卫星2.0：直接进入设备

2022年3月 GSMA是一个全球性组织，致力于统一移动生态系统，以发现、开发和交付支撑积极商业环境和社会变革的基础创新。我们的愿景是释放连接的全部力量，使人们、产业和社会蓬勃发展。GSMA代表移动生态系统中的移动运营商和组织以及相关行业，为其成员通过三大支柱提供服务：善用连接、行业服务与解决方案，以及拓展业务。这项活动包括推进政策、应对当今最大的社会挑战、支撑使移动设备得以运行的技术和互操作性，并通过MWC和M360系列活动，为全球移动生态系统提供最大的集会平台。 SMA智能是全球移动的权威来源G运营商数据、分析与预测，以及权威行业报告和研究的出版商。我们的数据涵盖了全球每个国家的所有运营商集团、网络和MVNO——从阿富汗到津巴布韦。它是目前最准确和最完整的行业指标集合，包含数千万个独立数据点，每日更新。 gsma Intelligence被领先运营商、供应商、监管机构、金融机构和第三方行业参与者所信赖，以支持战略决策和长期投资规划。这些数据被用作行业参考点，并经常被媒体和行业自身引用。 我们邀请您访问gsma.com了解更多信息 您团队的分析师和专家定期产出思想-O 领先的各行业领域研究报告。 关注GSMA的推特：@GSMA ww.gsmaintelligence.com w gsmaintelligence.com @GSMAi 2022年3月发布 蒂姆·哈特，研究与咨询负责人作者 © 2022 – GSMA Intelligence 内容 执行摘要...........................................................................................................4 1. 进一步努力缩小覆盖差距...................................................................6 2. 技术商店：D2D如何工作........................................................................................11 3. 它能值多少钱？.....................................................................................14 4. 满足MNO和MVNO的需求.............................................................21 5. 前景、监管影响和开放性问题 .............................................23 执行摘要 电信卫星合作正在蓬勃发展，非地面网络（NTN）技术和部署经济因此取得了重大创新突破。尽管地面网络覆盖率有所提升，但世界上很大一部分人口仍然无法获得移动和互联网接入服务。将未覆盖网络范围的人群与处于网络“边缘”（接收有限或微弱信号）的人群结合起来，共计5.7亿人，占成年人口的8.7%。同样，来自汽车、制造等多个行业的许多企业也仍然无法获得移动和互联网接入服务。由于地理方面的挑战，在传统移动网络经济学的根本限制下，向这些人和企业提供服务受到限制，因此需要采取其他方式。 本报告的重点是直连设备（D2D）卫星技术，旨在帮助电信运营商打破覆盖障碍。与其他卫星服务相比，D2D提供了以下变化： • 与需要碟状或其他大型接收设备的地球静止轨道（GEO）和低地球轨道（LEO）星座（例如Starlink、OneWeb和亚马逊的Kuiper）相比，主要区别在于连接可直接提供到某人的手机或任何标准移动设备。这使得人们在使用服务时可以保持“移动”状态，在某些情况下，终端用户可能无缝连接到卫星，甚至没有意识到他们是通过太空连接的。 • D2D还能通过消除与基站部署、网络集成以及大多数其他卫星服务所需接收设备（碟状物）相关的成本，从而提高移动运营商的成本和运营效率；此外，D2D还能促进服务覆盖范围扩展的更快上市时间。 D2D 并非新概念。然而，随着 3GPP 发布融入了 NTN 集成的 5G 新空口（NR）标准，发生了重要变化。这意味着，在有商业合作伙伴关系的地方，标准智能手机和物联网设备在地面连接范围外，将能够无缝连接到传统蜂窝基站和卫星系统（实际上相当于“卫星基站”）。这显著增加了移动运营商的可触达受众。D2D 可能提供 3G 级别的速度（大约 3-5 Mbps），尽管在经济效益和技术提供合适组合的情况下，速度可能会略高一些。 D2D卫星为移动运营商提供了接入新客户群段的机会，并能够在地面信号覆盖范围之外为现有客户提供连接能力。在大多数情况下，商业模式将是一种批发合作。我们的模型表明，总增量消费者群体占到2035年，连接性收入机会将超过300亿美元。其中近三分之二（200亿美元），企业物联网 1占三分之一（100亿美元），政府应用占剩余部分（20亿美元）。为了便于理解，卫星赋能市场的总收入相当于电信行业总收入的3%，其中大部分将是增量（即额外）。如果考虑物联网连接在全球价值约为450亿美元，那么物联网连接性收入（到2035年）对D2D卫星来说具有近25%的提升潜力。 频谱考量是，并将持续是，卫星组需要应对的主要监管问题。然而，鉴于itu分配和上述nr标准变更，该前景在本例中是积极的，因为规模经济和扩展连接到更广泛的人群和企业的明确好处可能促使更多国家加入。当前的d2d技术不依赖于重复使用地面频谱（尽管一些公司计划这样做），这种做法会带来风险和重大的运营复杂性，需要避免干扰。商业试验中的实地验证点将很重要，运营商希望使用扩展覆盖范围作为竞争优势时，也需要仔细考虑的营销策略。此外，还可能存在竞争性挑战，因为该服务在2025年之前不太可能广泛提供，而一些卫星星座可能会更早上线，以寻求相同（或至少是其中一部分）的收入。最后，潜在的合作伙伴需要将ntn纳入漫游系统和计费软件的规划中——尽管该领域已经取得了效率改进，但仍需要严谨的细节。但总体而言，d2d是一项有趣的策略，鉴于其在扩展覆盖范围和收入来源方面的明显和规模化效益，值得考虑。 1. 进一步缩小覆盖差距 术语前言 非地面网络（NTN）是指根据系统不同，在地球上方不同高度运行的通信网络。虽然卫星网络构成了其中大部分，但高空平台站（HAPS）和气球等其他类型也存在。特定非地面网络的底层技术、成熟度、部署模式和商业时间表会有所不同。 卫星作为一种补充手段，用于连接未连接的 population 和 businesses 的日益增长的吸引力是务实的。过去 10年移动网络的扩张是广泛的。2014 年，3G 网络 reached 77% 的全球 population，而 LTE 当时仍然处于相对infancy 状态，covered 40%（当然，5G 当时还不存在）。这些数字的地区差异很明显，撒哈拉以南非洲（分别为 50% 和 8%）、印度（56% 和 22%）以及大片的东南亚地区的覆盖水平远低于美国或欧洲。由于 competing carriers 之间的网络共享以及塔架资产 offloads 给能够通过在一个基站 mast 上 hosting 多个 operator tenants 来提高运营效率的第三方（主要是塔架公司）而改善了经济状况，从而缩小了 Coverage gaps 扩张到低密度地区的风险。 然而，即使现在80%的成年人拥有活跃的手机，仍然存在顽固的差距： • 13亿人没有手机。 • 全球成年人口中只有60%在积极使用互联网。 • 对于非互联网人群，大多数人受价格限制，并在一定程度上受识字率和相关性的限制。这被称为“使用差距”，是阻碍社会流动性的主要障碍。 • 有超过3亿成年人持续处于覆盖范围之外，即生活在3G、4G或5G网络覆盖范围之外（即无法接入移动宽带）。2这从2018年的约5.5亿下降，但由于经济挑战（如下文所述），进一步的改善将更加困难。考虑到处于覆盖“边缘”的人群——那些技术上在范围内但信号有限或非常弱的人——‘有效覆盖差距’扩大到5.7亿成年人。 当考虑到3亿人占没有手机成年人口的25%时，最后一点很重要。当然，随着地面网络的扩展，这个覆盖差距已经缩小了；但这不太可能再显著减少。主要原因是因为尚未被移动网络覆盖的人群通常居住在农村和偏远地区，人口密度低，网络经济条件因此非常不利，即使使用小型蜂窝和现有的回传解决方案也是如此。还存在着服务那些穿越国家中无网络覆盖地区人群的挑战，例如山区和山谷。结合公共信息和我们的模型估计，农村地区的电信运营商回传成本会随着距离不成比例地上升，这使得光纤、以太网甚至微波——移动回传的主要方式——变得非常昂贵。这些成本在城市或郊区环境中可能高达5-10倍。 对于接触企业而言，无论是其在单一地点（例如工厂）开展运营，还是其资产具有流动性（例如运输公司或车载连接集成商），情况也是如此。平均而言，20-30%的企业会考虑使用卫星连接来服务其部分运营（参见图2）。尽管这基于调查数据并不完美，但显而易见存在一种上升趋势，反映了卫星接入成本的下降，以及工业环境中更容易的上线路径。 即使到2025年，由于覆盖范围不足，世界上一大部分人口仍然无法获得现代通信和互联网服务。我们通过表1展示了按地区划分的这种情况。到2025年，仍有2.43亿人生活在移动信号覆盖范围之外，这比2021年的3亿人下降了20%。以成年人口比例表示，到2025年覆盖范围不足将达到3.6%（0.24亿 / 6.8亿），略低于目前的4.6%。然而，偏远地区的经济限制意味着到2030年，这一数字只会再下降7%，降至大约2.3亿人。实际上，由于那些技术上处于覆盖范围内但信号不稳定或不可靠的人群，以及那些穿越无信号区域的人群，真正的差距更大——我们将这部分人群称为处于“覆盖边缘”。当与完全超出覆盖范围的人群结合时，2025年的有效覆盖范围不足将达到人口总数的7.7%，即5.2亿人。这一比例在渗透率不足的地区更高，其中撒哈拉以南非洲受影响最大，达到人口总数的12.1%。 注意：表格显示2025年的预测来源：GSMA Intelligence 电信运营商和卫星网络运营商之间的实用型合作旨在通过空中“延伸”来弥补这一差距。来自 SpaceX、OneWeb、Telesat 和亚马逊的 Kuiper 计划的 LEO 星座的动力浪潮已基本确立。在获得监管批准（尤其是联邦通信委员会的批准）和进行预商业化试验后，服务可用性计划于晚些时候开始上线。雷达：连接性从2022年，我们广泛地讨论了新的近地轨道模型，最近一次是在天空. 然而，卫星通信产业并非单一。本报告的重点是一种不同的新兴卫星技术，即点对设备（D2D）技术。与其他卫星服务相比，D2D提供了以下变化： • 与上述公司的主要区别在于，连接直接提供到某人的手机或任何标准移动设备，无需碟形天线或其他接收设备。• 这为移动运营商提供了成本和运营效率，通过减少或消除部署和运营偏远蜂窝站点的需求，并避免卫星回传设备的安装和运营成本。它还加快了扩展服务覆盖范围的时间。• 如果这些节省传递给消费者，服务成本也可能低于其他情况。在同等条件下，这可以帮助那些因可负担性也是障碍而缺乏网络接入的消费者，并加速消费者和企业连接鸿沟和数字鸿沟的缩小。 • 最后，在某些国家，电信运营商面临的可能协助普遍服务基金（USF）存在一个监管维度——这是一种昂贵且低效的税收收入使用方式。与D2D卫星合作，将覆盖范围扩展到实质上100%的人口和地理区域，可以合理地提供一种论点，以减轻或可能免除USF征收。 为了支持战略理由和部署方案，我们在消费者和企业/物联网领域对区域级别的可获取收入机会进行了建模（参见第3章）。大部分可获取收入是增量收入，这结合了成本效率，使得D2D成为电信公司寻求向新用户扩张的潜在吸