我国民航进入卫星宽带上网1.0时代

刘悦（北京空间科技信息研究所）

一直以来，卫星通信始终在“夹缝中求生存”。自20世纪90年代，地面通信快速发展，以低廉的价格、迅猛的发展和良好的用户体验不断挤占卫星通信卫星的生存空间，有限的用户群一直是制约卫星通信发展的瓶颈。然而，飞机空中上网却始终是块没开发的“处女地”。随着互联网普及率越来越高，人们对飞行途中上网、通信的需求越来越强烈。而卫星通信系统现在正以其覆盖广、通信容量大、通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，在民航通信领域发挥着越来越关键的作用。

1 国内多家民航公司开展空中宽带上网测试

近日，东方航空公司（简称东航）与中国电信集团公司合作进行了国内首个卫星宽带机上WiFi测试飞行（上海－北京往返航线），这标志着空中互联网业务开始向民航旅客开放服务。由于民航法规规定，手机在飞机飞行期间必须全称关闭，包括带有飞行模式的手机，因此通过卫星上网的设备只能是iPad等各类平板电脑和笔记本电脑。

东航不是我国首家开展民航宽带上网测试的航空公司。2014年4月，中国国际航空公司（简称国航）北京－成都航线的两架飞机也首次进行了“空中宽带系统”的测试，飞机上的旅客可以在飞机爬升至3000m以上的高度时连接机上的WiFi网络。当飞机遇到气流出现强烈的颠簸时，WiFi设备也会自动关闭。除了上述两家航空公司，南方航空公司也曾表示将会提供机上上网服务，我国很快将会进入民航宽带上网1.0时代。可以预见，在不久的将来，飞机不再会是宽带通信和互联网接入的最后一个“信息孤岛”，在飞机上接打电话的时代也会很快到来。

目前，世界上主要有两种主流技术方式被用于实现地空互联：地空宽带无线通信技术；通信卫星提供互联网接入技术。地空宽带无线通信技术即利用铺设在沿飞机航线或指定空域的地面基站，对空发射无线电信号，形成地空通信链路，向空中的飞机提供高带速宽通信服务。目前，美欧正在开展一系列航空低空通信项目，包括：L频段数字航空通信系统（L-DACS）、Gogo等，国航也进行了类似试验。

虽然地空宽带通信系统具有通信容量大、用户数据使用资费低等优势，但通信设备建设工程却异常庞大，需要在民航航线范围内都铺设基站才能确保连续的网络信号，并且仅限于国内的陆地上空飞行时获得稳定连续的宽带网络信号，而对于上网需要更加强烈的国际越洋航班则不适用。

也正因为此，此次东航所开展的测试是通过具有大容量Ku频段的亚太－6通信卫星提供空中宽带上网服务。而国航开展的另一项卫星通信试验则是利用L频段“国际移动卫星”（Inmarsat）实现空中宽带接入。此次东航利用Ku频段宽带卫星实现宽带接入的理论速度为50Mbit/s，除去传输损耗等因素，实际最大带宽为32Mbit/s。如果飞机上200多人同时上网，能够实现网页浏览、微信互动、空中购物。如果40～50人同时上网，则可实现视频连线、在线视频播放。

2 国外民航空中宽带上网服务日趋成熟

目前，国外不少航空公司启动了空中宽带上网服务，包括：美国阿拉斯加航空公司、芒果航空公司、维珍美国航空公司、美国新南航空公司等。卫星通信技术普遍被国外航空公司作为飞机通信接入和运行控制之间的话音通信解决方案。当今国际上普遍使用的通信卫星系统有：“国际移动卫星”、“铱”（Iridium）卫星系统和基于甚小口径终端（VSAT）技术的Ku或Ka频段卫星移动通信系统等。

“国际移动卫星”是由国际移动卫星公司发展的卫星移动通信系统。目前已经发展了四代，第五代卫星系统正在建设之中。第四代“国际移动卫星”工作频率采用L频段，覆盖南北纬82°以内的通信服务，可提供4×432kbit/s的数据通信业务以及传统话音业务等。第五代“国际移动卫星”采用Ka频段，部署完成之后，数据接入速率将提高到50Mbit/s。

“铱”卫星系统由79颗低轨道卫星组成（其中13颗为备份星），它们分布在6个轨道面上，每个平面分别有1颗在轨备份星。相比于地球同步轨道卫星通信系统，“铱”卫星不仅可以覆盖南北纬70°之间的区域，更能完全覆盖高纬度极地区域，且通信效果尤佳，是目前唯一真正实现全球通信覆盖的卫星通信系统。这为跨极地航线飞行运控提供了非常有效的通信保障。“铱”卫星的下一代卫星系统“铱卫星下一代”（Iridium NEXT）将于2015年发射，届时“铱”卫星系统的数据传输速率将大大提高。

VSAT技术在基于地面的卫星通信应用中早已成熟，全球有多达上百颗Ku频段卫星为世界各地用户提供VSAT服务。目前，欧、美和亚洲十几家航空公司超过120架飞机均已经安装了卫星机载系统，开展基于VSAT技术的卫星机载移动互联网通信的试航测试和试运行工作，并且成立了专门的运营公司正式进入商业化运作。

3 Ka频段卫星宽带上网服务或成未来发展方向

美国卫讯公司于2013年启动了Exede宽带多媒体业务，数据下载速率能够达到12Mbit/s。卫讯公司联手机载娱乐和宽带服务提供商LiveTV公司，与美国捷蓝航空及大陆航空公司签约，预计2015年底前完成在两家航空公司所有370多架飞机上推出新一代机载Ka频段卫星通信系统。

此外，欧洲通信卫星公司、SES公司、国际移动卫星公司以及香港亚洲卫星有限公司等卫星运营商也与多家机载娱乐和宽带服务提供商签署了相关协议，预计最快将于2014年推出类似服务。随着近年来多颗大功率、高吞吐量Ka频段宽带卫星投入商用，并且未来几年还有更多此类卫星发射升空，Ka频段卫星提供宽带服务或成为未来发展方向。