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信关站行业专题研究:低轨星座加速组网,信关站建设蓄势待发

信息技术 2025-06-13 余伟民,王彦龙,赵文通 国泰海通证券 周振
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请务必阅读正文之后的免责条款部分低轨星座加速组网,信关站建设蓄势待发——信关站行业专题研究[table_Authors]余伟民(分析师)王彦龙(分析师)赵文通(分析师)021-38676666021-38676666021-38676666登记编号S0880525040028S0880519100003S0880524030001本报告导读:GW和G60星座组网加速,将持续释放信关站需求,除硬件提供商受益外,卫星测控服务或将迎来快速发展期。投资要点:[Table_Summary]国内低轨卫星星座组网加速,信关站行业将迎来景气度提升,给予行业“增持”评级。天地一体化是6G通信的典型特征,无论是透明转发还是星上再生模式,信关站都承担着数据落地、协议转换和网络管理的核心功能。低轨(LEO)星座因卫星过境速度快、单星覆盖范围小,对信关站的密度和数量提出了远超高轨(GEO)s卫星的要求,构成了本轮需求增长的主力。随着G60和GW两大巨型星座建设加速,2.8万颗低轨卫星的组网计划将释放对地面信关站的庞大需求。信关站建设的节奏和规模将成为衡量星座商用化进程的核心前置指标,其重要性凸显,产业链将充分受益于这一高确定性的增量市场。对标海外成功经验,完善的地面网络是星座商业成功的关键前提。SpaceX的星链计划具备在全球范围内提供高速、低延迟服务的能力,组网进度与其数百个的信关站网络建设同步进行。2025年3月国内G60星座已正式启动首批百套级天线信关站天线系统的招标工作,总金额达数亿元,这标志着我国低轨卫星互联网建设在地面端和空间端共同加速推进,将持续释放空间站需求。成本压力与效率追求催生“地面站即服务”(GSaaS)模式崛起。一个典型的高性能信关站,其单站投资(含土地、基建、天线、射频、基带、光传输及网管软件等)可达数千万甚至上亿元,且后续需要进行持续运维投入。在国内星座运营商普遍面临较大成本压力的背景下,自建并运营信关站网络的可行性较低。参考海外KSAT、Viasat等公司成熟的“地面站即服务”(Ground Station as a Service)模式,即由第三方专业公司投资建设和运营信关站,向多个星座运营商提供共享式测控和数据落地服务将成为有效选项。GSaaS模式不仅能帮助运营商实现轻资产运营,聚焦核心的卫星业务,更能通过提高单站资源利用率,降低全行业的建设成本。投资建议:产业链核心环节深度受益,看好具备一体化交付能力与先发优势的龙头企业。信关站是技术密集型系统工程,我们认为以下几类公司能够受益于本轮产业趋势:1)深度参与GW和G60星座前期论证与标准制定;2)已在招标中获得核心订单;3)具备从核心部件到系统集成一体化交付能力;4)前瞻性布局GSaaS运营服务的公司。这些公司将构筑“技术+客户”护城河,在即将到来的订单释放趋势中持续兑现业绩,同时受益于行业爆发与格局优化的双重红利。相关标的:长江通信、星图测控。风险提示:低轨通信卫星星座发射进展不及预期;国内可复用火箭技术研发进度不及预期;信关站设备交付节奏不及预期。 目录1.以6G为代表的未来通信技术对地面站提出更高要求............................31.1.卫星通信是6G网络的重要组成部分.................................................31.2.信关站是卫星和地面网络之间的连接器............................................41.3.参考星链,地面站建设是通信卫星星座正常运行的前提................62.通信卫星星座组网将加速国内信关站建设节奏......................................72.1.G60和GW星座将包括大量卫星,需要信关站支撑........................72.2.低轨通信卫星星座组网将加速信关站建设........................................83.第三方卫星测控服务市场或将加速发展..................................................84.产业链重点公司梳理................................................................................104.1.信科移动..............................................................................................104.2.长江通信..............................................................................................114.3.星图测控..............................................................................................115.投资建议....................................................................................................126.风险提示....................................................................................................13 请务必阅读正文之后的免责条款部分2of14 请务必阅读正文之后的免责条款部分3of141.以6G为代表的未来通信技术对地面站提出更高要求1.1.卫星通信是6G网络的重要组成部分卫星通信与地面通信一体化发展成为未来移动通信系统演进的主流方向。未来移动通信系统将从业务、体制、频谱、系统等不同层次进行融合,构建天地一体化通信系统,实现全球无缝立体覆盖。天地一体化通信网络是以地面网络为依托、天基网络和空基网络为拓展的立体分层、融合协作的网络。各星座卫星(包括高、中、低轨)、临近空间平台(如热气球、无人机等)和地面节点共同形成多重覆盖,具有典型的异质异构特点。统一的网络架构与接口协议、空口技术和智能管控是天地一体化通信网络的三大特征。1)统一的网络架构与接口协议:在统一的逻辑架构和实现架构下将卫星通信、空间通信和地面通信进行一体化设计,网络功能可柔性分割和智能重构,适应卫星载荷资源有限和业务需求动态变化的特点。2)统一的空口技术:卫星通信和地面通信采用同一框架下的空口传输技术,终端可实现极简极智接入。3)统一的智能管控:通过对系统资源等进行统一的调度和控制,实现网络全局优化和资源绿色集约。图1:天地一体化通信将是以6G为代表的未来通信发展的必经之途数据来源:2024年全球6G大会报告《2024年5G&6G天地一体化技术探索与实践白皮书》卫星通信通过采用卫星系统进行信息传输,实现广域覆盖、远距离传输和全球联通。卫星通信基于卫星平台和通信载荷实现。不同轨道高度的卫星,其相对地球的运行速度不同,通信传播损耗和通信时延也不同,提供差异化的通信服务能力,满足不同应用场景的通信需求。卫星通信先后经历卫星试验、模拟通信、数字通信、宽带卫星通信等四个发展阶段。无论卫星采用转发模式还是星上组网模式,信关站都发挥着重要的中继作用。基于天地一体化网络架构,卫星节点的作用将越发重要。随着3GPPNTN技术的发展,卫星的信号处理能力将逐步提升,将从透明转发向星上组网切换,并与地面基站进行天地一体化组网。 请务必阅读正文之后的免责条款部分4of14数据来源:2024年全球6G大会报告《2024年5G&6G天地一体化技术探索与实践白皮书》3GPPNTN在R17和R18版本中均采用透明转发架构,卫星仅实现射频相关功能,对卫星能力要求低,有利于NTN组网的快速落地。卫星作为终端和NTN网关中间的射频处理单元,实现无线信号的透明转发。信号的基带处理仍然放在地面基站去实现,因此该网络架构对卫星能力载荷和处理能力的要求较低,有利于网络的快速部署。图3:透明转发模式对卫星能力的要求较低数据来源:2024年全球6G大会报告《2024年5G&6G天地一体化技术探索与实践白皮书》3GPP对再生模式网络架构也进行了研究,在未来NTN演进版本中有望实现。除了射频部分,基站的部分或全部功能、核心网的部分网元(例如用户面功能)或者全部功能均可以部署在星上。再生模式下服务链路采用Uu接口,馈电链路根据卫星所具备的功能实现Xn/N1/N2/N3等接口,能够进一步提升卫星网络的能力。图4:星上组网模式对卫星能力的要求则相对较高数据来源:2024年全球6G大会报告《2024年5G&6G天地一体化技术探索与实践白皮书》1.2.信关站是卫星和地面网络之间的连接器信关站是卫星通信系统中的关键基础设施,负责在卫星网络和地面互联网/电信网络之间建立连接。卫星本身主要负责信号的接收、放大和转发。要将 请务必阅读正文之后的免责条款部分5of14卫星承载的信息最终传递给地面用户,或将地面用户的信息通过卫星传递出去,并接入到全球的通信网络中,就需要一个强大而可靠的地面接口。这个接口就是信关站,它是卫星通信系统不可或缺的地面组成部分。从信关站的细分功能来看,主要包括以下几项:1)连接卫星和地面网络,信关站将卫星传输的数据转换为标准互联网协议,并接入全球互联网,比较典型的应用是当用户通过Starlink终端请求访问网站时,信号经卫星传至信关站,再由信关站转发至核心网或IDC。2)频率与协议转换,卫星通信使用Ku或Ka等特殊频段,而地面网络使用光纤或5G,信关站负责两者间的信号转换。3)网络管理与流量调度,信关站可动态分配带宽,优化卫星资源利用率。4)星地协同控制,在星链等低轨卫星星座中,信关站负责卫星轨道调整、星间链路管理及故障监测。信关站典型组成部分包括天线与馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备和电源设备。1)天线与馈线设备(即天馈设备),用于将来自发射机的射频信号变成指向卫星辐射的电磁波,同时接收卫星发来的电磁波,送到接收设备;2)发射设备,用于将已调制的中频信号变换为射频信号,并将功率放大,经馈线送到天线向卫星发射;3)接收设备,用于天线接收收到的来自卫星转发的有用信号,经处理后发送给解调器;4)信道终端设备,在发送端是将用户送来的消息加以处理,变成适合所采用的卫星通信体制要求的信号波形;在接收端则进行与发端相反的处理,使得收到的信号恢复为原来的消息;5)电源,用于提供地球站各部分设备正常运行所需之电能,包括市电、发电机或蓄电池等。图5:典型信关站系统结构示意图数据来源:南邮本科招生公众号不同轨道高度的卫星星座对信关站的性能要求存在差异,低轨通信卫星和中轨遥感卫星星座的加速组网将释放大量信关站需求。其中GEO星座的跟踪要求较低且距离较远,对于信关站的需求数量较低;而LEO和MEO星座卫星移动速度较快,跟踪要求较高,需要布设大量信关站以实现全球覆盖。表1:以通信星座为代表的LEO星座对信关站的需求量更大GEOMEOLEO200-12001200-3600036000大中小覆盖全球所需卫星数量(颗)36数百23h56m4s12h1h30m覆盖全球所需信关站数量(座)3-510-20超100个数据来源:中兴官网、NASA官网、ESA官网、北斗官网、国泰海通证券研究 请务必阅读正文之后的免责条款部分6of141.3.参考星链,地面站建设是通信卫星星座正常运行的前提星链系统的地面段由信关站和用户套件组成。星链的信关站采用Ka频段,每个信关站最大卫星连接数量为8颗。用户天线通过星链卫星连接,并由卫星将用户连接到附近的网关。因此在星间链路服务启用之前,星链网络的服务范围主要集中在信关站附近的区域,客户需要在其位置的500