通信世界网消息（CWW）新冠肺炎病毒持续肆虐，全球疫情依然严峻，国际航空市场萎缩，运力回流，加剧民航“内卷”，出现了运力过剩和低价竞争的现象。为争抢客源和锁定现金流，航空公司在极低票价的情况下，又发布“随心飞”、“魔毯”等产品，弱化了盈利能力，全行业陷入收益品质持续下滑的“怪圈”，航空公司面临前所未有的困境。
低于成本的价格战不符合价值规律，必须找到一条持续盈利的高质量发展之路，基于成本的“最低限价+基于新技术的差异化to C策略”是解决之道。
寡头垄断结构可减少无序竞争与资源浪费，可增强产业竞争力。民航关乎国计民生，是国家基础性产业，具有寡头垄断属性，差异化to C策略是航空公司竞争下的优选。2020年4月，“卫星互联网”纳入国家“新基建”；2021年5月，“推进航空器客舱无线网络服务”纳入民航局实践活动，机上网络技术展现出丰富的想象空间。
本文从机上网络现状、技术解析和差异化to C策略3方面入手分析，寻求航空公司的高质量发展之路。
机上网络发展
国外现状
2006年，美国联邦航空局（FAA）、欧洲航空安全局（EASA）开放机上Wi-Fi使用，机上网络起步。2013年，FAA、EASA放开机上手机使用，机上网络快速发展，目前全球超过一万架民航客机上安装了机上网络设备。
美国是全球机上网络覆盖率最高的国家，覆盖率达70%。2008年，美国航空率先安装基于ATG技术的机上网络；2012年，美国西南航空公司部署基于Ku卫星的机上网络；2014年，捷蓝航空采用Ka卫星技术提供速率为12Mbit/s的网络服务。
随着Ku、Ka、EAN（欧洲航空网）技术的发展，欧洲开始部署机上网络，宽体机采用卫星方案，部分窄体机加入EAN的“ATG+卫星混合组网”。除了美欧，中东的阿联酋航空、东亚的日本航空、东南亚的新加坡航空等也在其国际航班上提供网络服务。
国内发展
2011年11月，国航在北京–成都航班测试机上局域网；2013年2月，海航在北京–西安航班测试卫星网络，上下行带宽12Mbit/s；2014年初，东航在京沪航线实现Ku卫星的空地互联；2014年4月，国航在北京–成都航线启用“空中宽带”系统。
2017年以前，中国民航未放开机上使用电子设备PED的禁令，部分前装Ku系统的宽体机只提供境外航班上网服务。2017年9月，民航局发布《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》，放宽PED限制，机上网络应用驶入“快车道”。2020年7月，基于Ka卫星的机上网络系统青岛航空首次启用。
截至2020年底，中国有20家航空公司共计654架飞机为旅客提供机上网络服务，11家航空公司的213架飞机接入互联网。其中包括东航基于Ku技术的100多架宽体机，以及国航基于机上Wi-Fi的300多架客机。
2020年4月，“卫星互联网”纳入国家“新基建”。2021年5月，“推进航空器客舱无线网络服务”纳入民航局实践活动，随着国家卫星互联网政策和商业卫星计划推进，以及卫星网络需求、民航应用场景规模性扩大，机上网络商业价值凸显，机上网络技术展现出丰富的想象空间。
机上网络技术解析
网络架构及通信原理
机上网络从架构上分为机上局域网Wi-Fi、飞机与地面的空地数据链路两部分。
机上Wi-Fi通过机上服务器提供本地化的娱乐服务，支持IEEE802.11标准，特点是设备体积小、重量轻。
空地数据链路有两种技术路线，一种是ATG(Air To Ground，即蜂窝结构的陆基移动通信网络)，利用沿航路架设基站的专用频谱提供链路，ATG原理图如图1所示。ATG起源于美国，2009年Google为美国境内航班提供“ATG+Wi-Fi”的机上网络服务。另一种是卫星通信系统SATCOM，即利用高中低轨卫星，通过机载IFC系统（Inflight Connectivity)提供链路，卫星通信网络架构图如图2所示。ATG或SATCOM实现空地互联，旅客利用机上Wi-Fi接入互联网。
随着Ka卫星通信技术的发展，出现了ATG、Ku、Ka和混合部署等技术路线，美国Delta公司计划拆除2Ku，更换为Ka路线。
图1 ATG原理图
图2 卫星通信网络架构图
空地互联技术ATG、Ku、Ka对比
●系统性能2020年11月，中国移动宣布推出九霄5G平台，实现下行峰值速率800Mbit/s，上行峰值速率150Mbit/s。Ku波段指下行10.7GHz～12.75GHz，上行12.75GHz～18.1GHz，每架飞机5～10bit/s速率带宽，新一代高通量HTS Ku卫星采用多波束覆盖技术提升容量，每架飞机几十兆速率带宽；Ka波段指26.5GHz～40GHz频率，可用带宽3500MHz，带宽资源比ATG、Ku丰富，但传输速率高，实测下行速率180Mbit/s。
●网络覆盖能力5G ATG地面基站的最大有效半径是300km，沿航路部署500个基站可覆盖国内航线，目前网络尚在建中。Ku卫星全球覆盖好，国际HTS Ku卫星有Intelsat、SES、Eutelsat等，国内有亚太6D。Ka卫星发展趋势好，美国Viasat和沙特Taqnia运营Ka卫星，中国卫通运营的中星16号卫星，已覆盖中国大部分地区。
机上网络系统选型
机上局域网Wi-Fi与地面局域网Wi-Fi技术架构一致，空地互联技术存在ATG及卫星路线之权衡，是选型的重点和难点。
●ATG接入ATG优势是带宽大、时延小、重量轻，随着网络建设规模的扩大，ATG的优势将逐步增强，但目前尚存在两大不确定性：一个是跨水航路无法覆盖，跨沙漠覆盖难度大；另一个是地面网络建设中，机载设备电磁兼容性需测试认证，运营商使用不同频率接入的效果有待观察。
●卫星接入卫星机上网络技术日趋成熟，但机载设备成本较高。低轨卫星在民航飞机应用成熟还需5～10年。
欲更加直观地了解Ku、Ku HTS、Ka三者在不同维度的数据表现，具体数值可参考表1。
机上网络为对客端应用系统，升级迭代的定制开发频繁。从技术发展来看，需考虑研发交付、运营保障能力、适航取证等因素；从航空公司需求看，需考虑系统开放性、开发成本和周期、运维响应、前后舱协同、网络安全等因素。
技术变现与差异化to C策略
20世纪90年代初，在地方航空公司纷纷成立的热潮下，16家公司应运而生，我国航空公司总数达40家，机票价格战不断升级，导致全行业利润下降，亏损达20多亿元，迫使民航公司大规模调整和重组，民航才进入良性发展期。
寡头垄断的竞争结构利于有序竞争和资源的合理利用，是目前保证航班高客座率的解决之道。首先，行业协会引导航空公司“自律”，制定成本指导价，处罚低于成本的促销行为，民航各级主管部门可利用大数据手段进行监管。其次，鼓励和引导航空公司作为市场主体，创新差异化to C (to C即对客，包括对外部的旅客和对内部员工客户) 策略竞争。减少中间环节，获取to C端的一手数据，是当下数字时代的主要竞争策略，通过网点、柜台、服务人员、代理人等中间环节服务，属于“To I、to C”，“I”是指Intermediate Link（中间环节），很多中间环节已成为过时的、阻碍数据流通、降低效率和影响旅客体验提升的痛点，不仅不能增加交易机会，反而成为交易成本、断点和堵点，易造成投诉。互联网公司通过直接触达用户、提升C端用户体验，得以快速崛起。在目前已经开启的新一轮消除中间环节策略中，把“To E、to C” (To E即端到端流程，是从客户需求端出发，到满足客户需求端去，提供端到端服务）直接迭代为“to C”，这是通过最新数字化技术实现更加直接触达客户的方式。
机上网络技术将助力航空公司深度挖掘机队增收潜能，提升运行安全和效率,具体收益项目和增长点如表2所示。
后舱应用
飞机连接（Connectivity）将成为旅客体验的核心，而基于卫星的飞机连接将变得越来越重要。数字飞机时代，借助机上网络技术突破传统，让旅客在空中实时上网。探索新商业模式，在旅客行前、机场、机上三大场景中，突破OTA主导的行前体验和机场主导的机场体验，利用广泛存在的机上网络，让航空公司APP整合旅客飞行前、中、后的全流程体验，实现用户、流量和内容运营，并从中获取更高的旅客满意度及合理的经济回报。最大限度地吸引旅客下载、安装和使用航空公司APP，通过引流增加用户注册和使用人数。还能通过运营定向发布商旅产品，例如旅客在空中通过APP打车、订酒店，一方面享受流量优惠，一方面通过联合运营的方式吸引第三方加入。
充分发掘旅客潜在价值，最大程度增加辅助营销收入，这就需要最大程度把握机上网络旅客交互界面的权益，还需要保证产品的快速迭代与响应，要实现这一目标，机上网络系统的客户开发及运维响应效率将是极其重要的考评指标。实现飞机数字化，助力航空公司数字化转型，是机上网络的最大价值体现。
航空公司可利用地空网络，提供升舱、热水、毛毯、点餐等个性化勾选服务，省去收费、后续交接、呼唤铃沟通等环节，降低乘务员劳动强度。对于机上旅客突发疾病的紧急情况，乘务员与地面视频连线，借助手机、平板电脑实现即时的病情可视化反馈。
针对机上网络，欧美的收费模式为“局域网免费+互联网收费”：发消息免费、其他应用按时长收费；定向收费，如体育赛事直播等，并与广告商合作，旅客点击广告获免费上网时长。
前舱应用
飞机是高科技集成产品，天然具有“数字化运行基因”，但受限于空地互联技术带宽及信号覆盖限制，数据交换频次及内容待开发空间大，相比于后舱，前舱应用更为基础、重要和迫切。
●安全飞行
EFB（电子飞行包）增强型应用：提升空地即时通信能力，利用地空实时高容量通信网络，机组通过EFB以文字、照片、语音、视频等形式即时通信，地面人员帮助机组更加科学准确决策。
实时机载数据应用：通过实时QAR数据加密下传，在地面建立“数字孪生飞机”，获取高度、速度、航向等飞机操作数据，结合空管数据，设定安全基线、阈值告警，避免因机组漏听、误听指令造成飞错高度等不安全事件，实现数据反哺安全运行。
●智能机务
因机载DFDAU设备存在性能瓶颈，机务只能选择少数核心指标进行监控。地空网络建立后，将提高数据的精确率和效率。更准确的趋势分析：监控指标数据的变化过程，掌握趋势，例如通过实时分析QAR数据的变化趋势，判断飞机氧气瓶压力的快慢渗漏；更精确的故障判断：机组通过EFB上安装的即时通信APP类工具，用拍照、图文、音视频实时与机务沟通，提高故障判断准确性和解决效率；更高效的排故和航空器材保障：机务可更快地确定维修手段和准备航空器材，加快排故过程，提高运行效率。
●智能运行
地空网络可提升航班的持续监控能力，将气象、飞行计划、航行情报、运行支持等数据实时上传到EFB，支持机组决策。广域实时监控：空地互联后，实时获取经度、纬度、高度、时刻4D位置数据，拟合飞行轨迹与计划航路，实现偏离告警；不安全事件预警：通过自定义事件预警逻辑，安全关口前移，如检查飞机是否开启引气开关，避免未增压导致座舱高度警告；气象信息更新：机组实时获取目的机场、航路和天气实况，避开雹击、雷击、风切变和雷雨等危险天气，及时选择合适的航路、高度、速度、下降时机和备降场；机载数据补充：WQAR和实时空地下传QAR两套数据源互为备份。
基于成本的“最低限价+基于新技术的差异化to C策略”，符合民航“十四五发”展规划。随着机上网络技术日趋成熟，航空公司应结合航网结构，合理选择技术路线或组合，创造新供给，加快服务营销、安全运行领域的技术应用转化，提升飞行体验，走出一条可持续盈利的高质量发展之路。
