【名詞釋義】

　　IFE：In-Flight Entertainment航空客艙娛樂

　　IFEC：In-Flight Entertainment&Communications航空客艙娛樂及通信

　　空地互聯：通過空地網絡給飛行器上提供互聯網服務的整體描述，通常用于對產業的統稱。

　　機上互聯：偏行業視角，側重于對飛機具有空地互聯能力的描述。

　　機上互聯網：通常指為乘客(后艙)提供機上互聯網絡能力的系統或者產業。

　　互聯飛機：通常指前艙(飛機本身或者機組)和后艙均具備機上互聯網絡能力的飛機。

　　圖：2018全球航線網絡(藍)及中國航線網絡(紅)

　　2018年伊始，中國民航超過3400架飛機上開放手機使用，業內外歡欣鼓舞。

　　哪知新鮮感尚未過去，乘客便很快發現，機上能開手機，卻不能聯網，感覺沒什么用。

　　現今國內航班所提供的機上娛樂和少量互聯網服務，離乘客暢想的機上美好生活還相去甚遠。

　　中國空地互聯技術一路走來，經歷了哪些迭代演進?如何加速適配飛機、走進你我?隨之又將衍生出怎樣的商業新模式?

　　今天，本文將從技術和商業兩個視角，試做分析與展望，盼與業內人士交流分享，并墾請斧正。

　　一、空地互聯成為未來航空公司發展競爭關鍵之一

　　發展特色航線網絡、配置不同類型機隊，在此基礎上，為了更好服務乘客和保障飛行，空地互聯技術及應用或將成為航空公司提供差異化服務的強力抓手。

　　2017年，CAPA發布數據稱，全球現有機隊規模超過3萬架。根據乘客運輸量現狀和發展趨勢，未來20年，全球民航機隊規模將隨乘客數量穩步增長，預計將新增(交付)客機4萬架左右。

　　圖：2017全球機隊分布

　　2017年，全球民航乘客運輸量數據顯示，航空旅客運輸量最大的三個國家是美國、中國和印度，分別為9.7億、5.5億和1.6億。

　　圖：2017及未來20年的全球民航乘客運輸量

　　預測數據顯示，到2026年左右，中國將超過美國成為世界第一。到2035年，全球乘客總運輸量將從2017年的41億將增長到72億。【注1】

　　展望未來20年，安全、高效、舒適，仍將是民航業不變的發展主脈絡。

　　同時，新增特色航線、配置不同類型機隊，也將加速優化全球民航網絡結構。

　　在此基礎上，不容忽視的，是航空旅客對空中美好生活的訴求。

　　有理由相信，打造豐富多彩的機上體驗、實現空地網絡的無縫銜接，將成為民航業今后發展的重要事件。

　　與這一重要事件直接相關的空地互聯技術及其應用，或將成為今后航空公司差異化競爭的強力抓手。

　　二、空地互聯網技術進階，Ka逐步成為全球主流

　　空地互聯發展緊隨地面網絡技術的進階，主要經歷了四個階段。如今Ka寬帶空地互聯方案，已經逐漸從新興技術成為了全球主流趨勢。

　　圖：機上娛樂到空地互聯的演進

　　回顧歷史，可以看到空地互聯發展緊隨地面網絡技術的進階，主要經歷了四個階段。

　　第一階段：上個世紀90年代。

　　地面網絡進入2G時代。

　　機上娛樂則從早期的客艙吊掛娛樂系統(Overhead Video IFE)升級到了客艙椅背個人娛樂系統(AVOD IFE)。

　　第二階段：本世紀第一個10年。

　　機上娛樂，在2008年前后，從AVODIFE逐漸演進到客艙無線個人娛樂時代(即客艙WiFi、Wireless IFE、Cabin WiFi)，機上娛樂系統開始有了機上互聯網的雛形。客艙WiFi技術體制發展從IEEE802.11/a/b/g/n發展到如今的IEEE802.11ac/ax，并持續演進中。

　　第三階段：2008年后。

　　地面網絡全面進入3G時代。

　　從2008年開始，機上逐漸進入等效地面3G網絡性能的Ku/ATG空地互聯時代并發展至今。同樣，類似于地面3.5G網絡演進，機上也在近年演進到KuHTS網絡，網絡性能有進一步的提升。

　　第四階段：2010年前后。

　　地面網絡開始全面走向4G，催生了基于手機應用的巨大移動互聯網市場。

　　遵循著相似的軌跡，從2014年開始，機上也邁入到等效地面4G網絡性能的Ka寬帶空地互聯時代(由于Ka往往都是Ka HTS，因此本文中提到的Ka均指Ka HTS)，技術發展全面加速。

　　今天，我們站在2018年這個時間節點上，可以看到，AVOD IFE，Cabin WiFi(Wireless IFE)，Ku/ATG IFEC，Ka IFEC/Connected Aircraft并存發展著。

　　各航空公司可以根據企業戰略、服務定位、投資回報等維度需求來選擇合適的解決方案。

　　圖：航空公司采用的機上互聯技術演進(2018/9)

　　在上圖中可以看到，Ka寬帶空地互聯方案已經成為新的主流趨勢。

　　那么，未來5至10年呢?

　　隨著LEO互聯網星座逐漸成熟，未來的5至10年，LEO-Based(Ka/V/Q-Band)IFX超寬帶空地互聯時代(X=IoT and EXperience)也將以更高頻段和更大網絡容量，逐漸來臨。

　　三、美國機上互聯網進展-全球領先市場案例【注2】

　　美國目前是全球最大的單一民航運輸市場，根據預測中國十年內將取代美國成為全球最大的單一民航運輸市場。

　　美國同時也是全球機上互聯網覆蓋率最高的國家，經過10年左右的規模化發展，截止目前機隊覆蓋率超過70%，涵蓋了所有主流機型，主要采用了三種技術體制，按進入市場的時間先后順序或者采用的技術代際差別，依次為ATG、Ku衛星和Ka衛星。

　　從美國10年來機上互聯網規模建設和運營整體過程來看，傳統ATG市場份額逐年下降，Ku和新興的Ka先后獲得了ATG拆除后留出的市場份額，Ku主要部署在寬體機的國際跨洋航班，Ka主要部署在窄體機的國內和周邊航班。

　　以全球第二大、美國最大的航空公司(機隊規模超過1500架)，美國航空為典型代表的傳統大中型航空公司來看發展脈絡，由于早在10年前就開始規模建設機上互聯網，因此存在ATG，Ku，Ka三種模式并存的局面。【注3】

　　針對以捷藍航空為典型代表的創新航空公司(機隊規模250架左右)，由于在最近5年左右才開始規模建設機上互聯網，因此Ka單一模式就成為必然選擇。

　　美國Top3航空公司中，美國航空2009年開始采用ATG，美國聯合航空2013年開始采用Ku，從2018開始，均采用Ka升級其機隊。

　　四、互聯飛機：誕生前后艙協同空地互聯新生態

　　自飛機運輸成為一個行業并開啟商業運營，就開始采用了同時代先進的無線電技術進行空地連接/通信--包括直接采用地面基站(包括傳統的HF和VHF，還有10年前開始進入市場的ATG)和采用通信衛星(包括L/Ku/Ka等)。

　　在Ku/ATG時代及其之前的空地連接，所采用的各種技術體制受限于帶寬能力或者單位帶寬成本，提供給乘客和飛機的網絡連接能力非常有限(ATG)或者比較昂貴(Ku)，舉例來說每MB的機上網絡流量可能高達1~2塊人民幣。

　　Ka衛星通信技術成熟之后，帶來最新的Ka寬帶空地互聯系統，基于超高容量和低成本的雙重優勢，不僅能給乘客提供類似地面4G網速的體驗，還能提供給航空公司前艙機組及飛機高性價比的空地寬帶連接，真正置身于互聯飛機場景。

　　換句話說，到了Ka寬帶空地互聯時代，互聯飛機可以更好地成為現實。

　　圖：Ka技術使得互聯飛機更好地成為現實

　　從2017開始，全球Ka寬帶衛星的容量和覆蓋率都進入快速增長時期，互聯飛機逐漸開始成為航空公司新的戰略選擇。

　　基于前后艙協同空地互聯的新生態由此逐漸形成。

　　可以看到，一方面，新生態聚焦后艙，空中互聯網增值服務商(服務商可以是航空公司本身的業務部門/子公司，例如電商公司，也可以是第三方互聯網增值服務商，例如地面互聯網公司)，利用Ka寬帶空地互聯系統，給后艙乘客提供更好的B2B2C服務。中間的B是指航空公司。

　　另一方面，新生態也聚焦前艙，互聯飛機服務商(一般是民航行業原有航空公司的保障服務提供商，或者民航相關企業轉型升級)，利用Ka寬帶空地互聯系統，針對航空公司、航空公司服務保障生態鏈公司、行業監管當局(民航局等監管單位)等提供B2B和B2G(Government)服務。

　　圖：基于前后艙協同空地互聯的新生態

　　五、機上互聯網運營挑戰，Ka帶來商業模式閉環機會

　　在Ka空地互聯技術(也包括其他基于HTS衛星的空地互聯技術)成熟之前，全球民航業主要存在兩種機上IFE/IFEC趨勢。

　　一種是采用客艙局域網WiFi替代傳統IFE機上娛樂系統，這種升級主要還是IFE無線化的思路，能夠帶來更好的乘客互動體驗，商業模式可以簡單升級原有傳媒廣告模式為數字/網絡廣告模式即可。

　　另一種是空地互聯IFEC，即基于ATG直接地空網絡(后因為性能差而逐漸升級到衛星網絡)或L/Ku衛星網絡(包括PAC，GEE，SITAOnAir，Inmarsat SBB等)的空地互聯。

　　空地互聯趨勢確實給民航業帶來了一定的商業新模式和機會--提供機上網絡和增值服務并獲得相應輔業收入。其中典型的第三方服務商包括PAC，GEE，gogo等。

　　遺憾的是，存在兩個關鍵系統性缺陷，使得ATG和Ku空地互聯產業整體發展并不理想。

　　第一個缺陷，地空網絡帶寬性能低。

　　每架飛機往往只有500kbps-5Mbps的實際帶寬(ATG在實際規模部署中，帶寬往往低于1Mbps)，遠無法滿足乘客和地面相似的網絡體驗需求。這樣的性能航空公司和乘客都是難以接受的，這才造成了美國航空起訴gogo公司并替換ATG為Ka的案例。【注4】

　　不難看出，在今天這個4G和移動互聯網時代，ATG和Ku的性能遠不能滿足乘客和航空公司的需求。

　　圖：60%乘客表示如果機上WiFi不夠快，寧可不用，60%乘客愿為更快的機上WiFi更多付費。 (圖片來源：Inmarsat)

　　第二個缺陷，地空網絡帶寬成本相對過高。

　　根據測算，采用Ku系統，機上連接率在10%以內，每架飛機每年就需要承擔50-100萬人民幣的實際流量成本，即便如此，其網絡性能在滿足機隊規模運營時，依然非常吃力，甚至體驗感很差。

　　航空公司或者第三方服務商成本壓力過大、服務體驗不盡如人意，使用成本高昂，但是連接率沒有達到一定水平【注5】，使得商業模式難以建立，無法形成有效商業閉環。

　　公開數據顯示，截至2018年，PAC(Ku)，GEE(Ku)，gogo(ATG/2Ku)等公司均未能從空地網絡服務上獲得盈利，發展超過10年的gogo公司更是10年持續虧損，壓力巨大，市值從2014年上市后不久的20億美金左右，掉到如今不足4億美金，跌幅超過80%。

　　新舊交替，Ka空地互聯優勢顯現。

　　從2014年一進入市場，Ka空地互聯就體現出了技術和商業模式的雙重優勢。

　　圖：Ka空地互聯對標4G技術，帶來新商業模式機會

　　Ka空地互聯所呈現的商業機會，為各區域衛星運營商所看好。

　　據悉，ViaSat已經規劃了單顆衛星高達1Tbps容量的ViaSat-3網絡。中東衛星運營商Taqnia Space 2018年宣布啟動名為UON的Ka機載寬帶服務。Thales與SES合作準備打造美洲的機載寬帶服務。亞太區域的中國衛通(ChinaSatcom)、泰國Thaicom公司、新加坡Kacific公司都有超過100Gbps甚至數百Gbps容量的Ka網絡計劃。

　　從空地互聯的帶寬成本趨勢來看，歐洲咨詢公司2017年6月發布的《高通量衛星：垂直市場分析與預測》顯示：全球30家衛星運營商在高通量衛星系統方面的總承諾投資額已達到近190億美元。將產生360億美元以上總收入，到2025年HTS容量的租賃收入將超過60億美元，屆時單位帶寬成本將進一步大幅降低。預測未來幾年Ka帶寬成本可以降到同時期Ku的1/10以下(如果采用KuHTS，Ka和KuHTS的差距不會這么大)。

　　航司與第三方運營商主導角色動態變化

　　不僅是衛星運營商，機上互聯網運營服務中兩個關鍵角色--航空公司和第三方機上服務商，他們在機上網絡運營中的角色和主導權，也將隨技術發展動態變化。

　　實際操作中，根據采用的技術體制和有無第三方合作運營，航空公司可在初期先選擇一種機上網絡運營模式開展服務，后期根據實際情況做動態調整，或混合多種模式。

　　我們試著將目前全球機上網絡運營模式，歸納為下圖所示的四種組合。

　　圖：機上網絡運營的四種模式及其技術支撐

　　圖中可以看到，Ku和ATG受性能或帶寬成本的限制，目前均是采用收費上網模式(也有部分非全機隊運營或者僅處于試點階段的航空公司采用免費模式)。

　　Ka則存在航空公司或者第三方免費運營的模式。

　　從乘客上網率數據看【注5】，Ku/ATG采用的模式一和模式二下乘客上網率僅在5%-8%，由此帶來的收入，難以覆蓋整體運營成本。

　　Ka采用的模式三和模式四中，Ka空地互聯由于帶寬成本低，往往可以采用免費模式(第三方支持模式)，從機上網絡運營數據可以看到，Ka乘客上網連接率平均高達43%，有的航班甚至超過100%(部分乘客攜帶2個以上設備聯網)。

　　這是非常驚人的連接率!

　　足夠低的單位帶寬成本，也為地面移動互聯網的創新商業模式拓展到機上，鋪平了道路。

　　例如空中視頻流服務(在線視頻)、OTA/MTA、空中電子商務、空中社交游戲等服務。而這些服務恰恰是ATG和Ku由于帶寬性能或者成本高昂原因比較難以有效開展的。

　　地面4G網絡技術帶來了移動互聯網應用的井噴，有理由相信，Ka空地互聯憑借與之類似的優越性能基礎，也將帶來機上互聯應用的全面爆發，更有機會創造全新的商業模式。

　　六、前后艙協同空地互聯會誕生新的商業模式嗎?

　　相比于ATG和Ku空地互聯系統的褒貶不一，Ka在已經投入商業規模化運營的航空公司得到了普遍的肯定，采用Ka的航空公司也相應的得到了品牌和乘客滿意度的回報。

　　如今，全球數百家具有固定航線的航空公司相互競爭、融合發展。

　　其中以中國為代表的亞洲地區，是全球民航發展最快的區域【注1】，區域內外航線拓展迅速。

　　乘客選擇乘坐哪個航空公司航班，主要的考量標準是什么?

　　除了票價和時段，航司綜合能力和品牌印象也是一個非常重要的因素。

　　前后艙協同空地互聯帶來航司綜合能力的提升，與之相應地，航空公司的主營業務(機票銷售)也勢必得到一定提升。

　　Ka空地互聯帶來的互聯飛機新場景，不僅為更安全、可靠、高效的飛行提供保障(和安全管控水平的提升)，還能通過前艙實時數據服務，創造新的數據收入機會、節約成本【注6】。

　　航空公司應當如何評估空地互聯項目的投入產出?在此給出一個要素參考模型。(如下圖)

　　圖：前后艙協同空地互聯的生態鏈角色

　　基于前后艙協同空地互聯的生態鏈角色及相互關系，航空公司可以設計更有效的整體方案，建議主要考慮的投入和產出項如下：投入成本：包括硬件和改裝、衛星流量、系統運維、服務運營四項;收益包括：主業(機票)收益提升，運營保障、品牌和滿意度提升，合規監管，前艙成本節約/收入;后艙服務收入等五項;

　　按照5年運營周期項目的量化(后艙)及定性(前艙及整體收益)分析示例如下：

　　對航空公司來說，需要通過定性和定量兩種方式綜合來評估項目是否值得投入。

　　機上互聯網也好，互聯飛機也好，提升航空公司整體競爭優勢才是最主要的考慮，包括提升主業(機票)收入和提升運營保障能力。

　　為了更靈活地提供服務，可以引入更好的后艙服務商V和前艙服務商C。

　　附加的，針對民航監管部門G的B2G服務必須要做，G應當支付一定的費用給第三方數據服務方C。

　　航空公司通過以上要素綜合評估可以來決策如何投資空地互聯項目。

　　相比ATG和Ku，Ka帶來了優越的網絡性能，并大幅降低了流量成本，因此增加了多個收入機會點，使得商業模式閉環機會更大。

　　七、國內空地互聯發展趨勢預測

　　圖：中國機上手機開放是機上互聯爆發的導火索

　　2018年開始，中國民航超過3000架飛機上開放手機使用，乘客歡欣鼓舞。

　　哪知新鮮感尚未過去，乘客很快發現，僅有手機，卻不能聯網，相當于100步只走出10步，離機上美好生活相去甚遠。

　　隨著國產高通量衛星和國產高通量衛星機上互聯系統投入商用，中國空地互聯項目的建設、服務和運營正在前所未有地全面加速階段。

　　截止到今年二季度末，中國民航擁有機上(空地)互聯能力的飛機約150架(其中東航占比超過一半)，僅占整體機隊規模不到5%。在美國，這個比例是70%以上，全球平均水平則是20-30%。

　　數字的巨大落差，意味著中國航空公司空地互聯的普及迫在眉睫。

　　部分具有強烈市場意識和創新意識的中國航空公司，已開始著手布局Ka寬帶空地互聯。

　　今年5月，青島航空在國內率先部署全機隊Ka衛星機上互聯網系統。

　　2個月后，東海航空在國內首家試點部署基于Ka衛星的前后艙協同空地互聯系統。

　　今年6月，在行業兩家主管部委--工信部和民航局紛紛加速推動。6月1日，工信部和民航局首次聯合指導下，第二屆機上互聯網高峰論壇在北京舉辦。

　　7月和8月間，民航局兩次工作會議研究推動空中試行互聯網;7月18日，工信部工作會議積極推進機上互聯網進入快車道。

　　市場爆發態勢逐步顯現，政府指導監管強力助推。

　　未來5年中國空地互聯發展空間巨大，預計未來5年，空地互聯覆蓋率預計超過70%，與美國現有覆蓋率持平。

　　圖：中國民航空地互聯機隊規模預測(2018年9月)

　　八、總結

　　航空公司主要的商業目標是增加每飛機的收入ARPA(average revenue per aircraft(ARPA))，并在機票收入和輔業收入之間取得有效平衡。

　　在上個月美國波士頓的民航業APEX2018會議上，包括美國航空在內的多家大中型航空公司CEO談到了互聯飛機(connected aircraft)的重要性及其對航空公司整體戰略的影響，核心觀點是：飛機連接(Connectivity)將成為乘客體驗的核心，而基于衛星的飛機連接將變得越來越重要。[注7]

　　從投入成本視角分析，傳統的IFE投資較高，對比一下市場平均價格可以得到，如果只是升級最新的高速機上互聯IFEC系統，投資往往只需要IFE總投資的40%不到，卻可以得到更多。

　　基于本文的分析，我們得到如下幾個初步結論：

　　客艙局域網WiFi可以采用數字/網絡廣告等類IFE傳統商業模式，互聯網化商業模式不成立。

　　互聯飛機通過基于Ka的前后艙協同空地互聯帶來新的互聯網化的質變飛躍，和商業模式新機會。

　　一方面，針對中國大中型航空公司，后艙機上互聯也好，前后艙協同互聯飛機也好，重點應當聚焦如何幫助航空公司保障飛行安全，降低總體運營成本，提升乘客服務品質，最終獲得主業收入的提升，哪怕只有1%的主業收入提升，也足夠證明互聯飛機帶來的新價值。另一方面，針對中國中小航空公司，可能不同航空公司之間關注重點的差異性會更大一些，有些航空公司會重點考慮是否能夠增加輔業收入，這時建議引入第三方機上增值服務運營商，能夠更好更快地的解決投入成本和產生收入問題。

　　無論航空公司的關注重點如何，可以肯定的一點是：Ka系統帶來的高性能(相比ATG)和不同以往的空地互聯單位帶寬成本曲線(相比Ku)，可以讓航空公司有機會構建互聯飛機新商業模式。

　　也就是說：增加主業和輔業收入、保障飛行安全、降低運營成本，三者幾乎可以同時達到。

　　引用：

　　【注1】：全球航空市場重心向東翱翔，

　　【注2】： 美國機上互聯網體驗報告(2018秋季版)

　　【注3】：美國航空(AA，AmericanAirlines)機隊機上互聯部署情況，

　　【注4】：American Airlines Is Suing Gogo For Its Lousy In-Flight Wi-Fi，

　　【注5】：Ka，Ku，ATG機上上網連接率對比數據，

　　【注6】：互聯飛機可助航空業一年節省150億美元，

　　【注7】：歐美大中型航空公司CEO談機上互聯，

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