相比卫星5g at g有着不可比拟的什么优势(什么是卫星通信)

1月12日,全国民航工作会议举行，在民航年度工作总体要求中，首次提出了“智慧民航”一词，强调2021年要着力推进智慧民航建设。“十三五”时期，民航坚持“守正创新、稳中求进”，基本实现了从航空运输大国向单一航空运输强国的“转段进阶”。“十四五”时期，民航总体工作将把“智慧民航”建设纳入规划，开拓“智慧民航建设有新突破”的新局面，致力于使智慧民航建设成为驱动行业创新发展的主动力，持续地将智慧民航建设融通贯穿于民航全过程和各大领域。

空中互联网能给航司带来什么‍

在天空领域里构建触达民航旅客且独享、优质的个性化双向通道。

利用空间的局限性，航空公司可以独享乘客的飞行时间，在为乘客提供娱乐、办公、休闲的互联网服务过程中，提供信息流广告、网络通讯费等收益。在实现机票销售、升舱服务、机上餐饮、免税店服务、机上新零售等推广与变现的过程中，将乘客逐步转化为用户，提升客舱服务品质和效率，实现渠道效能最大化。

据《中国民航2020年11月份主要生产指标统计》及《2019年民航行业发展统计公报》数据来看，空中互联网的市场不容小觑。2019年民航旅客运输量就已经达到6.6亿人次，即使在受新冠肺炎疫情影响的2020年，人员跨域流动受限于管制措施而急剧减少，民航旅客运输量也在2020年的11月达到了3.7亿人次。如此庞大的民航旅客运输量毫无疑问将和地面的4G、5G普及大潮一样，成为空中互联网市场的潜在客户。

随着移动互联网的发展使得“空中上网”“飞行WiFi”的需求量暴增，航空公司也从单纯的价格战蔓延到客舱服务差异化竞争上，不管是LCC航空（Low Cost Carrier低成本航空公司）还是全服务航空，都将焦点放在了客舱WiFi上。

目前空中上网的主要方式有两种‍

一是卫星通信，即利用飞机、卫星和卫星地面基站进行数据传输。此方式有利有弊，优势是卫星通信覆盖范围广，适合国际航线。缺点是使用卫星通信飞机改装成本大，而且卫星通信只提供窄带服务，即在飞机上仅能进行收发邮件、网页浏览等简单上网应用服务。

二是ATG地空宽带通信，ATG系统网络框架类似于地面基站网络，地面信号通过机载天线引入到飞机机舱内部，机舱内信号由客户前置设备（Customer Premise Equipment）接收后，转化为WiFi信号为用户提供信号。简言之，就用户而言ATG系统网络通过构建一张地空宽带立体覆盖网络，提供机上办公、娱乐，以及定制服务和各种行业应用服务。

与卫星通信系统相比，ATG地空宽带通信具有高带宽、低延时、低成本、易安装、可实现等优势。对于带宽，ATG低空宽带的带宽是卫星通信的5倍以上，而飞机改造成本不到卫星通信的1/10。虽然，ATG地空宽带通信仅能覆盖大部分陆地区域，对于大面积海域、极地、高山等区域覆盖不如卫星。不过由于中国、美国、欧洲等主要国家陆地面积辽阔，因此ATG地空宽带通信覆盖范围足以满足大部分航班需求。

卫星通信与ATG的角力PK，谁才是空中WiFi的大势所趋？

卫星通信系统

航空卫星通信系统可分为驾驶舱卫星通信和客舱卫星通信，驾驶舱和客舱卫星通信系统分别使用L频段以及Ka、Ku频段。其中，驾驶舱卫星通信系统发展分为Inmarsat航空卫星通信系统和Iridium航空卫星通信系统两个阶段，Inmarsat 航空卫星通信系统分为空间段、地面段和用户段三段。信道分为P、R、T和C四道，前三道用于数据传输，最后一道用于语音、传真等。同时，Inmarsat支持SBB(Swift-Broadband)、Classic Aero、Swift-64、GX(Global-Xpress)4 种航空服务，其中GX支持Ka频段宽带数据通信。

Iridium-Next于2007年启动。属于卫星通信系统第二阶段，其建设目标主要是高速率、高通话质量、高频带分配率，同时利用IP技术优势提供更强的业务和设备。Iridium-Next系统支持包括广播式自动相关监视ADS-B应用，在全球范围的多种新应用和新业务。

随着毫米波技术的发展，Ka/Ku频段宽带卫星通信逐渐广泛用于机载卫星通信，其具有低成本、小终端、高通量、广覆盖等优点。飞行层面，可实现飞机故障分析、提高飞行安全、派遣率，完善状态监控，乘客层面，可提高旅客乘机体验。所以，全球很多国家如美国、加拿大、欧洲等国均大力发展Ka/Ku频段宽带卫星系统并已经投入使用。

客舱卫星通信系统分为三个阶段，分别为Telesat卫星系统、Inmarsat-5卫星系统、ViaSat卫星系统。Telesat卫星系统提供可靠和安全的卫星通信解决方案，服务于广播、电信、企业和政府客户，拥有超过15颗卫星，2017年，Telesat发射两颗小型卫星，其目的主要是避免Ka频段卫星互联网连接相关技术风险。

为了Ka频段高通量卫星应用，Inmarsat推出了第五代海事卫星系统Global Xpress，该系统采用全IP体制，使用Ka频段，空间段采用三颗主用(120°间隔)加一颗备用静止轨道卫星的组网方式。分为固定波束和移动波束两类。每颗卫星有72个固定波束，每个固定波束下行速率可达50Mbit/s;有6个移动波束，可灵活机动调整到需要的区域，每个移动波束下行速率可达150Mbit/s，Inmarsat-5卫星全球覆盖。

美国ViaSat的Ka频段卫星可分为三代。一代具有72个点波束，采用多点波束和频率复用技术，总容量可达140Gbit/s。二代于2017年发射，总容量高达300Gbit/s，三代由ViaSat公司和波音公司共同开发，每一颗有1000Gbit/s的最大容量，可覆盖美洲、欧洲、中东、非洲和亚太地区，实现全球覆盖。计划第1颗卫星覆盖美洲，第2颗卫星覆盖欧洲、中东和非洲，第3颗卫星覆盖亚太地区，从而实现ViaSat-3的全球覆盖。

ATG地空宽带通信系统

ATG地空宽带通信系统分为两部分，一是ATG机载子系统，二是ATG地面子系统。其中，ATG机载子系统又包括ATG机载天线和ATG机载端机。机载天线负责射频信号的发送和接收，机载端机主要负责机上终端IP管理、数据路由、数据解析、自适应数据分发、数据传输等功能。ATG地面系统是ATG的子系统，由核心网、基站、网关组成，通过地面、飞机、地面来实现通信系统和应用系统的交互。

不过，基于ATG的地空宽带通讯在初期建设方面较为复杂，原因在于：

一，ATG系统的主要关键技术包括超高速多普勒频移补偿技术、超大小区半径覆盖技术、差异化QoS保障策略及高性能天线等。

二，ATG系统网络框架与地面基站网络基本相似，要将地面基站的信号通过机载天线引入到飞机机舱内部，机舱内信号由CPE接收后，转化为WiFi信号为机舱用户提供数据服务，所以比地面基站更为复杂。比如飞机飞行速率一般在800千米/小时，最高可达1200千米/小时，超高速移动会带来较严重的多普勒频移，影响系统性能；飞机飞行速率较高，采用普通的小区覆盖半径，会引起频繁切换，影响ATG系统性能和用户体验，故ATG系统一般需要超大小区半径。由于航空场景有特定的业务保障及监控需求，需要对用户进行差异化的QoS保障。所以，地面基站需要沿着航空路线的特定区域进行建设。

在5G时代，前舱在飞行中产生的实时飞行数据和维护诊断数据都需与地面监控中心保持实时、高速的通信以进行监视和大型数据分析，而民航当前使用的高频甚高频地空语音通信、Aero Macs等方式均为窄带通信，无法实现前舱数据的实时传送，仅能在落地后离线拷贝，效率低下，且无法实时监控飞机健康状态，根据空客skywise（智慧天空）测算，现代客机在飞行中前舱产生的飞行数据传输需求至少为30GB/航班，且随着飞机的更新换代技术升级，前舱的飞行数据会越来越多，亟需一种快速进行数据实时回传的解决措施。此外，对于乘客的互联网通信需求的后舱业务，对地通信传输速率需求至少为300Mbit/s。5G ATG大带宽、低时延特性与切片技术结合，可为前舱提供大带宽的专有网络，实现飞机驾驶舱安全数据传输、位置数据实时监控、视频监控实时传输，提高飞机驾驶安全。据此测算，未来民航业对ATG系统的市场容量将会越来越大，市场体量每年将达百亿元，ATG系统的前景非常广阔。

而我国5G技术全球领先，据数据统计，2025年全球5G将拥有18亿的用户，而中国用户占比为45%。截至2020年，中国技术占据了全球70%的5G网络连接。我国5G技术为5G ATG提供了得天独厚的优势条件，有利于空中WiFi的普及和高速发展。

随后，我国很多产品在航电设备制造领域取得突破，跨进EASA、FAA、CAAC适航门槛，ATG技术在频率和政策层面也取得了突破性的进展。2018年，民航局正式批准ATG可以正式使用航空专用频率，并可以同时开展行业业务和旅客互联网接入服务。与此同时，BATJ等内容服务提供商也开始战略布局。三大运营商和中国卫通等在内的电信运营商开始进入，并积极部署ATG+5G民航天地一体化通信网络。

趋势：ATG与卫星飞机互联网共发展

从全球主要市场来看，通信系统主要是陆上航线以ATG为主，ATG与卫星通信互补的大趋势。欧洲采用ATG+卫星的混合组网策略，2018年Inmarsat联合德国电信重耕卫星频率建设4G ATG网络，欧洲内由LTE提供服务，洲际范围由卫星提供服务。

后疫情时代，航空公司对于航空互联网需求更为迫切，根据NSR的预测，2022年全球航空业才能恢复至新冠肺炎疫情发生前水平。因此可以说，利用ATG+5G提供更优质的服务和更丰富的应用，已经成为大势所趋。