民航首架国产高速互联网飞机成功首航

青岛航空高速互联网飞机。　　霍尼韦尔航空航天的Jetwave卫星通信终端就是一个能够抑制干扰的Ka频段信号接收器。

本报记者　武晨
　　7月7日，青岛航空QW9771航班降落在成都双流国际机场，完成了我国首架高速卫星互联网飞机的首航。这标志着中国第一架真正意义上的高速互联网飞机正式启航，同时开启了中国民航史上首次机载Ka卫星宽带互联网直播。
　　此次首航是青岛航空、中国卫通、FTS（飞天联合）、TDT LINK（天地互联）四方顺应技术发展趋势，共同合作的产物，也共同开启了我国Ka高速航空互联网的新篇章。本次航班适配了基于国内唯一一颗Ka频段高通量卫星——中星16号的高速互联系统，还实现了国内民航史上第一次空中直播。中国卫通董事长、党委书记李忠宝在地面控制大厅与航班进行了空地互连直播。
　　空中互联 势在必行
机上WiFi的普及与发展早已被我国民航管理层提上了日程。2019年初，中国民航局在《加快推进空中接入互联网工作的实施方案（征求意见稿）》中建议，所有国内航司在2020年底完成空中接入互联网服务整体方案的60%，2022年力争覆盖全机队。2019年两会期间，中国民航局局长冯正霖表示，将在接下来的几年继续推广机上WiFi技术。2019年底，民航局领导在全国民航运行大数据共享工作部署电视电话会议中强调，要全面推进民航运行大数据共享，不断提升民航运行管理和服务保障水平。
　　这些年来，各家航司也不断与相关供应商合作进行测试飞行。2013年7月3日，国航与中国移动合作，使用一架空客A330-300进行了机上互联网络测试，这是国内首次全球卫星通讯互联网航班体验飞行。2014年7月23日，东航在京沪航线MU5101航班上测试机上互联系统。这是国内第一次在搭载旅客的商业航班上提供无线网络服务。当时东航与中国电信合作，使用亚太六号卫星Ku波段，理论通讯速度为50兆，但是由于信号传输过程损耗等影响，实际最大带宽为32兆。
　　按照国际无线电规则规定，现有的无线电通信共分成航空通信、航海通信、陆地通信、卫星通信、广播、电视、无线电导航，定位以及遥测、遥控、空间探索等50多种不同的业务，并对每种业务都规定了一定的频段。其中，卫星通信最常用的频段是C（4~8GHz）和Ku（12~18GHz）频段。C频段用于卫星固定业务，通常6/4GHz表示为上下行频率；Ku频段用于卫星固定业务及直播卫星业务，最常使用12~14GHz。而Ka（27~40GHz）频段则是卫星通信的“后起之秀”。
　　但此前的机上WiFi基本都是基于Ku波段，体验过的旅客多数表示，空中连接并不顺畅，难以满足多样的“冲浪”需求，在这样的体验上进行商业运行，显然鲜有市场需求。加上国内相关产业链并未建立起来，监管条例也尚未出台，从管理层到航司，机上WiFi仍然处于不成熟的发展阶段。而Ka频段电磁波因为雨衰大，对器件和工艺的要求较高，一直发展缓慢。但随着C和Ku频段的卫星轨位资源日趋枯竭，频率带宽日趋紧张受限，近些年来各国都在争相开发Ka频段的卫星通信资源。
　　全产业链已经形成
此次青岛航空QW9771航班所搭载的网络服务是基于Ka频段的高通量卫星，上网体验得到了大大的改善。同时，其背后的硬件和服务提供商：FTS（飞天联合）、TDT LINK（天地互联）都是国内企业100%持股的企业。这架飞机也是国内首架拥有中国民航局首次颁发的机上互联设备VSTC，以及FAA颁发的机上互联设备STC的飞机，在这一点上，飞天联合和天地互联走在了全球诸多供应商的前列。
　　中国卫通为本次首航提供了高通量卫星资源。据了解，该公司是我国唯一拥有通信卫星
　　资源且自主可控的基础电信运营商。除了航空领域，其在航海、应急、能源等领域也能提供卫星互联网服务。机上WiFi服务从软硬件方面来说，并没有极高的进入门槛。硬件领域的公司包括霍尼韦尔航空航天、海特高新等传统民机设备OEM，软件领域还有喜乐航、天地互联等服务商，可以预见，未来几年机上互联领域还将持续升温。
商业化模式有待完善
　　说回此次“首航”，青岛航空对于机上WiFi服务相关计划以及可能发生的费用问题表示：“此次飞行是一个仪式性的首航，相关的商业服务计划、包括收费标准依然在酝酿之中，何时能够真正的步入商业化运营，还有待通知。”
　　看来，打通整个机上WiFi的商业服务链还需时日，航空公司能够早日打通、完善旅客消费者开启机上WiFi服务，才能让机上WiFi为航空旅行提供更好的体验。
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　　飞机是如何通过卫星联网的？
　　长久以来，在乘飞机飞行中，无法接入网络，经历数小时的“与世隔绝”，已是旅客飞行的常规状态。
　　这是因为，在地面上手机移动信号主要来自于“光纤＋基站”技术，而地面基站的信号只能覆盖附近1000多米的距离，对于万米高空的飞机无能为力。
　　不过，“与世隔绝”状态已经被打破。国际主流做法是使用宽带卫星，将飞机与卫星连接，实现卫星互联网应用。青岛航空QW9771航班上配备了一个专用机载卫星通信终端，能够将中星16号卫星传输的大带宽信息转换成WiFi信号，手机、电脑、平板等设备就能够接入互联网了。
　　中国卫通集团股份有限公司（简称“中国卫通”）相关技术专家坐上QW9771航班，经历了首次与高速互联网相伴的全程。据专家介绍，实现飞机联网，不仅仅是接入通信卫星信号这么简单，整个系统称为“机上娱乐和通信系统”，需要航空电子系统、卫星通信网络与互联网服务的融合。
　　首先是航空电子系统，机上系统的任何软件、硬件设计都需要满足航空业的标准，此前进行了长时间完整测试，才取得了适航取证。卫星通信网络的环节则更多，包括卫星、机载卫星天线、信关站、信号处理系统、网络安全系统等，将这些系统有机结合需要大量的设计和测试。为乘客提供专属的互联网服务有影音娱乐、飞行地图、目的地信息、住宿用车，需要深入了解这一航班旅客的需求，对接大量互联网资源。
　　飞机上网速能比得上4G吗？
　　此次航班上实现了第一次空中互联网直播。一方在飞机上，一方在地面，双方直播连麦，网络通畅，这意味着以后在飞机上也可以开视频会议。
　　据介绍，这架飞机能接入超过每秒150M的网络，使用体验与地面手机4G网络相近。
　　打造一架“高速卫星互联网飞机”，关键在于卫星。
　　2017年4月12日，中星16号卫星在西昌卫星发射中心成功发射。这是中国首颗高通量、电推进工程化应用的通信卫星，首次应用Ka频段多波束宽带通信系统，在轨寿命15年。所谓高通量，是指中星16号最大容量可达每秒20G，超过我国以往通信卫星容量的总和，通信容量越大意味着传送能力越强。
　　中星16号卫星由中国卫通运营。关于Ka频段，技术专家介绍，Ka工作频段在20GHz以上，可用频率范围超过10GHz，远超C频段和Ku频段，因此就能利用更宽的频带，适应高清视频等传输需要。此外，中星16号与地面5G移动通信使用类似的频率复用技术。飞机上联网会影响飞行安全吗？
　　需要提醒的是，在飞机上手机仍要开启飞行模式，但在飞行模式下，可以通过WiFi接入飞机客舱娱乐系统。客舱娱乐系统的航空电子产品，满足严格的航空业标准，取得了适航取证，意味着将保证飞机旅客的安全。
　　设置“飞行模式”后，手机的信号发射功能没有了，但在飞行模式下依然可以使用WiFi。WiFi同样具备收发功能，但WiFi使用波段高、传播距离短、功率小，对飞机影响非常小。而且WiFi波段用于飞机飞行过程也必须经过认证，不会带来任何安全隐患。中星16号是一颗什么样的卫星？
　　2017年发射的中星16号卫星，创造了中国卫星的多个第一。中星16号卫星能够满足上千架飞机的高速网络接入，覆盖我国除西北、东北的大部分陆地和近海百千米以上海域。
　　据悉，天地一体化的设计理念，使中星16号不仅能为航空服务，还能为航运、铁路等交通工具改善上网体验。Ka频段通信使卫星可传送高清视频，并且接收终端小，方便携带。此外，无需单独建网、性价比高等特点，都将使该卫星更好地发挥作用。
　　中国卫通介绍，除航空外，已经在远程教育、应急、能源数据采集、物联网、航海等领域提供了卫星互联网服务，便携式卫星站重量已经降低至8千克。未来，将针对航空、航海、能源、国土资源、农林牧渔、应急、广播、视频、教育等各行业需求，将卫星互联网应用到更多场景中。
　　中国卫通目前正在建设和规划新的更大容量、更广覆盖的高通量Ka卫星，未来，Ka宽带卫星可以实现东到北美，西至欧洲、非洲，南至澳大利亚的网络服务能力。通过国际网络漫游，未来可以实现全球无缝覆盖，为全球飞机提供高速航空卫星互联网服务。（倪伟　吴婷婷）