谁在为飞机网络买单？
以小时为单位的空中旅程你一般都是怎么度过的？除了看看已下载的或飞机自带的影视剧，难道只有修照片、看书、睡觉这几个选择吗？如果有了互联网，情况恐怕会大不相同。
今年暑假，带着孩子从浙江温州飞往成都游玩的李女士在登机后发现，机上竟然有免费的Wi-Fi，连接后的网速可以正常观看奥运赛事的直播，“能看全红婵跳水也能看国乒打球，和在家用网感觉也差不多，哄娃是够用了。”不过要保证自己的手机在登机前就已经下载了咪咕视频App。
作为限时营销手段，空中Wi-Fi成为热点
空中Wi-Fi这个在国内民航客机上还不算普及的功能，现在已经成了航司的新卖点。李女士乘坐的这趟航班，是四川航空特意在奥运期间与中国移动咪咕联合推出的拉新营销手段，仅在部分航班上限时提供。正常情况下，国内旅客想在空中长时间使用Wi-Fi连接互联网并不是免费的，甚至还带有一些“轻奢”消费的意味。
以国内Wi-Fi覆盖航班较多东航为例，其在国内的航班Wi-Fi购买分为标准带宽版、高速带宽版，售价分别为50元和88元，国际航班为150元和258元，这还只是单次购买，仅供一次飞行全程使用。不过最近东航也推出了“空中Wi-Fi多次卡”，根据适用航线（国内或国际）和有效期（半年卡或一年卡），提供了四种规格供旅客选择，价格从186元到586元不等。当然，这仅限于东航可提供空中Wi-Fi服务的106架宽体客机。
“如果不是有商务需求，我想大部分人都不会为几个小时的Wi-Fi花费一个月的话费。”在韩国某电子厂工作的林路，因工作原因需要经常要往返于中韩两地，又要在无锡、上海、西安等地来回奔波，作为航空公司的常旅客，林路属于空中Wi-Fi的强需求代表，但实际上的体验并不算流畅。
“有一次我坐国航的CA923从上海走，那班商务舱虽然有免费Wi-Fi，但只有局域网，跟普通的机上娱乐系统没什么区别，你只能看固定的影视、电子书、网页等。”林路还提到厦门航空的MF810国际航班，虽然有比较便宜的19.9元Wi-Fi套餐，但只能聊聊微信，一个小时后还要限速，“能真正连接地面网络，实现在线会议、不限流量和带宽的航班少之又少。”
东航的Wi-Fi套餐价格
林路的经历还有一个值得关注的重点：如果你正好是某班提供Wi-Fi服务客机的头等舱或公务舱旅客，那你很有可能免费获得全航程或限时的Wi-Fi增值服务。这也意味着，真正能提供付费转化价值的主力其实是是经济舱的旅客，南方航空一位工作人员告诉记者，是否愿意为机上Wi-Fi付费主要跟飞行时间有关，一般国际长航线和国内某些城市飞乌鲁木齐、东北的航线，旅客付费率能达到40%以上。
根据各家航司对外披露的数据我们做了一个统计，有大概600架左右的飞机具备局域网功能，真正能接入互联网的客机只有200多架，东航数量占优，其次是南航、国航、海航、川航、厦航以及吉祥航空，大多是波音B787之类的宽体客机，窄体机占比较少。放在中国民航近4000架飞机的市场中看，空中Wi-Fi的覆盖率连6%都不到——这个数据在北美是80%，在欧洲是50%。
作为川航背后的空中Wi-Fi方案服务商，星航互联副总经理毛孝峰曾指出，目前国内机上互联网服务多是由卫星提供网络连接，航司降价的空间不大，而高价又成了空中Wi-Fi服务规模化的最大障碍。值得一提的是，国内最早牵头为民航客机提供无线上网服务的是中国卫星通信集团公司（下称中国卫通），而星航互联正是中国卫通旗下子公司，专门负责航空互联网业务的开拓。
不过，卫星提供的流量之贵，其实也不是难解的问题。
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哪里贵了
如果想知道通过卫星实现空中Wi-Fi到底贵在哪、为什么不够流畅，需要先了解其背后的技术原理。
飞机上的Wi-Fi来源并不复杂，按照连接方式来看，主要分为两种，一种是基于地面基站实现，另一种则是通过卫星通讯。第一种专业点的说法叫空对地（Air-to-Ground，ATG），即沿着飞行航路在地面建设飞机专用通讯中继基站和对空天线，与飞机上的ATG设备形成地空通信链路，机载设备为乘客提供Wi-Fi。
ATG的优点是它的通信带宽可达数十兆甚至数百兆比特每秒，且扩容操作难度比较小；但其缺点也很明显，它太依赖基建。
中国电信重庆分公司的通信专家王刚解释，ATG基站的有效半径大约为300公里，实际使用中需要在地面上每隔约100公里就建立一个基站，先不说地面基站系统的后期维护，光是怎么覆盖我国全航路就是一个大问题，“中西部地区有供电和通光缆的困难，如果遇到海洋等特殊地貌，基本无法修建基站”。
另外也和高铁上网断断续续一样，ATG也伴随着“多普勒效应”。乘客在高铁上上网也是依赖沿途建设的信号基站，但高铁一般都是以300-400公里每小时的高速行驶，因此信号会产生频率偏移：原本应该接受到900MHz的信号波段，实际接收到的可能只是300MHz的波段。再加上要在不同基站中来回切换，网络会更不稳定。
当然高铁已经在近两年用超高速无线通信技术差不多解决了这个问题，但在万米高空可没那么简单。
利用卫星通信实现空中Wi-Fi的原理
ATG的局限性让我们将目光更多的放在了卫星通信上。利用卫星，机载通信设备可以规避地形上的限制：先将消息发送给卫星，再由卫星连接到地面通信系统，从而实现机上的Wi-Fi连接。这种“空对空”的方式虽然多了一步，但不用地面基站来覆盖航线，只需要租用覆盖这一波段的卫星即可。
当然，无论是地空宽带通信系统还是卫星通信，机上Wi-Fi和飞机自身的驾驶航行电子系统在频道上都是独立的，“就像一个在三环开车，一个在四环开车”，并不会影响飞行安全。
但卫星通信的方式，目前是由航司承担了成本的大头，即机载设备和卫星流量。中国民航学机电专家周其焕在论文中描述过卫星机载设备：飞机的顶部要加装一个对星通信天线，这个对星通信天线要由玻璃纤维制的透明天线罩保护，里面装着一个形如卫星锅的东西时时朝向卫星，整个天线的外形就像一个帽子一样，所以也称为帽状天线——而这么一台设备，单架飞机的改造成本最低也要三四百万元。
业内人士解释，除非有国产化设备能被更多航司接受，不然短期内设备的成本是不可能下降的。
卫星流量价格成本较高
那么另一个成本支出重点卫星流量呢？读者现在应该能理解，飞机上的Wi-Fi不是通过宽带直接接入互联网，而是通过机载通信设备直接连接或经通信卫星转到地面通信网络，从而实现联网的。航司要为卫星流量先付费，而卫星的流量价格每GB普遍在百元以上。像拉平这部分成本，要么提升用户使用量，通过规模化效应降本，要么就靠高通量卫星扩容、低轨星座逐步组网。
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卫星登场
2017年4月，我国发射了第一颗高通量卫星“中星16号”，这是我国首颗自主研发的应用Ka频段多波束宽带通信系统卫星，其通信总容量达20Gbps以上，超过中国此前所有通信卫星容量的总和。中星16号当时的目的是为我国还没有被移动网络覆盖的国土提供网络，它也代表了很多高通量卫星，是真正的“宽带卫星”。
现阶段国内航司还有很多搭载的还是传统Ku波段卫星，这种卫星的波束非常大，范围内的成千上万的飞机、船只都用同一个波束，速度较慢；而Ka波段卫星在设计时就采用了聚点波束技术，每颗卫星可以发送72个波束，此外还有6个备份波束，能提供足够的通信容量。
“Ku波段通信像地面的2.5G网，机身姿态一变还会导致信号接收不良，让网速更慢。”业内人士总结，一颗应用于Ka波段的高通量卫星所拥有的带宽容量，是Ku波段卫星的百倍。
高通量卫星的制造要求和发射难度都远高于低轨卫星
然而，相比于高通量卫星这种位于地球静止轨道的大卫星，中低轨道卫星星座研制难度和发射风险都要更低，以SpaceX为代表的民营企业已经携自家项目挤满了这一领域，也包括我国两大卫星互联网计划“GW星座”“千帆星座”。
低轨卫星组成的互联网星座，因其较低的轨道高度，具有传输时延小、链路损耗低等特点，非常适合发展卫星互联网业务。况且低轨卫星组网能做的事太多了，空中Wi-Fi只是它的“副业”，这在我们之前的专题中已经详细探究过。
按照规划，到2030年底，“千帆星座”最终将打造超过1万颗的低轨宽频多媒体卫星组网。作为低轨宽带卫星互联网星座，是面向普通大众通信需求建设的星座，但真正实现商用，还待时日。
另外一方面，相信也有旅客和笔者一样，并不希望高速率的Wi-Fi覆盖所有航班，只因担心其最终带来的是满机舱短视频噪音。
