等了十年 | 坐飞机能上网的技术什么来头

以往我们在乘坐飞机时, 空姐都会告知你手机需要关机, 这项规则在近期发生改变, 根据中国民航总局关于飞机上便携式电子设备 (PED) 的声明, 从2018年1月18日零时开始, 中国用户在乘坐飞机时再也不需要关机了, 千等万等, 飞机手机通讯时代终于来临, 但你可知道这从中的技术吗? 且听我慢慢道来.

为什么之前有的飞机可以上网?

答: 飞机上网得益于卫星模式和地面基站模式 (ATG) 两大模式

首先了解下为什么乘坐飞机不能使用手机, 原因是手机等电子设备使用中发出的信号可能干挠飞机的正常的信号传递, 并使飞机处于错误操作状态, 严重影响飞行安全. 通俗点来讲, 地面基站为飞机传输信号的, 可能会被手机传输的信号影响.

影响地面基站信号? 那么干脆我手机不通过地面基站来传输信号, 用其他的不就不会干扰了, 因此, 飞机上网的两大模式之一的——卫星模式 , 便被开发出来了. 手机不通过地面基站, 直接和卫星互相 '沟通' 进行上网. 你可能要问了, 卫星发出的信号会不会影响飞机呢? 答案是不会的, 目前飞机上网采用的波段为12.24-18GHz频率范围的Ku波段, 而目前的移动电话系统以及飞机飞行时工作频率在800到1800MHz之间, 因此和卫星模式采用的波段错开了, 所以不会受到影响.

卫星模式很多家在做, 例如铱星, 海事卫星, 以及一部分商业Ku波段卫星 (松下方案较为成熟) .

通常情况, 采用卫星模式的飞机顶部都会带有较为凸起的 '鼓包' , 这便是用来专门接收卫星信号的 '猫' 了.

卫星模式的好处在于覆盖区域较广, 但也存在一些问题, 那就是在机身有抖动或者做一些机动的时候, 会因为天线姿态问题而导致信号受到比较大的影响, 因而网速会不稳定, 俗称 '变卡' .

采用卫星模式上网的飞机通常采用连接特定 'Wi-Fi' 的形式进行上网, 尽管传播的频段不同, 为了以防万一, 还是需要飞机在飞行3000m高度以上或者地面停靠时才可以使用.

说了飞机上网的两大模式中的第一个, 再来看第二个, 那就是 地面基站模式 (ATG) .

地面基站模式 (ATG) 全称为Air to Ground, 低空信号传输的一种, 它需要沿飞行航路或特定空域架设地面基站, 以向高空进行覆盖, 即利用这些地面基站与飞机直接进行信息传输.

是不是听起来很乱, 听不懂? 通俗点来讲, 就是为飞机建一个属于飞机自己的基站, 专门用来为坐飞机的乘客上网使用, 这就造成了一些局限性——部署地面基站时, 这些基站很难跨国部署, 因此这种通讯方式不适于跨洋 (国际航线) 使用, 较适合于国土陆地面积较大的国家. 目前美国9家航空公司的1500架班机已利用该通讯方式实现了全面的空中互联网体验. 缺点还有信号覆盖不够广泛, 毕竟地面基站信号影响的面积有限, 不如卫星模式辐射的范围广.

为什么早就拥有这两大模式, 飞机上网还没有普及?

答: 说白了, 飞机上网要钱, 使用费贵, 造价也高, 不仅如此, 之前因为技术不成熟的原因, 还卡, 又卡又贵, 哪家航空公司敢用?

事实也却是如此, 地面基站模式 (ATG) 需要地面基站对空发射, 飞机使用安装在机腹的天线来接受, 一般使用的是全向天线 (特点天线较小, 无需伺服) , 另外还需要机载设备, 一套专属服务器, Wi-Fi热点设备等等, 尽管总费用要比卫星方案便宜些, 但也需要大约30万美元左右.

网速也十分感人, Ku频段可以实现下行5Mbps, 上行1Mbps的速率, 实际使用上述也说过, 机身有抖动或者做一些机动的时候会变卡, 之前的实际使用体验并不乐观.

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手机有了飞行模式为什么还不能要求上网?

如果说卫星模式和地面基站模式是针对信号源来改进的两大飞机上网模式, 那么飞行模式便是对手机改进的模式. 但多年来飞机上并不允许使用飞行模式, 以往所谓飞行模式, 大多只是手机生产商自圆其说的说法罢了, 并没有得到航空部门的安全性试验及验收. 所以在此之前, 手机的飞行模式是不被航空部门及航空公司认可的.

要明白一点, 从安全性的角度考虑, 飞机这种极其要求安全性的交通工具, 必须尽最大限度的把不安全因数排除, 而不是尽可能的忽略不安全的地方. 那么还没得到安全性认证的飞行模式, 当然是会被禁止的. 这也是为什么, 有手机有了飞行模式, 还是被禁止在飞机上使用手机的原因.

我国手机上网模式的历史发展

期初, 我国唯一一家拥有卫星移动通讯拍照的运营商是中国电信, 从2014年才开始在全球范围内采用Ku卫星通信技术为旅客提供飞机上的上网服务. 截至目前来说, 中国航空公司的飞机总量已经突破了112架.

在航空机载通讯领域, 中国移动同样拥有多年的深耕经验. 中国移动本身具备4G网络的科研技术, 利用这一优势, 随即也推出了 'ATG (地空通信) +卫星通信' 的混合组网方式, 通过优势互补, 为旅客提供了优化的航空机载通信解决方案. 多年前便联合航空公司开展了飞行体验, 取得了很好的效果.

终上所述的 '又贵又卡' , 因此飞机上网没有得到广泛的普及.

而联通解决了根本问题, 通过自己的解决方案, 将卫星模式中Ku频段方案的网速大大提高, 由原先的下行5Mbps, 上行1Mbps的速率, 提高至了下行130Mbps, 上行30Mbps. 接近30倍的提升, 总算不卡了.

一篇来自微博主流媒体的报道十分引人注目 '随着我国首颗Ka频段通信卫星 '中星16号' 的成功发射, 中国联通联合中国卫通及相关航电设备提供商开始布局航空互联网全产业链生态, 共同推进 '中星16号' 的商用落地, 而联通也成为三家运营商中首先同时具备运营Ku频段和Ka频段的卫星的基础电信运营商. '

这也让我们了解到, 联通独有的解决方案, 很大程度上受益于这颗新发射的 '中星16号' 卫星.

再看一条新闻 '于2017年4月成立的合资公司联通航美, 是中国联通此次卫星网络通信服务建设体系中的承接者和执行单位, 于2018年1月16日至2月2日, 他们在北京联通卫星局举办中国联通航空互联网体验活动, 重点展示基于Ku/Ka频段的航空互联网综合技术解决方案. 联通航美总经理郭曼称空中 '百兆带宽' 互联网业务的推出是联通混改的成果之一. '

也就是说, 联通航美为了实现飞机上网的普及, 成立了一个 '百兆带宽' 的计划, 计划的根本便是发射 '中星16号' 卫星, 并且和主流的Ku频段不同, 此次计划还加入了 'Ka' 频段, 据了解, 该频段主要用来实现系统成本和流量成本的下降以及用户体验的提升. 目前来说, 在安装这套专门接受 'Ka' 频段的系统需要一段时间的普及, '预计今年能装5架飞机, 明年可以装50架或更多. ' 联通航美官方称.

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中星16号有哪些优势所在?

首先, 这颗卫星拥有20G带宽, 主要覆盖我国东部和东部沿海地区, 于明年发射的18G带宽的新一颗卫星将覆盖我国西部地区, 而中国联通则将自己的空中卫星通信服务覆盖到了更大的范围. 2018年1月9日, 在法国的总统马克龙访华期间, 中国联合网络通信有限公司与欧洲通信卫星公司在人民大会堂签订合作谅解备忘录, 就面向 '一带一路' 地区共同开拓卫星通信业务达成了战略共识.

据协议了解, 本次合作初期将利用EUTELSAT 172B卫星提升中国联通从北美西海岸到亚洲和大洋洲的卫星通信服务能力, 通过E10A可将航空机载通信服务延展至欧洲大陆, 未来将会考虑部署更多的资源, 用于在全球范围提供卫星通讯服务, 为此, 中国联通还买断了欧卫公司40%资源的15年全生命周期.

飞机上网费用是多少? 贵吗?

有一点值得一提, 尽管从2018年1月18日零时开始, 中国用户在乘坐飞机时可以使用手机上网, 但是还是不支持打电话. 虽然飞机上能够拨打卫星电话, 但是介于费用较高, 暂时没有办法做到普及. 业界有专家指出, 要想在技术的层面上解决飞机低成本打电话的问题, 还需要将机上通信带宽与传输速率提高10-100倍以上.

要将卫星模式, ATG基站或未来的5G通讯网络进行融合, 并且还要针对语音业务的特点, 进行专门的机上语音传输技术优化以及相应的手机芯片算法升级. 总的来说, 要想实现在飞机上打电话, 未来还有一段路要走.

说了那么多废话, 回答下重点: 飞机上网费用是多少?

针对乘客关心的空中上网是否收费问题, 我进行了梳理发现, 东航, 南航, 国航, 海航的空中Wi-Fi目前均未收费. 民航资深人士林智杰表示, 目前飞机上网成本比较高, 如果航企为了吸引旅客购票, 就不存在向旅客收费的问题, 或者是象征性的收费.

'但如果航企将其视为盈利项目, 就会采取直接向旅客收费或向广告商等渠道收取费用的方式. ' 他这样描述, 就目前来说, 后续可能会有部分国内航企采取直接向旅客收取流量费用.

我认为, 空中Wi-Fi日后普及后并不会收费太多, 首先经常乘坐飞机的旅客已经习惯了 '坐飞机不玩手机' , 外加飞机是目前速度上数一数二的交通工具, 在旅途时长较短的飞机上, 就算不上网大多乘客也能够忍受, 因此如果想要费用居高来赚取利润, 很可能出现 '人心不足蛇吞象' 的场面. 当然也不排除会采取 '各大外卖' '共享单车' 等温水煮青蛙的盈利模式, 也就是刚开始优惠多多, 价格慢慢上提.

写到最后

总的来说, 中星16号的成功升空, 预示着全球飞机上网的开端, 也为信号覆盖的中国, 东亚, 南亚等地区创造了福利, 为飞机乘客提供了便利. 而我似乎并不感到激动, 像我这样能做火车不做飞机的节约型用户, 还是希望飞机票价能够降下来, 毕竟就目前来说, 坐飞机也算是比较奢侈的一项 '活动' .

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