我國民航進入衛星寬帶上網1.0時代

劉悅（北京空間科技信息研究所）

一直以來，衛星通信始終在“夾縫中求生存”。自20世紀90年代，地面通信快速發展，以低廉的價格、迅猛的發展和良好的用戶體驗不斷擠占衛星通信衛星的生存空間，有限的用戶群一直是制約衛星通信發展的瓶頸。然而，飛機空中上網卻始終是塊沒開發的“處女地”。隨著互聯網普及率越來越高，人們對飛行途中上網、通信的需求越來越強烈。而衛星通信系統現在正以其覆蓋廣、通信容量大、通信距離遠、不受地理環境限制、質量優、經濟效益高等優點，在民航通信領域發揮著越來越關鍵的作用。

1 國內多家民航公司開展空中寬帶上網測試

近日，東方航空公司（簡稱東航）與中國電信集團公司合作進行了國內首個衛星寬帶機上WiFi測試飛行（上海－北京往返航線），這標志著空中互聯網業務開始向民航旅客開放服務。由于民航法規規定，手機在飛機飛行期間必須全稱關閉，包括帶有飛行模式的手機，因此通過衛星上網的設備只能是iPad等各類平板電腦和筆記本電腦。

東航不是我國首家開展民航寬帶上網測試的航空公司。2014年4月，中國國際航空公司（簡稱國航）北京－成都航線的兩架飛機也首次進行了“空中寬帶系統”的測試，飛機上的旅客可以在飛機爬升至3000m以上的高度時連接機上的WiFi網絡。當飛機遇到氣流出現強烈的顛簸時，WiFi設備也會自動關閉。除了上述兩家航空公司，南方航空公司也曾表示將會提供機上上網服務，我國很快將會進入民航寬帶上網1.0時代。可以預見，在不久的將來，飛機不再會是寬帶通信和互聯網接入的最后一個“信息孤島”，在飛機上接打電話的時代也會很快到來。

目前，世界上主要有兩種主流技術方式被用于實現地空互聯：地空寬帶無線通信技術；通信衛星提供互聯網接入技術。地空寬帶無線通信技術即利用鋪設在沿飛機航線或指定空域的地面基站，對空發射無線電信號，形成地空通信鏈路，向空中的飛機提供高帶速寬通信服務。目前，美歐正在開展一系列航空低空通信項目，包括：L頻段數字航空通信系統（L-DACS）、Gogo等，國航也進行了類似試驗。

雖然地空寬帶通信系統具有通信容量大、用戶數據使用資費低等優勢，但通信設備建設工程卻異常龐大，需要在民航航線范圍內都鋪設基站才能確保連續的網絡信號，并且僅限于國內的陸地上空飛行時獲得穩定連續的寬帶網絡信號，而對于上網需要更加強烈的國際越洋航班則不適用。

也正因為此，此次東航所開展的測試是通過具有大容量Ku頻段的亞太－6通信衛星提供空中寬帶上網服務。而國航開展的另一項衛星通信試驗則是利用L頻段“國際移動衛星”（Inmarsat）實現空中寬帶接入。此次東航利用Ku頻段寬帶衛星實現寬帶接入的理論速度為50Mbit/s，除去傳輸損耗等因素，實際最大帶寬為32Mbit/s。如果飛機上200多人同時上網，能夠實現網頁瀏覽、微信互動、空中購物。如果40～50人同時上網，則可實現視頻連線、在線視頻播放。

2 國外民航空中寬帶上網服務日趨成熟

目前，國外不少航空公司啟動了空中寬帶上網服務，包括：美國阿拉斯加航空公司、芒果航空公司、維珍美國航空公司、美國新南航空公司等。衛星通信技術普遍被國外航空公司作為飛機通信接入和運行控制之間的話音通信解決方案。當今國際上普遍使用的通信衛星系統有：“國際移動衛星”、“銥”（Iridium）衛星系統和基于甚小口徑終端（VSAT）技術的Ku或Ka頻段衛星移動通信系統等。

“國際移動衛星”是由國際移動衛星公司發展的衛星移動通信系統。目前已經發展了四代，第五代衛星系統正在建設之中。第四代“國際移動衛星”工作頻率采用L頻段，覆蓋南北緯82°以內的通信服務，可提供4×432kbit/s的數據通信業務以及傳統話音業務等。第五代“國際移動衛星”采用Ka頻段，部署完成之后，數據接入速率將提高到50Mbit/s。

“銥”衛星系統由79顆低軌道衛星組成（其中13顆為備份星），它們分布在6個軌道面上，每個平面分別有1顆在軌備份星。相比于地球同步軌道衛星通信系統，“銥”衛星不僅可以覆蓋南北緯70°之間的區域，更能完全覆蓋高緯度極地區域，且通信效果尤佳，是目前唯一真正實現全球通信覆蓋的衛星通信系統。這為跨極地航線飛行運控提供了非常有效的通信保障。“銥”衛星的下一代衛星系統“銥衛星下一代”（Iridium NEXT）將于2015年發射，屆時“銥”衛星系統的數據傳輸速率將大大提高。

VSAT技術在基于地面的衛星通信應用中早已成熟，全球有多達上百顆Ku頻段衛星為世界各地用戶提供VSAT服務。目前，歐、美和亞洲十幾家航空公司超過120架飛機均已經安裝了衛星機載系統，開展基于VSAT技術的衛星機載移動互聯網通信的試航測試和試運行工作，并且成立了專門的運營公司正式進入商業化運作。

3 Ka頻段衛星寬帶上網服務或成未來發展方向

美國衛訊公司于2013年啟動了Exede寬帶多媒體業務，數據下載速率能夠達到12Mbit/s。衛訊公司聯手機載娛樂和寬帶服務提供商LiveTV公司，與美國捷藍航空及大陸航空公司簽約，預計2015年底前完成在兩家航空公司所有370多架飛機上推出新一代機載Ka頻段衛星通信系統。

此外，歐洲通信衛星公司、SES公司、國際移動衛星公司以及香港亞洲衛星有限公司等衛星運營商也與多家機載娛樂和寬帶服務提供商簽署了相關協議，預計最快將于2014年推出類似服務。隨著近年來多顆大功率、高吞吐量Ka頻段寬帶衛星投入商用，并且未來幾年還有更多此類衛星發射升空，Ka頻段衛星提供寬帶服務或成為未來發展方向。