想在万米高空实现“上网自由”，为什么这么难？

在网络高度普及的当下，许多客机仍被戏称“远离互联网的最后一片净土”。机载WiFi为何“网速感人”？民航业何时才能进入网络时代？

采访专家

张 弛 （科普达人“奥卡姆剃刀”、通信专业教师）

王亚男 （《航空知识》杂志主编、中国航空学会科普工作委员会委员）

2018年被人们称作“中国机载WiFi元年”。当年1月，我国民航总局发布了《机上便携式电子设备（PED）使用评估指南》。随后，民用飞机上电子设备正式解禁，乘客可以在“飞行模式”下使用手机连接互联网。

如今，机载WiFi即将来到第四个年头，然而《2020年民航行业发展统计公报》显示，截至2020年底，国内仅有11家航空公司的213架飞机具备空中接入互联网能力，覆盖率不足6%，且有联网能力的飞机基本分布于宽体大型客机当中。

（来源：delta.com）

在互联网已经高度产业化的当下，民航客机却仍然无法实现上网自由，甚至被戏称为“打工人最后一块净土”。这也让人思考，坐拥百亿级市场规模的国内民航业，究竟何时才能真正进入“网络时代”？

两种机载WiFi技术各有局限机载WiFi的原理并不复杂，科普达人、通信专业教师张弛（奥卡姆剃刀）告诉记者，按照连接方式划分，可以分为空对地联网和卫星信号两类。

空对地法（Air-to-Ground）也称ATG法，就是沿着飞行航路或特定空域，在地面建设飞机专用通讯基站，然后利用地面基站与飞机直接进行信息传输。由于这种方法十分依赖地面基建，其缺点也比较明显：如果遇到山川海洋等特殊地形，基本无法修建基站。正因如此，ATG法有很强的局限性。

相比之下，“空对空”的传输方案则可以规避地形上的限制。采用卫星信号法的飞机可以不通过地面基站，直接和卫星互相“沟通”进行上网。

根据国际电信联盟《无线电规则》的规定，无线电通信的不同业务有不同频段。例如，卫星通信最常用的频段是C（4-8GHz）和Ku（12-18GHz）频段，后者是航空公司提供WiFi服务的主流选择。然而，在Ku频段进行通信的速度并不快，实际体验类似地面2G或3G网。雪上加霜的是，机身姿态的不同还会导致信号接收受到比较大的影响，让网速变得更慢。

▲ATG和卫星通信，是目前主流的两种航班联网技术（来源：gogoair.com）

当然，相关技术一直在不断的改进当中。一方面，速度更快的Ka频段卫星通信在国内已经开始商用；另一方面，传统Ku卫星也正在向Ku高通量卫星网络升级。据媒体报道，如今东航已经把网速提高到27.5M/秒，网速可以媲美4G网；吉祥航空的波音787机队也升级为搭载Ku高通量卫星通信系统，让乘客告别“龟速”网络。

其实，无论采用ATG模式还是卫星通讯，都是从飞机外部接入互联网的方法。坐在飞机内的乘客，则都是通过机内WiFi来实现高空上网的。这套系统中，机载通讯组件可实现与电信运营商、服务提供商的数据中心之间的互联互通，而机载服务器+机载无线热点组成了飞机内的无线局域网，为用户提供熟悉的Wi-Fi上网环境。

机载WiFi的发展遇到什么瓶颈？
随着地面上的网速越来越快，民用航空全面接入互联网也成为大势所趋。2018年，机载WiFi刚刚开放之时就曾有机构预测：到2021年，中国民航客机上可以连接互联网的飞机将超过2400架，占飞机总数的50%。

但这项预测显然过于乐观了。截至2020年底，国内机联网的比例仍不足6%，大部分乘客无法享受空中上网的服务；即便“有幸”连上WiFi，体验可能也达不到人们的预期，有时甚至连文字消息都无法正常收发。

▲来自卫星的信号，有时会被机尾等挡住，无法到达飞机顶部的天线罩（来源：SAS）

机载WiFi为何“一网难求”？张弛认为， ATG通信和卫星通信模式技术上的特点，限制了它们各自的发展。例如，即便ATG通信的速度得到增加，由于其只限部分陆上地区使用，一到海上基本失灵，所以不适合跨国、远途航班，但这些长途航班的乘客才是对机联网需求最大的一部分。

而卫星通信信道价格不菲。现在的宽体客机，乘客普遍在300-400人，卫星通信信道要是供给飞机上那么多人使用，每个人分配的速率就变得很低，这是物理上的限制。

技术层面以外，《航空知识》杂志主编、中国航空学会科普工作委员会委员王亚男分析认为，空中联网进展缓慢也与成本、市场和政策密不可分。

实现飞机上网需要改造旧的设施或者新建设备，这些硬件大致可以分为租赁卫星、机上设备和地面基站三大部分。其中，机上设备包括地空通讯组件、机载服务器等，进口的品牌一套价格在600万元，国产设备价格也在200-300万元。

对于一架价值数亿元，机龄几十年的飞机来说，几百万的改造成本可能不算高。但问题在于，即便航空公司给全航司飞机都配上WiFi，并向通信设备提供商、网络运营商支付不菲的价格，最终仍会因为网速的限制得不到乘客认同，可谓“赔了本又赚不到吆喝”。

▲设备供应商在测试机底部安装的ATG天线（来源：gogoair.com）

在机载WiFi的商业化运作上，国内几大航空公司也不算成熟。记者了解到，目前国航、海航都提供免费的上网服务，南航采取积分兑换制，只有东方航空明确了付费服务，但价格也不高——不限量上网服务的价格为50元人民币，或可使用2500积分（消费约合2.5万元）兑换。

“国内民航客机想要改装机载网络设备，还需要向民航总局报备申请，有一定流程手续，经过批准才能执行。”王亚男说。由于政策限制，国内ATG方案还处于试验装机阶段，不管是电信运营商还是航空设备制造商，都必须遵循相关的电信管理法规要求，经过相关的审批和许可才能应用。

综合种种因素，即便大部分客机都具备搭载机上WiFi的条件，但机上网络改装进度仍然缓慢。

民航运输“网络荒漠”已被重视目前，中国已经发展成为全球最大的互联网使用国家，拥有超过10亿互联网用户，同时也是全球第二大航空运输市场。所以理论上，我国航班对于机载无线网的需求很大。另外，随着未来全球新冠疫情趋于平稳、5G通讯的全面普及，盲区与机遇并存的民航运输“网络荒漠”可能成为全新的商机。

（来源：arstechnica.com）

据了解，目前的航空低空通信技术（即飞行员和控制塔台之间的通讯方式）仍然比较原始。失联的马航737客机从雷达上消失以后，塔台除了通过无线电呼叫飞行员以外束手无策，最终依靠卫星通讯与客机的“握手”才确定飞机航向。

因此，航空行业已经有一个发展共识：未来的飞机，彼此之间应该形成联网。王亚男介绍说，飞机之间互相有信号接收，可以实现空域内所有飞机态势的感知：“可以想象，未来飞机一定是个高水平的信号发送和收集单元。”

“即使不考虑乘客使用WiFi，（未来的）飞机也会成为一个很大的WiFi路由器，保证空地通讯有更高的速度和更快的流量。在这个基础上，满足乘客的网络通讯需求，就是水到渠成的事情了。”王亚男说。

近两年来，国内各方力量都在加速推进机载WiFi的实现。ATG模式方面，去年12月以来，中国电信和东航、吉祥航空合资成立了“空地互联”；腾讯、海航和深圳多尼卡航空合资成立了“飞享互联”。这些合作一方面可以让运营商更好地修建地面基站、服务空中用户；另一方面，更多企业的参与有助于业界完善商业模式，探寻出一条符合航空公司和用户利益的商业化空中联网路线。

另一方面，卫星通信模式也有了新的进展。今年4月底，中国卫星网络集团有限公司正式挂牌成立，更多卫星的商业使用权有望在未来开放。一旦卫星通信联网的网速提升、成本下降，用户体验也将得到提升。

（来源：ecns.cn）

一个成熟产业的两端，一定是平衡稳定的供需关系。一方为消费者保障服务质量，另一方则为投资带来经济回报，如此才能带动产业良性发展，避免陷入恶性循环当中。未来，航空公司需要在商业模式上进行更多思考，在测试中进行试点经营，寻找更加符合国情的商业模式。

“解决这个问题，还需要依靠市场推动。比如，现在有些航司已经实现了高百分比的机载互联网使用率，在同等票价的情况下，乘客肯定会倾向于选择具备空中上网功能的航班。这对航班业务也是一种促进。”王亚男说。

但归根结底，机上互联网注定无法照搬地面互联网模式。张弛认为，旅客们在享受飞机上网服务时，对技术本身应有更清晰的认知。“空中网络通信与地面相比，永远存在速率差距，这是物理特性导致的，不能用地面的标准去要求空中，卫星通讯起到的作用永远是补充。”

撰文/记者 赵天宇

编辑/丁林

出品：科普中央厨房

监制：北京科技报 | 科学加客户端

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