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2018年1月18日，必將載入中國民航史冊，東航和海航先后宣布解除飛機上使用手機的限制。從這一天起，執(zhí)行了幾十年的“禁止在飛機上使用手機”的法規(guī)正式作古。航空業(yè)迎來空中流量經(jīng)濟的元年。

為了爭當?shù)谝?，?7日晚上，海航與東航還展開了開機競賽。海航宣布將在跨零點航班上首次允許開機，東航緊跟其后，宣布當晚的181個跨零點航班同時允許開機。為了再次“彎道超車”，海南航空總裁孫劍鋒親自執(zhí)飛HU7781，并于當晚21:36分在機上宣布手機開放。對此，官方的解釋是，海航在全球部署最東的航站是奧克蘭。按照當?shù)貢r間，海航已經(jīng)跨過18日的國際日期變更線。

飛行過程中允許使用手機，是一個多方共贏的決定，這是一個前景巨大的市場。每年超過35億人次的飛行人群蘊含著巨大的商業(yè)價值。開機競賽背后反應的是航空公司改善用戶體驗和獲得增值收益的巨大迫切感。

在這方面，歐洲和美國早在2008年就完成了標準和規(guī)范制定，解決了政策上的障礙，但也遇到各方博弈和角力，最終到了2013年，才全面開放手機禁令。現(xiàn)在，美國有超過80%的航班安裝了機載上網(wǎng)系統(tǒng)，可以提供飛行中實時聯(lián)網(wǎng)，過去與世隔絕的“飛行孤島”變成了在線航班。

但在商業(yè)上，不管是最成熟的美國市場，還是躍躍欲試的中國玩家，都面臨著不小的難題。美國的兩家航空互聯(lián)網(wǎng)上市公司Gogo和Global Eagle 都面臨著巨額虧損，前者更是從成立以來，就沒有過盈利記錄。設備供應商巨頭Panasonic Avionics與波音和空客合作，占領了絕大多數(shù)線裝飛機的市場份額，卻也舉步維艱，不時會在國際市場上尋求出售。

那飛行上網(wǎng)背后的技術(shù)特點和商業(yè)邏輯又是怎樣的呢，誰會在復雜多變的市場環(huán)境中，成為最后的贏家呢？

飛行上網(wǎng)的技術(shù)路徑

航空互聯(lián)現(xiàn)有的技術(shù)方案一共分為兩大類，第一種是以陸地鐵塔為基礎的對空通信技術(shù)，第二類是以衛(wèi)星中繼為基礎的對地通信技術(shù)。一般簡稱為陸基、星基。其中星基又分為靜止軌道衛(wèi)星和近地軌道的微小衛(wèi)星，一般稱為高軌衛(wèi)星、小衛(wèi)星。

陸基的技術(shù)特點是速度較快、延遲小、通信成本相對低。但是缺點也很明顯，就是基站建設周期長、成本高，而且只能覆蓋陸地航線，無法覆跨洋飛行路線。目前，只有Gogo公司在美國本土部署了250個基站，為陸上航線提供接入服務。在其他市場沒有出現(xiàn)復制者，Gogo本身也在積極轉(zhuǎn)向星基路線，推出了以高軌衛(wèi)星為中繼的2Ku產(chǎn)品，為跨洋航班服務。

高軌衛(wèi)星通信目前是航空互聯(lián)的主流。這種衛(wèi)星，三顆就能覆蓋全球，能支持跨洋飛行。世界各國航空公司，多采用成熟的Ku技術(shù)作為建設飛行聯(lián)網(wǎng)服務的路徑，包括美西南航空、達美航空、聯(lián)合航空、阿聯(lián)酋航空、漢莎航空，還有中國的東航、海航、廈航等，都采用這一技術(shù)體制實現(xiàn)網(wǎng)絡服務。

不過，航空互聯(lián)是近幾年興起的新興需求，正在服役的高軌衛(wèi)星當初都不是為航空設計的，很多衛(wèi)星已經(jīng)接近生命周期后期，資源利用率很高，能為航空公司的強烈需求騰挪的資源不多。這就造成整個航空業(yè)都面臨著資源緊張、價格高昂的困境。

衛(wèi)星流量成本是地面LTE的數(shù)百倍到上千倍不等。一架飛機上網(wǎng)的費用動輒上百萬，使得任何地面上的成功的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式創(chuàng)新，都面臨著無法收回成本的難題，因為在地面上開展這種創(chuàng)新的通信資源非常便宜。

由于頻率和軌道資源的稀缺，造成高軌道衛(wèi)星市場，不是一個自由競爭的局面。為了解決這一問題。硅谷的創(chuàng)業(yè)者們，采取了另外一種辦法。發(fā)起了“軌道革命”。他們在1400公里以內(nèi)的近地空間，部署幾百甚至數(shù)千顆微小衛(wèi)星，組成星座，形成一個動態(tài)的實時網(wǎng)絡，進而實現(xiàn)全球覆蓋。

2010以來，全球范圍內(nèi)至少提出了近20多個大型低軌衛(wèi)星星座項目。在Google、軟銀等互聯(lián)網(wǎng)巨頭支持下，SpaceX、OneWeb等相繼獲得數(shù)十億美金的巨額融資，他們分別發(fā)布了從680顆到7518顆不等的星座發(fā)射計劃，引發(fā)全球強烈關注。

隨著國際航班的日漸增多，可以說，未來民航飛行上網(wǎng)的主要趨勢是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，而在衛(wèi)星通信市場，高軌衛(wèi)星與小衛(wèi)星之間，必將展開一輪激烈的爭奪。但是頻譜的限制將是雙方共同的瓶頸。

頻率才是咽喉要道

看起來，航空互聯(lián)網(wǎng)領域各種技術(shù)選擇很多，對航空公司來說，其實左右為難。高軌衛(wèi)星技術(shù)成熟，但成本高昂；陸基價格便宜，但不能全球漫游；小衛(wèi)星無縫覆蓋，但頻率協(xié)調(diào)難。沒有一個完美的方案，能解決航空面臨的多種問題。

無線電頻率是衛(wèi)星得以在空間正常運轉(zhuǎn)的基礎，是信息傳播的通道，就目前在國際電聯(lián)（ITU）登記情況看，Ku頻段上的資源已經(jīng)飽和，靜止軌道上的衛(wèi)星也已經(jīng)十分擁擠，幾乎不能再發(fā)新的衛(wèi)星。微小衛(wèi)星由于與高軌衛(wèi)星會產(chǎn)生信號干擾，所有成熟波段的資源申請也會受到限制。只有OneWeb一家在頻率協(xié)調(diào)工作取得進展，拿到了一小段僅在美國使用的頻段。

中國也有一些低軌道星座發(fā)射的計劃，但目前也受限于頻率協(xié)調(diào)難題，部分星座獲得了一些甚高頻波段的許可，但是這種資源僅能實現(xiàn)小數(shù)據(jù)量傳輸，可做物聯(lián)網(wǎng)，無法實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信服務。

頻軌緊張和通信剛需，使得航空業(yè)面臨著進退兩難的境地。2017年底，一家叫做LaserFleet的衛(wèi)星創(chuàng)業(yè)公司成立，它采用微小衛(wèi)星的組網(wǎng)方案，實現(xiàn)全球覆蓋，又采用激光通信鏈路，代替無線電、微波。相當于把硅谷創(chuàng)業(yè)者進行了一半的軌道革命又向前推進一步，實現(xiàn)了頻軌革命。所以在一開始，就獲得國科嘉和在內(nèi)的三家頂級機構(gòu)的投資。

LaserFleet的創(chuàng)業(yè)者是航空互聯(lián)的業(yè)內(nèi)人，其創(chuàng)始人潘運濱在2012年創(chuàng)辦了喜樂航。這家技術(shù)公司，為海航機隊提供機載互聯(lián)網(wǎng)建設服務。那架搶得頭籌的HU7781上的機載衛(wèi)星天線，就是喜樂航安裝并運營的。

潘運濱說，衛(wèi)星通信流量昂貴、帶寬資源有限，這不只是喜樂航面臨的問題，也是全球民航業(yè)共同面臨的成本障礙。衛(wèi)星公司解決問題的動力不大，那么民航業(yè)者就想上去試試。他于2017年底辭職，創(chuàng)辦激光衛(wèi)星通信公司LaserFleet，開啟第二次創(chuàng)業(yè)旅程。

激光通信并不是什么前沿技術(shù)，從上世紀八十年代就已經(jīng)成熟，但一直無法落地，原因就在大氣湍流。在對流層內(nèi)，大氣渦流和溫度梯度會引起投射場折射率變化。激光信號在“最后一公里”產(chǎn)生漂移和偏轉(zhuǎn)，不能完成全時服務。但是，飛機平飛階段是在平流層之上。激光在這這里的通過率高達99%，基本不受大氣擾動影響。LaserFleet正是瞄準這一特性，開發(fā)光學衛(wèi)星，為平流層飛行器提供高速、大容量互聯(lián)網(wǎng)服務。

激光通信優(yōu)點明顯，其通信速率高、信息容量大，輕易就能達到10-40Gbps的速率。再由于光源功耗小、轉(zhuǎn)換效率高、收、發(fā)天線就會做的很小，所以在設備的體積、重量、功耗上都容易控制成本。根據(jù)國際電聯(lián)的定義，空間激光通信鏈路無需審批，可直接使用，不存在頻譜規(guī)管難題。隨著航空業(yè)需求日益增大，特別是前艙飛行數(shù)據(jù)的海量化趨勢，超高容量的激光鏈路將發(fā)揮出巨大價值。

在國際上，像LaserFleet這種定位的公司不止一家，發(fā)展速度都非常快。在德國宇航中心的支持下，一家叫Mynaric的公司，不光獲得了一些技術(shù)訂單，還于2017年10月，在法蘭克福交易所實現(xiàn)上市。美國技術(shù)企業(yè)Laser light也在計劃發(fā)射激光星座，為洲際骨干通信提供服務，以取代建設成本巨大、靈活性差的海底光纜。

民航客機的互聯(lián)化、智能化將是一個不可逆的趨勢，據(jù)Oliver Wyman預計，到2026年，飛機每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達到9800萬TB。在今天，最新型的飛機，每飛行一次將產(chǎn)生5-8TB的數(shù)據(jù)。這些大數(shù)據(jù)可以對燃油消耗、機組操作進行優(yōu)化；可以對零部件更換進行預測；可以在起飛前改變航線，避免風暴，降低延誤；可以通過系統(tǒng)自動處理常規(guī)駕駛?cè)蝿蛰o助飛行員；可以通過更精準的調(diào)度來填補飛行員短缺。

航空業(yè)正處于數(shù)字科學革命的前沿。但是，狹窄的傳統(tǒng)鏈路遠遠無法完成海量數(shù)據(jù)的實時傳輸。所以，衛(wèi)星激光通信，將在未來成為互聯(lián)飛行真正的變革者。

*本文來源：民航資源網(wǎng)，作者：劉浩辰，原標題：《機上用手機但網(wǎng)速不給力？該衛(wèi)星激光通信出手了》