专题研究 国防军工 目录索引 一 卫星通信构建天地互联网络, 实现全球覆盖... 5 ( 一 ) 卫星通信构建天地互联大系统... 5 ( 二 ) 卫星通信作为地面通信网络的重要补充和备份, 发挥重要作用... 6 ( 三 ) 卫星通信的主要技术发展趋势... 8 ( 四 ) 卫星通信的规模及商业化

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1 专题研究 国防军工 2015 年 12 月 7 日证券研究报告 国防军工行业 卫星通信, 打开天地移动互联大时代 分析师 : 真怡 S zhenyi@gf.com.cn 核心观点 : 卫星通信构建天地互联网络, 作为地面通信网络补充和备份广泛应用, 其规模和商业化程度领先卫星产业 卫星通信系统与地面通信网络互为补充, 构成天地互联网络实现全球无缝覆盖, 在应用方面主要作为地面通信网络的补充和备份, 在边远地区 应急通信 军用等领域应用空间巨大 从技术角度看, 低轨移动技术 Ka 频段和 EHF 频段的应用 以及多波束技术的发展, 从带宽和网速方面大大增强了卫星通信系统的可用性 卫星通信产业在规模和在商业化程度方面远远领先于卫星导航和卫星遥感产业, 有着巨大发展潜力 军用卫星通信系统顺应信息化战争需求, 虽然耗资巨大, 但各军事强国仍加速建设步伐 卫星通信技术顺应信息化战争需求, 从海湾战争以来的历次现代战争中发挥了重大作用 全球只有 16 个国家和地区拥有军事通信卫星, 美国规模和技术全球领先, 俄罗斯数量虽多但技术较落后, 欧洲各国独自发展, 虽有技术但覆盖领域不足 从发展方向看, 高带宽 受保护型 激光通信 以及租用商业卫星成为发展趋势 从投资规模看, 军用卫星通信系统耗资巨大, 但对于美俄等军事强国组建全球覆盖的高性能军用卫星通信系统是全球作战能力的根本保证 我国军用卫星通信系统相对落后, 但需求迫切, 只能依靠自己研发, 我们预计未来十年国内军用卫星通信系统投入的规模有望超过 250 亿美元 民商用卫星通信向多网融合发展, 当前卫星电视直播业务占比最高, 宽带和移动业务是未来发展方向 欧美国家在全球卫星通信商用领域处于垄断地位 在商业卫星通信服务产业收入构成方面, 卫星电视直播占比最高, 宽带业务和移动业务的增速最快, 反映出对卫星宽带业务和移动业务需求的增加, 在地面设备制造方面的消费者终端也因此受益而得到快速发展 从发展趋势看, 卫星宽带 卫星移动和地面网络向融合化发展, 卫星移动系统的宽带化以及 VSAT 动中通技术模糊了卫星通信固定业务和移动业务的界限, 卫星通信系统作为已逐渐成为全球互联网的一种必不可少的接入手段, 目前谷歌等公司布局全球卫星 WIFI, 打开更大的想象空间 国内卫星通信产业刚刚起步, 政策带来发展机遇, 十三五 有望快速发展 国家民用空间基础设施中长期发展规划( 年 ) 明确指出民商用卫星通信的发展规划, 一带一路 带来市场增量空间, 预计卫星通信将在 十三五 实现快速增长, 随着政府主导和行业推广, 地面设备制造行业有望率先得到发展 建议关注产业链相关公司, 例如中国卫星 华力创通 振芯科技 华讯方舟 信威集团等 风险提示卫星产业发展受政策影响较大 ; 卫星研制进度具有不确定性 ; 卫星有在轨失效的风险 相关研究 : 国防军工行业 : 军用需求强劲, 民用受益通航, 直升机迎黄金发展期 国防军工行业 : 军队改革, 开启强军之路 国防军工行业 : 星耀太空, 天基信息系统建设加速 军工行业专题报告 : 北斗导航卫星产业打造未来信息丝路 本报告联系人 : 赵炳楠 zhaobingnan@gf.com.cn 1 / 35

2 专题研究 国防军工 目录索引 一 卫星通信构建天地互联网络, 实现全球覆盖... 5 ( 一 ) 卫星通信构建天地互联大系统... 5 ( 二 ) 卫星通信作为地面通信网络的重要补充和备份, 发挥重要作用... 6 ( 三 ) 卫星通信的主要技术发展趋势... 8 ( 四 ) 卫星通信的规模及商业化程度领先 二 军用 : 顺应信息化战争需求, 各国加速建设步伐 ( 一 ) 信息化战争需求打开军事通信卫星应用空间 ( 二 ) 各国加速建设军事卫星通信系统, 美国规模与技术全球领先 ( 三 ) 美国军事卫星通信发展方向的启示 ( 四 ) 军用卫星通信系统耗资巨大 三 民商用 : 多网融合, 宽带和移动业务是未来方向 ( 一 ) 全球主要的通信卫星资源集中在欧美 ( 二 ) 卫星电视直播业务占主要份额, 宽带和移动业务快速发展 ( 三 ) 多网融合, 卫星 + 互联网 打开广阔市场空间 ( 五 ) 我国民用商用卫星通信产业 十三五 迎发展机遇 四 卫星通信产业链梳理 / 35

3 专题研究 国防军工 图表索引 图 1: 卫星通信形成天地互联大系统... 5 图 2: 一种典型的卫星通信系统网络结构示意图... 6 图 3: 卫星通信的主要应用领域... 7 图 4: 收窄波瓣宽度获得更高天线增益 图 5: 多点波束实现区域覆盖示意图 图 6: 卫星产业增速及各环节营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) 图 7:2014 年发射各类型卫星发射数量占比 图 8:2014 年发射各类型卫星价值占比 图 9:2014 年底各用途在轨卫星数量占比情况 图 10: 卫星通信运营服务营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) 图 11: 卫星通信地面设备制造营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) 图 12:2014 年国外军事通信卫星在轨数量分布 图 13:2014 年国外军事通信卫星数量分布 ( 按用途 ) 图 14:2014 年国外军事通信卫星数量分布 ( 按轨道 ) 图 15: 俄罗斯 信使 -M 卫星测试 图 16: 大椭圆卫星轨道示意图 图 17: 法国 希拉库斯 在轨飞行示意图 图 18: 通信卫星占比情况 ( 按用途 ) 图 19: 民商用通信卫星占比情况 ( 按国家 ) 图 20:2014 年发射民商用通信卫星情况 图 21:2014 年静地轨道民商用通信卫星订单情况 图 22: 卫星通信应用产业收入规模及占比 ( 十亿美元 ) 图 23: 卫星通信应用产业增速 图 24: 卫星通信服务业务占比 ( 单位 : 亿元 ) 图 25: 卫星通信服务业务增速情况 图 26: 消费者服务业务占比情况 ( 单位 : 亿元 ) 图 27: 消费者服务业务增速情况 图 28: 卫星电视直播系统示意图 图 29: 高清电视频道数量增加情况 图 30: 卫星固定业务收入情况 ( 亿美元 ) 图 31: 三类运营商龙头 2012 年收入情况 ( 亿美元 ) 图 32:ViaSat-1 卫星 图 33: 卫星移动业务营业收入情况 ( 亿美元 ) 图 34: 卫星移动业务营业收入增速情况 图 35: 卫星移动通信系统示意图 图 36: 卫星地面设备制造业务营业收入情况 ( 亿美元 ) 图 37: 卫星通信地面设备制造业务营业收入增速情况 图 38:KA-SAT 卫星地球站配置示例 图 39:VSAT 系统示意图 图 40: 动中通 / 35

4 专题研究 国防军工表 1: 卫星通信系统的优缺点分析... 6 表 2: 卫星通信发展历程... 7 表 3: 通信卫星轨道特点分析... 8 表 4: 卫星使用无线电频率情况... 9 表 5: 美国主要卫星通信系统 表 6: 俄罗斯主要卫星通信系统 表 7: 欧洲各国主要卫星通信系统 表 8: 其他国家军用通信卫星体系和能力 表 9: 美国新一代军用通信卫星的制造成本 表 10: 我国航天航空领域重大项目投资情况 表 11:2012 年全球国家和地区固定通信卫星表 ( 单位 : 亿美元 ) 表 12: 全球主要通信卫星制造商 表 13: 卫星音频广播系统简介 表 14: 四代宽带卫星通信系统 表 15: 全球宽带卫星通信系统示例 表 16: 卫星移动通信系统分类 表 17: 当前主要卫星移动通信系统简介 表 18: 中国电信部分卫星电话业务与中国移动全球通资费比较 表 19: 国家民用空间基础设施中长期发展规划( 年 ) 相关内容 表 20: 全球卫星通信产业链主要上市公司情况简介 (2014 年 ) 表 21: 通信卫星产业链梳理 / 35

5 专题研究 国防军工 一 卫星通信构建天地互联网络, 实现全球覆盖 ( 一 ) 卫星通信构建天地互联大系统 1. 卫星通信系统的定义卫星通信是指利用卫星作为中继站转发无线电磁波, 以此来实现两个或多个地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信方式 从广义上讲, 卫星通信可以实现的信息传输路径主要包括地球站之间通信 地球站与空间站之间通信 以及空间站之间通信三类, 三者可以密切结合为一个大系统, 以通信卫星为中继站实现天地互联 从狭义上讲, 卫星通信的应用形式主要指地球站之间的通信, 主要包括地面 水面和大气层中的通信终端设备 本报告提到的卫星通信主要为狭义概念 图 1: 卫星通信形成天地互联大系统 数据来源 : 百度图片, 广发证券发展研究中心 2. 卫星通信系统主要由空间段和地面段两部分组成 空间段以通信卫星为主体, 并包括地面卫星控制中心 (SCC) 和跟踪 遥测及指令站 (TT&C), 卫星的拥有者通过 SCC 和 TT&C 站实现对卫星的监控以及故障检修和轨道维护等管理工作 地面段包括了支持用户访问卫星转发器并实现用户间通信的所有地面设备, 包括地球站和陆地链路两部分 其中, 地球站是地面段的主体, 一方面提供与卫星的连接链路外, 一方面通过陆地链路与地面网或用户终端相连接, 根据不同应用领域, 包括卫星电话 卫星电视接收终端 VSAT 站 船载或机载动中通等多种类型设备 地球站一般可分为中心站 ( 主地球站 ) 和远端站两类 : 中心站一般需要具有网管和路由的功能, 通过网关设备实现与地面网络的协议转换和互联互通 ; 远端站可以与本地局域网相连, 也可以是单独的发送接收设备 5 / 35

6 图 2: 一种典型的卫星通信系统网络结构示意图 专题研究 国防军工 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心 ( 二 ) 卫星通信作为地面通信网络的重要补充和备份, 发挥重要作用卫星通信以卫星作为通信中继, 优点和缺点同样显著 相对于地面光纤通信和地面蜂窝移动通信网络, 卫星通信的最大优点是易于实现较宽区域的无缝覆盖, 且不受地理条件限制, 地球站建设快速灵活, 便于实现快速响应 ; 卫星通信的缺点主要是以卫星作为中继导致通信链路过长, 信号传输损耗和时延较大, 对终端要求较高, 通信能力受卫星限制, 同样带宽的消费远高于地面网络通信 表 1: 卫星通信系统的优缺点分析 优缺点描述 (1) 宽覆盖, 不受地理条件限制 : 以较少数量卫星提供较宽范围无缝覆盖, 通信终端可以在地面 山间 海上或空中 ; (2) 地球站成本较低 : 不需要大量的地面基础设施建设, 在系统容量范围内, 同样距离增加一个地球站的成本较低 ; 优点 (3) 专网通信确保信息安全 : 卫星通信系统构成的专用数据网独立于地面网络, 可以确保信息安全 ; (4) 快速 灵活 : 在地震 雪灾 洪水等自然灾害或突发事件情况下可以实现快速响应 ; (5) 网络路由简捷, 易于实现广播和多址通信 (1) 延时大 : 星地链路延时较大, 地球同步轨道卫星传输延时约为 500ms; (2) 地面终端要求高 : 星地链路信号损耗大, 要求地面终端具有较强发射功率和噪声处理能力, 增加了体积和成本 ; 缺点 (3) 通信能力有限 : 瓶颈在于通信卫星的总带宽和总容量 ; (4) 高风险 : 通信卫星具有发射失败以及在轨失效的风险 ; (5) 同样带宽的费用远高于地面网络 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理卫星通信的发展历程一波三折,20 世纪 90 年代受到地面通信网络快速发展的巨大冲击, 当前主要作为地面骨干通信网络的补充和备份 卫星通信的理论最早由英国科学家阿瑟 克拉克于 1945 年提出,20 世纪 60 年代随着通信卫星的发射成功进入到试验验证阶段 20 世纪 年代, 卫星通信开始实用并逐步走向成熟, 其应用主要面向干线通信, 随着 VSAT 系统的诞生得到高速发展 20 世纪 90 年代, 卫星通信的技术和应用达到新高度, 卫星移动通信技术出现, 但由 6 / 35

7 专题研究 国防军工于受到光纤通信和地面蜂窝移动通信发展的影响和冲击, 整个卫星通信市场进入低速增长期 表 2: 卫星通信发展历程卫星通信的发展阶段具体情况及主要事件 1945 年 10 月, 英国科学家阿瑟 克拉克提出利用同步卫星进行全球无线电通信的科学设想 理论提出和早期试验 1964 年 8 月美国发射的第三颗 新康姆 卫星发射成功, 成功地进行了电话 电视和传真的传输 (1945 年至 20 世纪 60 年代 ) 试验, 并于 1964 年秋季转播了日本东京奥运会实况 以同步卫星为主, 主要传输电视 广播 传真 电话等, 面向干线通信, 技术和规模快速发展 第一代 模拟信号阶段 1965 年, 美国发射第一颗商用通信卫星 晨鸟, 正式承担欧美大陆之间通信业务 ; 原苏联成功 (20 世纪 60 年代中期至 80 年代 ) 发射 闪电 -1, 覆盖其北方 西伯利亚 中亚地区 ;1972 年加拿大发射 ANIK, 率先开展国内业务 ;1979 年, 海事卫星开始为海运船只提供通信服务 卫星通信随 VSAT 和低轨移动技术的出现空前发展, 但受到地面通信网络冲击, 行业低速发展 VSAT 诞生, 为大量专业卫星通信网的发展创造了条件 ;1993 年 Inmarsat-M 成为第一个数字陆地第二代 数字信号阶段卫星移动电话系统, 支持公文包大小的终端 ;1998 年, 美国摩托罗拉公司开始部署低轨卫星移动 (20 世纪 80 年代至 90 年代 ) 通信系统 铱星 系统 ;1999 年, 美国 LQSS 公司开始运营 全球星 系统 受到地面通信网络快速发展的冲击, 卫星通信市场进入低速发展期, 铱星 系统和 全球星 系统由于耗资巨大, 分别于 2000 年和 2003 年被低价收购 主要作为地面骨干网络的补充和备份, 随着信息化时代的到来, 迎来新的发展机遇第三代 宽带化和移动通信 Ka 频段得到广泛应用, 支持手持机的窄带移动卫星通信系统以及支持个人用户的快带多媒体卫星 (21 世纪至今 ) 通信系统得到快速发展 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理进入 21 世纪, 卫星通信在民用和商用领域主要作为地面公共通信网络的补充 扩展和备份 对于由国家 地区骨干网覆盖的高业务密度地区, 采用卫星通信的经济性较差, 一般只能作为地面网故障时的备份 ; 对于广大低业务密度地区来说, 使用卫星系统比建设地面网更经济, 得到广泛应用 ; 另外, 对于某型类型的业务和应用场合, 卫星系统具有一定的优势, 例如电视直播 视频广播 国际通信等 图 3: 卫星通信的主要应用领域 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 7 / 35

8 专题研究 国防军工近年来, 随着信息技术和互联网技术的高速发展, 全球对移动通信和高速数据交换的需求迅速增长, 对通信网络的全球 无缝 覆盖提出了更高要求, 卫星通信产业迎来了新的发展机遇 为了适应信息时代的要求, 宽带多媒体卫星通信系统和移动卫星通信系统成为新的发展趋势, 卫星通信不仅在经济 政治和文化领域中有效地补充了其他通信手段的不足或不能, 更是在抢险 防灾 救灾 处理突发事件等应急通信中发挥了重要作用 ( 三 ) 卫星通信的主要技术发展趋势 1. 以地球同步轨道为主, 中低轨道增加覆盖区域通信卫星既可以采用地球同步轨道 (GEO), 也可以采用低轨 (LEO) 或中轨 (MEO) 等非静止轨道 地球同步轨道特点是覆盖固定区域, 且覆盖面积大, 理论上 3 颗卫星可以实现对南北纬 75 度间区域的覆盖, 但无法对高纬度地区提供服务 低轨卫星和中轨道卫星的主要优点是信号链路损耗和时延小, 对终端天线增益和发射功率要求不高, 但为了确保对特定区域的连续覆盖需要较多数量的卫星组网 从发展趋势看, 最初的通信卫星多为地球同步轨道, 多数国家对卫星通信的需求都是对本国领土及周边地区实现覆盖, 因此地球同步轨道卫星可以满足绝大多数国家需求, 目前仍是卫星通信系统的主流方案 到 20 世纪 80 年代, 随着人们对移动通信需求的增加, 低轨卫星移动通信技术开始出现 低轨通信卫星的最大优点是可以全球覆盖 实现终端设备小型化并且传输时延更小, 但多星组网的方案对系统的设计 轨道的维护以及在轨管理带来了更大难度 面对地面移动通信网络的竞争以及高额的维护费用, 使得当前采用低轨方案构建的卫星通信系统数量并不多, 典型的代表是美国的铱星系统和全球星系统 但低轨移动通信网络在军用以及军民两用领域仍拥有广阔的应用前景, 例如, 当前新铱星系统已为军民两用, 美国军方已成为铱星公司稳定的大客户 表 3: 通信卫星轨道特点分析 卫星轨道 轨道高度 优点 缺点 代表系统 GEO 3.6 万公里 覆盖固定区域, 且覆盖面积大, 最少 3 颗星传播时延大, 链路衰减可以实现南北纬 75 度间区域的覆盖 大 Inmarsat 等 LEO 公里 传播距离短, 链路损耗和传播时延小, 对需要多星组网实现对用户终端天线增益和发射功率要求不高全球或特定区域覆盖 铱星, 全球星等 MEO 公里 介于 GEO 和 LEO 之间 介于 GEO 和 LEO 之间 Inmarsat-P Odyssey 等 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 2. 卫星通信频段由低频段向高频段发展卫星与地球站之间通信的信息通过电磁波承载 根据国际电联制定的规则, 卫星通信系统可以使用的频段包括甚高频 VHF 特高频 UHF 超高频 SHF 和极高频 EHF 受到技术条件以及频率资源的限制, 迄今实际应用于卫星通信的频段主要在如下几个细分的频段 :UHF 频段 400/200MHz L 频段 1.6/1.5GHz C 频段 6/4GHz X 频段 8/7GHz Ku 频段 14/12GHz Ka 频段 30/20GHz 8 / 35

9 专题研究 国防军工表 4: 卫星使用无线电频率情况无线电波段简称频率范围卫星通信使用频段特点实际应用情况甚高频 VHF MHz ( 米波 ) UHF: MHz 损耗小, 抗雨衰能力强移动通信 军用和政府应用较多特高频 UHF MHz L 频段 :1-2GHz 损耗小 抗雨衰能力强移动通信 音频广播等 ( 分米波 ) S 频段 :2-4GHz 损耗小 抗雨衰能力强移动通信 音频广播等 C 频段 :4-7GHz 大气损耗小, 雨衰不严重商用卫星固定业务超高频 X 频段 :7-12GHz 商用卫星固定业务 SHF 3-30GHz ( 厘米波 ) Ku 频段 :12-18GHz 受暴雨 浓云密雾影响商用卫星固定业务, 卫星电视优先 Ka 频段 :20-30GHz 雨衰大商用卫星固定业务极高频 Q 频段 :36-46GHz 正在开发 EHF GHz ( 毫米波 ) V 频段 :46-56GHz 正在开发至高频 GHz 太赫兹 :0.1-10THz 正在开发 ( 亚毫米波 ) 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理从应用的业务类型看,UHF 频段虽然传输带宽较小, 但由于信号的空间损耗小, 能够适应恶劣天气的影响, 主要被应用在军用领域, 例如美军的 UFO 和 MOUS 卫星通信系统 S 频段和 L 频段大部分用于移动通信业务和静止卫星测控链路的指令传输, 以及特殊的卫星通信业务, 例如 Inmarsat GlobalStar 等均采用 L 频段,S 频段在卫星测控方面应用较多 多数商用卫星固定业务使用 C 频段, 该频段目前已十分拥挤 ; Ku 频段正在被大量利用, 是当前通信卫星的主流工作载荷 ;Ka 频段的应用也已逐渐增多, 根据 idirect 公司预计,Ka 频段将是未来卫星通信的主导,Ka 频段通信卫星占上市总容量的比例将由 2012 年的 10% 提升到 2015 年的 70% 由于空间频率资源有限, 可以预见未来 Ku 和 Ka 频段也将趋于饱和, 目前频率更高的 Q 频段和 V 频段正在开发, 预计将成为下一代通信卫星的主要发展方向 同时, 为了支持更高的传输速率, 太赫兹频段 (0.1-10THz) 也在加紧开发中, 可提供超大容量以及 10Gbps 以上的高速传输 虽然高频段的使用会导致信号传输的空间损耗增大, 对卫星以及地面设备的研制提出了更高的要求, 但高频段可以大大增加卫星通信的传输速率和总带宽能力, 符合信息社会发展的需求和方向 但总体来看, 卫星通信从低频段向高频段发展已成为大趋势, 高频段将成为各卫星通信产业制造商和运营商布局和争夺的焦点 3. 多点波束技术兴起, 卫星宽带技术获突破在卫星移动通信系统中, 为了使终端小型化需要通过收窄波瓣宽度的方法, 汇聚能力提高星载天线增益, 这就是点波束 同时, 为了保证卫星的覆盖范围, 需要采用多点波束来填满服务区 所谓空分多址 (SDMA) 就是利用天线波束将空间分割出互不重叠的多个逻辑信道, 以满足同频 同时向多点通信的目的 简言之, 基于多点波束的 SDMA 技术利用卫星对不同区域地球站所发信号在空间互不重叠, 实现频率的多重复用, 突破了有限的带宽的限制, 成倍地扩大了系统的通信容量 多点波束的弊端是会增加天线的复杂度, 提高技术难度 9 / 35

10 图 4: 收窄波瓣宽度获得更高天线增益 图 5: 多点波束实现区域覆盖示意图 专题研究 国防军工 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心当前, 越来越多的通信卫星采用多波束技术以及 SDMA 技术, 大大提升了卫星性能, 制约卫星通信发展的带宽问题取得巨大突破 国际上, 早在 1996 年发射的 INMARSAT( 国际海事卫星组织 ) 第三代卫星就突破了前两代全球波束技术, 采用了基于点波束的 SDMA 技术,Globalstar( 全球星 ) 系统的每颗卫星有 16 个点波束 ; 同在 1996 年发射的 Iridium( 铱星 ) 系统有 3 副天线, 每副天线 16 个点波束, 共 48 个点波束 在国内, 星载多波束的应用还比较少, 其中北斗系列卫星均采用了 SDMA 技术, 但在通信卫星的直接应用还处于尝试阶段 ( 四 ) 卫星通信的规模及商业化程度领先卫星产业由卫星制造 卫星发射 卫星运营 卫星地面设备制造四部分构成 其中, 卫星制造和卫星发射统称为卫星制造产业, 卫星运营和卫星地面设备制造统称为卫星应用产业 卫星应用的收入规模相当于卫星制造的 9 倍, 占据主体地位 根据美国卫星工业协会 (SIA) 统计,2014 年全球卫星产业的营业收入规模约为 2030 亿美元, 增速约为 4%, 高于全球经济增速 2.4% 图 6: 卫星产业增速及各环节营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) % 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0 0.0% 卫星发射卫星制造卫星服务地面设备卫星产业增速 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 从卫星制造方面看, 通信卫星的数量和价值占比处于较高水平 2014 年全球共发射卫星 208 颗, 其中通信卫星为 52 颗, 占比约为 25%;2014 年卫星制造的营业收入规模约为 159 亿美元, 其中通信卫星约为 53 亿美元, 占比约为 33% 10 / 35

11 图 7:2014 年发射各类型卫星发射数量占比 图 8:2014 年发射各类型卫星价值占比 专题研究 国防军工 商业通信 商业通信 民用 / 军事通信 民用 / 军事通信 研发 研发 2014 年共发射 208 颗卫星 遥感科学军事侦察 2013 年卫星制造营业收入 159 亿美元 遥感科学军事侦察 导航 导航 气象 气象 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 通信卫星的价值占比高于数量占比, 说明通信卫星的单价高于平均水平 由于通信卫星的轨道多为地球同步轨道, 设计寿命最长可达 15 年, 远高于其他类型的卫星的设计寿命, 因此从在轨卫星数量看, 通信卫星的占比最高 根据 SIA 统计, 截止到 2014 年底, 全球在轨卫星数量为 1261 颗 其中, 通信卫星的数量占比超过 50%, 商用通信卫星的数量占比约为 38% 左右 图 9:2014 年底各用途在轨卫星数量占比情况 商业通信 民用 / 军事通信 研发 2014 年在轨卫星数量 1261 颗 遥感 科学 军事侦察 导航 气象 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 卫星通信的商业化程度最高, 运营服务的收入规模绝对领先于其他卫星应用产业 在整个卫星产业中, 卫星服务的营业收入规模最大,2014 年全球卫星服务的营业收入约为 1229 亿美元, 约占整个卫星产业的 60.5%, 约占卫星应用产业的 67.8% 由于卫星通信的应用起步较早, 且需求旺盛, 相比于商业化运营服务刚刚起步的卫星遥感和以地面设备销售为主的卫星导航, 卫星通信已形成了较为成熟的商业化模式, 例如卫星转发器租赁 电视广播服务 VSAT 业务 卫星移动通信等 根据 SIA 统计, 卫星通信服务业的营业收入规模占全部卫星服务的比重高达 99% 左右, 处于绝对的主体地位 11 / 35

12 专题研究 国防军工 图 10: 卫星通信运营服务营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) % % % % % 2009 年 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 其他卫星应用 卫星通信 卫星通信占比 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 从卫星地面设备制造领域看, 卫星通信的营业收入规模逐年增加, 占比逐年提升 2014 年, 全球卫星地面设备制造业的营业收入约 583 亿美元, 其中卫星通信地面设备营业收入约为 272 亿美元, 占比约为 46.7% 图 11: 卫星通信地面设备制造营业收入占比情况 ( 单位 : 十亿美元 ) 年 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年卫星通信其他卫星应用卫星通信占比数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 50.0% 45.0% 40.0% 35.0% 30.0% 25.0% 20.0% 二 军用 : 顺应信息化战争需求, 各国加速建设步伐 ( 一 ) 信息化战争需求打开军事通信卫星应用空间 自 20 世纪 60 年代卫星通信进入实用阶段以来, 军事通信装备的身影开始在太空出现 卫星通信覆盖区域广 专网通信 组网快速灵活的特点符合现代信息化战争的发展方向, 近年来得到快速发展 作为 C4ISR 的核心, 卫星通信系统已经成为指挥控制的重要手段, 它在全球范围内为指挥官提供极为灵活的信息传递能力, 在复杂的战场上快速传送语音 图像 视频和决策数据, 在战略通信 战术通信 保障海外作战 特别是空中和海上行动方面, 具有不可替代的作用 海湾战争是军用卫星通信发展史上的重要转折点 1991 年爆发的海湾战争被称为人类第一次信息化战争, 战争对信息的依赖程度以及战时传输的信息量发生空前的变化 卫星通信一跃成为美军及其盟军战时的通信主力方式, 完成了 70-80% 的战 12 / 35

13 专题研究 国防军工时信息传输 在海湾战争中, 美军及其盟军共运用了九个系列共 23 颗通信卫星 其中, 主要有国防卫星通信系统 舰队卫星通信系统 英军的天网卫星和北约卫星通信系统 国际卫星通信系统和国际海事卫星通信系统等, 并将研制中的军事战略和战术中继卫星转发器搭载于舰队卫星上, 作为连接美国本土与海湾前线的指挥手段 其中, 国防卫星通信系统构成对海湾战区部队实施指挥控制与美国本土 欧洲及太平洋地区进行远程通信的支柱 在地面战争开始时, 开通了 105 条连接美国与欧洲几个战区间的远程通信线路 到海湾战争结束时, 它提供的多路通信业务占美军通信总量的 75% 以上 现代战争对军事通信卫星的依赖性越来越强 如其他军事太空系统一样, 军事卫星通信提供了其他武器系统所依靠的核心基础设施服务 各级作战部队都依赖军事卫星通信进行空中 海洋和陆上领域的可靠的全球通信 此外, 军队对军事卫星通信的使用正在以指数方式增长 例如, 在 1991 年的海湾战争中,50 万的部署部队对军事卫星通信的最高需求大概有 100 兆比特每秒 在八年后的联合特遣部队 Noble Anvil 行动中, 在塞尔维亚北约盟军作战行动中的美军部队消耗了大约 250 兆比特每秒的卫星带宽 随着 2003 年伊拉克自由行动的开始, 一支部署部队军事卫星通信需求增长至 2400 兆比特每秒, 而这支部队的规模是第一次海湾战争部队部队的一半不到 ( 二 ) 各国加速建设军事卫星通信系统, 美国规模与技术全球领先截止 2014 年底, 国外共计各类在轨军用通信中继卫星 113 颗 国外军用通信中继卫星发展已相当广泛, 共计 16 个国家和地区拥有军用专用或军民两用通信卫星, 其中美国 俄罗斯和欧洲分列前三位 图 12:2014 年国外军事通信卫星在轨数量分布 数据来源 : 国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心 从应用来看, 绝大部分为一般军用通信卫星, 军用数据中继卫星仅有 10 颗, 且集中在美国和俄罗斯 欧洲有 2 颗 日本有 1 颗数据中继卫星在轨运行, 但均为民用航天机构发展, 主要面向 国际空间站 及低轨气象等对地观测卫星, 提供有限的测控和数据中继服务 13 / 35

14 专题研究 国防军工从轨道上来看,GEO 轨道仍是通信卫星应用最为广泛的轨道, 除美国和俄罗斯以外, 其他所有国家均选择 GEO 轨道来发展军用通信卫星 HEO 轨道主要为美国军用数据中继与俄罗斯军民两用通信卫星,LEO 轨道则均为俄罗斯卫星, 主要面向军用移动通信 图 13:2014 年国外军事通信卫星数量分布 ( 按用途 ) 图 14:2014 年国外军事通信卫星数量分布 ( 按轨道 ) 数据来源 : 国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研数据来源 : 国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心究中心从整体来看, 国外军用途通信中继卫星领域 一超 - 两强 - 多点分散 发展格局比较清晰 一超 指美国, 不论是在轨卫星规模 卫星技术水平, 还是军用卫星通信系统应用情况都处于绝对领先的地位, 目前正在积极推进新一代通信卫星的更新换代 两强 指俄罗斯和欧洲稳定处于第二集团, 俄罗斯卫星数量较多, 但性能水平相对较低 ; 欧洲则是仍然坚持各国独立发展的态势, 在轨卫星大多部署不久, 未来发展也相对稳定 其他国家基本上处于分散独立发展的态势, 以色列 日本 巴西 墨西哥 韩国 澳大利亚均采用军民两用形式发展军用卫星通信能力, 在轨卫星数量和能力水平都非常有限 ; 印度则采取了发展军用专用卫星的途径, 此外, 近年来墨西哥和巴西也在加紧新一代军民两用通信卫星系统建设 1. 美国 : 军事卫星通信系统体系完备, 规模和技术全球领先目前, 美国建成了体系完备的军用通信卫星体系, 以宽带 窄带 防护 中继等专用卫星系统为核心, 确保关键的军用卫星通信服务的连续性和可获得性 其中, 国防部主要负责发展宽带 窄带和防护系列卫星系统, 目前 33 颗在轨卫星均为 GEO 轨道, 是美军军用卫星通信的骨干力量 国家侦察局主要负责发展数据中继卫星, 目前共有 4 颗卫星在轨, 采用 HEO 和 GEO 混合星座 ; 此外, 另有 3 颗秘密卫星和 2 颗军民两用卫星 此外, 各军种也有零散的技术试验计划 宽带军事卫星通信系统主要用于大容量干线数据的传输, 为数据和视频提供高数据率通信链接 美军目前使用的宽带卫星星座有两种 : 一是工作在 X 波段的传统的防御卫星通信系统 (DSCS), 当前已发展到第三代, 由 8 颗星构成, 单星容量 250Mbit/s, 具有抗干扰特性 ; 二是工作在 X 波段和 Ka 波段的新一代宽带全球军事卫星通信系统 (WGS), 计划部署 10 颗, 目前已有 6 颗在轨运行, 单星容量可达 3.6Gbit/s, 超过 14 / 35

15 专题研究 国防军工现役 DSCS 的总和 自 WGS-4 起, 后续卫星均配备射频旁路载荷, 增强对空基情报 侦察和监视平台高速数据上传的支持能力, 最低数传速率可达 274Mbit/s 窄带军事卫星通信系统主要用于战术移动通信, 为移动用户提供超高频频段的语音和低速率通信 美军目前用于窄带通信的卫星星座主要有两种 : 一是传统的特高频后继星星座 (UFO), 由 7 颗同步轨道卫星构成, 单星支持 106 路同时接入, 传输速度 2.4kbit/s; 二是新一代的移动用户目标系统 (MUOS), 计划由 5 颗卫星和 4 个地面站组成, 实现全球覆盖, 当前已发射 3 颗星, 单星支持 4189 个标准速率终端同时接入, 超过现役 UFO 系统的总和, 单路传输速度支持 348kbit/s 新一代移动军用通信卫星将极大地增强作战人员动中通的能力, 包括得到增强的同步语音 视频和数据能力 项目经理保罗吉泽尔称, 现行卫星通信的做法是, 固定位置 拉出天线 对准卫星, 以便使用窄带卫星通信 当 MUOS 提供服务后, 能够在战时移动并在不对准卫星的情况下通信, 美军士兵不论身处移动的车辆 潜艇还是飞机内, 都可以自由通信 F-35 战斗机上也安装了 MUOS 终端 防护型军事卫星通信系统着重抗干扰, 防侦听 防截获及核生存能力, 常用极高频频段, 代表军事通信卫星的最高水平, 可以在发生灾难性攻击时为战略部队提供通信能力, 给战术用户提供高可靠性和安全性的通信手段 美军目前使用两种防护型卫星星座 : 一是传统的军事星星座 (Milstar), 由 5 颗星构成, 提供最高 1.5Mbps 的速率 ; 二是新一代的先进极高频卫星系统 (AEHF), 计划部署 6 颗, 目前已有 3 颗卫星在轨运行 AEHF 采用全数字化处理机进行星上基带处理, 借助扩跳频技术 可移动点波束和调零天线技术, 大大提升了抗干扰能力和灵活性 同时, 为了减少对容易受到攻击的地面站的依赖, 星上还配备具有路由和抗干扰功能的星间链路, 提升系统的抗毁能力 AEHF 卫星携带低数据率 中数据率和扩展数据率 3 种载荷, 单条链路战略通信速率可达 19.2kbit/s, 战术通信速率可达 8.2Mbit/s AEHF 单星支持 2000 部用户终端, 容量 430Mbit/s, 较 军事星 提升 10 倍以上 此外,AEHF 可创建 4000 多个战术网络, 具备网络快速重构能力 表 5: 美国主要卫星通信系统类型通信卫星系统代次组网情况主要性能和特点国防卫星通信系统 2003 年完成上一代 X 频段, 单星容量 250Mbit/s, 抗干扰 (DSCS) 8 星组网宽带宽带全球卫星通信计划 10 颗, X 和 Ka 频段, 单星 19 个波束, 容量 3.6Gbit/s, 超过现役 DSCS 的新一代 (WGS) 已有 6 颗在轨总和 自 WGS-4 起具备高速数据上传, 数传速率可达 274Mbit/s 特高频后继星 2003 年完成上一代 UHF 频段, 低速率动通, 单星 106 路同时接入 (UFO) 10 星组网窄带移动用户目标系统计划 5 星和 4 地面 UHF 频段,16 个波束, 支持 4189 路同时接入, 速度支持 348kbit/s, 新一代 (MUOS) 站, 已有 3 颗在轨容量 40Mbit/s, 动中通, 支持手持终端 军事星 EHF SHF 频段, 速度支持 1.5Mbit/s, 中低速率载荷, 星间链路上一代 5 星组网 (Milstar) 载荷防护型 EHF SHF 频段,37 个波束, 增加可变速率载荷, 加强点波束覆先进极高频计划 6 颗新一代盖能力, 战术通信速率可达 8.2Mbit/s, 单星支持 2000 部用户终端, (AEHF) 已有 3 颗在轨容量 430Mbit/s 数据来源 : 2014 年国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心整理 15 / 35

16 2. 俄罗斯 : 军事通信卫星数量虽多, 但性能相对落后美欧 专题研究 国防军工 俄罗斯军用通信卫星体系涵盖了战略 战术和数据中继等多种类型, 但由于其地处高纬度地区, 在体系建设与欧美有一定区别 从整体上来看, 俄军军用通信卫星都混编在 宇宙 (Cosmos) 卫星系列中, 主要分 LEO 大椭圆轨道和 GEO 三个系列, 在保障高纬度地区卫星通信的基础上, 利用 LEO 卫星星座来实现全球覆盖 俄罗斯 LEO 军用通信卫星主要采用 VHF UHF 频段, 用于战术通信, 包括 箭 (Strela) 和 泉 两套系统, 均为存储转发体制, 设计寿命较短, 且数传速率有限 俄罗斯大椭圆轨道军用通信卫星主要采用 C 频段, 用于战略通信, 包括 闪电 (Molniya) 和 子午线 军民两用卫星 其中, 闪电 由 8 颗卫星组网运行, 目前均已退役 ; 子午线 用于替代 闪电, 容量较之大幅提升 俄罗斯 GEO 军用通信卫星主要用于战略通信和数据中继, 包括 虹 (Raduga) 和 鱼叉 (Garpun) 两个系列 虹 用于战略通信, 覆盖俄罗斯本土, 目前在轨 3 颗 ; 鱼叉 是数据中继卫星, 替代原有的 急流 (Potok) 卫星, 用于 LEO 军用侦察卫星的数据回传, 目前在轨 1 颗 此外, 另有多颗 射线 卫星, 为军民两用, 可以基本实现全球覆盖 表 6: 俄罗斯主要卫星通信系统通信卫星系统轨道主要用途主要性能和特点 箭 (Strela) LEO 战术通信存储转发体制, 设计寿命较短, 已发展 3 代 泉 LEO 战术通信存储转发体制, 速率 2.4kbit/s, 星上存储空间 12Mbyte 闪电 (Molniya) 大椭圆战略通信 8 星组网, 已全部退役 子午线 大椭圆战略通信替代 闪电 卫星, 容量较之大幅提升 虹 (Raduga) GEO 战略通信覆盖俄罗斯本土, 目前在轨 3 颗,6 台 C 频段和 1 台 X 频段转发器 鱼叉 (Garpun) GEO 数据中继用于 LEO 军用侦察卫星的数据回传, 目前在轨 1 颗 射线 GEO 军民两用基本实现全球覆盖数据来源 : 2014 年国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心整理俄罗斯近年来一直维持稳定的发射活动, 近 3 年来每年都维持 3~5 次的军用通信卫星发射, 主要面向 LEO 移动通信卫星星座和大椭圆轨道卫星的补充 整体来看, 俄罗斯的通信卫星数量虽多, 但水平与美国 甚至欧洲的差距依然很大 例如, 俄罗斯目前在用的 GEO 通信卫星 虹, 其星上仅携带 6 台 C 频段和 1 台 X 频段转发器, 载荷数量和处理能力均有限 ; 箭 -3 系列卫星的速率仅在 2.4kbit/s 量级, 星上存储空间仅 12Mbyte 图 15: 俄罗斯 信使 -M 卫星测试 图 16: 大椭圆卫星轨道示意图 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心 16 / 35

17 专题研究 国防军工 2014 年 6 月, 俄罗斯军方内部人士称, 俄罗斯正在计划研制新型的保密军用通信卫星星座 ( 功能类似美国的保护型军事通信卫星 ), 主要面向国家领导人和军方 据悉, 该星座有可能以现有的民用 信使 (Gonets) 卫星为蓝本, 整个星座计划可能耗资 18 亿美元 俄罗斯希望该系统在 2020 年前具备初始运行能力, 星座吞吐量达到 80Gbit/s, 到 2025 年, 星座吞吐量达到 120Gbit/s, 并且可以同时支持全球 100 万部终端 2014 年 10 月, 俄罗斯武装力量通信管理总局局长哈利尔 阿尔斯拉诺夫表示, 俄罗斯军用卫星轨道集群将在 2020 年前新增 9 颗新型现代通信卫星, 其带宽和数据传输速度将大幅提高 3. 欧洲各国 : 各国独立发展, 整体在轨能力有限目前, 欧洲发展通信卫星的国家有英国 法国 德国 意大利和西班牙 欧洲在轨服役的军用通信卫星包括 : 法国 2 颗 希拉库斯 (Syracuse) 卫星 德国 2 颗 联邦国防通信卫星 (COMSATBW) 意大利 2 颗 锡克拉 (Sicral) 卫星 英国 7 颗 天网 (Skynet) 卫星 西班牙 1 颗 西班牙卫星 (Spainsat), 以及法意联合研制的 雅典娜 - 费多思 卫星 表 7: 欧洲各国主要卫星通信系统通信卫星系统所属国家数量 天网 (Skynet) 英国 7 希拉库斯 (Syracuse) 法国 2 联邦国防通信卫星 (COMSATBW) 德国 2 锡克拉 (Sicral) 意大利 2 西班牙卫星 (Spainsat) 西班牙 1 雅典娜 - 费多思 法国和意大利 1 数据来源 : 2014 年国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心整理欧洲的卫星研制工业基础非常雄厚, 卫星通信技术整体水平较高 拥有欧洲空客防务与航天公司和泰雷兹 - 阿莱尼亚航天公司 (TAS) 两个大型的卫星制造商, 其中 TAS 还是全球最大的有效载荷提供商 欧洲在军用通信卫星上已广泛应用了多项先进技术, 已经在多颗卫星上采用了 EHF 频段, 且进行了抗核加固 例如, 天网 -5 系列卫星采用可移动点波束和有源相控阵接收天线, 法国希拉库斯 -3 卫星采用可移动区域波束和点波束, 均具备较强的抗干扰能力 该卫星还采用了星上处理技术, 支持 EHF 与 SHF 频段的交联 欧洲在空间激光通信领域也一直走在世界前列,2013 年发射的 阿尔法卫星 (Alphasat) 在 2014 年成功完成了 GEO 到 LEO 的星间链路激光通信演示验证试验 初始试验数传速率为 0.6Gbit/s, 后续可扩展至 1.8Gbit/s 但整体来看, 欧洲在轨军用通信卫星虽然技术水平较高, 但数量相对较少, 覆盖也比较有限, 主要以欧洲为中心, 分别向中东和大西洋方向扩展, 在轨能力与美国有较大差距 以 UHF 频段移动通信为例, 美国目前在轨 UHF 频段容量可实现全球覆盖, 且可同时支持 9000 多路 5kHz 基本信道同时接入 ; 反观欧洲, 虽然有多达 11 颗卫星携带了 UHF 频段载荷, 但主要分布在 34 (W)~63 (E), 合计可提供 345 路 5kHz 基本信道同时接入, 远低于美国水平 17 / 35

18 图 17: 法国 希拉库斯 在轨飞行示意图 专题研究 国防军工 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心 4. 其他国家 : 整体发展较为分散, 数量较少, 在轨能力有限 除美国 俄罗斯和欧洲以外, 其他国家和地区的军用通信卫星发展主要集中在 阿联酋 澳大利亚 巴西 韩国 加拿大 墨西哥 日本 印度 以色列等国家, 整体发展较为分散 从卫星数量上来看, 各国卫星数量均较少, 最多的为以色列, 军民两用卫星达到 4 颗 ; 从在轨能力上来看, 基本上不涉及先进的星上处理技术, 仅 携带多台军用转发器 表 8: 其他国家军用通信卫星体系和能力 国家 卫星名称 制造商国别 军用载荷性能指标 发射日期 阿联酋 亚塞特卫星 -1A(Yahsat-1A) 欧洲 1 台 Ka 频段转发器 亚塞特卫星 -1B 欧洲 21 台 Ka 频段转发器 澳大利亚 奥普图斯 -C1(Optus-C1) 日本 4 台 X 4 台 Ka 和 6 台 UHF 频段转发器 巴西 星一 -C1(Star One-C1) 欧洲 1 台 X 频段转发器 星一 -C2 欧洲 1 台 X 频段转发器 韩国 韩国卫星 (Koreasat-5) 欧洲 8 台 SHF 和 4 台 Ka 频段转发器 加拿大 阿尼克 -G1(Anik-G1) 美国 3 台 X 频段转发器 墨西哥 墨西哥卫星 -3(MexSat-3) 美国 12 台 C 和 12 台 Ku 频段转发器 日本 超鸟 -B2(Superbird-B2) 美国 X 频段转发器 超鸟 -7 美国 X 频段转发器 N- 星 -110(N-SAT-110) 美国 X 频段转发器 以色列 阿莫斯 -2(AMOS-2) 以色列 11 路 Ku 频段转发器 阿莫斯 -3 以色列 12 台 Ku 和 1 台 Ka 频段转发器 阿莫斯 -4 以色列 8 台 Ku 和 4 台 Ka 频段转发器 阿莫斯 -5 以色列 18 台 Ku 和 18 台 C 频段转发器 印度 地球静止卫星 -7(GSAT-7) 印度 UHF S C Ku 频段转发器 数据来源 : 2014 年国外军用通信卫星现状分析, 广发证券发展研究中心整理 各国的通信卫星全部为 GEO 轨道卫星, 主要集中在本国国土及周边地区 除日 本 印度和以色列具备 GEO 通信卫星研制能力以外, 墨西哥 巴西和澳大利亚等国 家均为采购其他国家的卫星 而且, 除印度为军用专用卫星以外, 日本 以色列 韩国等其他国家均为军民两用形式 除此之外, 其他国家在商业卫星上搭载军用通 信载荷的情况也逐渐增多 例如, 澳大利亚率先在美国国际通信卫星 -22(Intelsat 18 / 35

19 -22) 上搭载了军用 UHF 频段载荷 专题研究 国防军工 5. 我国的军事卫星通信系统我国对军事卫通通信系统的需求十分迫切 从未来战争需求看, 强调 海陆空天电网 一体化的联合作战方式对卫星通信系统具有巨大的依赖性 ; 从国家战略方面看, 发展战略空军和远洋海军需要强大的卫星通信系统作为保障 ; 另外, 太空资源的争夺已经被美欧俄等航天强国提到战略高度, 对我国空间基础设施的建设提出了新要求 总体而言, 军用卫星通信系统虽然不是主战的武器装备, 但却是核心部队 核心武器装备所必须依赖的, 建设强大的军用卫星通信系统具有重要战略意义 关于我国军用卫星通信系统方面的公开资料并不多, 搜狐网曾报道, 我国军用通信卫星 烽火一号 战术通信卫星地面应用系统是我军第一个卫星移动通信系统, 首次在我国利用同步卫星信道资源实现陆海空三军在网络管理中心统一控制下大地域范围多种业务的 动中通 协同通 保密通, 国营第七一四厂承担了系统的技术总体及多种关键卫星站型和关键设备的研制任务 该系统 99 年研制成功并顺利通过技术鉴定,2000 年开始装备部队, 目前已经广泛应用 卫星通信技术具有军民通用的特性, 从我国商业卫星通信的情况看, 我们判断我国军用卫星通信系统的整体水平与欧美仍有较大差距 参考在卫星导航领域的 北斗专项, 以及卫星遥感领域 高分专项, 我们认为在卫星通信领域也很可能采用 专项 的形式推动行业发展 当前, 军队改革的加速推进已传递出明确的强军信号, 我们认为军用卫星通信将有望成为 十三五 期间重点发展的领域之一 ( 三 ) 美国军事卫星通信发展方向的启示美国的军事卫星通信系统无论在规模还是技术方面, 都处于全球绝对领先的地位, 其未来的发展方向对全球军事卫星通信的发展具有一定指导性 我们总结美国军事通信卫星的发展主要由如下特征 : (1) 新一代卫星向高带宽和高速率发展 从美国新一代卫星通信系统 WGS MUOS 和 AEHF 来看, 在性能方面相对传统星座在带宽和传输速率方面均实现大幅提升, 以满足现代战争日益增加的信息量需求 (2) 防护型卫星通信系统需求将继续增加 未来战争中信息站和网络战的重要性大大增加, 防护型卫星系统的抗干扰和保密特性更能适应未来战争需求, 为军队提供稳定可靠的通信链路 虽然当前 AEHF 系统的能力已经大幅提升, 但预计仍需提升 10 倍以上才能满足未来战争的通信需求, 第三代 DSCS 系统已经设计增加了抗干扰的功能 预计未来 EHF 和 SHF 频段将会是军用通信卫星的发展方向 (3) 引入商业卫星增加军用带宽 美军一直以来都是商业卫星的大客户, 在宽带通信方面, 美军租用了国际通信卫星的服务的转发器, 用于补充超出 DSCS 和 WGS 之外的额外带宽能力 ; 在窄带通信方面, 美军租用了 Iridium 公司的服务 租用商业卫星为军用卫星通信系统增加了弹性, 在美军参与的 沙漠风暴 行动中所使用的卫星通信, 商用占比约为 20%, 而在伊拉克战争中这一比例则变成了大约 80%, 目前, 美军许多无人机的需求都通过商业卫星来支持 当前, 美军正在通过 探路者 (Pathfinder) 计划试图降低采购商业卫星应用的成本, 尝试的方式包括租用带宽 租用转发器 租用寿命末期卫星等 19 / 35

20 专题研究 国防军工 (4) 探索激光通信技术 2014 年 6 月 10 日, 国际信息系统局与美国激光通信公司签署了 合作研究与发展协议, 联合研发卫星 - 地面全球混合全光学网络通信技术 双方将致力于开发 MEO 轨道通信卫星基于激光的全光学通信解决方案 国际信息系统局将评估相关技术的可行性以及全光学系统的未来应用前景, 以确定激光通信卫星系统如何能够为国防部提供信息服务 激光公司 (Laser Light) 成立于 2012 年, 计划从 2017 年第一季度开始部署 12 颗 MEO 轨道全光学通信卫星星座 届时, 整个系统将实现 4.8Tbit/s 的吞吐量, 单星上下行通信速率均可达到 200Gbit/s 此外, 该系统还将实现与当前地面和海底光纤通信网络的集成 ( 四 ) 军用卫星通信系统耗资巨大军用卫星通信系统在技术方面相比民用和商用更前沿, 卫星的研制费用耗资巨大 据报道, 美国新一代卫星通信系统中,WGS 单颗星成本约 5.1 亿美元,MUOS 单颗星成本约 12.2 亿美元,AEHF 单颗星成本则高达 24.5 亿美元, 三大卫星系统的投入规模高达 259 亿美元 表 9: 美国新一代军用通信卫星的制造成本 卫星系统 卫星质量 组网数量 每颗星成本 ( 亿美元 ) 成本合计 ( 亿美元 ) AEHF 6168kg MUOS 6740kg WGS 5990kg 平均 :12.3 合计 :259 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理 全球覆盖的军用卫星通信系统的高昂成本令多数国家难以接受, 由于其他国家 在卫星制造能力及技术储备方面与美国差距较大, 同类性能卫星的实际制造成本要 比美国更高 因此, 对于多数国家而言, 从性价比角度考虑, 会选择以覆盖本国领 域及周边地区为主的军用卫星通信系统方案, 但对于俄罗斯等军事强国, 建设全球 覆盖的先进军事卫星通信系统仍然是必须的选择 对于中国而言, 由于西方国家在航天技术方面的封锁, 在战争时期难以实现与 西方国家的卫星资源共享, 建设自己的全球覆盖军事卫星通信系统需求迫切 假设 未来十年, 我国军用卫星能力与当前美国水平相当, 军用卫星通信系统的建设规模 达到当前美国规划的一半, 按照与美国同样成本测算, 需要投入的资金规模约 130 亿美元 表 10: 我国航天航空领域重大项目投资情况 重大项目 投入规模 北斗系统 不到 1000 亿 大飞机专项 2000 亿元 发动机专项 预计超过 1000 亿元 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理 在军用卫星通信地面设备制造方面, 主要的应用场景包括车机船载的动中通 侦察卫星的数据中继 低速率的单兵通信装备以及高速率的单兵图传装备等, 未来无人机等装备的大规模列装和使用将大大增加卫星通信地面装备的需求 在民用和商用领域, 通信卫星制造和地面设备制造的收入规模比例约为 1:4 左右, 考虑军用地 20 / 35

21 专题研究 国防军工 面设备的使用寿命较长 终端数量相对较少 但单价较高的特点, 我们保守按照 1:1 的比例进行推算, 未来十年军用卫星通信地面设备制造的投资规模可达 130 亿美元 三 民商用 : 多网融合, 宽带和移动业务是未来方向 ( 一 ) 全球主要的通信卫星资源集中在欧美欧美国家拥有的民商用通信卫星数量占绝对优势 商业化程度高是通信卫星的突出特点 截至 2014 年底, 国外共有 641 颗通信卫星在轨, 其中商用 483 颗, 民用卫星 45 颗, 军用 113 颗 在轨的 528 颗民商用卫星中, 美国数量最多, 共计 253 颗, 欧洲 116 颗, 俄罗斯 29 颗, 日本 13 颗 印度 12 颗 其他国家共计 105 颗 总体来看, GEO 卫星占大多数, 达到 331 颗 ;LEO 卫星 180 颗 图 18: 通信卫星占比情况 ( 按用途 ) 图 19: 民商用通信卫星占比情况 ( 按国家 ) 美国 商用 民用 军用 欧洲俄罗斯日本印度其他国家 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理 数据来源 : 广发证券发展研究中心 2012 年拥有固定通信卫星公司的国家和地区不到 30 个, 在轨运行的固定广播通 信卫星约 288 颗, 欧美公司在全球范围处于垄断地位, 国际通信卫星组织和欧洲 SES 全球公司拥有卫星 117 颗, 占星源约 41%, 已成为两个 巨无霸 表 11:2012 年全球国家和地区固定通信卫星表 ( 单位 : 亿美元 ) 排名 公司名称 地点 租金 占比 星源数量 占比 1 Intelsat 国际通信卫星 卢森堡 % % 2 SES 全球公司 (SES GLOBAL) 卢森堡 % % 3 Eutelsat 欧洲通信卫星有限公司 法国 % % 4 Telesat 公司 加拿大 % % 5 Sky Perfect JSat 公司 日本 % % 6 SingTelOptus 新电信澳都斯公司 澳大利亚 % 5 1.7% 7 Star One 公司 巴西 % 7 2.4% 8 Arabsat 阿拉伯卫星通信公司 沙特阿拉伯 % 5 1.7% 9 Hispsat 公司 西班牙 % 6 2.1% 10 AsiaSat 亚洲卫星公司 香港 % 4 1.4% 11 Thaicom 泰国通信卫星公司 泰国 % 2 0.7% 12 俄罗斯卫通公司 俄罗斯 % % 13 中国卫星通信公司 中国 % % 合计 88.9% 79.5% 数据来源 : 广发证券发展研究中心 21 / 35

22 专题研究 国防军工欧美卫星制造商在商业通信卫星制造市场占绝对优势 2014 年, 共有 14 个国家 地区和组织成功发射了 41 颗民商用通信卫星, 其中, 美国 11 颗, 欧洲 12 颗, 俄罗斯 8 颗, 其他国家共计发射 11 颗 据不完全统计, 在 2014 年签订的静地轨道商业通信卫星订单中, 美国和欧洲的卫星制造商基本处于垄断地位 图 20:2014 年发射民商用通信卫星情况 图 21:2014 年静地轨道民商用通信卫星订单情况 劳拉公司 美国欧洲俄罗斯其他国家 波音公司轨道 - 阿连特道里亚宇航公司空客防务与航天公司泰雷兹 - 阿莱尼亚 三菱电机公司 中国航天科技集团 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理数据来源 : 广发证券发展研究中心表 12: 全球主要通信卫星制造商国家公司名称 美国欧洲俄罗斯 / 德国日本中国印度 劳拉空间系统公司 SS/L 波音公司 Boeing 洛马公司 LM 轨道 - 阿连特技术系统公司 Orbital ATK 鲍尔宇航与技术公司欧洲空客防务与航天公司 泰雷兹 - 阿莱尼亚 卢森堡航天公司道里亚宇航公司日本三菱电机公司航天科技集团公司印度空间研究组织 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 ( 二 ) 卫星电视直播业务占主要份额, 宽带和移动业务快速发展 从卫星应用方面综合来看,2014 年全球卫星通信应用产业的总收入规模超过了 1400 亿美元, 相比于 2009 年的 1106 亿美元, 年复合增速在 5% 左右 其中, 卫星通 信服务业务的营业收入占比超过 80%, 处于主体地位 图 22: 卫星通信应用产业收入规模及占比 ( 十亿美元 ) 图 23: 卫星通信应用产业增速 年 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 86% 85% 84% 83% 82% 81% 80% 14.0% 12.0% 10.0% 8.0% 6.0% 4.0% 2.0% 0.0% 2010 年 2011 年 2012 年 2013 年 2014 年 运营服务地面设备制造运营服务占比 卫星通信应用运营服务地面设备制造 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 22 / 35

23 专题研究 国防军工根据 SIA 统计,2014 年卫星通信服务业实现收入约 1213 亿美元, 增速约为 4%, 具体可分为消费者服务 固定卫星业务 移动卫星业务三大类 其中, 消费者服务行业是卫星通信服务业总体收入中最大的一部分, 占比超过 80%, 固定业务占比在 15% 左右, 移动业务占比相对较小 图 24: 卫星通信服务业务占比 ( 单位 : 亿元 ) 消费者固定业务移动业务数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心 图 25: 卫星通信服务业务增速情况 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 消费者 固定业务 移动业务 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 1. 卫星电视直播业务在全球占主要份额, 但在国内尚未形成规模 消费者服务主要包括卫星电视直播 (DBS/DTH) 卫星音频广播(DARS) 和卫星宽带三部分 其中, 卫星电视直播收入占比在 95% 左右, 卫星音频广播和卫星宽带业务的规模相对较小 图 26: 消费者服务业务占比情况 ( 单位 : 亿元 ) 图 27: 消费者服务业务增速情况 卫星电视音频广播宽带 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 卫星电视直播指利用地球静止卫星上的转发器向地面转播电视广播信号, 供公 众个体或集体接收的广播方式 相比于地面的有线电视, 具有覆盖面积大, 不受复 杂地形影响, 播出质量高, 投资和维护费用低等优点 卫星电视音频广播宽带 据统计, 截止到 2012 年底, 全球电视用户至少有 亿, 卫星电视覆盖 97 个 国家和地区, 卫星直播用户 ( 含政府付费 ) 至少有 2.88 亿, 用户率 25% 左右, 少于 有线电视 2014 年, 卫星电视服务收入为 950 亿美元, 占消费者服务比重高达 95%, 占卫星通信服务业收入比重高达 78%, 其中,42% 的收入来自美国 据统计, 用于 卫星电视直播的卫星转发器数量超过全部 GEO 通信卫星的 2/3 我国的卫星电视直播业务主要由国有企业进行经营, 例如中国卫通公司子公司 中国直播卫星有限公司 目前, 我国的卫星电视直播产业尚未形成规模, 卫星电视 23 / 35

24 专题研究 国防军工直播到户的普及率并不高, 电视用户主要以地面有线电视网为主 为了解决我国电视覆盖率盲区问题, 国家推广 村村通 工程, 但定位于公益平台, 免费接收 总体来讲, 近年来, 卫星电视业务保持稳定的增长 一方面随着支持高清信号转发的卫星的发射, 越来越多的高清频道开始提供优质的用户体检, 增加了收费规模 ; 一方面视频压缩技术飞速发展, 大大节省了传输带宽, 降低了空间运营成本 ; 另外, 随着电子技术的发展, 地面接收终端的价格持续下降 卫星电视在信号覆盖方面具有优势, 随着技术的发展成本和收费标准都将进一步降低, 用户数量有望进一步提升, 整体规模将趋于平稳增长 图 28: 卫星电视直播系统示意图 图 29: 高清电视频道数量增加情况 数据来源 : 百度图片, 广发证券发展研究中心 数据来源 : 美协会发表卫星产业状况报告 2. 卫星数字音频广播在美国打开市场空间 卫星音频广播的优点是覆盖面大 信号稳定, 尤其在汽车高速行驶中也能够提供高品质广播, 保证了节目跨区域连续播放 对于幅员辽阔 地形复杂 人口分布不均匀的国家, 是解决广播覆盖最经济 最有效的手段 国际电联在 S 频段和 L 频段划分了频谱, 专用于卫星音频广播业务 2014 年, 卫星音频广播业务收入 42 亿美元, 近年来维持 10% 左右的增速 目前, 卫星音频广播的主要市场集中在美国, 主要原因一方面是美国的汽车广播文化盛行, SIRIUSXM 接收机已成为多数新车的选配或标配 ; 另一方面是美国的经济和消费水平较强,SIRIUSXM 音频广播公司的月服务费从 9.99 美元起 表 13: 卫星音频广播系统简介系统公司国家系统构成世广卫星广播系统世广美国 3 颗同步卫星, 全球覆盖日韩数字移动多媒体广播系统 SK 日本 韩国一颗 S 频段卫星 ( 已破产 ) 美国卫星音频广播系统 SIRIUS XM 美国 3 颗星, 主要覆盖美洲地区数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 3. 空间段运营是基础, 但经济效益地面段运营更高 卫星固定业务以空间段运营服务为主, 主要包括卫星转发器协议以及管理服务, 增速比较平稳,2014 年实现营业收入规模为 171 亿美元, 增速 4% 24 / 35

25 专题研究 国防军工 图 30: 卫星固定业务收入情况 ( 亿美元 ) 图 31: 三类运营商龙头 2012 年收入情况 ( 亿美元 ) 转发器协议 管理服务 IntelSat DirecTV Comcast 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心整理卫星通信运营商可分为三类 : 第一类是卫星空间段运营商, 如国际通信卫星组织 (IntelSat) 全球通信卫星公司(SES) 等 第二类是空间和地面段结合的运营商, 如美国 DirecTV 公司等 第三类是以地面运营为主的公司, 如康卡斯特 (Comcast) 有线通讯公司 2012 年, 以上三类公司的龙头 IntelSat DirecTV 和 Comcast 公司的营业收入分别为 亿美元 297 亿美元和 626 亿美元 我们可以看到, 虽然空间段运营是基础, 但地面运营的经济效益要更高 近年来, 拥有固定通信卫星国家 ( 地区 ) 在减少, 从 2005 年的 33 个减少为现在的不到 30 个, 主要原因是发射和运营固定卫星的投入和产出比并不高 因此, 后发展国家和地区, 主要采取租用卫星, 重点发展地面业务 我国的通信卫星运营商主要来自国有企业, 包括中国卫通公司 ( 航天科技集团子公司 ), 亚太卫星公司 ( 香港地区, 航天科技集团控股 ), 亚洲卫星公司 ( 中信集团参股 ) 4. 卫星宽带实现全球宽带无缝覆盖, 在航空 船舶等领域拥有巨大商业空间 2014 年, 卫星宽带业务实现营业收入 18 亿美元, 近五年平均增速超过 12% 用 户超过 160 万, 主要集中在美国地区 卫星宽带的优势是覆盖能力强, 在船舶 飞机 等地面网络无法覆盖的区域具有无法替代的作用, 另外在面向偏远地区提供远程医 疗 远程教育等服务方面, 成本大大低于铺设地面光纤网络 表 14: 四代宽带卫星通信系统系统代号 第一代 第二代 第三代 第四代 用户 - 卫星间链路 单向下行 双向上下行 双向上下行 双向上下行 用户 - 卫星线路频段 C/Ku C/Ku Ku/Ka Ku/Ka 卫星天线波束 赋型单波束 赋型单波束 蜂窝状多波束 蜂窝状多波束 卫星天线波束交换 无 无 星上线路交换 ( 或地面交换 ) 星上分组交换 卫星转发器 透明 透明 透明 处理 特点 载荷复杂性低通信容量小时延大 载荷复杂性低通信容量小时延大 载荷复杂性高通信容量大时延大 载荷复杂性高通信容量中等时延小 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 25 / 35

26 专题研究 国防军工 宽带卫星系统共经历了四代产品, 近年来, 随着 Ka 甚至更高频段通信卫星的发 射, 大大提升了卫星通信的带宽能力 全球各大卫星运营商都在密切关注卫星宽带 的巨大市场空间, 加速布局, 致力于提供全球无缝覆盖的宽带接入服务 表 15: 全球宽带卫星通信系统示例 卫星宽带系统 发射时间 卫星运营公司 服务地区 容量 上 / 下行速率 Anik-F Telesat Canada 加拿大 美国 3-4Gbps 0.5/2Mbps IPSTAR Shin Sat 亚太地区 40Gbps 2/4Mbps Wildblue Wild Blue 美国 40Gbps 0.256/1.5Mbps Ka-SAT EUTELSAT 欧洲 70Gbps 用户限速 1/7Mbps ViaSat ViaSat 北美地区 140Gbps 4/10Mbps Hylas Avanti 中东地区和非洲 Jupiter Hughes Net 北美 l00gbps Inmarsat Inmarsat 全球 50Gbps 5/50Mbps O3b 2013 年 O3b 南北纬 45 度间 84Gbps(8 颗 ) 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 ExeDe Internet 是目前全球容量最大的 GEO 宽带卫星通信系统, 其卫星是美国 ViaSat 公司于 2011 年 10 月发射的 ViaSat-1 宽带通信卫星, 容量高达 140Gbps, 拥有 72 个点波束, 用户可以采用很小口径天线或 动中通 天线, 通过 Ka 波段卫星接入 因特网, 下载速度可达 10Mbps, 可容纳 200 万以上用户, 超过目前覆盖北美的双向 Ka C 和 Ku 频段容量之和 ViaSat 公司计划于 2016 年发射容量更大的 ViaSat-2 卫星, 其覆盖范围将达 ViaSat-1 的 7 倍, 带宽经济性将是 ViaSat-1 卫星的 2 倍 欧洲启动 KA-SAT 宽带卫星服务, 可为家庭和商业用户提供不间断宽带数据的产品, 可以实现 10-50Mbps 的传送速度 目前, 卫讯公司的 Exede 空中上网服务已经在捷蓝航空 (JetBlue) 和美联航 (UA) 全面开展, 能够支持每架航班超过 100 台移动设备, 每 个终端的下载速率可达 12Mbps 图 32:ViaSat-1 卫星 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心我国在卫星宽带技术方面与欧美仍有差距, 当前国内卫星宽带业务主要使用全球的商业卫星系统, 例如 Inmarsat Iriduim 和 Global Star 系统等 目前, 我国具有自主知识产权的中星 16 号 Ka 宽带卫星通信系统正在建设之中, 预计 2016 年底发射, 与目前国际先进的卫星相比, 中星 16 号 Ka 宽带卫星的系统容量 区域覆盖等还相对有限, 随后建设的中星 18 号 Ka 宽带卫星将对此进行全面的补充和完善 26 / 35

27 5. 卫星移动业务快速增长, 全面提升卫星应用能力 专题研究 国防军工 卫星移动通信是利用卫星作为中继器, 实现移动用户之间 移动用户和其他用户之间的相互通信 ; 可支持大跨度 远距离漫游和机动灵活的语音 短报文 传真和数据通信业务, 在应急通信 全面覆盖等方面极具优势 2014 年卫星移动业务实现营业收入 33 亿美元, 增速达到 25%, 是卫星通信产业中增速最高的一个版块, 其中语音类收入增速为 19%, 数据类增速为 27% 左右 图 33: 卫星移动业务营业收入情况 ( 亿美元 ) 声音数据数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 图 34: 卫星移动业务营业收入增速情况 30.0% 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% 声音数据卫星移动数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 卫星移动通信系统一般由空间段 ( 通信卫星 ) 地面段( 信关站 网络控制中心 ) 和用户段 ( 车载 船载 机载和手持等各种用户终端 ) 卫星移动通信系统最大优点是用户终端小型化, 增加了便利性, 大大拓展了卫星通信的应用领域, 现在已成为地面蜂窝移动通信网的重要补充 图 35: 卫星移动通信系统示意图 数据来源 : 百度图片, 广发证券发展研究中心 为了实现用户终端的小型化, 对于 GEO 轨道卫星需要大型多波束天线以及高功 率技术, 例如 Inmarsat 和 Thurays 系统 ; 对于 LEO 轨道卫星需要多颗星组网以及复杂 的星间链路设计, 例如 Iriduim 和 Global Star 系统 27 / 35

28 专题研究 国防军工 表 16: 卫星移动通信系统分类星座轨道 特点 典型代表 一般采用同步轨道, 采用大型多波束天线 高功率等技术 Inmarsat GEO 优点是投资少 技术复杂度低, 缺点是传输延时大, 不能实现两极覆盖, Thurays LEO 优点是卫星链路传播损耗小 船舶时延短, 可以实现真正的 Iriduim 全球覆盖 ; 缺点是需要卫星数量较多, 运行管理复杂 Global Star 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 从技术发展角度看, 第一代卫星移动通信系统以 MSAT 为标志, 对应于地面的 模拟蜂窝网, 采用 FDMA 技术 ; 第二代以 Thuraya Iriduim 和 Global Star 为标志, 对 应于地面的 GSM 及 IS-95, 采用 2G 的 MF-TDMA 和 CDMA 技术 ; 第三代以 Inmarsat BGAN 为代表, 采用与地面 3G/B3G 相兼容的技术体制 表 17: 当前主要卫星移动通信系统简介 卫星移动通信系统 所属国家 系统简介 覆盖区域 inmarsat 欧洲 GEO 轨道, 目前 9 颗卫星在轨运行 全球 Iridium 铱星公司 66 颗卫星, 分布在 6 个圆形极地轨道, 轨道高度为 765 km 全球 Global Star 全球星公司 48 颗卫星, 分布在 8 个圆形轨道, 轨道高度约为 1389 km 全球 Thuraya 阿联酋 GEO 轨道,3 颗星 中东地区 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 总体来看, 卫星移动通信系统的容量和传输速度在大幅提升, 虽然经历了 21 世 纪初 Iriduim 和 Global Star 公司连续破产的冲击, 但目前又恢复了勃勃生机, 主要表 现为 :(1) 新一代卫星性能更高, 大大降低了运营成本 ;(2) 随着人们对信息网 络的依赖, 行业和个人需求都在持续增加 ;(3) 军方租用商用卫星移动通信系统的 需求在增加 然而, 当前卫星移动通信的费用依然偏高, 以国内卫星电话市场为例, 终端的价格需要近 元, 国内通话双向收费 1.8 元 / 钟, 远高于地面移动电话价格 表 18: 中国电信部分卫星电话业务与中国移动全球通资费比较 系统 月租 国内 国际漫游 终端价格 ( 元 ) Thuraya 100 元,40 分钟主被叫 1.80 元 / 分钟不区分主被叫 6.8 元 / 分钟 7000 元 Inmarsat 100 元,40 分钟主被叫 1.80 元 / 分钟不区分主被叫 6.8 元 / 分钟 Iiridium 6.4 元 / 分钟不区分主被叫 12 元 / 分钟 7500 中国移动全球通 88 元,350 分钟 0.25 元 / 分钟主叫, 被叫免费 元 / 分钟 4488(iphone6) 数据来源 : 普泰商城, 中国移动官网, 广发证券发展研究中心整理 6. 地面设备制造增速与卫星宽带和卫星移动业务快速增长相吻合卫星通信地面设备可分为网络设备和消费者终端设备两大类 其中, 网络设备主要包括信关站 网络运行中心 (NOC) 卫星新闻采集(SNG) 设备 便携式天线 VSAT 设备等 ; 消费者终端设备主要包括卫星电视 无线电广播与宽带设备, 移动卫星终端等 2014 年卫星通信地面设备制造业营业收入约 272 亿美元, 增速 11.5% 其中, 网 28 / 35

29 专题研究 国防军工 络设备的增速约 5.7%, 消费者终端增速约 14.7% 卫星宽带业务和卫星移动业务的 快速增长, 拉动了相应地面设备销量的增加 图 36: 卫星地面设备制造业务营业收入情况 ( 亿美元 ) 网络设备消费者终端数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 图 37: 卫星通信地面设备制造业务营业收入增速情况 25.0% 20.0% 15.0% 10.0% 5.0% 0.0% -5.0% % -15.0% 网络设备 消费者终端 地面设备制造 数据来源 :SIA, 广发证券发展研究中心整理 ( 三 ) 多网融合, 卫星 + 互联网 打开广阔市场空间随着信息技术的飞速发展, 专网的界限逐渐模糊, 呈现出多网融合的发展趋势 卫星宽带系统和卫星移动通信系统已通过地面关口站, 实现了与地面光纤宽带网络和地面蜂窝移动通信网络的融合, 卫星通信系统已成为天地互联网中的一种必不可少的接入手段 2011 年, 欧洲 Eutelsat 公司运营的 Ka-Sat 卫星宽带系统, 建立了 8 个地面关口站通过因特网干线互联, 打造一条 卫星用户终端 卫星 关口站 因特网 地面用户终端 的信息通路 在国内,2014 年 12 月 17 日, 中国电信协同通信的 4G 移动卫星电话通信网络系统 成功实现了与中国电信公网及全球电话通信网络互联互通 图 38:KA-SAT 卫星地球站配置示例 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心 29 / 35

30 专题研究 国防军工卫星宽带系统和卫星移动系统的界限也越来越模糊 对于卫星移动通信系统, 传统多定位为窄带系统, 采用 L 波段, 如今的新一代系统开始采用 Ka 波段, 向宽带化发展 例如,Inmarsat 于 2013 年 12 月发射首颗 GlobalXpress, 系统现已建成, 总的吞吐率超过 100Gbps, 信息传输速率将达 50Gbps;IridiumNext 作为第二代系统, 采用 Ka 波段, 计划与 2015 年发射首批卫星, 届时 Ka 波段手持终端的数据业务最高速率可达 1.5 Mbps, 便携式 运输式终端速率分别可达 10 Mbps 30 Mbps 对于卫星宽带系统, 随着 VSAT 动中通等技术的发展, 终端也在向小型化发展, 在车辆 船舶 航空方面取得广泛应用 VSAT 系统实现灵活快速组网, 动中通拓展卫星宽带的应用领域 VSAT( 甚小口径卫星终端站 ) 系统由一个主站及众多分散设置在各个用户所在地的远端 VSAT 组成 VSAT 小站的天线口径通常为 m, 具有组网灵活 独立性强 成本低 安装方面等优点, 可直接为用户 家庭 个人安装到户, 提供基本话音 数据和图像传输服务, 成为现代卫星通信的一个重要分支 动中通是 移动中的卫星地面站通信系统 的简称, 通过卫星自动跟踪系统保证天线在系统运动时对卫星的准确指向, 从而解决了移动中的连续通信问题 动中通技术将卫星通信固定业务和移动业务相融合, 极大拓展了卫星宽带系统的应用领域, 在船舶 电视直播 应急通信等领域应用广泛, 成为当前卫星宽带通信领域需求最旺盛的应用领域 图 39:VSAT 系统示意图 图 40: 动中通 数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心数据来源 : 互联网, 广发证券发展研究中心当前, 国内 VSAT 和动中通市场主要被国外公司占领, 例如以色列吉来特 Gilat 美国休斯网络系统公司 美国 idirect 科技公司 美国卫讯公司 Viasat 等 国内企业数量很多, 但大多数更侧重于做天线等关键部件或系统集成, 主要包括中国卫星 中电 54 所 海格通信 华讯方舟等企业 据 卫星与网络 报道,2011 年中国卫星子公司航天恒星成功开发出一套支持大规模组网的双向卫星通信系统 AnovoVSAT 系统, 实现了 VSAT 系统的完全国产化 当前, 国内 VSAT 国产化率仍不足 20%, 主要面向行业用户 我们预计, 未来随着信息安全受到越来越广泛的重视, VSAT 产品的国产化率也将快速提升, 带来广阔的国产化替代空间 互联网企业布局卫星通信全球 WIFI, 打开想象空间 近年来, 美国互联网企业纷纷涌入航天领域, 以谷歌公司为代表的非传统航天企业也把目光锁定在商业卫星服务领域 2014 年, 谷歌公司招募了 O3b 公司前 CTO 30 / 35

31 专题研究 国防军工兰恩 霍兹, 计划投 10 亿美元组建 180 颗卫星网络, 为全球偏远地区的居民提供互联网接入服务 2015 年 6 月, 欧洲空客集团内部人士透露, 将为私营公司 OneWeb 设计并制造约 900 颗小型卫星提供高速互联网接入服务, 该项目成本在 15 亿至 20 亿美元之间, 单颗卫星重量不到 130 千克, 在 2018 年之前计划将有 700 颗卫星被发射 卫星移动通信运营商也在其传统业务的基础上, 提出了卫星链路间接提供 WiFi 服务的产品和服务 阿联酋 Thuraya 提出, 通过 Thuraya XT-Hotspot 产品实现地面有限数量终端的互联网接入 ; 铱星公司在 2014 年推出了 IridiumGo! 产品, 通过卫星连接提供地面热点, 支持 5 个终端接入 ; 全球星公司也适时推出了 Sat-Fi 产品, 可同时支持 8 个终端接入 据国外权威咨询公司北方天空研究所 (NSR) 预测, 到 2020 年, 全球在用的便携式热点终端数量将增至 15 万部 ( 五 ) 我国民用商用卫星通信产业 十三五 迎发展机遇 10 月 29 日, 国家民用空间基础设施中长期发展规划( 年 ) 发布, 明确指出大力发展民商用卫星通信产业 规划指出全面发展卫星固定通信卫星和移动通信卫星系列并加强地面系统建设, 力争在 十三五 期间形成卫星通信广播系统, 并基本形成商业化发展模式, 具备国际服务能力 ; 在 十四五 期间, 业务化 市场化 产业化发展达到国际先进水平 同时, 规划中提到国家将在政策 投资 税收等方面给予全面支持 我们认为, 航天历来是国家意志的体现, 十年规划彰显我国发展民用航天的坚定决心, 卫星通信作为航天应用的重要组成部分, 将有望迎来快速发展期 表 19: 国家民用空间基础设施中长期发展规划( 年 ) 相关内容 项目主要内容现状与形势卫星通信广播各类业务趋于融合并向宽带多媒体方向发展, 下一代移动通信卫星星座正在加紧部署 广电 教育 文化 医疗 通信 交通 外交 应急救灾等领域对卫星通信广播电视应用提出了广覆盖 大容量 高安全的需求 发展目标提出 三步走 规划 :(1) 十二五, 基本形成骨干框架, 建立业务卫星发展模式和服务机制 ;(2) 十三五, 构建形成卫星通信广播系统, 提供连续稳定的业务服务, 商业化发展模式基本形成, 具备国际服务能力 ;(3) 十四五, 建成技术先进 全球覆盖 高效运行的国家民用空间基础设施体系, 业务化 市场化 产业化发展达到国际先进水平, 有效参与国际化发展 构建卫星通 信广播系统 科研任务 发展固定通信广播卫星系列 (1) 固定通信卫星 : 围绕电信 广播电视 海洋 石油等行业需求加快发展, 保持固定通信业务能力持续提升 ;(2) 电视直播卫星 : 为实现广播电视直播到户, 在现有卫星基础上稳步发展 ;(3) 宽带通信卫星 : 为实现远程教育 远程医疗 防灾减灾信息服务 农村农业信息化 国际化发展等双向通信业务, 具备卫星广播影视和数字发行服务能力 发展移动通信广播卫星系列 (1) 移动通信卫星 : 先建设区域移动通信卫星系统, 开展行业和个人的语音 信息服务, 后建设全球移动通信卫星系统, 基本实现全球移动通信覆盖 ;(2) 移动多媒体广播卫星 : 为实现电信 广播电视 交通运输 应急减灾等行业移动多媒体广播 ;(3) 研制数据采集卫星 ( DCSS) 技术验证系统 地面系统建设方面, 更新改造现有地面设施, 同步建设测控站 信关站 上行站 标校场等地面设施 发展高功率 大容量 长寿命先进卫星平台技术, 研制高功率 大天线 多波束 频率复用等先进有效载荷, 全面提升卫星性能, 填补宽带通信 移动多媒体广播等方面的技术空白, 促进宽带通信 移动通信技术升级换代 开展激光通信 量子通信 卫星信息安全抗干扰等先进技术研究与验证 数据来源 : 国家民用空间基础设施中长期发展规划 ( 年 ), 广发证券发展研究中心整理 31 / 35

32 专题研究 国防军工 一带一路 增加卫星通信产业需求, 符合应用化和国际化发展方向 当前, 卫星领域的合作已成为我国的一项重要外交手段 据统计, 截至 2014 年 10 月, 中国已先后与俄罗斯 巴西等 30 个国家和机构签署 87 项双边航天合作协定或协议, 累计实施了 39 次国际商业发射, 发射了 45 颗卫星, 还提供了 10 次国际搭载服务 我国曾先后向委内瑞拉 尼日利亚等国家出口多颗通信卫星 一带一路 战略涉及 60 多个国家和地区, 其中多数国家并不具备通信卫星的研制能力, 却有着旺盛的需求 我们预计 一带一路 战略的实施, 将为我国通信卫星制造和应用领域带来广阔的市场增量空间, 四 卫星通信产业链梳理 卫星通信产业是典型的军民融合产业, 军品和民品的差别并不大 例如美国和 欧洲国家正在通过购买商业通信卫星的服务来弥补自身军用卫星通信系统带宽的不 足 在卫星通信产业, 同样可分为卫星制造 卫星发射 卫星运营 地面设备制造 四个产业链环节 全球卫星通信产业链的上市公司主要涉及卫星制造 空间段运营 地面设备等 各个环节, 有单一业务也有多业务的公司 表 20: 全球卫星通信产业链主要上市公司情况简介 (2014 年 ) 公司 营业收入净利润 ( 百万美元 ) ( 万美元 ) 产业链环节 公司简介 劳拉负责为商业和政府客户设计和制造卫星, 空间系统和空间系统组 -25 卫星制造 (LORL.O) 件 美国航空航天制造商, 通信卫星系统是其主要产品之一 2014 年 洛马 卫星制造 航天系统收入占比 17.7% 泰雷兹阿莱尼亚宇航公司是欧洲最先进最全面的宇航公司, 母公司 THALES 卫星制造 为法国泰雷兹集团和意大利芬梅卡尼卡集团 IntelSat 空间段运营国际通信卫星全球控股公司经营着全球最大的卫星服务业务, 也是服务美国政府和其它军事组织的商业卫星合作方 为亚太地区以至欧 美等地之广播及电讯商提供优质的卫星转发 空间段运营 亚太卫星 器 卫星通信与卫星电视广播服务 2014 年卫星转发器容量及相服务关服务收入占比为 97.28% AsiaSat 空间段运营主要从事提供转发器容量及宽带接入服务, 连接超过 50 个亚太国家服务及地区 ; 接通覆盖超过世界三分之二人口的通讯网络 DirecTV 空间段 / 地面一家世界领先的数位多途径电视娱乐 宽频卫星网路和服务及全球段运营服务性录影和资料广播提供商 Comcast 地面段运营美国一家主要有线电视, 宽带网络及 IP 电话服务供应商及内容供应服务商, 在 2008 年 财富 杂志财富 500 强中排行第 79 Inmarsat 卫星移动通领先的全球移动卫星通信供应商, 通过在 180 个国家运营的 500 多信业务个分销合作伙伴和服务供应商组成全球网络提供服务 Iridium 卫星移动通卫星移动语音数据通讯服务供应商, 通过 66 颗卫星向企业, 美国及信业务海外政府, 非政府机构, 及消费者提供服务 32 / 35

33 ViaSat 卫星运营 地面设备 Gilat 地面设备 数据来源 :Wind, 广发证券发展研究中心整理 专题研究 国防军工公司是高速固定和移动宽带服务 先进的卫星和其他无线网络安全的网络系统 产品和服务的供应商 通过三个细分市场开展业务 : 卫星服务, 商业网络及政府系统 以色列一家以互联网协议 (IP) 为基础的数字卫星通信及网络产品的提供商和服务商, 设计, 生产和销售小孔径终端 (VSAT) 及相关的网络设备, 如功率放大器和天线 在卫星制造方面, 军用通信卫星和民用通信卫星的原理相同, 只是军用通信卫星更注重卫星的可靠性 安全性和抗干扰性设计, 性能往往不需要高于商用通信卫星, 但在应用方面一定是最可靠的系统 国内的通信卫星制造商主要是航天科技集团五院 ( 中国卫星控股股东 ), 研制了国内建国以来的全部 GEO 通信卫星 ; 信威集团提出的卫星移动通信星座发展规划, 并与清华大学共同开发了第一颗灵巧通信试验卫星成功发射 另外, 航天科技集团航天八院 中科院上海微小卫星研究院 中科院长光所均具备卫星研制能力, 未来不排除研制通信卫星的可能 在卫星发射方面, 国内具有卫星发射能力的单位只有航天科技集团一院和八院, 另外, 国际发射业务由航天科技集团长城公司承接 在卫星运营方面, 通信卫星一般分为空间段运营和地面段运营两部分 空间段运营主要是通信卫星转发器租赁业务, 国内主要参与的企业是航天科技集团中国卫通集团有限公司 ( 中国卫通 ), 亚太卫星控股有限公司 ( 香港 ), 亚洲卫星通信有限公司 ( 香港 ) 地面段运营的公司较多, 在卫星电视直播方面, 主要是中国卫通控股子公司中国直播卫星有限公司 ; 卫星宽带方面, 主要是, 主要是中国电信集团卫星通信有限公司 以及众多 VSAT 运营商, 例如中国卫星子公司航天恒星 天宇通信集团 广电通讯网络有限公司 深圳证券通信有限公司等 移动通信方面, 国内还没有本国的卫星移动通信系统, 中国电信集团卫星通信公司是唯一获工信部授权使用 1349 码号运营卫星电话业务的公司, 使用的卫星移动通信系统包括 Global Star inmarsat Iridium 未来信威集团的卫星移动通信星座发展规划若能成功, 则有望成为国内第一家运营卫星移动通信系统的公司 在地面设备方面, 当前国内多数公司产品主要以面向卫星通信固定业务的产品为主, 例如 VSAT 各种动中通 静中通以及天线产品, 例如上市公司中的中国卫星 海格通信 华讯方舟等以 VSAT 动中通 静中通产品为主, 北斗星通子公司华信天线主营天线业务 ; 非上市公司包括中电科 54 所 航天科技集团五院西安分院等公司 在卫星通信移动业务方面, 华力创通与中国电信卫通公司签署 北斗通信业务合作协议, 合作领域包括卫星移动通信, 公司已成功开发出具有自主知识产权的卫星移动通信与北斗卫星导航一体化量产基带处理芯片 HTD1001; 振芯科技已形成卫星通信 器件 - 终端 - 系统 全产业链 33 / 35

34 专题研究 国防军工 表 21: 通信卫星产业链梳理 产业链 国内上市公司 国内非上市公司 国外公司 卫星制造 中国卫星 航天电子 航天五院 航天八院 中科院劳拉 波音 洛马 泰雷兹 - 阿莱尼亚 信威集团上海微小卫星研究院欧洲空客防务与航天公司等 运营服务 空间段运营 亚太卫星 ( 港 ) ASIA SATELLITE( 港 ) 中国卫通 WildBlue,Hughes,TeleSat,SES 等 地面段运营 中国卫星 ( 航天恒星 ) 中国卫通 中国电信卫通公 BSKYB,EchoStar,DirectTV,ASTRO, 司, 众多 VSAT 运营商 skyperfect,wildblue,telesat 等 卫星移动业务 信威集团 ( 潜在 ) 中国电信卫星通信有限公司 Inmarsat Iridium 等 地面设备制造 固定终端 中国卫星 海格通信 中电科 54 所 航天五院西安分华讯方舟 北斗星通 ( 天线 ) 院 南京熊猫集团等 Idirect,ViaSat,Hughes,Gilat 等 移动终端 华力创通 振芯科技 中电科 54 所 星网卫通 海莱中国卫星特 中邮世纪等 Hughes,comsys 等 数据来源 : 广发证券发展研究中心整理 风险提示 1 卫星产业发展受政策影响较大; 2 卫星关键技术攻关难度大, 研制进度具有不确定性 ; 3 卫星产业对可靠性要求高, 有在轨失效的风险 34 / 35

35 专题研究 国防军工 广发军工行业研究小组 真怡 : 赵炳楠 : 首席分析师, 中国航空研究院燃气涡轮研究所工学硕士 西北工业大学工学学士,5 年证券从业经历,2011 年进入广发证券发展研究中心 研究助理, 哈尔滨工业大学学士和硕士,6 年以上军工企业工作经历,1 年以上证券从业经历,2015 年进入广发证券发展研究中心 广发证券 行业投资评级说明 买入 : 预期未来 12 个月内, 股价表现强于大盘 10% 以上 持有 : 预期未来 12 个月内, 股价相对大盘的变动幅度介于 -10%~+10% 卖出 : 预期未来 12 个月内, 股价表现弱于大盘 10% 以上 广发证券 公司投资评级说明 买入 : 预期未来 12 个月内, 股价表现强于大盘 15% 以上 谨慎增持 : 预期未来 12 个月内, 股价表现强于大盘 5%-15% 持有 : 预期未来 12 个月内, 股价相对大盘的变动幅度介于 -5%~+5% 卖出 : 预期未来 12 个月内, 股价表现弱于大盘 5% 以上 Table_Address 联系我们 地址 广州市深圳市北京市上海市 广州市天河北路 183 号 大都会广场 5 楼 深圳市福田区金田路 4018 号安联大厦 15 楼 A 座 北京市西城区月坛北街 2 号 月坛大厦 18 层 上海市浦东新区富城路 99 号 震旦大厦 18 楼 邮政编码 客服邮箱 服务热线 免责声明 gfyf@gf.com.cn 广发证券股份有限公司具备证券投资咨询业务资格 本报告只发送给广发证券重点客户, 不对外公开发布 本报告所载资料的来源及观点的出处皆被广发证券股份有限公司认为可靠, 但广发证券不对其准确性或完整性做出任何保证 报告内容 仅供参考, 报告中的信息或所表达观点不构成所涉证券买卖的出价或询价 广发证券不对因使用本报告的内容而引致的损失承担任何责 任, 除非法律法规有明确规定 客户不应以本报告取代其独立判断或仅根据本报告做出决策 广发证券可发出其它与本报告所载信息不一致及有不同结论的报告 本报告反映研究人员的不同观点 见解及分析方法, 并不代表广发 证券或其附属机构的立场 报告所载资料 意见及推测仅反映研究人员于发出本报告当日的判断, 可随时更改且不予通告 本报告旨在发送给广发证券的特定客户及其它专业人士 未经广发证券事先书面许可, 任何机构或个人不得以任何形式翻版 复制 刊 登 转载和引用, 否则由此造成的一切不良后果及法律责任由私自翻版 复制 刊登 转载和引用者承担 35 / 35