2018年1月18日，必將載入中國民航史冊(cè)，東航和海航先后宣布解除飛機(jī)上使用手機(jī)的限制。從這一天起，執(zhí)行了幾十年的“禁止在飛機(jī)上使用手機(jī)”的法規(guī)正式作古。航空業(yè)迎來空中流量經(jīng)濟(jì)的元年。
為了爭(zhēng)當(dāng)?shù)谝?，?7日晚上，海航與東航還展開了開機(jī)競(jìng)賽。海航宣布將在跨零點(diǎn)航班上首次允許開機(jī)，東航緊跟其后，宣布當(dāng)晚的181個(gè)跨零點(diǎn)航班同時(shí)允許開機(jī)。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(dāng)晚21:36分在機(jī)上宣布手機(jī)開放。對(duì)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(dāng)?shù)貢r(shí)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(jī)，是一個(gè)多方共贏的決定，這是一個(gè)前景巨大的市場(chǎng)。每年超過35億人次的飛行人群蘊(yùn)含著巨大的商業(yè)價(jià)值。開機(jī)競(jìng)賽背后反應(yīng)的是航空公司改善用戶體驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)禁令?，F(xiàn)在，美國有超過80%的航班安裝了機(jī)載上網(wǎng)系統(tǒng)，可以提供飛行中實(shí)時(shí)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(chǎng)，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(shè)備供應(yīng)商巨頭Panasonic Avionics與波音和空客合作，占領(lǐng)了絕大多數(shù)線裝飛機(jī)的市場(chǎng)份額，卻也舉步維艱，不時(shí)會(huì)在國際市場(chǎng)上尋求出售。
那飛行上網(wǎng)背后的技術(shù)特點(diǎn)和商業(yè)邏輯又是怎樣的呢，誰會(huì)在復(fù)雜多變的市場(chǎng)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(chǔ)的對(duì)空通信技術(shù)，第二類是以衛(wèi)星中繼為基礎(chǔ)的對(duì)地通信技術(shù)。一般簡(jiǎn)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(diǎn)是速度較快、延遲小、通信成本相對(duì)低。但是缺點(diǎn)也很明顯，就是基站建設(shè)周期長(zhǎng)、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(gè)基站，為陸上航線提供接入服務(wù)。在其他市場(chǎng)沒有出現(xiàn)復(fù)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(wù)。
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(shè)飛行聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的路徑，包括美西南航空、達(dá)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
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(dāng)初都不是為航空設(shè)計(jì)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(qiáng)烈需求騰挪的資源不多。這就造成整個(gè)航空業(yè)都面臨著資源緊張、價(jià)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(jī)上網(wǎng)的費(fèi)用動(dòng)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?yàn)樵诘孛嫔祥_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(chǎng)，不是一個(gè)自由競(jìng)爭(zhēng)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?cè)?400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(gè)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。
2010以來，全球范圍內(nèi)至少提出了近20多個(gè)大型低軌衛(wèi)星星座項(xiàng)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(jì)劃，引發(fā)全球強(qiáng)烈關(guān)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(shì)是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，而在衛(wèi)星通信市場(chǎng)，高軌衛(wèi)星與小衛(wèi)星之間，必將展開一輪激烈的爭(zhēng)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(lǐng)域各種技術(shù)選擇很多，對(duì)航空公司來說，其實(shí)左右為難。高軌衛(wèi)星技術(shù)成熟，但成本高昂；陸基價(jià)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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，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(huì)產(chǎn)生信號(hào)干擾，所有成熟波段的資源申請(qǐng)也會(huì)受到限制。只有OneWeb一家在頻率協(xié)調(diào)工作取得進(jìn)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(jì)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(shí)現(xiàn)小數(shù)據(jù)量傳輸，可做物聯(lián)網(wǎng)，無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信服務(wù)。
頻軌緊張和通信剛需，使得航空業(yè)面臨著進(jìn)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(shí)現(xiàn)全球覆蓋，又采用激光通信鏈路，代替無線電、微波。相當(dāng)于把硅谷創(chuàng)業(yè)者進(jìn)行了一半的軌道革命又向前推進(jìn)一步，實(shí)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(jí)機(jī)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(yùn)濱在2012年創(chuàng)辦了喜樂航。這家技術(shù)公司，為海航機(jī)隊(duì)提供機(jī)載互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)服務(wù)。那架搶得頭籌的HU7781上的機(jī)載衛(wèi)星天線，就是喜樂航安裝并運(yùn)營(yíng)的。
潘運(yùn)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(dòng)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(jì)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(duì)流層內(nèi)，大氣渦流和溫度梯度會(huì)引起投射場(chǎng)折射率變化。激光信號(hào)在“最后一公里”產(chǎn)生漂移和偏轉(zhuǎn)，不能完成全時(shí)服務(wù)。但是，飛機(jī)平飛階段是在平流層之上。激光在這這里的通過率高達(dá)99%，基本不受大氣擾動(dòng)影響。LaserFleet正是瞄準(zhǔn)這一特性，開發(fā)光學(xué)衛(wèi)星，為平流層飛行器提供高速、大容量互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
激光通信優(yōu)點(diǎn)明顯，其通信速率高、信息容量大，輕易就能達(dá)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(huì)做的很小，所以在設(shè)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(shì)，超高容量的激光鏈路將發(fā)揮出巨大價(jià)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?？?。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(shí)現(xiàn)上市。美國技術(shù)企業(yè)Laser light也在計(jì)劃發(fā)射激光星座，為洲際骨干通信提供服務(wù)，以取代建設(shè)成本巨大、靈活性差的海底光纜。
民航客機(jī)的互聯(lián)化、智能化將是一個(gè)不可逆的趨勢(shì)，據(jù)Oliver Wyman預(yù)計(jì)，到2026年，飛機(jī)每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量將達(dá)到9800萬TB。在今天，最新型的飛機(jī)，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(duì)燃油消耗、機(jī)組操作進(jìn)行優(yōu)化；可以對(duì)零部件更換進(jìn)行預(yù)測(cè)；可以在起飛前改變航線，避免風(fēng)暴，降低延誤；可以通過系統(tǒng)自動(dòng)處理常規(guī)駕駛?cè)蝿?wù)輔助飛行員；可以通過更精準(zhǔn)的調(diào)度來填補(bǔ)飛行員短缺。
航空業(yè)正處于數(shù)字科學(xué)革命的前沿。但是，狹窄的傳統(tǒng)鏈路遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法完成海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)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。
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