卫星互联网真能替代5G？

本文源自微信公众号“EBSCN通信研究”。事件快科技报道，4月23日马斯克旗下的Space X成功将第七批60颗星联(Starlink)卫星发射升空之后，SpaceX入轨卫星总数已达到422颗，而且马斯克的卫星互联网宽带也有了最新动态。日前，马斯克在其推特上发布消息表示，Starlink卫星宽带私下测试将会大约在3个月后进行，而美国宽带服务不佳的地区的消费者最早可能在8月份就能第一次尝试SpaceX的Starlink卫星宽带服务。公测将会在大约6个月内进行，在私下测试之后进行。点评针对此次事件，诸如“颠覆5G的不是6G，而是卫星互联网”之类话题在网络迅速发酵，卫星互联网真能替代5G?首先区分5G和卫星通信的通信链路区别如果用户需要通过卫星互联网访问一个网站，数据的传输过程是：数据中心->核心网->地面站->发射到地面站上空的通信卫星->星间传输->到达用户上空的通信卫星->接收终端(接收天线可装在车/飞机/轮船上)->wifi信号到手机。很多人不理解为何卫星要通过信关站访问数据中心——因为数据中心无法建在太空中。而5G的通信过程是这样：数据中心->核心汇聚接入->基站AAU->手机。由上可见，卫星互联网并非手机wifi直连卫星，因此你需要购买一个接收终端或者带此功能的特斯拉汽车。5G重要特性是高可靠低延时，卫星通信无法做到高可靠、低延时是5G网络的重要特性，在此1ms低时延的基础上才有工业互联网、远程医疗、无人驾驶等高可靠级别应用场景。卫星互联网的低轨道卫星，以Starlink为例，轨道高度550公里，地->空->地所需传输时间为550*2/光速，约为3.6ms，这个延时是人类无法解决的，如果加上服务器/卫星转发延时，则延迟更高。在 SpaceX 早期公布 Starlink 计划时曾提出网络延迟大概在 20ms-35ms 之间，这个延时接近现有4G网络(10~20ms)，可实现实时通信和网络游戏等场景，但无法替代5G。可靠性方面，Ku/Ka等卫星通信波段存在雨衰问题，简单说，就是如果用它辅助汽车驾驶，阴雨天可能会有风险。卫星互联网无法提供5G巨大带宽整个StarLink前期的3200颗卫星将能够达到64Tbps带宽，单星带宽20Gbps。2019年底我国拥有4G基站544万个，如果仅以单站1Gbps测算，总带宽5440Tbps，StarLink前期的带宽实际上连我国4G网络都替代不了。5G基站目前接入层以50G组环为主，单基站(3个AAU)上下行总带宽150Gbps，未来前传带宽可高达数百G至Tbps。若以单站150Gbps测算，2020年底我国预计建成超66万个5G基站，总带宽达99000Tbps。卫星通信终端天线体积仍存瓶颈，2B用户仍为主流虽然半导体、射频等技术快速发展，天线更加小型化，由于卫星信号较弱，接收终端体积仍较大。文章前面提到，如果个人用户平时需要用手机上卫星互联网，需要购买一个接收终端(按SpaceX说法，接收终端约披萨盒大小)，或者带有该接收功能的特斯拉汽车。为了让用户使用到卫星互联网，SpaceX计划建造100万个地面天线，以实现用户手机与卫星之间连接。(这相当于又建了一遍地面基站，可以理解为starlink替代的不是基站，而是光纤)。卫星通信优势在海洋、沙漠等偏远地区，与地面通信网络(2/3/4/5G)形成互补我国地面通信系统已非常发达，约30%的面积有地面基站信号，还有70%的面积，例如海洋、部分高原、无人区都没有信号。我国2018年启动低轨道小卫星部署——虹云工程我国正在部署S/L/Ka/Ku等不同波段、高中低轨道、不同类别的通信卫星，以满足不同类别的空间通信互联需求。天通一号：01星已于2016年8月6日发射，S波段，满足移动通信、应急通信、低带宽应用：车船载、应急救灾、科考勘探、军用通信等领域，语音，文字、普通清晰度视频等低带宽应用。中星16号：已于2017年4月12日发射，Ka波段，宽带通信：宽带接入服务、企业联网、移动运营商的基站中继和应急备份、机载车载船载“动中通”通信，4K/高清视频采集和分发、区域性卫星电视直播等。虹云工程：作为中国航天科工五大商业航天工程之一，计划发射156颗卫星，它们在距离地面1000公里的轨道上组网运行，致力于构建一个星载宽带全球移动互联网络。虹云工程定位的用户群体主要是集群的用户群体，包括飞机、轮船、客货车辆、野外场区、作业团队以及一些偏远地区的村庄、岛屿等。无人机、无人驾驶行业等，都是虹云工程未来可能服务的行业。2019年11月22日，据央视新闻报道，中国首个天基互联网系统“虹云工程”将于2020年投入示范应用。投资建议卫星通信所面临市场仅为行业特定用户，目前二级市场仍为主题性投资，相关上市公司估值过高或业务相关性较低，主题性投资关注：中国卫通(中星6C、亚太6C、中星16等卫星运营商)、华力创通(天通一号基带/终端提供商)、海能达(子公司诺赛特有卫星通信设备产品)。风险提示：个股估值较高风险、行业实际落地低于预期风险(编辑：宇硕)