Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation hatte im Jahr 2023 einen Wert von 1.413,9 Millionen US-Dollar. Schätzungen zufolge wird er bis 2032 einen erwarteten Wert von 11.050,73 Millionen US-Dollar erreichen und im Prognosezeitraum (2024 – 2032) mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 25,7 % wachsen.

Die weltraumgestützte Laserkommunikation eignet sich hervorragend für die Datenübertragung an Orten, die für abgelegene Orte ungeeignet sind. Darüber hinaus ermöglicht die Technologie auch die Kommunikation zwischen Satelliten, die Kommunikation zwischen Satellit und Boden und andere Anwendungen. Die wachsende Zahl von Satelliten ist einer der wichtigsten Faktoren für die Entwicklung der weltraumgestützten Laserkommunikation in Satellitenkommunikationsanwendungen. Die Verwendung optischer Freiraumkommunikation im Weltraum wird als Laserkommunikation bezeichnet. Neben Anwendungen zwischen Boden und Satellit oder zwischen Satellit und Boden kann die Kommunikation auch vollständig im Weltraum erfolgen (über eine Laserverbindung zwischen Satelliten). Der grundlegende Vorteil der Laserkommunikation gegenüber Funkwellen besteht in der erhöhten Bandbreite, die es ermöglicht, mehr Daten in kürzerer Zeit zu senden.

Die 4 wichtigsten Highlights

• Kommerziell dominiert das Endverbrauchersegment
• Space-to-Space dominiert das Lösungssegment
• Pointing Mechanism dominiert das Komponentensegment
• Nordamerika ist der bedeutendste Anteilseigner auf dem Weltmarkt

Marktdynamik

Marktführer

Steigende Zahl von Satellitenstarts für Kommunikation und Erdbeobachtung

Zahlreiche Länder haben Satellitenkonstellationen für Anwendungen wie Echtzeit-Erdbeobachtung, Navigation, Technologieentwicklung und globale Internetabdeckung gestartet. Aufgrund des steigenden Bedarfs an schnelleren, zuverlässigeren und effizienteren Echtzeit-Tracking- und Überwachungssystemen für Fracht, Schiffe usw. sowie für die Erdbeobachtung (EO) besteht auf dem Markt eine große Nachfrage nach Satellitenkonstellationen. Laut der Union of Concerned Scientists (UCS) wurden im Jahr 2020 mehr als 1.100 Satelliten gestartet. Diese kleinen Satelliten wurden für kommerzielle, staatliche und militärische Zwecke gestartet. Große Satelliten könnten nach und nach durch eine Gruppe kleiner Satelliten in einer einzigen Umlaufbahn ersetzt werden. Sobald die Technologie verfügbar ist, können kleine Satellitenkonstellationssysteme eine bessere Leistung erbringen, weniger Startkosten verursachen und gleichwertig zu herkömmlichen Satellitensystemen funktionieren.

Darüber hinaus haben kommerzielle Unternehmen wie SpaceX, ICEYE, Spire, Kepler Communication und Satellogic kleine Satelliten gestartet. Diese Unternehmen zielen auch darauf ab, weltraumgestützte Laserkommunikation zwischen Satelliten-zu-Satelliten- und Satelliten-zu-Boden-Stationen für eine zuverlässige, sichere und schnelle drahtlose Kommunikation einzusetzen. So startete SpaceX im Januar 2021 zehn Satelliten mit Intersatellitenverbindungen in eine polare Umlaufbahn. Die Satelliten wurden mit einer Falcon-9-Rakete gestartet. Im Rahmen des Starlink-Projekts plant das Unternehmen, im nächsten Jahr alle Satelliten mit Intersatellitenverbindungen zu starten. Dies dürfte den globalen Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation im Prognosezeitraum stärken.

Alternative Lösung zur überlasteten optischen Technologie

Da der Wunsch nach mehr Telekommunikationskapazität und Internetdiensten bei Privat- und Geschäftskunden wächst, wird die Datenübertragung zwischen Bodenstationen und Verbrauchern zunehmend von drahtloser Funktechnologie auf optische Lasertechnologie umgestellt. Die HF-Kommunikation ist schneller als die optische. Dennoch ist eine Lizenz für verschiedene Frequenzsegmente erforderlich, um Störungen durch verschiedene Signale innerhalb desselben Frequenzbereichs von verschiedenen Anwendungen an einem Standort zu vermeiden. Dies schränkt die Nutzung des gesamten für eine bestimmte Anwendung verfügbaren Frequenzspektrums ein. Daher bedeutet dies eine Bandbreitenbeschränkung. Folglich muss die Qualität der Dienste die Benutzeranforderungen erfüllen. Der Einsatz von Glasfaser beseitigt dieses Problem, da er eine unbegrenzte Bandbreite für die Datenübertragung ermöglicht.

Derzeit unterstützen optische Terminals eine Datenübertragungsrate von Gb/s. Sie können jedoch auch eine Datenübertragungsrate von Tb/s bereitstellen. HF- und optische Technologie arbeiten mit derselben Infrastruktur, mit Ausnahme des Übertragungsmodus von einer Bodenstation zu den Verbrauchern. Glasfaser verbindet Bodenstationen direkt mit den Verbrauchern. Sobald Glasfaser die Tore zu hohen Bandbreiten öffnet, müssen die Bodenstationen ihre Kapazität für die Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit erhöhen. Ein Satellit mit hohem Datendurchsatz unterstützt hohe Bandbreiten für die Datenübertragung großer Datenmengen mit hoher Geschwindigkeit. Eine zunehmende Nutzung der Glasfasertechnologie schafft Möglichkeiten für Entwickler von Bodenstationsausrüstung.

Marktbeschränkung

Schwierigkeiten bei der Herstellung einer Laserkommunikation zwischen Satelliten und Bodenstationen

Ungünstige Umweltbedingungen wie Nebel, Regen, Dunst, Rauch, Sandstürme, Wasserdampftröpfchen und Schnee sind wichtige Faktoren, die die Leistung von weltraumgestützten Laserterminals beeinträchtigen. Nebel, Regen und Wasserdampftröpfchen verursachen viele Unterbrechungen der Leistung der Weltraum-Boden-Verbindung. Das Vorhandensein von Nebel, Regen und Wasserdampftröpfchen stoppt die Datenübertragung aufgrund der hohen Lichtabsorptionsrate, Lichtbrechung und vollständigen Reflexion.

Die Temperaturschwankungen in Lufteinschlüssen können die Signalstärke während der Übertragung zwischen Sender und Empfänger beeinträchtigen. Einer der Hauptgründe dafür ist die zunehmende Hitze der Erde und vom Menschen verursachte Faktoren wie Heizungsschächte, die letztlich zu Amplitudenverlusten am Empfängerende führen. Darüber hinaus führt jedes physische Hindernis, einschließlich Vögel, Flugzeuge und Menschen, die sich im Weg der Lichtübertragung befinden, zu Kollisionen, die zu einer Signalstreuung führen. Daher sind alle oben genannten Umweltfaktoren zu erheblichen Herausforderungen für den globalen Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation geworden.

Marktchancen

Konnektivitätsanforderungen in ländlichen Gebieten und Entwicklungsländern

Die Weiterentwicklung von Satellitenverbindungslösungen in Industrieländern und Metropolregionen von Entwicklungsländern hat einen „Red Ocean“-Markt geschaffen, und die Akteure der Branche sind dabei, neue Methoden zur Umsatzgenerierung zu erkunden. Eine der bedeutenden Marktchancen liegt in der Entwicklung von Verbindungslösungen für ländliche Gebiete in Entwicklungsländern. Die ländlichen Gebiete in Entwicklungs- und unterentwickelten Ländern sind unberührt und können neue Marktchancen bieten.

Große Satellitenkommunikationsunternehmen nutzen aktiv Chancen in Regionen wie Afrika. Ein proaktiver Regierungsansatz zur Integration dieser Technologien und zur Infrastrukturunterstützung ermöglicht es den Unternehmen, einen reibungslosen Betrieb sicherzustellen. So kündigte die südafrikanische Regierung im Juni 2020 ihre Pläne an, in Satellitenkommunikation und Breitbandausbauprojekte zu investieren. Die Regierung des Landes hat einen „Space Infrastructure Hub“ geplant, um die Entwicklung von Satelliteninfrastruktur, satellitengestützten Erweiterungssystemen und Erdbeobachtungssatelliten zu ermöglichen.

Regionalanalyse

Regional ist der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation in fünf Regionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und Rest der Welt.

Der Marktanteil der weltraumgestützten Laserkommunikation in Nordamerika wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 27,9 % aufweisen. Die wachsenden Satelliten-Megakonstellationen verschiedener neuer staatlicher und kommerzieller Hersteller wie SpaceX, Telesat und der Space Development Agency (SDA) für die laserbasierte Kommunikation zwischen Satelliten-zu-Satelliten- und Satelliten-zu-Boden-Stationen werden die Nachfrage nach weltraumgestützten Laserkommunikationsterminals erhöhen. Darüber hinaus werden die wachsenden Deep-Space-Missionsprogramme aufgrund einer sprunghaft gestiegenen Nachfrage nach der Kommerzialisierung des Weltraums in der Region, insbesondere in Ländern wie den USA und Kanada, die Nachfrage nach weltraumgestützten Laserkommunikationskomponenten erhöhen.

Europa wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 39 % wachsen. Als eines der aktivsten Mitglieder der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) ist der Weltraumsektor des Landes in den letzten Jahren rasant gewachsen und wird voraussichtlich auch in den kommenden Jahren weiter wachsen. Das Land hat in den letzten zwei Jahrzehnten mehrere Satelliten gestartet und plant, seine Satellitenzahl zu erhöhen, um seine Aktivitäten im Weltraum auszuweiten. Daher sind die Unternehmen, die weltraumgestützte Laserkommunikationsterminals entwickeln, an Finanzierungen und Investitionen in der Region interessiert. Die Region erlebt einen Aufschwung raumbezogener Organisationen in Großbritannien, die sich verstärkt darum bemühen, durch den Einsatz neuer Technologien kontinuierliche technologische Fortschritte bei Nano- und Mikrosatelliten sicherzustellen.

Der asiatisch-pazifische Raum ist die drittgrößte Region. Der asiatisch-pazifische Raum umfasst die regionalen Märkte China, Japan, Indien und den Rest des asiatisch-pazifischen Raums. Der Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation in dieser Region wird von China sowohl bei Produktinnovationen als auch bei strategischen Partnerschaften mit Marktführern dominiert. Der Bereich der Weltraumindustrie im asiatisch-pazifischen Raum hat sich im Laufe der Jahre weltweit ausgeweitet, wobei neue Akteure und Regierungen gleichzeitig neue Weltraumsysteme entwickeln. Die weltraumgestützte Laserkommunikationsindustrie im asiatisch-pazifischen Raum wird zunehmend zu einem bedeutenden Teil der globalen Industrie. Die Region ist eine der am stärksten wachsenden Volkswirtschaften weltweit und hat die höchste Bevölkerungsdichte. Die Erforschung neuer Technologien wie Quantenkommunikationssatelliten und die zunehmende Nutzung von Satelliten zur Überwachung und Beobachtung inmitten zunehmender geopolitischer Konflikte dürften neue Marktchancen unterstützen.

Segmentanalyse

Der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation ist nach Endbenutzer, Lösung, Komponente und Reichweite segmentiert.

Nach Endnutzern ist der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation in die Segmente „kommerziell“, „staatlich“ und „militärisch“ unterteilt.

Das kommerzielle Segment dominiert den Weltmarkt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 27,4 % aufweisen. Dies ist auf die zunehmende Nutzung von Laserterminals durch große Branchenakteure wie SpaceX, ICEYE, Kepler Communication und Telesat für die Kommunikation von Satellit zu Satellit und von Satellit zu Bodenstation zurückzuführen, wodurch das Marktsegment angetrieben wird. So starteten SpaceX und Kepler Communication im ersten Quartal 2021 20 Satelliten mit Laserverbindungen für kommerzielle Anwendungen. Darüber hinaus hat die Senkung der Herstellungs-, Start- und Betriebskosten durch die Privatisierung der Raumfahrtindustrie zu Marktwettbewerbsfähigkeit geführt. Die zunehmende Nutzung von Daten für verschiedene Zwecke und die zunehmende Interaktion zwischen Maschinen werden voraussichtlich der steigenden Marktnachfrage gerecht.

Basierend auf dieser Lösung wird der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation in Weltraum-zu-Weltraum- und Weltraum-zu-Boden-Stationen segmentiert.

Das Segment Weltraum-zu-Weltraum leistet den größten Beitrag zum Markt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 27,8 % aufweisen. Die Weltraum-zu-Weltraum-Kommunikation ist die wichtigste Anwendung für das Wachstum des globalen Marktes für weltraumgestützte Laserkommunikation. Immer mehr kleine Satelliten in prominenteren Konstellationen benötigen Kommunikationsverbindungen zwischen Satelliten für Anwendungen wie Kommunikation, Erdbeobachtung, Technologieentwicklung, Fernerkundung, Nachrichtendienst, Überwachung und Aufklärung. So startete Space X im Januar 2020 im Rahmen seiner ersten Rideshare-Mission namens Transporter-1 zehn Satelliten in die polare Umlaufbahn, um ein Weltraum-zu-Weltraum-Laserkommunikationssystem in einer Höhe von 560 km und einer Neigung von 97,6 Grad zu demonstrieren.

Die Weltraum-Boden-Station ist das zweitgrößte Segment. Die Kommunikation zwischen Weltraum und Bodenstation erfordert bidirektionale, weltraumgestützte Laserkommunikationsterminals. Diese Terminals können Uplink und Downlink zu und von einem Satelliten durchführen. Der Vorteil dieser Terminals besteht darin, dass sie über die vom terrestrischen Bodennetz abgedeckten Gebiete hinaus eingesetzt werden können. Sie können an allen geografischen Standorten auf der Erdoberfläche eingesetzt werden. Diese Terminals können so klein sein wie ein Mobiltelefon mit einer Antenne. Die laserbasierte Kommunikation zwischen Weltraum und Bodenstation befindet sich in der Demonstrationsphase, da wichtige Akteure vor Herausforderungen bei der Kommunikation mit Lasern stehen. Ungünstige atmosphärische Bedingungen wie Nebel, Regen, Dunst, Rauch, Sandstürme, Wasserdampftröpfchen und Feuchtigkeit sind wichtige Faktoren, die die Leistung der weltraumgestützten Laserkommunikation durch erhöhte Dämpfung beeinträchtigen.

Der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation ist nach Komponenten in optische Köpfe, Laserempfänger und -sender, Modems, Modulatoren, Demodulatoren, Verstärker, Zeigemechanismen und Frequenzumsetzer unterteilt.

Das Segment der Zeigemechanismen hat den höchsten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 27,3 % aufweisen. Zeigemechanismen sind wichtige Komponenten von weltraumgestützten Laserkommunikationsterminals. Sie bestehen aus elektromagnetischen Schaltkreisen, die Sensoren, Spulen und andere Komponenten umfassen. Diese Komponenten sind um 90 Grad voneinander entfernt um den Umfang herum angeordnet. Auf der Spiegelplattform sind vier Permanentmagnete eingesetzt, während sich vier entsprechende Spulen und Spulenkerne in einer festen Quelle befinden. Somit sind die meisten Komponenten stationär. Alle Schaltkreispunkte werden magnetisch zur Spiegelplattform gezogen.

Nach Reichweite ist der globale Markt für weltraumgestützte Laserkommunikation in kurze Reichweite (unter 5.000 km), mittlere Reichweite (5.000 – 35.000 km) und lange Reichweite (über 35.000 km) unterteilt.

Das Segment mit kurzer Reichweite (unter 5.000 km) leistet den größten Beitrag zum Markt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 28,7 % wachsen. Die Konnektivität von Satelliten-zu-Satelliten- und Satelliten-zu-Boden-Stationen wird durch Laserterminals mit kurzer Reichweite ermöglicht. Sie ermöglichen eine Punkt-zu-Punkt-Kommunikation zwischen Satelliten über kurze Distanzen zur Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit. Für diesen Bereich werden Satelliten für niedrige Erdumlaufbahnen (LEO) und mittlere Erdumlaufbahnen (MEO) bevorzugt. Verschiedene Unternehmen entwickeln weltraumgestützte Laserkommunikation mit kurzer Reichweite, darunter Tesat Spacecom, BridgeComm, Inc. und Laser Light Communications. Im Februar 2020 ging BridgeComm beispielsweise eine Partnerschaft mit Cailabs ein, um die Laserkommunikationsarchitektur zwischen Weltraum-, Luft- und terrestrischen Lösungen zu verbessern.

jüngsten Entwicklungen

• März 2023 – Mit der Gründung von TESAT Government etabliert TESAT, der weltweit führende Anbieter optischer Kommunikationstechnologien, seine Präsenz in den Vereinigten Staaten, um Projekte der US-Regierung zu unterstützen (TESAT Gov).
• September 2022 – Als Teil der Tranche 1 Transport Layer der Space Development Agency (SDA) hat Tesat-Spacecom kürzlich die vorläufige Designprüfung (Preliminary Design Review, PDR) seiner optischen Kommunikationsterminals (OCTs) für Satelliten (T1TL) abgeschlossen. Bei der Evaluierung waren die SDA und Lockheed Martin, ein Hauptauftragnehmer für die Satelliten der Tranche 0 (TLT0) und TLT1 der Agentur, bei TESAT anwesend.