百兆以上的高速率聯網，在萬米高空也能實現了。2020年7月7日，一架由青島流亭國際機場T1飛往成都雙流機場T2的青島航空QW9771航班順利完成了飛行任務。這架飛機備受關注，不僅在於其成功實現了首航，還在於——作為我國第一架高速衛星互聯網飛機，基於國內首顆高軌道高通量通信衛星“中星16號”，實現了我國民航史上第一次空中直播。

高軌衛星的革命性技術突破

現階段，機上互聯網技術主要有兩種：

• 地對空連接（ATG）：地面發射基站提供網絡信號；
• 衛星連接：衛星與地面網絡進行數據傳輸。

而一架高速衛星互聯網飛機的核心自然是衛星，因此我們先來了解一下QW9771 航班的核心——中星16 號。

中星16 號衛星，又稱實踐十三號衛星，由中國航天科技集團有限公司五院研製。

據悉，中星16號衛星既是中國首顆高軌道高通量通信衛星，也是國內首顆（目前是唯一一顆）Ka頻段高通量衛星。

實際上，根據不同波段頻率，衛星連接可分為L 頻段、Ku 頻段和Ka 頻段。所謂“Ka 頻段”（Ka band），又稱30/20 GHz 波段，屬於電磁頻譜微波波段的一部分，頻率範圍為26.5-40GHz。

這一頻段的特點有三，可用帶寬寬、干擾少、設備體積小。因此，這一頻段可適合於高速衛星通信、千兆比特級寬帶數字傳輸、高清晰度電視（HDTV）、個人衛星通信等領域。

以往的互聯網飛機主要使用的是Ku 頻段衛星。

Ku 頻段（K-under band）頻率為：下行10.7-12.75GHz，上行12.75-18.1GHz。

可見，相比Ku 頻段，Ka 頻段頻率更高。因此，在口徑相等的情況下，Ka 頻段天線的指向性更好，接收到的鄰星干擾更少，因此系統性能相對較高。

基於此，首次應用Ka 頻段多波束寬帶通信系統的中星16 號衛星的信息傳送能力有大幅度提升，通信總容量超過20G。

值得一提的是，中星16 號衛星的最高通信總容量超過了我國之前所有通信衛星容量的總和，可以說帶動了中國衛星通訊技術的大飛躍。

正如中星16 號衛星系統總指揮周志成曾在接受新華網採訪時所表示：

高通量衛星的“通”，是通信的“通”，同時也叫高通吐量衛星，意思是通信容量比以往衛星有一兩個數量級的躍升。

據了解，這一衛星于2017 年4 月12 日在西昌衛星發射中心搭載長征三號乙運載火箭成功發射，在軌壽命約為15 年。

當時，這一衛星的發射過程涉及到了電推進技術，而這也是我國首次採用電推進技術的高軌衛星，可以說是高軌衛星領域的革命性技術突破，這也意味著我國衛星激光通信技術已達到世界領先水平。

據周志成解釋：

電推進技術的比衝為3000 秒以上，是常規的化學推進劑的10 倍以上，可顯著縮減衛星攜帶的推進劑數量，因此對於衛星減重和增加有效載荷有明顯的益處。

按照新華網的說法，這一衛星意義不凡，實現了“五個首次”。除上述突破外，中星16 號衛星同時也實現了：

• 中國首次在高軌衛星上搭載激光通信系統；
• 中國首次在高軌長壽命通信衛星相關產品上實現百分百國產化，改變了長期依賴進口的局面；
• 中國首次在衛星上將技術試驗和示範應用相結合。

據了解，中星16 號衛星在軍事上的力量也不容小覷——一次可輔助2 萬人規模的海陸空混合作戰，可在1 秒內將命令直接下達至單兵末端，是軍事行動中絕佳的通訊指揮衛星。

正因為上述特點，這顆衛星被稱為“超級衛星”。

萬米高空，百兆寬帶

有了“超級衛星”的加持，QW9771 航班也開啟了互聯網飛機的新局面。

即使是在萬米高空，QW9771航班也可實現超過百兆的高速率聯網。在飛機平飛階段，乘客可以通過手機體驗穩定的互聯網服務。據人民日報報導：

高速衛星互聯網飛機通過數字化解決方案，可進一步構建包括移動端空中內容娛樂、航旅出行服務、空中電商新零售等在內的空中互聯網生態。

值得一提的是，QW9771 航班還進行了我國民航史上第一次空中直播。

【與地面直播間視頻連線】

可見，QW9771 航班作為我國第一架高速衛星互聯網飛機，打破了空中信息孤島。

不過，“互聯網飛機”並非是新鮮概念。

早在2013年7月3日，我國民航便首次提供了機上全球衛星通訊互聯網服務，帶寬86 4K bps。

當天，在由北京飛往成都的國航CA4108 航班上，飛機飛至3000 米高度時，機上網絡系統自動打開，時任中國民航局局長李家祥還通過國航官方微博向網友發出了問候。

2013 年10 月，美國聯邦航空管理局表示，絕大多數商業航班可承受來自便攜式電子設備的電波干擾，因此宣布“解禁”機上便攜式電子設備的使用。此後，不少國外航空公司已經先後推出了空中互聯網服務。

2018 年1 月，中國民航局也發布了《機上便攜式電子設備使用指南》，大部分航空公司已放開在機上使用手機的限制（注：乘客必須打開飛行模式，若航班不提供空中WiFi 服務，則依然處於空中信息孤島的狀態）。

而在國際範圍內，為更多人所知的或許是國際著名航空設備製造商霍尼韋爾（Honeywell）波音757 N757HW 測試機。

1983 年，這架飛機就已在東方航空首次投入飛行。後來，這架高齡飛機經霍尼韋爾改造，成為了一個搭載前沿航空技術的實驗室，專門用來測試和演示各類技術。

值得一提的是，這架測試機採用的也是Ka 波段衛星，對此霍尼韋爾亞太區空管及互聯服務業務總監那保羅表示：

對於航空公司來講，升級到Ka 波段是大勢所趨。

測試機使用了霍尼韋爾的JetWave 衛星通信系統，可為乘客提供可靠的機上Wi-Fi 服務。

2017 年5 月底，霍尼韋爾互聯網測試機開始了其跨越北美洲、歐洲、亞洲的世界巡展。7 月7 日，測試機從天津飛往寧波，這也是在中國航段的唯一一段飛行任務。

3 年後的7 月7 日，我國首架基於Ka 頻段高通量衛星的高速衛星互聯網飛機首航成功，不僅是我國衛星領域的一次矚目應用，也是互聯網+航空的一次飛躍。