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作者 |  謝鷹

背景

航空互聯(lián)網(wǎng)熱潮下，國(guó)內(nèi)越來(lái)越多的企業(yè)投身于這個(gè)領(lǐng)域掘金，有積累了十多年的企業(yè)，也有入行僅數(shù)年的新銳公司，部分國(guó)產(chǎn)航電陸續(xù)突破了FAA、EASA、CAAC三大適航門檻，產(chǎn)品也由IFE系統(tǒng)中的視頻播放系統(tǒng)、音頻播放系統(tǒng)，拓展到客艙Wi-Fi系統(tǒng)。

國(guó)產(chǎn)航電企業(yè)的產(chǎn)品體系經(jīng)歷了零部件到簡(jiǎn)單系統(tǒng)的跨越，但這些創(chuàng)新，大多集中在飛機(jī)客艙內(nèi)部，基本不涉及飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)的變化，隨著空中接入互聯(lián)網(wǎng)的需求的日漸迫切，一些國(guó)內(nèi)航電企業(yè)開始涉足更復(fù)雜的機(jī)載衛(wèi)星天線的系統(tǒng)集成工作。

筆者已有多篇文字詳述Ku與Ka衛(wèi)星解決方案的優(yōu)劣（鏈接附于文末），加上國(guó)外已有多種成熟Ku解決方案，國(guó)產(chǎn)Ku方案動(dòng)力略顯不足，而Ka解決方案國(guó)外也僅剛剛出現(xiàn)數(shù)年，國(guó)內(nèi)外差距有限，本文將重點(diǎn)探討國(guó)產(chǎn)Ka解決方案的進(jìn)展情況，希冀有更多的仁人志士投身其中。

ARINC-791規(guī)范淺析

說(shuō)到做產(chǎn)品，一定離不開標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，為了規(guī)范指導(dǎo)Ku衛(wèi)星天線和Ka衛(wèi)星天線機(jī)載航電產(chǎn)品開發(fā)和適航改裝，美國(guó)航空電子ARINC標(biāo)準(zhǔn)下特別制定了ARINC-791標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)全球行業(yè)公認(rèn)的參考指引標(biāo)準(zhǔn)，可以作為衛(wèi)星天線開發(fā)者重要的參考依據(jù)。

該標(biāo)準(zhǔn)分為兩個(gè)部分：

第1部分：提供了Ku頻段和Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的概述。定義了天線子系統(tǒng)，包含OAE（外部天線單元）、KANDU(Ku或Ka天線控制單元)、KRFU(Ku或Ka射頻單元)等三個(gè)部件，以及ModMan（調(diào)制解調(diào)器）部件，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，相關(guān)接口，安裝固定等相關(guān)要求；

第2部分：提供了衛(wèi)星系統(tǒng)的接口定義。包含天線子系統(tǒng)內(nèi)接口定義，特別是ModMan與天線子系統(tǒng)之間的接口定義，包含OpenAMIP、SNMP等協(xié)議要求。

參照ARINC-791標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)產(chǎn)企業(yè)研發(fā)的Ka衛(wèi)星天線就具備了與海內(nèi)外相關(guān)航空產(chǎn)品的互通性，不至于五花八門了。

海外Ka天線設(shè)備現(xiàn)狀

與擁有上億量級(jí)用戶量的地面移動(dòng)通信行業(yè)相比，衛(wèi)星行業(yè)是一個(gè)較小眾的垂直市場(chǎng)，因此這個(gè)行業(yè)沒(méi)有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，各廠家通信協(xié)議封閉，雖然采用類似的技術(shù)，但在協(xié)議互通性上，無(wú)法做到像移動(dòng)通信那樣遵守一個(gè)開放統(tǒng)一的空口標(biāo)準(zhǔn)，因此在商業(yè)衛(wèi)星領(lǐng)域，基本是國(guó)外企業(yè)的天地，有Huges、Viasat、Idirect、Gilat、Comtec、Newtec等國(guó)外廠家。

Ka寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)也是近年來(lái)，隨著寬帶需求迅猛發(fā)展，而出現(xiàn)的新生事物，目前在航空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，Ku衛(wèi)星天線技術(shù)仍然占據(jù)主流，隨著Ku衛(wèi)星資源利用率越來(lái)越高，一些新興的進(jìn)入者開始在Ka衛(wèi)星資源上彎道超車，比較典型的案例就是美國(guó)的Viasat，其作為一家擁有Ka衛(wèi)星資源的運(yùn)營(yíng)商，面對(duì)業(yè)已瓜分完畢的美國(guó)航空互聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，通過(guò)Ka解決方案近乎完美的用戶體驗(yàn)，一舉打破了GoGo、松下航電、全球鷹等該領(lǐng)域大佬們?nèi)愣α⒌母窬?，在美?guó)新增市場(chǎng)和一些剩余市場(chǎng)攻城略地，也在航空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域刮起了Ka的旋風(fēng)。

Inmarsat在第三代海事衛(wèi)星、第四代海事衛(wèi)星上成功實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音電話和窄帶數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)規(guī)模應(yīng)用，面對(duì)日益高漲的客艙互聯(lián)網(wǎng)寬帶需求，Inmarsat在第五代海事衛(wèi)星方案上，選擇了Ka頻段;機(jī)載天線設(shè)備與霍尼韋爾合作（Jetwave產(chǎn)品），推出了GlobalXpress服務(wù)，成功在美國(guó)以外的歐洲市場(chǎng)、亞太、中東市場(chǎng)攻城略地。

目前海外較為成熟的Ka解決方案為以上兩種。此兩種方案或因?yàn)榈孛婢W(wǎng)絡(luò)原因，或因?yàn)檎咴S可問(wèn)題都無(wú)法直接在國(guó)內(nèi)應(yīng)用。

國(guó)產(chǎn)Ka天線解決方案

國(guó)內(nèi)首顆Ka商用衛(wèi)星中星16號(hào)，2017年4月發(fā)射升空，2018年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。這其中，機(jī)載Ka衛(wèi)星天線一直是制約Ka衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)在航空市場(chǎng)商用的關(guān)鍵因素之一。

曾幾何時(shí)，衛(wèi)星天線設(shè)備成為了國(guó)外設(shè)備廠家的自留地，鮮有國(guó)內(nèi)廠家介入。舉個(gè)例子，上世紀(jì)90年代，中國(guó)電信的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)大建設(shè)期間，筆者當(dāng)時(shí)所供職的郵電部設(shè)計(jì)院專門設(shè)置了兩個(gè)衛(wèi)星設(shè)計(jì)室，同事們最疲于應(yīng)付的就是出國(guó)考察清一色的歐美廠家。也因此，衛(wèi)星就是昂貴的代名詞。

2000年后，隨著我國(guó)陸地移動(dòng)通信行業(yè)的迅猛發(fā)展，海洋通信需求也迫切起來(lái)，國(guó)內(nèi)陸續(xù)涌現(xiàn)了一大批衛(wèi)星集成制造企業(yè)，開始在海洋衛(wèi)星通信領(lǐng)域掘金。彼時(shí)，公務(wù)船、客輪、游輪、貨運(yùn)船、乃至漁船帶寬通信需求突然爆發(fā)，剛開始?xì)W美衛(wèi)星設(shè)備廠家仍舊擺出高高在上的姿態(tài)；但隨著需求井噴，國(guó)內(nèi)衛(wèi)星集成制造企業(yè)發(fā)展起來(lái)，相繼推出了物美價(jià)廉的衛(wèi)星終端產(chǎn)品，甚至把衛(wèi)星設(shè)備的價(jià)格打到數(shù)萬(wàn)人民幣一套。而歐美企業(yè)高昂的成本，使其產(chǎn)品難以在中國(guó)市場(chǎng)立足，目前在海洋衛(wèi)星通信終端領(lǐng)域，歐美完整的解決方案基本退出了中國(guó)市場(chǎng)。

當(dāng)然，衛(wèi)星通信中核心的調(diào)制解調(diào)器市場(chǎng)，仍被歐美廠家把持，只有一些專網(wǎng)或者保密通信單位采用了我國(guó)自主研發(fā)的調(diào)制解調(diào)器。

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)衛(wèi)星終端制造產(chǎn)業(yè)已形成一定規(guī)模，涌現(xiàn)了大批優(yōu)秀的衛(wèi)星終端制造企業(yè)，也陸續(xù)有企業(yè)開始涉足機(jī)載衛(wèi)星終端設(shè)備的制造，諸如成都的GlobalWay和西安的SATPRO，國(guó)產(chǎn)Ka衛(wèi)星解決方案產(chǎn)業(yè)環(huán)境業(yè)已成熟。

有了下游的Ka天線廠家，加上與地面配套的ModMan和配套的Ka雷達(dá)罩，國(guó)產(chǎn)Ka天線硬件解決方案就完備了，加上國(guó)產(chǎn)Wi-Fi設(shè)備，由航電設(shè)備廠家負(fù)責(zé)集成與適航取證，打造基于中星16號(hào)的Ka衛(wèi)星天線解決方案，就顯得順理成章。國(guó)內(nèi)目前已有幾家企業(yè)在做這樣的嘗試，不過(guò)各自選擇的路徑不盡相同，有些企業(yè)選擇了Ku/Ka雙頻天線，有些企業(yè)選擇了Ka天線。

筆者愚見，Ka天線才是正道，畢竟雙頻天線本質(zhì)上是兩套系統(tǒng)，一套工作，另一套閑置，兩套系統(tǒng)的增重，運(yùn)營(yíng)切換、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)成本高等問(wèn)題導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中困難重重，Viasat就是典型的案例，作為航空互聯(lián)網(wǎng)的后來(lái)者，Viasat的Ka方案只有區(qū)域覆蓋，面對(duì)Ku全球覆蓋，Viasat下決心完成了Ku/Ka雙頻衛(wèi)星天線的開發(fā)和適航取證，但由于增重明顯、組網(wǎng)切換等諸多問(wèn)題，歐美的航空公司并不認(rèn)可Ku/Ka雙頻天線，Viasat最終放棄了Ku/Ka雙頻天線方案，轉(zhuǎn)而全力推動(dòng)Ka衛(wèi)星的覆蓋范圍，大力發(fā)展Ka單頻天線?？梢哉f(shuō)，Ku/Ka雙頻天線方案目前在國(guó)際上尚沒(méi)有成功案例。

觀點(diǎn)

隨著人民對(duì)美好生活向往與我們落后的客艙娛樂(lè)服務(wù)的矛盾日益突出，作為真情服務(wù)為重要內(nèi)容的航空互聯(lián)網(wǎng)已箭在弦上，無(wú)論是客艙娛樂(lè)系統(tǒng)升級(jí)改造，還是空中接入互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，都成為航空公司未來(lái)品牌和服務(wù)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)，客艙娛樂(lè)系統(tǒng)升級(jí)改造或航空互聯(lián)網(wǎng)改造與升級(jí)必將成為航空運(yùn)輸業(yè)未來(lái)3-4年工作的重點(diǎn)，國(guó)產(chǎn)Ka解決方案的出現(xiàn)無(wú)疑將極大促進(jìn)此項(xiàng)工作推動(dòng)落地執(zhí)行，使得航空公司有更多的選擇機(jī)會(huì)。

我國(guó)由航空大國(guó)向航空強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，航空制造強(qiáng)國(guó)是基礎(chǔ)。航空互聯(lián)網(wǎng)作為客艙娛樂(lè)通信需求的滿足者，其設(shè)備等級(jí)要求相對(duì)較低，其開放的特性，完全可以作為我國(guó)航空電子制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的彎道超車機(jī)會(huì)。在空間信息應(yīng)用于服務(wù)成為國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的大背景下，借助我國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，結(jié)合我國(guó)航空制造產(chǎn)業(yè)積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，我們有理由相信，國(guó)產(chǎn)機(jī)載Ka衛(wèi)星天線解決方案必將擁有更加燦爛的明天！