星的國際履約。五院通信衛(wèi)星事業(yè)部在“十二五”期間，實(shí)現(xiàn)14顆高軌通信衛(wèi)星連續(xù)成功發(fā)射并在軌穩(wěn)定運(yùn)行，位列全球制造商第四，發(fā)射數(shù)量較“十一五”增長近三倍。我國目前最主要的覆蓋區(qū)還是傳統(tǒng)的C頻段和Ku頻段，Ka頻段的點(diǎn)波束還比較少，后續(xù)的發(fā)展重點(diǎn)也會(huì)集中在Ka頻段上。

2、傳統(tǒng)通信衛(wèi)星的典型應(yīng)用

對于通信衛(wèi)星的傳統(tǒng)應(yīng)用，可簡單分成幾類：

第一個(gè)部分是我們目前衛(wèi)星應(yīng)用最廣泛的電視廣播場景，因?yàn)樾l(wèi)星最大的特點(diǎn)就是覆蓋范圍廣，我們只需要上一個(gè)信號，區(qū)域里面所有用戶都可以同時(shí)接受這個(gè)信息。這是傳統(tǒng)衛(wèi)星當(dāng)中應(yīng)用最廣泛的業(yè)務(wù)，但是它是一個(gè)單向的通信，用戶只能單純接收主站發(fā)回的信號。

第二個(gè)業(yè)務(wù)是固定業(yè)務(wù)，固定業(yè)務(wù)是一個(gè)雙向業(yè)務(wù)，兩個(gè)地球基站之間通過衛(wèi)星來進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)的交互，更多的是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。比如我們在成都建一小站，西藏建一個(gè)小站，地面光纖的設(shè)備無法連接這兩個(gè)站，我們通過衛(wèi)星來連接這兩個(gè)站之間數(shù)據(jù)的通信，這是傳統(tǒng)固定業(yè)務(wù)。但是在傳統(tǒng)衛(wèi)星來做固定通信業(yè)務(wù)時(shí)，會(huì)受到帶寬的限制，傳輸速率一直上不去，導(dǎo)致費(fèi)用比較高，因而也導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)發(fā)展受限。雖然它的優(yōu)勢是覆蓋面廣，但它現(xiàn)在所用的地面帶寬，還是共享帶寬，大家在覆蓋區(qū)里面只能共享這一塊帶寬，所以導(dǎo)致容量上不去，這是我們目前的瓶頸，后面可以看到高通量衛(wèi)星成功解決了這個(gè)瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了更大的突破。

另外一個(gè)應(yīng)用場景是移動(dòng)業(yè)務(wù)，2016年發(fā)射的天宮二號衛(wèi)星，就是我國第一顆移動(dòng)通信衛(wèi)星。2018年中國電信也正式放號了（專用號段為1740）。手機(jī)平時(shí)可以接入地面網(wǎng)絡(luò)，地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的地方，可以切換到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星來進(jìn)行手機(jī)通話。但對于移動(dòng)業(yè)務(wù)來講，支持手持設(shè)備的業(yè)務(wù)只能進(jìn)行話音和低速率傳輸，在視頻傳輸方面仍有很大局限。

除此之外，通信衛(wèi)星在公共服務(wù)，包括地面基站回傳、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面起到了關(guān)鍵作用，通信衛(wèi)星也是國家空間基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。在一些應(yīng)急情況下，地面設(shè)施受到破壞，空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施可以為我們很好的解決地面通信問題。

3、通信衛(wèi)星應(yīng)用迎來轉(zhuǎn)折契機(jī)

以上是傳統(tǒng)的衛(wèi)星應(yīng)用場景，現(xiàn)在通信衛(wèi)星也是面臨到一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在過去由于衛(wèi)星的覆蓋范圍廣，它能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程通信的特點(diǎn)，使我們衛(wèi)星廣播電視等業(yè)務(wù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)在，我們的衛(wèi)星不管是廣播也好，通信也好，都受到地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，包括4G、5G、海底光纜的直面競爭，通信衛(wèi)星的價(jià)格沒有辦法和地面競爭。另外廣播電視方面，由于用戶習(xí)慣的改變，在家里看電視的越來越少，也進(jìn)一步導(dǎo)致了衛(wèi)星在廣播市場有逐步平穩(wěn)發(fā)展或者是向下發(fā)展的趨勢。

面對這樣的趨勢，通信衛(wèi)星怎么去破局？未來通信衛(wèi)星主要業(yè)務(wù)可能是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因?yàn)槲覀冋幵谝粋€(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代，這些數(shù)據(jù)如何進(jìn)行通信和互聯(lián)互通？衛(wèi)星在這里面可以起到一個(gè)非常關(guān)鍵的作用，所以如何和地面競爭，或許有兩條出路可供參考：一、提速降費(fèi)方面，只有高通量衛(wèi)星把系統(tǒng)容量擴(kuò)大，才能把單位成本的數(shù)據(jù)傳輸成本降下來，能夠和地面競爭。第二個(gè)就是全球移動(dòng)衛(wèi)星信號實(shí)現(xiàn)無縫連接，不管是高軌的天通系列，還是在論證和實(shí)施的低軌項(xiàng)目，都是瞄準(zhǔn)全球無縫覆蓋，給全球提供無縫的連接服務(wù)，所以后續(xù)的重點(diǎn)就集中在高通量衛(wèi)星方面。

傳統(tǒng)通信衛(wèi)星有一個(gè)很大的優(yōu)勢，就是大覆蓋加共享帶寬，而到了高通量衛(wèi)星時(shí)代，就是要把大波束進(jìn)行小波束的整合，這是通信衛(wèi)星行業(yè)最大的優(yōu)勢，用更多的點(diǎn)波束把帶寬進(jìn)行成倍數(shù)的提升。

隨著高通量衛(wèi)星技術(shù)出現(xiàn),通過點(diǎn)波束技術(shù),使得衛(wèi)星容量成倍增加?，F(xiàn)階段高通量衛(wèi)星容量可以做到傳統(tǒng)Ku衛(wèi)星的十倍或者數(shù)十倍,所以高通量衛(wèi)星具有傳統(tǒng)衛(wèi)星不可比擬的優(yōu)勢。通過高通量衛(wèi)星技術(shù)方面的創(chuàng)新，驅(qū)動(dòng)市場應(yīng)用行業(yè)不斷發(fā)展，個(gè)人上網(wǎng)、企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸、基站回傳、機(jī)載、航運(yùn)、軍事等等都對高通量提出了需求，隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用場景也會(huì)越來越廣泛。

截止目前，全球大概有30多家衛(wèi)星運(yùn)營商在高通量衛(wèi)星領(lǐng)域進(jìn)行了投資，或者是承諾投資，全球已發(fā)射65顆高通量衛(wèi)星，總?cè)萘砍^了100Gbps。這一塊業(yè)務(wù)主要集中在北美地區(qū)和歐洲地區(qū)，亞太上空容量的需求還是很迫切的。根據(jù)眾多咨詢機(jī)構(gòu)的估計(jì)，2020年全球HTS的系統(tǒng)供應(yīng)量將達(dá)到3600Gbps，除了整體系統(tǒng)建設(shè)方面的快速發(fā)展之外，高通量衛(wèi)星以它獨(dú)特的特點(diǎn)也成為了目前商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域新的增長點(diǎn)。

據(jù)歐洲咨詢公司的最新報(bào)告顯示，從傳統(tǒng)帶寬的租賃情況來看，基本上保持一個(gè)很平穩(wěn)很緩慢的一個(gè)增長狀態(tài)，但是今年數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方面，進(jìn)入到了很快速的發(fā)展期。從全球最大的衛(wèi)星運(yùn)營商SES的年報(bào)中也可以看到，第一部分視頻業(yè)務(wù)占主收入65%，雖然這一塊主業(yè)務(wù)的增長開始放緩，這跟我們對廣播電視的使用習(xí)慣有著密切關(guān)系。同時(shí)，傳統(tǒng)通信業(yè)務(wù)呈現(xiàn)了一些下降態(tài)勢。

報(bào)表中，最引起大家眼睛一亮的是移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。傳統(tǒng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，它的傳輸速率是非常低的，但是對于高通量衛(wèi)星，它可以為移動(dòng)通信服務(wù)提供完美的解決方案。如果我們把終端裝到飛機(jī)、輪船或者是汽車上，它可以為整個(gè)艙內(nèi)提供很好的Wi-Fi的接入環(huán)境，使每個(gè)用戶都能夠享受到非?？斓纳暇W(wǎng)或者是寬帶連接服務(wù)，這一塊也是極大的拉伸了我們的需求。雖然高通量衛(wèi)星增長比較快，但是由于基數(shù)較低，所以在整個(gè)市場占有比例不太高，但是可以預(yù)見在未來幾年當(dāng)中，高通量衛(wèi)星業(yè)務(wù)占的市場份額會(huì)越來越大。

總體來看，全球知名衛(wèi)星運(yùn)營商，都面臨著一個(gè)轉(zhuǎn)型，即從傳統(tǒng)區(qū)域波束衛(wèi)星向高通量衛(wèi)星轉(zhuǎn)型，因?yàn)楦咄啃l(wèi)星帶來的價(jià)格優(yōu)勢已經(jīng)是傳統(tǒng)衛(wèi)星完全不能比擬的。但是目前高通量衛(wèi)星在全球的發(fā)展分布并不均勻，北美和中東是投放的主要區(qū)域，相對而言亞太地區(qū)的投放量比較少。

各大機(jī)構(gòu)都非?？春脕喬貐^(qū)市場的發(fā)展?jié)摿Γ㈩A(yù)測亞太地區(qū)是未來很大的市場潛力區(qū)，這也為亞太地區(qū)后續(xù)的高通量衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了良機(jī)。并且，也將促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中各種角色的轉(zhuǎn)變，特別是促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)的垂直整合。

對于傳統(tǒng)的運(yùn)營商而言，它只是租賃衛(wèi)星的一個(gè)帶寬，為其他人提供通道。高通量衛(wèi)星時(shí)代則不同往日，它需要從衛(wèi)星的制造，到衛(wèi)星的運(yùn)營，以及到后面的業(yè)務(wù)開展，打通整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，這里面一個(gè)最成功的典型就是美國衛(wèi)訊公司（ViaSat），他們最早是做地面通信設(shè)備的，后來向衛(wèi)星服務(wù)商、向衛(wèi)星制造商方向擴(kuò)展，在整個(gè)鏈條當(dāng)中扮演了一個(gè)全面的角色。

實(shí)際上在全球也有很多的衛(wèi)星企業(yè)在整合自身資源，以打通整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條。當(dāng)下是一個(gè)很好的契機(jī)，衛(wèi)星制造商，衛(wèi)星運(yùn)營商，以及地面設(shè)備的制造商和服務(wù)商，有機(jī)會(huì)打通中國衛(wèi)星通信整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條，為我們用戶提供更完備的服務(wù)。

像美國衛(wèi)訊公司就有一百多萬個(gè)家庭用戶使用衛(wèi)星上網(wǎng)，這和美國人的生活習(xí)慣有關(guān)系，他們是一家人住一個(gè)院子，這一特點(diǎn)對我國邊遠(yuǎn)地區(qū)非常適用，對光纖沒有覆蓋的區(qū)域，對城市的高端用戶來講，這一應(yīng)用的需求是非常高的；第二塊，政府企業(yè)的通信需求也非常多；第三塊就是基站的回傳，特別是隨著我們4G、5G地面基站的建設(shè)，每一個(gè)基站不可能地面光纖都能夠達(dá)到。如何回傳的問題，也可以由通信衛(wèi)星提供解決方案。

目前，中國移動(dòng)已經(jīng)在西藏用Ka頻段的高通量衛(wèi)星開展基站回傳業(yè)務(wù)了。實(shí)際上我們的高通量衛(wèi)星最大的應(yīng)用場景就是移動(dòng)通信方面，這里面包括動(dòng)中通業(yè)務(wù)，包括航空、航海等各個(gè)方面，最引入注目的就是航空通信。據(jù)歐洲咨詢公司的數(shù)據(jù)分析，2015—2025年接入寬帶衛(wèi)星通信的飛機(jī)數(shù)量預(yù)測：

數(shù)據(jù)來源：HTS: Vertical Market Analysis &Forecasts 3rd Edition by Euroconsult

在亞太地區(qū)高通量衛(wèi)星資源還是非常稀缺的，目前能夠提供上網(wǎng)服務(wù)的幾家航空公司，更多還是使用傳統(tǒng)區(qū)域波束，即共享帶寬。用戶上網(wǎng)速度非常慢，體驗(yàn)也差，所以導(dǎo)致現(xiàn)在使用率還不太高。但是高通量衛(wèi)星使用后，一架飛機(jī)自身是獨(dú)立帶寬，提供給每位用戶的速率可達(dá)到10M、20M，所以，這是目前最大的發(fā)展市場。另一方面是海運(yùn)。高通量衛(wèi)星具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在海上沒有辦法建很多基站，海上的通信只能靠衛(wèi)星去解決，隨著我國“一帶一路”倡議的發(fā)展，對海運(yùn)的需求越來越迫切。

下面一些數(shù)據(jù)可表明人們未來對海上通信的需求量：

數(shù)據(jù)來源：HTS: Vertical Market Analysis &Forecasts 3rd Edition by Euroconsult

除此之外，國家發(fā)展戰(zhàn)略也強(qiáng)烈支持著高通量衛(wèi)星的發(fā)展，比如說我們的網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國戰(zhàn)略，我們的衛(wèi)星其實(shí)可以解決移動(dòng)基站帶寬受限、覆蓋性不足的問題，特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)的地方，衛(wèi)星來解決通信問題比地面鋪光纖的成本更低；第二個(gè)是推動(dòng)鄉(xiāng)村振興計(jì)劃方面，對人口較少的農(nóng)村地區(qū)，利用高通量衛(wèi)星提供寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋，在成本和建設(shè)周期方面也具有很多優(yōu)勢；第三個(gè)是服務(wù)國家“一帶一路”的倡議，建設(shè)“一帶一路”空間信息走廊的重大工程，也是支持以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向的商業(yè)發(fā)展新模式。建設(shè)商業(yè)衛(wèi)星，來完善空間信息走廊；最后也是軍民融合、保衛(wèi)國家戰(zhàn)略，我們的光纖沒有辦法鋪到其他國家，但通信衛(wèi)星大覆蓋率的特點(diǎn)，可以成為保護(hù)國家戰(zhàn)略利益的一個(gè)重要解決方案。

在去年4月份，中國發(fā)射了第一顆Ka頻段的高通量衛(wèi)星——中星16號衛(wèi)星，這是我國首次應(yīng)用Ka頻段寬帶技術(shù)，通信總?cè)萘窟_(dá)20Gbps，超過了我國已研制發(fā)射的通信衛(wèi)星容量總和。這是一顆技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了我國對高通量衛(wèi)星關(guān)鍵技術(shù)的突破，為后續(xù)建造更大容量奠定了基礎(chǔ)，成功進(jìn)入了國際市場。星空年代與Thaicom合作共建的“簡陽星空一號”，也是Ka頻段高通量衛(wèi)星，總?cè)萘繉⑦_(dá)到70Gbps。屆時(shí)衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)地面無線網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋不到或光纜寬帶接入達(dá)不到的地方，都可以用該衛(wèi)星方便地接入網(wǎng)絡(luò)。

高通量衛(wèi)星是作為通信衛(wèi)星領(lǐng)域近年來重大技術(shù)和應(yīng)用突破，這是一個(gè)顛覆性的技術(shù)，它不僅在顛覆我們的衛(wèi)星制造，同時(shí)也顛覆了衛(wèi)星的運(yùn)營和衛(wèi)星的應(yīng)用，我希望大家共同努力，結(jié)合國家重大戰(zhàn)略工程，把我們的高通量衛(wèi)星建設(shè)成為“一帶一路”上最亮的那一顆。