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1、商业航天系列深度报告之星载激光通信:星间链路标配,商业星座刚需投资要点KEYPOINTS商业卫星互联网星座和算力卫星建设带动卫星通信传输量需求提升,星间激光通信在传输速率、终端体积、重量和功耗方面较微波通信具有明显优势。星载激光通信终端结构包括光纤放大器、光学收发模块、调制解调器、星敏感器、捕获传感器、可见光相机、光学收发天线等。据美国DARPA战略技术办公室发布的Space-BACN项目文件,项目寻求100Gbps速率、成本低于10万美元的光学通信终端,据此假设未来星间激光通信终端单价为69万元人民币;参考星链卫星配备3个星间激光通信终端,则单星激光通信终端需求价值量207万元。据此计算得到
2、:中国2025年12月底向ITU申请的20.3万颗卫星对应激光通信终端需求4202亿元。从事星载激光通信终端研发及生产的单位和企业包括:航天科技集团五院西安分院、航天电子(600879.SH)、海格通信(002465.SZ)、烽火通信(600498.SH)、长光卫星、中科院西光所、上光通信、蓝星光域、极光星通等。风险提示:1)商业卫星互联网星座建设进度不及预期风险;2)行业竞争加剧的风险;3)相关企业产品研发不及预期的风险;4)下游客户要求激光通信终端价格降低的风险。01卫星激光通信优势(divcenter)星间、星地激光/微波通信示意图(/divcenter)遥感技术发展,数据量提升太空中大
3、气稀薄,激光衰减降低01星间激光通信传输速率、可用带宽高激光通信为突破通信瓶颈的手段。据卫星光通信捕获跟踪技术研究(薛正燕),传统卫星采用微波通信方式,其通信波长较长、收发天线较大,因而导致卫星平台上搭载的微波通信终端的功耗高,且体积和重量也比较大。:2019年6月,据时任航天行云副总经理杜利接受科技日报采访所述,当链路所需数据率在Gbit/s以上时,星间激光通信在传输速率、终端体积、重量和功耗方面具有明显优势,且抗干扰和抗截获能力强,可绕过传统无线电波频段申请的管制。01通信互联系统:激光通信为确定性增量算力卫星必然应用激光通信技术,对应激光通信终端为确定性增量。据光明网,2025年5月入轨
4、的“三体计算星座”12颗计算卫星均搭载了星间激光通信终端,速率最大可达100Gbit/s。据Starcloud官网,其预计于2026年发射Starcloud-2代星,星间采用激光通信,星地之间采用激光或微波通信。Starcloud规划的5GW太空数据中心星地、星间均采用激光通信技术。01各国卫星激光通信发展重要节点Starlink预计到2026年将实现400Gbit/s的传输速度。01通信互联系统:激光通信为确定性增量星间激光通信已有成熟商业运营案例,星地激光通信处于在轨验证阶段。01典型星座激光通信星间链路速率“极光”星座已验证400Gb/s级别星间激光通信,系统稳定运行超过10min,传输
5、数据量达到34.6TB。02激光通信终端构成星载激光通信原理与地面光通信类似,终端构成部分包括:激光通信通用部分:FPGA、光纤放大器、光学收发模块、调制解调器;星载激光通信特有部分:星敏感器、捕获传感器、可见光相机、光学收发天线等。02星载激光通信系统构成及核心技术02捕获瞄准跟踪系统典型捕获瞄准跟踪光束控制系统原理图捕获机构主要实现对目标的初始瞄准与跟踪,因此,其指向精度决定了是否会丢失目标,指向角速度与指向角行程决定了能否跟得上目标。02捕获瞄准跟踪系统:有信标捕获是目前主流技术有信标捕获是目前主流技术,信标光为800nm(近红外)波段激光,需要配备可见光/近红外相机。02捕获瞄准跟踪:
6、精瞄技术路线音圈电机长春光机所的快反镜头德国PI公司列压电偏摆台MEMS快反镜硅基液晶/液晶相控阵02每颗StarIink卫星配备3个星间激光通信终端Starlink激光通信终端安装位置示意Starlink的迷你激光器(divcenter)在距离高达4000公里的情况下实现25Gbps的链接速度,并在较短距离下能够实现更高的链接速度(/divcenter)02星载激光通信市场空间据美国DARPA战略技术办公室发布的Space-BACN项目文件,项目寻求100Gbps速率、成本低于10万美元的光学通信终端,据此假设未来星间激光通信终端单价为69万元人民币;参考星链卫星配备3个星间激光通信终端,则