卫星通信行业发展现状及行业发展趋势分析
1、卫星通信行业发展概况
卫星通信是利用卫星中的转发器作为中继站，通过反射或转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间的通信。卫星通信是现代通信技术与航天技术的结合，并用计算机对其进行控制的先进通信方式，是目前卫星技术最具产业化的应用方向，构成了卫星产业的最主要组成部分。
在卫星通信系统中，卫星运行的轨道分为低轨、中轨和静止轨道三类。低轨卫星的轨道高度范围为500-1,500km，中轨卫星的轨道高度为10,000-20,000km，静止轨道卫星的轨道高度为35,786km。由于静止轨道卫星相对地面静止，且覆盖区大，三颗经度差约120°的卫星能够覆盖除南、北极以外的全球范围，因此目前卫星通信系统大多采用静止轨道卫星。另外卫星通信系统也可采用低轨或中轨等非静止轨道卫星，但由于非静止轨道卫星与地球上的观察点有相对运动，为了保证对全球或特定地区的连续覆盖，以支持服务区内用户的实时通信，需要用多颗卫星组成特定的星座，比如铱星公司（IridiumCommunicationsInc）建设的由66颗高度785km卫星组成的铱星系统和全球星公司（GlobalstarInc）建设的由48颗高度1,414km卫星组成的全球星系统。
卫星通信系统是以空间轨道中运行的卫星作为核心设施的通信系统，属于空间基础设施。卫星通信系统的核心是卫星空间段，主要包括空间轨道中运行的通信卫星，以及对卫星进行跟踪、遥测及指令的地面测控和监测系统。卫星地面段以用户主站为主体，包括用户终端、用户终端与用户主站连接的“陆地链路”以及用户主站与“陆地链路”相匹配的接口。
卫星通信业界常将特高频以上频段大致划分为L（1-2GHz）、S（2-4GHz）、C（4-7GHz）、X（7-12GHz）、Ku（12-18GHz）、Ka（20-40GHz）等频段，其中低于2.5GHz的L和S频段主要用于卫星移动通信、卫星无线电测定、卫星测控链路等应用；C和Ku频段主要用于卫星固定业务通信且已近饱和，Ka频段正在被大量投入使用。为了满足日益增加的频率轨道资源需求，目前行业已着手开发Q（36-46GHz）、V（46-56GHz）等更高的频段资源。
利用卫星通信系统进行通信时，在发射地球站，用户发出的基带信号经过卫星通信设备处理后变为射频信号（使用上行频率）后发送到卫星。卫星作为空中的一个中继站，由卫星转发器对卫星天线接收到的射频信号进行低噪声放大、变频、功率放大后通过卫星天线发射到地面。在接收地球站，卫星发出的射频信号（使用下行频率）被接收，并经过处理后变为基带信号。
卫星通信具有抗毁性强、覆盖范围广、通信距离远、部署快速灵活、通信频带宽、传输容量大、性能稳定可靠、不受地形和地域限制等优点，可以实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖。因此对于广大低业务密度地区来说，使用卫星通信系统比建设地面通信网更经济。同时对于某些类型的业务和应用场合，卫星通信系统具有一定的优势，如视频广播、互联网接入、国际（越洋）通信等。
目前，卫星通信系统已经成为世界电信结构中的重要部分，为世界各国提供电话、数据和视频务。卫星通信技术在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用，尤其适用于边远地区、农村、山区、海岛、灾区以及远洋舰队和远航飞机等陆地通信不易覆盖的地区。
2、通信卫星运营行业发展概况
通信卫星运营行业是卫星通信行业的细分行业，也是卫星服务业的组成部分。通信卫星运营商通过运营管理通信卫星，为用户提供广播电视、通信、视频、数据等传输服务。
通信卫星是国家民用空间基础设施中重要组成部分，卫星通信是国家战略性新兴产业。根据国务院《“宽带中国”战略及实施方案》和发展改革委、财政部、国防科工局《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025年）》，通信卫星作为国家民用空间基础设施中重要组成部分，对于“宽带中国”战略以及全球化战略的实施具有至关重要的作用，是构建我国完整通信网络的重要组成部分，卫星通信是国家战略性新兴产业。
卫星通信、地面通信（光纤、5G）等均是不同的通信方式，共同满足各类用户之间的信息交流与传递，为用户提供差异化的应用服务，在不同应用场景下发挥不同的作用，相互之间各有特点、优势互补，不是完全替代关系。3GPP等国际组织正在制定卫星通信与5G的接入标准，将卫星通信作为5G网络拓展的重要手段和有机组成部分，满足用户无处不在的多种业务需求，拓展卫星通信的服务范围。随着人们对信息通信的依赖度逐渐提高，卫星通信泛在化的特性愈发凸显，对于构建全球无缝覆盖的一体化综合通信网具有重要作用。未来的6G通信网络，将在5G的基础上，进一步融合卫星通信，为人们提供真正无处不在的、全球性的移动宽带网络覆盖。
通信卫星运营行业是资本密集型行业，形成规模经济的资本投入巨大且边际使用成本较低。因此，通常一个通信卫星系统由一家运营商提供服务，有利于对系统内各地区提供更低廉更优质的服务，有助于建立跨国公司或行业的远程专用网，同时也有利于个人用户享受卫星通信服务。
《SATELLITECOMMUNICATIONS&BROADCASTINGMARKETSSURVEY》，截至2017年底，全球共有40余家主要的固定通信卫星运营商，卫星转发器带宽容量为902GHz，使用容量为458GHz，使用率为50.76%，为42,000余个广播电视频道提供传输服务，2017年总收入为115亿美元。2007年-2014年，全球固定通信卫星运营行业总收入由89亿美元增长至123亿美元；但由于在拉丁美洲、撒哈拉以南非洲等部分市场中，行业新竞争者逐渐进入、原有经营者区域性扩张以及价格竞争加大，导致2015年、2016年行业总收入有所下降。随着运营商对于竞争环境的不断适应，固定通信卫星运营行业逐渐好转，2017年行业总收入有所回升，未来行业主要的发展方向是通过更大的有效载荷、更低的发射成本和其他技术创新实现单位服务成本的降低，也将带动卫星转发器使用量的增加。据Euroconsult预测，到2022年，全球卫星转发器出租容量预计能达到969.8GHz，较2017年增长111.84%，年均复合增长率16.20%。
3、通信卫星运营行业发展趋势
（1）高清节目上星仍是行业增长的主要动力
随着广播电视数字化的发展，人们越来越关注电视图像的质量。由于高清节目制作能力的提升以及高清电视的广泛普及，高清节目已经成为广播电视行业的发展方向，电视图像清晰度逐渐从标清向高清、超高清（4K分辨率）发展，同时3D电视频道也已经进入实际运作阶段，广播电视台对于广播电视节目卫星传输的带宽需求不断增加。根据Euroconsult统计，截至2017年末，全球共有8,996个高清频道由卫星播出，较2016年末的8,031个高清频道增长12.02%。同时越来越多的运营商已开始播出超高清/3D节目，截至2017年末，全球共有84个超高清/3D频道由卫星播出，较2016年末的65个超高清/3D频道增长29.23%。2015年12月，广电总局科技司司长在《广电“十三五”科技发展规划总体思路》中指出，“十三五”期间将大幅增强广电融合媒体制播能力，全国省级以上广播电视台基本建立全台网，播出频道实现全高清化；中央电视台及有条件的省级电视台开播4K超高清试验频道；全国地市级以上广播电视台全部实现数字化网络化制播，较发达的地市级电视台播出频道实现全高清化，其余地市级电视台实现主要频道高清化。
随着我国居民人均可支配收入增加，居民对物质文化生活的要求不断提高，对于广播电视节目的内容质量和观看清晰度有了更高的要求，使得广播电视节目的播出逐渐从标清向高清转移，高清用户规模不断扩大，高清节目上星需求增加。另外为保障广播电视节目安全播出，防止广播电视节目主信号源突发故障导致信号传输中断，2016年广电总局决定上星高清节目使用中星9号卫星作为备份节目源，开启了高清备份工作。
根据工信部、国家广播电视总局、中央广播电视总台印发的《超高清视频产业发展行动计划（2019-2022年）》，到2020年，中央广播电视总台和有条件的地方电视台开办4K频道，不少于5个省市的有线电视网络和IPTV平台开展4K直播频道传输业务和点播业务，实现超高清节目制作能力超过1万小时/年；4K超高清视频用户数达1亿；在文教娱乐、安防监控、医疗健康、智能交通、工业制造等领域开展基于超高清视频的应用示范。
随着高清节目商业运作模式的更加成熟以及用户对于高清节目认可度和使用率的提升，未来将会有更多的高清节目产生上星和备份需求。同时高清特别是超高清节目对于卫星通信容量需求更大，将成为通信卫星运营行业增长的主要动力。
（2）高通量卫星的应用推广将成为行业增长的爆发点
高通量卫星，也称高吞吐量通信卫星，目前主要使用Ka频段。相对于传统的通信卫星而言，高通量卫星主要技术特征包括多点波束、频率复用、高波束增益等。
多点波束：使用大量的点波束实现广域范围覆盖，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。频率复用：将带宽分为多个子波段，基于多点波束技术，使得大量不相邻的点波束之间可以使用相同频率，显著增加了频率利用率和卫星通信容量。高增益波束：采用多波束技术和频率复用技术增大通信容量，为了提高频谱资源复用率，希望波束数量尽量多而波束宽度尽量小，因此高增益窄波束成为未来通信卫星的发展趋势，高增益天线技术可以提高卫星G/T值，并简化了地面终端设备，使其小型化。
高通量卫星的技术特点使其具有更大的通信容量、更低的单位带宽成本以及更加灵活的终端设备，不仅可以胜任传统的通信卫星应用领域，而且将有效推动基于卫星通信的互联网应用，为包括城乡结合地区、农村地区、偏远地区在内的电信基础设施欠发达地区提供宽带网络接入能力。高通量卫星的自身特点使其收入结构不同于传统通信卫星，市场应用将更为侧重流量数据通信端，宽带接入、船载、机载、车载通信有望成为主要的应用领域。
1）卫星宽带业务
综合考虑各种网络建设成本，由于偏远地区地面网络铺设成本较高，相比而言，高通量卫星在偏远地区的网络建设成本较低，且能提供10Mbps以上的优质网速。由于偏远地区宽带覆盖率仍不能满足用户需求，卫星宽带业务具备较大的市场空间。
同时，对于户外赛事、大型活动现场等暂时性宽带需求场景，架设有线宽带利用率低，卫星宽带业务可通过提供短期服务的方式满足此类场景的宽带需求。随着文化体育产业的发展，此类场景需求将不断增加，为卫星宽带业务提供了新的业务机会。
2）船载、机载、车载通信业务
对于船载、机载、车载等移动体通信业务，由于部分地区不在通信基站覆盖范围内，卫星通信是唯一或最经济的通信解决方式。
根据Euroconsult数据，截至2016年底，全球海洋卫星通信总带宽仅有66Gbps，而目前海洋船舶及钻井平台共计70万条，每条船的平均带宽不足100K。高通量卫星的发展有利于提高海洋通信能力，以更好地服务和助推海洋经济的发展。
根据国家统计局数据，截至2017年底，我国民用飞机架数为5,593架，同时，2017年我国民航旅客周转量为9,513.04亿人公里，同比增长13.55%。而我国机载通信业务仍处于起步阶段，普及率远低于北美、中东及欧洲地区航空公司。高通量卫星的大容量带宽、抗干扰性强及终端易于安装满足机载通信的要求，两者的业务发展相互促进，将不断提升机载通信的普及程度。
根据国家统计局数据，2017年末我国高铁营业里程25,200公里，高铁旅客周转量达到5,876亿人公里，占铁路旅客周转量达到43.67%，未来仍有较大提升空间。由于高铁途经地区通信基站密度较低，且需在各个基站间进行信号切换，地面通信信号不稳定。高通量卫星更稳定的通信信号和更大的覆盖范围能够为高铁旅客提供更优质的通信服务，有利于满足车载通信的特定需求。