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国外典型卫星互联网建设运营模式研究

来源:卫星应用 作者:刘畅,夏禹,崔彪
发布于:2021-02-25 共6937字

  摘要:2020年,国家首次将卫星互联网建设纳入新基建范畴,国内卫星互联网建设成为新的投资机遇。本文通过梳理卫星互联网的类型,从战略定位、建设运营模式、融资模式和盈利状况等方面分析国外典型卫星互联网星座的建设运营特点,并总结国外星座的建设和融资经验,以期为我国卫星互联网建设运营提供借鉴。

  关键词:卫星互联网; 新基建; 运营模式; 发展建议;

  一、引言

  近年来,卫星设计和研制模式的创新发展,为低成本、高性价比的卫星宽带通信提供了可行的商业化解决方案。国际主要卫星产业巨头都在大规模投资建设卫星互联网,竞相抢占卫星网络空间入口,争夺空间战略资源。我国也高度关注卫星互联网发展,先后提出了"鸿雁"、"虹云"、"行云"等低轨通信卫星星座计划,并在此基础上统筹谋划后续工程建设。可以说,以卫星互联网建设推动航天产业发展,填补我国低轨全球通信网络系统空白,形成自主安全的全球卫星通信保障能力,对我国的国家安全和经济发展具有重要的战略意义。

卫星通信

  卫星互联网是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络,按照卫星部署的轨道高度,可以分为低轨、中轨、高轨三类。目前,高轨和中轨卫星互联网在国际上都有较为成熟的运营案例,低轨卫星互联网已成为较为热门的发展方向(表1)。

  表1 不同轨道高度的卫星互联网

  二、国外典型卫星互联网建设运营模式研究

  从全球卫星互联网发展现状来看,高轨和中轨宽带互联网已经形成了较为成熟的模式,并进入盈利阶段;低轨宽带互联网仍处在各家加速战略布局的阶段,有望于近两年形成业务落地,商业模式还有待验证。

  1. 高轨卫星互联网--Via Sat星座

  Via Sat星座目前由Via Sat-1和Via Sat-2宽带通信卫星组成,分别于2011年和2017年发射,是目前容量最大的高轨宽带卫星通信系统。目前新一代GEO宽带通信卫星星座Via Sat-3正在研制中,星座由3颗GEO-HTS卫星组成,单星吞吐量超过1Tbit/s,系统建成后将覆盖全球。

  1)业务定位。卫讯公司(Via Sat)是定位于直接面向用户提供增值服务的宽带运营商,其策略主要包括两个方面:在获取用户层面,通过领先的技术使得单位资费提供的网络容量最大化,在地面网络不发达地区,网络速度和价格上达到替代地面宽带网络的程度,以此来保证用户的获取和粘性,在2019年《美国新闻与世界报道》的评比中,Via Sat家庭互联网服务名列前十,在30多个领域的表现超过了20多家地面服务提供商;在提高服务价值层面,卫讯公司选择在其目标市场领域内尽可能地进行垂直整合,直接面向用户提供服务,不断提高其服务的增值价值。

  2)建设运营模式。Via Sat星座部署空间段、地面段、用户段,直接向终端用户提供服务。在空间段,高通量卫星星座是其核心竞争力,通过不断提高卫星技术,增加其网络服务的速率和价格。以固定宽带网络服务为例,其美国的订阅用户达59万,平均每用户收入达93美元。在地面段和用户段,卫讯公司建造地面站,自行研发、生产、测试和组装天线、室内/室外单元、射频系统等卫星通信设备,在发挥技术优势的同时,降低成本保证产品质量。

  3)融资模式。卫讯公司采用多渠道融资的方式保证其资金供给的稳定性,主要包括股权融资、债务融资和用户资金,且股权和债券比例基本保持在1:1的状态,保持总体上资本成本最优和风险可控。在股权融资方面,通过上市募集社会资金,其前十大股东主要是一些投资机构,且股权较为分散,一定程度上保证了后续资金的连续性;在债券融资方面,长期应付票据(偿还期5-10年)是其债权融资的主要形式,这种融资模式保证了公司在较长周期内充足的资金供给,不用面临短期的资金偿付压力;在用户资金方面,卫讯公司初期主要承接研发类合同,通过用户出资研发形成个性化产品进行交付,再用自有资金对产品进行标准化改造,出售给其他潜在用户。从2009年开始部署卫星宽带网络时,公司就已实现营业收入约6亿美元,净利润3亿美元,具备较好的财务基础,很大程度上减少了后续新系统建设投入的风险。

  4)盈利状况。2019年卫讯公司营业收入达23亿美元,同比增长12%,在全球卫星宽带服务提供商中最高。税息折旧及摊销前利润(EBITDA)达4.58亿美元,同比增长35%.2020年在手订单18.7亿美元,多数来自于卫星服务和商业网络业务,并且几乎全部订单都已结算,公司回款状况良好。

  2. 中轨卫星互联网--O3b星座

  "另外三十亿人"(O3b)卫星星座是目前全球唯一成功运营的中轨道宽带卫星通信系统。该星座系统的建设目标为亚洲、非洲、大洋洲和美洲地区缺乏上网条件的"另外30亿人"提供低延时、高速率和合理价格的互联网接入服务。截至目前,O3b星座共发射20颗卫星。

  1)业务定位。O3b星座的运营原则是只提供干线传输,不做运营商,其主要业务类似传统的转发器出租业务,只不过是用中地球轨道卫星代替传统的地球静止轨道。系统的主要服务对象为互联网服务提供商、电信服务提供商、大型企业、政府机构和军方用户等。2016年欧洲卫星公司(SES)收购O3b公司,推动其高轨卫星与中轨卫星的服务融合,并投资建设第二代全球覆盖的O3b m Power星座。

  2)建设运营模式。O3b星座服务运营主要针对电信和互联网运商营,目前其典型应用主要有三个方面:偏远地区的互联网接入,地面移动基站回传应用,游轮的宽带接入。使用O3b星座的用户一般都是通过购买通用的天线、射频设备和调制解调器(Modem)来搭建系统。运营商只要与O3b星座签署协议,设置一座地球站就可以实现到地面骨干网的接入,从而向本地固定或移动通信网提供干线传输业务。因此,O3b公司没有自己的分销网络,也不销售终端设备,其销售对象就是相应的地面运营商,作为地面运营商的补充和延伸来提供服务。

  3)融资模式。O3b公司主要采取股权融资的方式进行星座建设运营,其特点在于在首批星座建设之前,该公司就以股权融资的形式筹集到了足以覆盖星座建设运营成本的资金,并在融资期内快速形成了提供服务的能力,后续通过被收购和准备独立上市进一步扩展融资能力:以股权融资起步,其首批投资方包括全球通信卫星运营商欧洲卫星公司、互联网巨头谷歌公司(Google)等,累计获得超过10亿美元的融资,基本覆盖前12颗卫星的研制和发射总成本;通过被上市公司收购获得持续融资保障,2016年被欧洲卫星公司收购后,其下一代星座的建设资金主要由欧洲卫星公司提供;后续欧洲卫星公司将考虑网络业务分拆上市获得更高的社会融资额,以满足网络业务部分对资本的高需求。

  4)盈利状况。2019年,O3b公司和欧洲卫星公司的部分GEO卫星联合提供的网络服务实现营收约8亿美元,同比增长9.5%,占欧洲卫星公司全年营业收入的38.4%,仍处于高增长阶段。

  3. 低轨卫星互联网--"星链"星座、"一网"星座

  目前国外低轨卫星互联网均未能开展正常业务活动,未产生经营性收入,其商业模式还有待验证。

  (1)"星链"星座

  低轨星座项目"星链"(Starlink)由美国太空探索技术公司(Space X)2015年提出,计划建设一个由近4.2万颗卫星组成的卫星群,旨在提供全球高速宽带接入服务。"星链"网络需要24次发射来实现对全球居住区域的覆盖,12次发射后就能覆盖维度较高的地区,如加拿大和美国北部。截至2020年10月,该公司已累计发射895颗"星链"卫星。

  1)业务定位。消费者宽带和军事应用领域是"星链"星座布局重点。一方面,Space X公司拟为美国本土及附属岛屿的用户提供宽带接入服务,虽然"星链"卫星宽带网络尚未开放,但其服务已经受到消费者热捧,已经在50个州有近70万人注册该服务;另一方面,Space X公司也积极争取军方的支持。2019年3月,其获得美国空军价值2800万美元的"商业天基互联网军用试验"(DECSI)合同,将在3年的时间内利用"星链"星座开展相关的军事服务演示验证,未来有望融入美军作战卫星通信体系,获得更大的发展空间和收益。

  2)建设运营模式。Space X公司将降低成本作为在商业市场获益的关键,采用卫星研制、发射、运营的一体化,做大系统层面的集成优化,并面向终端用户直接提供服务。目前"星链"卫星互联网还未正式投入运营。在第12批卫星进入轨道后,Space X公司对"星链"进行了两项基准测试,其卫星互联网服务已经实现了20毫秒以下的延迟,与地面宽带大致相当,后续还将在美国多个州进行公开测试。

  3)融资模式。"星链"计划的融资进展并不明朗。根据相关统计显示,Space X公司自2015年以来共融资约22亿美元,但由于公司并行开展了"猎鹰"系列火箭、载人"龙"飞船等多个耗资巨大的项目,所融资金只能部分用于"星链"星座建设。根据马斯克最初预计,第一期星座完成建设需要至少100亿美元,按照目前的发射价格推算,资金缺口巨大。

  (2)"一网"星座

  "一网"星座(One Web)由英国初创企业一网公司提出,致力于构建覆盖全球的高速宽带网络,为世界各地提供高速宽带服务。截至目前,"一网"星座共有74颗卫星在轨运行。

  1)业务定位。"一网"星座的主要业务类型包括卫星宽带接入、面向企业的专业级服务以及电信运营商宏蜂窝基站的数据回程服务三大类。在星座建设初期将率先对发达国家的地面网络尚未覆盖地区的中小型企业开展B2B卫星通信业务,待地面用户终端设备的生产规模、营业额、现金流、成本控制等各方面达到一定程度后,再全面开拓发展中国家和边远地区的宽带互联网接入服务。2020年,一网公司由于资金链断裂申请破产重组,其股权最终被英国政府与印度最大运营商巴蒂电信公司(Bharti Airtel)拍下,公司未来发展战略有待观察。

  2)建设运营模式。一网公司采用与Space X公司不同的产业链协作的商业模式,火箭发射承包商有阿里安航天公司(Arianespace)和维珍银河公司(Virgin Galactic),卫星研制主要通过和空客防务与航天公司(ADS)建立的合资企业一网卫星公司(One Web Satellites)自主生产,终端和服务主要通过和休斯公司(Hughes)、高通公司(Qualcomm)等合作。在服务上,一网公司特别强调各国政府和网络运营商合作的模式,通过社区提供网络服务,而非直接为用户提供移动连接,以争取在各国的服务落地权。

  3)融资模式。由于长期无法获得稳定的业务收入,一网公司必须依靠融资来保证正常经营活动。截至2020年3月,该公司共获得约33亿美元融资,主要包含股权融资和债权融资两类。从其几轮融资的结果来看,其股权结构基本形成软银一家独大的局面,这也直接造成了受其最大股东财务状况恶化的影响导致公司申请破产的情况。

  4. 总结

  财务稳健性和建设运营速度是成功运营的重要因素。卫星互联网特别是低轨星座的建设对资本的需求是巨大的,建设投入基本都在几十亿甚至上百亿。这就要求,一方面,卫星互联网建设运营企业有充足的融资储备,具备较高的财务稳健性,有多元化的资金来源以保证其投入和运营的持续性;另一方面,提前做好技术和商业两者间的协调衔接,尽早制定清晰的商业模式,并能够在短期内(平均2-3年)快速实现部署和运营,尽快抢占市场,实现投资回报,验证其商业模式。

  高可用性和高性价比是获得业务的关键。从目前来看,卫星互联网相对于地面网络的优势主要体现在两个维度:在没有地面网络覆盖的区域,如偏远地区、航空、航海领域,能够为用户提供"足够好"的网络接入服务;在有地面网络覆盖的区域,在同等体验下,能提供更高性价比的服务,比如更丰富的增值内容、单位容量更低的价格等。总的来说,在某些场景下的不可替代性是卫星互联网的核心竞争力,高可用性和高性价比是获得用户和业务落地的关键。

  需要与全球网络生态系统高度集成。卫星互联网业务的开拓需要企业与多方资源进行集成,比如政府宽带业务和低轨卫星互联网的落地都需要卫星运营商与全球主要政府和企业用户建立长期的合作关系。同时为了提供更高价值的增值服务,卫星运营商不仅仅作为数据"管道"产生商业价值,也需要与更多内容服务商或者渠道商建立稳定的合作关系。

  三、我国卫星互联网建设运营模式建议

  1. 我国卫星互联网建设现状

  近两年,我国已有多家企业战略布局卫星互联网领域,形成了一定的基础。在高轨卫星宽带互联网领域,国内目前已基本形成了中国卫通集团股份有限公司垄断的竞争格局。同时,2017年国内多个低轨互联网星座计划相继启动,如"鸿雁"、"虹云"、"行云"、"翔云"、"天象"星座等。2020年,国家发改委将卫星互联网首次纳入新基建的范畴,为我国卫星互联网建设带来了重大机遇。

  国家将加大政策支持和财政投入。目前国内星座建设主要采用自主投入的方式,社会资本多为追求短期收益或带有试探性的资本。卫星互联网建设纳入新基建,为资本进行长周期的产业投资增强了信心,也提供了方向。社会资金的倾斜和长期投入,加上政策引导下助推地方配套产业发展,将进一步整合和提升卫星互联网产业体系。

  地方政府加速推动卫星互联网产业配套升级。目前,国内已有多个城市陆续发布新型基础设施建设行动方案,将卫星互联网建设纳入建设规划。以地方政府为主导推进示范应用基地的建设,有利于尽快推动上下游产业链形成成熟、商业化的供应链体系,汇聚产业链各环节资源,形成建设合力。

  信息基础设施建设加速天地一体化融合发展。在卫星互联网系统高低轨协同、天地一体、标准统一、与5G等地面网络融合发展的布局方向下,5G、人工智能、工业互联网、物联网等信息基础设施建设的同步加速推进,将有望在新一轮的天基互联网建设中,加速天地一体化融合发展。

  2. 卫星互联网建设运营模式建议

  在高轨卫星互联网领域,中国卫通已经在国内形成了明显的领先优势。考虑到高轨卫星星座的特殊性,在高轨卫星互联网领域,国家进行重复建设和投资的可能性较小。本文主要针对目前仍处于起步阶段的低轨卫星互联网提出以下建设运营模式建议:

  一是创新投资方式,多渠道融资支持星座建设运营,培育市场化竞争的平台型企业。低轨互联网建设运营需要巨大的资金投入,国内互联网星座的建设运营企业可以从以下几方面增强自身的财务稳定性:多种融资方式并存,优化资本结构,将股权融资和债券融资的比例保持在一个合理的范围内,在债券融资方面申请政府专项债券以及长期贷款的支持,股权融资方面引进多类型资本;增加股权融资来源的多样性,推动PPP的投资方式,充分吸纳中央政府财政、地方财政、社会资本、战略合作企业的资金支持,避免因一方的资金紧张而影响整个项目的建设进程,同时以星座建设带动地方产业、卫星互联网生态的发展;增强自身造血能力,在卫星互联网业务的技术研发基础上,衍生培育能够产生收入的其他业务、产品,整体上降低企业的经营风险,同时反哺新业务的拓展。另一方面,从国外经验来看,采用商业化的模式运营、市场化竞争的理念协调资源,才可能实现建设运营企业可持续的发展,因此建议国内应在优化市场竞争环境的前提下,积极培育平台型企业来作为星座建设的主体。

  二是加强政府和企业用户合作,尽早锁定初始商业模式,逐步开发应用服务。根据国外低轨互联网星座的建设经验,其起步阶段都有政府、军方或者企业级用户的订单支撑其前期的运营维护。结合我国实际情况,考虑到低轨卫星互联网境外落地权的难度,建议低轨互联网卫星建设的初期应该以覆盖国内偏远山区和全球海洋、空域为主,加强与政府、军方和中资企业合作,开拓应急、国土安全、航空和航海方面的应用,采用小型便携终端提供全球宽带服务;同时可以结合"一带一路"倡议进行地面基础设施建设布局,将服务拓展到"一带一路"沿线国家和地区,为"一带一路"沿线不具备卫星通信能力的国家和地区提供卫星服务;在消费级网络服务层面,可以选择作为"管道方"与地面运营商合作开拓的方式,并通过加强与国外运营商和政府合作,将服务逐渐拓展到全球范围。

  三是加快卫星互联网生态体系建设,突出区域要素聚合与协调发展。低轨卫星互联网的建设需要产业链上各个环节的相互配合,从卫星研制、卫星发射、地面基站及终端设备研制、卫星运营服务,到提供互联网内容和增值服务,都需要产业链上下游的相关企业形成成熟、商业化的供应链体系和紧密的合作关系。在以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局的建设背景下,我国卫星互联网星座的建设发展可以结合区域产业发展战略和卫星互联网的建设布局,加快卫星互联网生态体系的建设,通过政府采购服务的方式培育一批产业链配套环节上的龙头企业,在政策扶持下引导社会资本投向产业链各配套环节,引导区域生产要素的聚合与协调发展,加快形成商业化的卫星互联网供应链生态系统。

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作者单位:北京空间科技信息研究所
原文出处:刘畅,夏禹,崔彪.卫星互联网建设运营模式研究与建议[J].卫星应用,2020(11):35-40.
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