为了让你在飞机上玩手机，背后都有哪些公司在忙活？

                
                 
本文作者： 王毓婵
今年 3 月 3 日，中国民航局公布了飞机上网的最新进展——目前 12家航空公司总计有 300 架飞机已经联网，占全国民航 3638 架运输飞机的 8.5% 左右。
此时距离民航局长在首个覆盖联网 Wi-Fi 的商业航班上演示发邮件已经快 6 年。
按照此前计划，2022 年底前，整个中国民航机队的 60% 须具备空中联网功能。不算新加入的飞机，接下来至少每年得有 600 架客机联网才能达到目标。
给飞机装上 Wi-Fi 是挺慢的。全球都是如此。
到 2018 年，全球民航航班只有 43% 的可用座位里程（根据座位数和飞行里程计算出的一个航空业标准，意味着实际覆盖 Wi-Fi 的飞机数量会更少）处在 Wi-Fi 环境下。
民航业最发达的美国目前 Wi-Fi 覆盖率 86%，在经过近 20 年尝试之后。
2000 年，波音公司推出了一项名叫 Connexion 的服务，允许旅客在飞机上通过网线或者 Wi-Fi 连接访问互联网，每小时 9.95 美元。
但当时智能手机、社交网络都没出现，即时通信还是个有离线状态的东西，人们过着离线而单纯的生活，还不至于离不开网络。
2006 年 12 月 31 日，波音终止了 Connexion 服务。十天之后，苹果正式发布了初代 iPhone。Connexion 死在了黎明前。
2013 年，美国运输管理局（FAA）允许机上使用手机。FAA 一向被认为是民航监管的标杆——至少在 737Max 事件之前。它的决定影响到了全球民航监管。中国在 2017 年也开放机上使用手机。
能用手机之后，联网就成了切实的需求。但实现它并不容易。
现在基本上除了南北极上空，飞机联网已经没有技术问题
当你在一架装了卫星 Wi-Fi 的飞机上打开手机，数据大致是这样传播。
信号会从你的手机传输到机舱后部的无线接入点（类似家里的无线 AP），然后到达机舱前部的机载服务器，再通过卫星控制器设备，传到飞机顶部的天线，再然后被发射到赤道上空的地球同步卫星，转给世界各地的无数个地面基站中的某一个，最后到达 Wi-Fi 运营商的数据中心。
一个路由器，一个账号，你就可以在家上网了。但是几十年来地面上网络建设的所有成果，都仍然不足以解决目前人类在空中的上网需求，因为高速运动中的飞机需要完全不同的技术来保证信号稳定。
目前机上 Wi-Fi 采用的通讯技术通常有两种，一种是地对空（air-to-ground，ATG）技术，一种是卫星网络（Ku）技术。
 
                
                  
    
                
                 
地对空系统是指接收来自地面基站的信号。进入不同的空域时，飞机将自动连接到最近的信号塔。卫星网络技术则是指连接位于地球静止轨道上的卫星，以此获得信号。
在建设成本方面，地对空方案需要对现有地面基站进行改造。一般用于地面通信的基站的发射装置都是横向的，因为要使信号的覆盖范围尽量宽广。而要实现地面基站对航线的高空覆盖，则需要把这个发射装置定向指向万米高空，这就得全面改造地面基站。
中国地形复杂，有些地区很难建设地面基站，前期布点的周期长，这些因素都限制了地对空技术在国内的发展。相比之下，卫星通讯方案不需要建设地面基站，可以租用已有的卫星，准入门槛会稍低一些。
卫星的覆盖范围非常大。理论上，只需要一颗卫星就可以覆盖整个中国。三颗就足以覆盖全球。
不过目前人类地球同步轨道卫星只能停在赤道上空，就不能覆盖到南北极地区。北极又是一个重要航线。大多数经济发达地区集中在北半球，比如东亚直飞纽约的长程直飞航班现在基本都从北极经过。而这些航线又非常漫长，比如香港 - 纽约需要 15 小时飞行时间，对网络的需求更迫切。
          
除了地对空和 Ku 卫星两种比较传统和主流的技术，近两年还有一种新技术正在萌生：Ka 卫星通讯技术。
Ka 卫星与 Ku 卫星的工作原理相近，但 Ku 波段卫星带宽资源有限，不足以满足中等机队规模的使用，而 Ka 卫星技术下，一颗卫星拥有的带宽容量是 Ku 卫星的百倍—— 这会大幅改善飞机上使用 Wi-Fi 的体验。
          
Ka 通讯技术的供应商有美国公司霍尼韦尔和中国公司飞天联合等等，霍尼韦尔航空航天集团亚太区互联飞机解决方案高级总监贾智骏告诉《好奇心日报》，基于 Ka 技术，霍尼韦尔的网速最高可以达到 50Mb/s，可以在飞机上看视频节目、发微信、刷微博，飞行期间网络可用率达到 95% 以上，死角远少于 Ka 卫星技术和地对空技术。
          
本周，霍尼韦尔宣布与悦航天翼签约，计划最早于年内向国内航空公司推出高速机上上网服务。该公司宣称可以通过中国卫通以及海事卫星组织的 Ka 波段卫星接入网络，最大下行速度可达 120Mbps。
耽于 Ka 卫星数量也有限，这项技术目前并不是主流。
要让飞机连上 Wi-Fi，花的改造成本相当于飞机价格的 2%
波音 777、787 等大型民航客机的巡航速度可以达到 900 公里每小时（约为 0.85 倍音速），而卫星往往又在上千公里以外，它联网就比手机连接基站困难地多。
如果你曾在自己家里安装过古老的卫星电视，你会知道它需要在房顶上安装一根天线，指向距地球同步轨道 2.2 万英里以外的卫星。自转的地球与卫星保持相对静止状态，你的房子也固定在一处，所以通常情况下你只需要一次性把天线调整好，平常不需要动它。
飞机联网的难点就在于这里——飞机是在时刻高速移动着的，天线也就需要时刻跟着飞机的移动而自行调整方向，以便保持指向卫星的状态。
这就是基于卫星技术的机上 Wi-Fi 的工作原理。基于地对空技术的机上 Wi-Fi 与之大同小异，只不过天线指向目标从卫星变为了无数的地面基站。
这其中涉及两个难点，一是把天线安装在飞机顶上，二是让它跟随着飞机的位置不断更新方向。
 
                
                   
                
                  可提供 Wi-Fi 服务的飞机外型有明显的特征，它的机身上有一个“驼峰”。这个驼峰的里面就是天线。为了让天线不在高速飞行中被破坏或增加飞行阻力，工程师们想出了用一个外壳把它罩住的方法。天线罩一般采用空气动力学设计，用来覆盖和保护卫星通信天线。
目前波音公司最新的机型 787 是在 2003 年投产的，当时市场还没有很明确的 Wi-Fi 需求，所以飞机没有 Wi-Fi 天线。
其它如 737MAX、777X 之类的新型号也都是在原机体的基础上改造更新的，也没有为 Wi-Fi 作准备天线。所以要为飞机联网，只能在根本没有考虑过联网的机体上另加一个东西。
 
                
                  为了让罩内的天线能够随时判断位置和角度，还需要一个名叫 KANDU 的设备，它的名字是“Ku / Ka 飞机网络数据中心”的缩写。这个设备与飞机导航系统连接，随时判断飞机位置以操控天线的角度。KANDU 还需要负责确保系统每一次调整都要连接到正确的卫星，因为单个通讯卫星通常只能覆盖某个区域，这意味着较长的航班需要在 2-3个不同的卫星之间切换。
以上只是机载 Wi-Fi 设备的一部分，除了它们以外还有客舱服务器、舱内网络设备等。其中客舱服务器主要负责天线与客舱无线网络之间的连接和关闭任务，舱内网络设备则是创建了客舱内 Wi-Fi 网络的室内设备，类似无线接入点、射频转换器等等。
要把这一组设备固定在飞机上，需要对飞机的线路做二次改造。这是一项大工程。
 
                
                  机载 Wi-Fi 供应商飞天联合的 CEO 段世平估算，一套机载 Wi-Fi 硬件设备的市场价大概在 300-400 万元人民币左右，再加上后期改装的工程费用、适航取证、软件平台、运维、技术支持的费用平摊，初期投入大概需要 700-800 万元人民币。
按照这个算法，一架窄体飞机（比如 737）的目录价格大约在 3-5 亿元，加装一套机载联网 Wi-Fi 设备，成本差不多是整个飞机价格的 1%，加上改装、软件、运维等费用，就要 2%。
飞机的身体和承重能力经过严密设计，任何外形的改变都要面临安全和成本的双重考验。除了购买硬件，航空公司还要承担设备带来的油耗成本。
关键在“驼峰”，它的造型会增加飞行的阻力，而且早期的设备较重，会增加飞机的重量，从而增加燃油成本。
硬件设备需要变小变轻，近两年供应商的技术已经有所改进。美国航空、达美航空、加拿大航空等公司的 Wi-Fi 供应商 GOGO 宣称，他们的 2KU 设备安装完成仅需 8 小时，外置天线仅有一个成年人前臂的长度，整个系统重量也不到 125 磅（约 56 公斤），等于多加了两个大号行李箱，因此“对飞机性能或燃油消耗几乎没有任何影响”。
 
                
                  更贵的是使用成本，类似你使用手机连 4G 网络的流量费用。
它与航空公司选择的通讯连接技术有关。卫星的流量信号费用远高于地面基站，卫星频段的租赁费可达每年 500 万美元。相比之下，使用地面基站的一些航班，比如日本航空在日本本土的航班上，成本低到可以让乘客免费上网。
          
在成熟市场，机载 Wi-Fi 有专门的运营商负责，但也没能解决成本问题
早在机上使用电子设备的禁令被放宽之前，美国就有航空公司开始尝试在飞机上装 Wi-Fi 了。
2008 年，GOGO 在维珍美国的飞机上推出了首个机载 Wi-Fi 服务，当时的网速只有 3Mbps，只足够满足少数几台笔记本电脑的上网需求，且不允许浏览视频。
后续的几年里，包括美联航、达美航空等在内的数家美国航空公司开启了机上 Wi-Fi 服务，所以“Wi-Fi 开启”被当作一个“使用手机的默认许可”写进了政策之中。
声明发布当天，达美航空和捷蓝航空就宣布支持乘客在飞行过程中使用手机。捷蓝航空发言人珍妮佛·德文（Jennifer Dervin）立即表示，他们计划于年底之前配置高容量 Wi-Fi 系统。
同年，捷蓝航空与无线卫星公司 ViaSat 联手，开始向乘客提供“接近家里上网的水平”的网络服务，他们称之为“Fly-Fi” 项目，当时能达到 12-15 Mbps 的速度，每小时售价 9 美元。同时期，达美航空、美联航等与机载 Wi-Fi 服务商 Gogo 合作，向用户出售流量包和月卡。
电子设备管制的放开催生了专业的机载 Wi-Fi 运营商，GOGO 是其中起步最早的一家。
2008 年，后改名为 GOGO Business Aviation 的 Aircell 公司推出了 GoGo 服务，为航空公司提供端到端的完整解决方案。该公司拿到了美国联邦航空管理局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA ）的适航认证，使得该公司能够提供飞机改装服务，将设备安装在波音和空客的飞机上。
接下来，在商业模式上，GOGO 选择以较低价格为航空公司安装设备，但与航空公司共享收入。Aircell 的网站公示，他们的硬件设备仅售 10 万美元，这个价格是远低于一般公司 30-40 万美元的售价。
用户可以在 GOGO 的官网上购买流量包，或者按需求办理月卡或年卡等。一张 60 兆流量的月卡售价 395 美元，一张 250 兆流量的月卡售价 1195 美元。
美国三大航空公司美联航、美国航空、达美航空，以及维珍美国航空、加拿大航空等公司均与 GOGO 采取了这种合作方式，一张 GOGO 的月卡可以在几家航空公司通用。
另有西南航空、汉莎航空、阿联酋航空等公司虽然使用了 GOGO 的服务，但选择不与 GOGO 分享后续收入。
按照这种商业逻辑，如果大多数跨国航空公司都使用同一个运营商的服务的话，会更容易争取到经常飞的用户办理包月包年会员。特别是经常商务飞行的常旅客，因为飞太多，切账单可以由公司报销，他们也是航空消费力最强的群体。
像 GOGO 一样能够从硬件到改装，再到后期信号服务完成一整套服务的公司还有全球鹰（GEE）、ViaSat、霍尼韦尔、松下等公司，这些公司各自的盈利模式不同。GEE 一般情况下不与航空公司共享“Wi-Fi 会员收入”，但是会利用机上 Wi-Fi 出售广告位等。
但 GOGO 和 GEE 都仍然处于净亏损状态。2018 年第四季度，GoGo 净亏损为 5970 万美元，三季度 GEE 净亏损 4323 万美元。GOGO 公布的数据显示，在飞机上传输数据，每传输 1M 字节成本大约是 20 美分，传输 1G 数据的成本大约是 200 美元——在线听一首歌就可以用到超过 1 美元成本，为了控制成本提供给乘客的带宽也就必然不会太高。
中国的情况不太一样。在这里，任何与网络运营相关的生意都是被管制的，所以你看不到 GOGO 的服务。
带 Wi-Fi 飞机数量最多的东航和南航选择的都是美国松下航空电子公司作为卫星接入设备的供应商。其他在国内取得运营自制的供应商还包括泰雷兹、霍尼韦尔和 GEE 等。
在中国市场，这些通信服务商都需要向卫星服务商租赁卫星频段。中国电信是三大基础电信运营商中最早拥有卫星通信运营牌照的基础电信运营商，2017 年，中国联通和中国电信也相继拿到牌照。此前主要从事卫星空间资源服务的中国卫通以及交通运输通信信息集团有限公司（MCN）也拿到了基础运营商牌照。2017 年 4 月，中国联通联合航美在线、海特凯融成立了合资公司联通航美，专门从事机上 Wi-Fi 业务。
但目前国内运营商能够提供的带宽非常有限。2017 年联通航美公司副总经理周宏称，为了保证达到试运营条件，只开放了最基本的链路带宽，下载速度为 150K/s，原低于单个手机 3G 网络的水平、整架飞机用。同年，GOGO 宣称该公司的 2KU 服务带宽最高可达 70Mbps。
除了技术限制，对于国内航空公司来说一个共同的问题是，现在所有 Wi-Fi 服务都无法收费。林智杰表示，这不仅仅是因为它们尚处在推广期，而且还因为工信部尚未向航空公司颁发通信运营牌照，所以各公司尚不具备提供付费 Wi-Fi 服务的资格。
负责机队空地互联事业的东航电子商务有限公司副总经理张弛在接受《民航资源网》采访时表示，安装机上 Wi-Fi 的成本非常高，东航将来可能会收取一部分费用，理由是带宽有限，而免费网络太多人用体验都不好。
这么折腾还是要上，主要还是因为你离不开手机
飞机在诞生之初就有通过无线电与地面保持通讯的需求。但乘客与外界保持接触要晚得多。一开始是刷卡使用的付费卫星电话，直到手机出现。
1991 年，FAA 在美国开启了民航乘客不得使用手机的传统。在后来的二十多年里，每一次民航客机的起降，都伴随着广播和空乘人员的反复叮嘱，警告你不要开启手机。
电子通讯设备到底会不会影响飞机航行？争议从电话时代就开始了，FAA 和美国航空无线电技术委员会（RTCA）牵头，召集各路专家进行了长达半个世纪的研究。
在这期间，电信运营商开始尝试在飞机座椅靠背后安装固定电话。1984 年，美国电信巨头 Verizon 的子公司 Airfone 把电话装在了达美航空飞机上，美国首个公共空对地电话系统诞生。
在很长一段时间里，这种基于特殊无线电频率的电话都只能单方面打出而不能打进，而且经常掉线。与之不匹配的是极高的电话费。每次通话费用 3.99 美元起步，每分钟费用为 4.99 美元。
不过电话安全不安全还没定论，Wi-Fi 时代就来了。2004 年，Airfone 业务负责人告诉《纽约时报》，每次飞行只有两到三人会使用它的服务，人们在空中联系地面的需求并没有那么强烈。2006 年，Airfone 母公司 Verizon 宣布停止在所有商业航班上的电话服务，那时它的竞争对手 Air one 已经倒闭 4 年了。
与电话没落相对应的是机载 Wi-Fi 的兴起。2013 年，Airfone 被 GOGO 收购。同年，美国放宽了飞机上电子设备的使用限制。
多项研究已经证明手机危害航空安全仅存在理论上的可能。2012 年，FAA 专门成立了一个专家组来论证乘客电子设备对飞行安全的影响，结果表明，大多数客机都能够抵抗无线电波的干扰，不会影响驾驶员与地面的通讯，于是禁令被放宽。
Wi-Fi 对于民航客机来说最直接的帮助是让航班更具吸引力，从而影响乘客的购票决策，尤其是长途航班，一个能上网处理工作、保持外界通讯、可以打发无聊时间的航班总是更吸引人。
2018 年 Inmarsat 的报告显示，如果得知其他飞机能提供高质量的 Wi-Fi，三分之二（67％）的用户会愿意重新订票。
机上 Wi-Fi 的普及加剧了航空公司之间的竞争，因为它们要为吸引乘客付出更多成本。金钱的支出不仅仅停留在早期的购买和改装层面，Wi-Fi 装好后，用户的每一次使用都伴随着成本的增加。
在东航排队申请 Wi-Fi 使用资格的官网页面上，该公司宣称现在免费提供的机上 Wi-Fi 服务价值 258 元人民币。GoGo 公布的数据则显示，在飞机上传输数据，每传输 1M 字节成本大约是 20 美分，传输 1G 数据的成本大约是 200 美元。
但是航空公司还是从其他地方尝到了甜头——机上 Wi-Fi 给了它们拆除座椅背后“小电视”的机会。
在过去几十年里，民航公司在机上娱乐系统（IFE）上投入了大量资金。IFE 有两种方式，你应该都见过—— 每个座椅都配备的小电视，称为全舱 AVOD 系统，通常出现在双通道宽体客机中；吊在飞机天花板上的小屏幕，通常出现在单通道窄体机上。
全球 IFE 市场的三大巨头分别是松下航电、泰勒斯和柯林斯，航空公司要花钱买 IFE 设备和版权，还要委托 IFE 航电设备供应商或者第三方进行视频编解码，将内容更新到 IFE 航电设备上，一般操作周期以月为单位，每次编解码都以万元计服务费。
根据 LEK 咨询公司董事总经理 Dan McKone 的估算，每个座位上小电视的安装和维修成本会超过 1 万美元，而且它们会加重飞机负载，增加油费。
这些支出都是为了供乘客免费享受空中娱乐服务，从而影响消费者的购票决策。但小电视本身没有给航空公司带来直接的经济回报。
而机上 Wi-Fi 给了航空公司取缔机载娱乐设备的可能。2018 年，《纽约时报》报道称，美国航空和美联航已经开始有计划地拆除小电视了。Atmosphere Research Group 联合创始人 Henry Harteveldt 评论称，每个美国人都至少都拥有一台移动电子设备，当它们能够顺利连接上机载 Wi-Fi 的时候，又贵又重的小电视就显得没什么存在的必要了。
摘除了小电视的飞机不仅省了买硬件和维修的钱，还变轻了，省了油耗。
GEE 前 CEO Dave Davis 认为，未来头等舱可能会保留一部分椅背娱乐设备，但经济舱的小电视则可能逐渐被清除。
Wi-Fi 看起来是成本更低的选择，乘客直接在自己的手机和电脑上打开机上影音库，完全不需要电视机。而高昂的 Wi-Fi 费用也是一笔收入。
但大多数向乘客提供付费 Wi-Fi 服务的航空公司仍然面临着服务质量与售价不匹配的尴尬问题，导致了机上 Wi-Fi 入不敷出。
2018 年《华尔街日报》报道称，乘客在美国飞机上连接 Wi-Fi一整天会平均花费 28 美元。航空和海事咨询公司 Valor Consultancy 表示，大多数航班上只有不到 10% 的乘客会支付Wi-Fi 费用。而在免费提供 Wi-Fi 的航班上，使用率可以跃升至 40% 左右。
运营着全球一半以上的机载 Wi-Fi 网络的 GOGO 从未盈利，该公司股价在 2018 年下跌了 72%，现在每股还不到 5 美元。去年，GOGO 宣布计划到 2020 年年底削减成本的 20%。
“没有人能通过提供 Wi-Fi 服务而赚钱。” Valor 联合创始人 Daniel Welch 表示。
降低成本是必须的。
全球首个在所有机组上提供免费 Wi-Fi 服务的廉价航空公司的捷蓝航空早一步开始探索了新的商业模式。
2017 年，该公司宣布推出网速可达 20Mbps 的免费 Wi-Fi 服务，并与亚马逊签署了流媒体和购物导流上的合作。2018 年，捷蓝航空商业和规划执行副总裁 Marty St. George 表示，在大约 150 个座位的航班上，会有 160 个设备登录机上 Wi-Fi。但该公司没有透露具体的收入情况。
无法收费的中国航空公司也采取了类似的做法，“空中电商”是目前在国内较为常见的商业模式。国航在其上网页面就加入了“京东空中购”和“凤凰知音商城”（国航自有电商平台）两个购物平台。部分航司也在考虑酒店预定、租车等服务增值服务。
同时，部分提供付费 Wi-Fi 服务的航空公司也会与第三方公司合作推出某种意义上的“免费服务”，比如 2012 年，达美航空与亚马逊进行合作，让该航空公司的乘客可以免费使用 Wi-Fi 访问 Amazon.com，进行网上购物。但你必须停留在亚马逊的页面，如果你想退出购物页面去发个邮件，还是要先付 10-15 美元。
CAPSE 报告显示，在获得了机上 Wi-Fi 后，85% 的旅客会首选即时通讯，其次是收发邮件，占比为 55%。航班抵达后提前做好安排也是旅客的一项重要需求，如了解目的地信息、订专车酒店等也具有较大比例，分别为 48% 和 42%。
通过机上 Wi-Fi 浏览新闻和体验影音娱乐的旅客比例为 47% 和 45%。但旅客通过机上 Wi-Fi 玩在线游戏、购物和使用炒股软件的意愿并不强烈，分别为 21%、11% 和 10%——这大概也说明了购物补贴网络的前景。
同时，有 16% 的旅客表示乐意为获得免费的机上 Wi-Fi 流量而浏览广告。30% 的旅客愿意浏览 5 分钟的广告来获得 1 小时的机上 Wi-Fi 服务，13% 的旅客甚至能够接受看长达 10 分钟的广告来获取机上流量。
考虑到这是调查，人们往往会选择看上去更体面的选项。实际上会接受的广告会更长一些。至于这些时间是不是那么值钱，就是另一回事了。
制图：冯秀霞
题图/visualhunt
                
                
我们做了一个壁纸应用，给你的手机加点好奇心。去 App 商店搜 好奇怪 下载吧。