要到什么时候，我们才能在空中自由上网？

脚踏实地，仰望星空

前言

用计算结果说话。

哪里是还没有通网的最后一公里？

相信很多人给出的答案是：飞机上。

图自公众号：航空物语

截至2020年末，中国民航（内地企业）总共拥有约4000架客机，其中仅大约200架能够接入互联网，占比5%。而这200多架飞机当中，不少使用的还是带宽几到几十Mbps不等的较低速网络，这相当于让机上几百人共享只有家用宽带几分之一的网络资源，能顺畅地文字聊天已属幸运，通过图片、视频分享旅途见闻更是奢望。

互联网已经成了当下提升乘客体验和机上应用场景的最大硬件障碍，或许没有之一。

什么时候，飞行才能真正像在地面一样，随时连接世界？

今天我们就通过计算结果，与大家一起展望未来。

01

空中上网的咽喉：卫星网络资源     

飞机联网大体通过两种方式实现：直联地面基站和通过卫星中转。考虑到飞机常飞行于大海、沙漠、山区之上，且不同国家之间地面基站协调成本较高，通过卫星上网是更主流的选择，本文也将基于此展开。

信息从一个终端传递到另一个终端，路径上最狭窄的“路段”决定了整体传输速度。在空地互联系统中，地面和机上设备都易于维护升级，而卫星升空后就无法进行硬件改造，是最难以升级的环节，因此我们大体可以认为卫星的容量决定了网速 - 如果卫星带宽能满足需求，则整体可以满足需求。

可以提供宽带服务的美国ViaSat-2号通信卫星。图自Viasat

02

旅客到底需要多少带宽？     

要回答这个问题，首先得定义“需求”，毕竟文字聊天和在线视频所需带宽有天地之别。本着“料己从严”的思路，咱基于播放视频来展开讨论。对于720P的一般高清视频，稳定播放所需带宽为2 Mbps；而对于4K的更高清视频，则需要5-40 Mbps不等的带宽，咱可以取比较平均的25 Mbps进行计算。

那么同一时间会有多少旅客需要上网呢？假设机队一天运行16小时，每个航班有1小时时间所有旅客都在上网（我国航班平均时长约2小时，去掉上升下降期间关闭网络的1小时，可供上网时间还剩1小时），那么对于年客运量1.5亿人次的国内头部规模航空公司，同时会有约2.6万名乘客在空中上网；对于年客运量6.6亿人次的中国民航，则同时约有11.3万人联网（1.5亿和6.6亿人次均参考2019年真实数据得出）。

综合以上两段，头部航空公司和中国民航所需带宽如下：

为计算方便，本文默认1 Gbps≈1000 Mbps，1 Tbps≈1000 Gbps （实际是1024倍关系）

卫星可以满足以上需求吗？

03

空中上网，10年或可期     

2021年12月1日，全球著名的卫星通信服务商美国Viasat举行媒体会，介绍了与中国卫通的战略合作，以及在中国境内开始使用中星16号卫星为安装了Viasat Ka波段终端的客机提供上网服务的情况。

中星16号于2017年发射。作为我国首颗地球同步轨道高通量通信卫星，其以20 Gbps的水平一举超越了我国以往通信卫星容量总和。考虑到目前境内Viasat航空终端用户以入境航空公司为主，乘客总量较少，相信他们将获得比较理想的上网体验。

除了中星16以外，我们国家于2020年发射了容量更大的亚太6D；Viasat更是计划于2022年发射代表目前全球最高水平的ViaSat-3号卫星，单颗容量达到惊人的1 Tbps（1 Tbps≈1000 Gbps）。空中上网所面临的带宽瓶颈将显著缓解。

如果不考虑其他用户只考虑空中上网，理论上一颗亚太6D卫星即可让一家我国头部航空公司全部乘客实现720p级别的视频自由；一颗ViaSat-3号卫星除了让中国民航全部乘客实现这一自由以外，还能够让其中很多人享受更高级的4K服务

代表当今最高通信容量水平的ViaSat-3号卫星。理论上它能够让50万个终端同时在线播放720p视频。图自Viasat

上面提到的都是地球静止轨道卫星，而更大的期待已经在路上，那就是近年方兴未艾的低轨通信卫星星座。这类星座运行在1500公里以下高度，通信延时短于运行在大约36000公里高度的地球静止轨道卫星，而且卫星数量庞大，可以实现更大容量，例如Viasat计划中的1300公里高度288星低轨星座，理论总容量可达27 Tbps，相当于ViaSat-3号星座的9倍。

两个代表性的低轨星座。SpaceX近期有将星链扩充到4万余颗的计划。

目前美国和欧洲的大型低轨星座已经处于建设阶段，而我们国家也已经开始相关技术验证。根据国际电信联盟对卫星频率申请的要求，它们都应该在2030年前竣工。如果这些星座得以按时完成并满足预期技术指标，相信10年之内，我们就有望实现真正的空中上网自由！

当然，除了卫星，政策、地面和机载设备技术、航空公司经济条件和意愿、旅客习惯、商业模式等等“地球上的事”也在决定上网自由的进程，这是一项系统工程。但无论怎么说，地上的事看得见摸得着，总比太空的事好解决吧？图自国泰航空

本文由@航空物语 与 @太空那些事儿 合作