IT|民航史上首次空中直播Ka频段互联网飞机背后是高轨卫星的革命性突破民航史上首次空中

百兆以上的高速率联网，在万米高空也能实现了。2020 年 7 月 7 日，一架由青岛流亭国际机场 T1 飞往成都双流机场 T2 的青岛航空 QW9771 航班顺利完成了飞行任务。这架飞机备受关注，不仅在于其成功实现了首航，还在于——作为我国第一架高速卫星互联网飞机，基于国内首颗高轨道高通量通信卫星“中星 16 号”，实现了我国民航史上第一次空中直播。

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高轨卫星的革命性技术突破
现阶段，机上互联网技术主要有两种：

地对空连接（ATG）：地面发射基站提供网络信号；
卫星连接：卫星与地面网络进行数据传输。

而一架高速卫星互联网飞机的核心自然是卫星，因此我们先来了解一下 QW9771 航班的核心——中星 16 号。
中星 16 号卫星，又称实践十三号卫星，由中国航天科技集团有限公司五院研制。
据悉，中星 16 号卫星既是中国首颗高轨道高通量通信卫星，也是国内首颗（目前是唯一一颗）Ka 频段高通量卫星。
实际上，根据不同波段频率，卫星连接可分为 L 频段、Ku 频段和 Ka 频段。所谓“Ka 频段”（Ka band），又称 30/20 GHz 波段，属于电磁频谱微波波段的一部分，频率范围为 26.5-40GHz 。
这一频段的特点有三，可用带宽宽、干扰少、设备体积小。因此，这一频段可适合于高速卫星通信、千兆比特级宽带数字传输、高清晰度电视（HDTV）、个人卫星通信等领域。
以往的互联网飞机主要使用的是 Ku 频段卫星。
Ku 频段（K-under band）频率为：下行 10.7-12.75GHz，上行 12.75-18.1GHz 。
可见，相比 Ku 频段，Ka 频段频率更高。因此，在口径相等的情况下，Ka 频段天线的指向性更好，接收到的邻星干扰更少，因此系统性能相对较高。
基于此，首次应用 Ka 频段多波束宽带通信系统的中星 16 号卫星的信息传送能力有大幅度提升，通信总容量超过 20G 。
值得一提的是，中星 16 号卫星的最高通信总容量超过了我国之前所有通信卫星容量的总和，可以说带动了中国卫星通讯技术的大飞跃。
正如中星 16 号卫星系统总指挥周志成曾在接受新华网采访时所表示：

高通量卫星的“通”，是通信的“通”，同时也叫高通吐量卫星，意思是通信容量比以往卫星有一两个数量级的跃升。

据了解，这一卫星于 2017 年 4 月 12 日在西昌卫星发射中心搭载长征三号乙运载火箭成功发射，在轨寿命约为 15 年。

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当时，这一卫星的发射过程涉及到了电推进技术，而这也是我国首次采用电推进技术的高轨卫星，可以说是高轨卫星领域的革命性技术突破，这也意味着我国卫星激光通信技术已达到世界领先水平。
据周志成解释：

电推进技术的比冲为 3000 秒以上，是常规的化学推进剂的 10 倍以上，可显著缩减卫星携带的推进剂数量，因此对于卫星减重和增加有效载荷有明显的益处。

按照新华网的说法，这一卫星意义不凡，实现了“五个首次” 。除上述突破外，中星 16 号卫星同时也实现了：

中国首次在高轨卫星上搭载激光通信系统；
中国首次在高轨长寿命通信卫星相关产品上实现百分百国产化，改变了长期依赖进口的局面；
中国首次在卫星上将技术试验和示范应用相结合。

据了解，中星 16 号卫星在军事上的力量也不容小觑——一次可辅助 2 万人规模的海陆空混合作战，可在 1 秒内将命令直接下达至单兵末端，是军事行动中绝佳的通讯指挥卫星。
正因为上述特点，这颗卫星被称为“超级卫星” 。
万米高空，百兆宽带
有了“超级卫星”的加持，QW9771 航班也开启了互联网飞机的新局面。
即使是在万米高空，QW9771 航班也可实现超过百兆的高速率联网。在飞机平飞阶段，乘客可以通过手机体验稳定的互联网服务。据人民日报报道：

高速卫星互联网飞机通过数字化解决方案，可进一步构建包括移动端空中内容娱乐、航旅出行服务、空中电商新零售等在内的空中互联网生态。

值得一提的是，QW9771 航班还进行了我国民航史上第一次空中直播。

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【与地面直播间视频连线】
可见，QW9771 航班作为我国第一架高速卫星互联网飞机，打破了空中信息孤岛。
不过，“互联网飞机”并非是新鲜概念。
早在 2013 年 7 月 3 日，我国民航便首次提供了机上全球卫星通讯互联网服务，带宽 864Kbps 。
当天，在由北京飞往成都的国航 CA4108 航班上，飞机飞至 3000 米高度时，机上网络系统自动打开，时任中国民航局局长李家祥还通过国航官方微博向网友发出了问候。