對(duì)高空上網(wǎng)的原理、以及背后的接入技術(shù)的解析

在解讀高空上網(wǎng)的原理之前，我們先來(lái)回顧一下早期的高空上網(wǎng)（航空互聯(lián)網(wǎng)）服務(wù)。早在2005年，歐洲空中客車(chē)就宣布推出全球首個(gè)客艙“無(wú)線(xiàn)（WiFi）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”，其借助于“全球星”衛(wèi)星通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高空上網(wǎng)。而到了2007年，全球首個(gè)基于CDMA技術(shù)的地空寬帶系統(tǒng)也隨之問(wèn)世，其是借助地面基站信號(hào)覆蓋高空航線(xiàn)，從而給飛行中的飛機(jī)提供CDMAEVDO無(wú)線(xiàn)接入數(shù)據(jù)帶寬，以實(shí)現(xiàn)高空上網(wǎng)。

根據(jù)民航總局關(guān)于機(jī)上便攜式電子設(shè)備（PED）使用的相關(guān)規(guī)定，自北京時(shí)間1月18日零點(diǎn)開(kāi)始，航空旅客可以在飛機(jī)上使用手機(jī)。

那么，高空WiFi上網(wǎng)的原理是什么呢，我們慢慢來(lái)揭秘

時(shí)至今日，基于衛(wèi)星和基于地面基站仍是目前實(shí)現(xiàn)高空上網(wǎng)的主要方式。具體來(lái)說(shuō)，一種是通過(guò)衛(wèi)星方式實(shí)現(xiàn)地空通訊，另一種則是基于ATG(airtoground地面基站方式)實(shí)現(xiàn)地空寬帶通訊。

通過(guò)衛(wèi)星方式實(shí)現(xiàn)地空通訊

其中，基于衛(wèi)星通訊的方式非常好理解，就是利用衛(wèi)星、飛機(jī)、衛(wèi)星地面站三者進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，其優(yōu)勢(shì)是通訊范圍廣泛，可實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游（當(dāng)然，考慮到各國(guó)頻率不同，跨國(guó)飛行的國(guó)際航線(xiàn)并不能實(shí)現(xiàn)全航程的同頻率覆蓋，而切換信號(hào)時(shí)容易出現(xiàn)信號(hào)延遲或中斷），因此尤為適合國(guó)際航線(xiàn)；但其缺點(diǎn)也較為明顯——僅能提供窄帶服務(wù)，通訊帶寬僅有864Kbps，通常在飛機(jī)上僅能提供收發(fā)郵件，網(wǎng)頁(yè)瀏覽等簡(jiǎn)單上網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。不過(guò)最近也傳來(lái)了一些好消息，美國(guó)的航公公司正在與衛(wèi)星巨擘Inmarsat展開(kāi)進(jìn)一步的合作，計(jì)劃推出全球高速(GX)航空網(wǎng)絡(luò)，將有望實(shí)現(xiàn)網(wǎng)速達(dá)50Mbps的寬帶通訊。

基于ATG(airtoground地面基站方式)實(shí)現(xiàn)地空寬帶通訊

而基于ATG(地面基站方式)的地空寬帶通訊在初期建設(shè)方面則稍顯復(fù)雜，其需要沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站，以向高空進(jìn)行覆蓋，即利用這些地面基站與飛機(jī)直接進(jìn)行信息傳輸。由于ATG誕生之時(shí)，3G技術(shù)已經(jīng)問(wèn)世，因此ATG被視為地空寬帶通訊——其下行帶寬可達(dá)3.6Mbps，上行帶寬也可達(dá)1.8Mbps，上網(wǎng)體驗(yàn)明顯由于衛(wèi)星通訊方式。當(dāng)然，這種通訊方式本身也有局限性——就是要部署地面基站，而這些基站很難跨國(guó)部署，因此這種通訊方式不適于跨洋（國(guó)際航線(xiàn)）使用，較適合于國(guó)土陸地面積較大的國(guó)家。例如，目前美國(guó)9家航空公司的1500架班機(jī)已利用該通訊方式實(shí)現(xiàn)了全面的空中互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。

解讀高空上網(wǎng)的原理

在了解了兩種基礎(chǔ)通訊接入方式之后，我們?cè)賮?lái)看看高空上網(wǎng)是如何實(shí)現(xiàn)的。

高空上網(wǎng)原理（圖片來(lái)自sootoo.com）

如上圖所示，其實(shí)無(wú)論采用哪種通訊接入方式，對(duì)于坐在飛機(jī)里的乘客來(lái)說(shuō)，均是通過(guò)飛機(jī)內(nèi)提供WiFi來(lái)實(shí)現(xiàn)高空上網(wǎng)。而在這背后，最核心的設(shè)備當(dāng)屬地空通訊組件，它實(shí)現(xiàn)了與電信運(yùn)營(yíng)商、服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)中心之間的互聯(lián)互通，是用戶(hù)成功接入Internet（互聯(lián)網(wǎng)）的關(guān)鍵。與此同時(shí)，機(jī)載服務(wù)器+機(jī)載無(wú)線(xiàn)AP熱點(diǎn)則組成了飛機(jī)內(nèi)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)，為用戶(hù)提供了WiFi上網(wǎng)的環(huán)境。

基于4GLTE的創(chuàng)新ATG寬帶通訊

與美國(guó)基于CDMAEVDO（3G）技術(shù)的ATG地空寬帶通訊不同的是，我國(guó)的ATG地空寬帶通訊采用了更加先進(jìn)的4GLTE技術(shù)，通過(guò)定制的無(wú)線(xiàn)收發(fā)設(shè)備，沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站，并向高空進(jìn)行覆蓋，從而可為不同高度層航線(xiàn)的飛機(jī)提供100Mbps以上（理論）的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)帶寬，相比CDMAEVDO的理論值（下行帶寬3.6Mbps，上行帶寬1.8Mbps），高出數(shù)十倍！

當(dāng)然，100Mbps僅僅是一個(gè)理論值，這個(gè)目前在地面上仍難以達(dá)到的數(shù)值（地面4G實(shí)測(cè)大約為40-70Mbps），在空中的挑戰(zhàn)更大，因?yàn)轱w機(jī)在萬(wàn)米高空高速飛行，一般時(shí)速在700-1000km，因此必須要解決這種特定條件下4GLTE的覆蓋和接入問(wèn)題，同時(shí)還要解決高速飛行引起的多普勒頻偏、以及地面基站信息高速切換等難題。還好，在多方（航空公司、4GLTE設(shè)備提供商，電信運(yùn)營(yíng)商等）的共同努力下，目前我國(guó)民航ATG地空寬帶通訊的帶寬可達(dá)15-30Mbps（上行+下行）。

相信看過(guò)上述介紹，大家已經(jīng)對(duì)高空上網(wǎng)的原理、以及背后的接入技術(shù)有了較為詳細(xì)的了解。你有什么看法，請(qǐng)留言？