等了十年 | 坐飛機能上網的技術什麼來頭

以往我們在乘坐飛機時, 空姐都會告知你手機需要關機, 這項規則在近期發生改變, 根據中國民航總局關于飛機上攜帶型電子設備 (PED) 的聲明, 從2018年1月18日零時開始, 中國用戶在乘坐飛機時再也不需要關機了, 千等萬等, 飛機手機通訊時代終於來臨, 但你可知道這從中的技術嗎? 且聽我慢慢道來.

為什麼之前有的飛機可以上網?

答: 飛機上網得益於衛星模式和地面基站模式 (ATG) 兩大模式

首先了解下為什麼乘坐飛機不能使用手機, 原因是手機等電子設備使用中發出的訊號可能幹撓飛機的正常的訊號傳遞, 並使飛機處於錯誤操作狀態, 嚴重影響飛行安全. 通俗點來講, 地面基站為飛機傳輸訊號的, 可能會被手機傳輸的訊號影響.

影響地面基站訊號? 那麼乾脆我手機不通過地面基站來傳輸訊號, 用其他的不就不會干擾了, 因此, 飛機上網的兩大模式之一的——衛星模式 , 便被開發出來了. 手機不通過地面基站, 直接和衛星互相 '溝通' 進行上網. 你可能要問了, 衛星發出的訊號會不會影響飛機呢? 答案是不會的, 目前飛機上網採用的波段為12.24-18GHz頻率範圍的Ku波段, 而目前的行動電話系統以及飛機飛行時工作頻率在800到1800MHz之間, 因此和衛星模式採用的波段錯開了, 所以不會受到影響.

衛星模式很多家在做, 例如銥星, 海事衛星, 以及一部分商業Ku波段衛星 (松下方案較為成熟) .

通常情況, 採用衛星模式的飛機頂部都會帶有較為凸起的 '鼓包' , 這便是用來專門接收衛星訊號的 '貓' 了.

衛星模式的好處在於覆蓋區域較廣, 但也存在一些問題, 那就是在機身有抖動或者做一些機動的時候, 會因為天線姿態問題而導致訊號受到比較大的影響, 因而網速會不穩定, 俗稱 '變卡' .

採用衛星模式上網的飛機通常採用連接特定 'Wi-Fi' 的形式進行上網, 儘管傳播的頻段不同, 為了以防萬一, 還是需要飛機在飛行3000m高度以上或者地面停靠時才可以使用.

說了飛機上網的兩大模式中的第一個, 再來看第二個, 那就是 地面基站模式 (ATG) .

地面基站模式 (ATG) 全稱為Air to Ground, 低空訊號傳輸的一種, 它需要沿飛行航路或特定空域架設地面基站, 以向高空進行覆蓋, 即利用這些地面基站與飛機直接進行資訊傳輸.

是不是聽起來很亂, 聽不懂? 通俗點來講, 就是為飛機建一個屬于飛機自己的基站, 專門用來為坐飛機的乘客上網使用, 這就造成了一些局限性——部署地面基站時, 這些基站很難跨國部署, 因此這種通訊方式不適於跨洋 (國際航線) 使用, 較適合於國土陸地面積較大的國家. 目前美國9家航空公司的1500架班機已利用該通訊方式實現了全面的空中互聯網體驗. 缺點還有訊號覆蓋不夠廣泛, 畢竟地面基站訊號影響的面積有限, 不如衛星模式輻射的範圍廣.

為什麼早就擁有這兩大模式, 飛機上網還沒有普及?

答: 說白了, 飛機上網要錢, 使用費貴, 造價也高, 不僅如此, 之前因為技術不成熟的原因, 還卡, 又卡又貴, 哪家航空公司敢用?

事實也卻是如此, 地面基站模式 (ATG) 需要地面基站對空發射, 飛機使用安裝在機腹的天線來接受, 一般使用的是全向天線 (特點天線較小, 無需伺服) , 另外還需要機載設備, 一套專屬伺服器, Wi-Fi熱點設備等等, 儘管總費用要比衛星方案便宜些, 但也需要大約30萬美元左右.

網速也十分感人, Ku頻段可以實現下行5Mbps, 上行1Mbps的速率, 實際使用上述也說過, 機身有抖動或者做一些機動的時候會變卡, 之前的實際使用體驗並不樂觀.

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手機有了飛行模式為什麼還不能要求上網?

如果說衛星模式和地面基站模式是針對訊號源來改進的兩大飛機上網模式, 那麼飛行模式便是對手機改進的模式. 但多年來飛機上並不允許使用飛行模式, 以往所謂飛行模式, 大多隻是手機生產商自圓其說的說法罷了, 並沒有得到航空部門的安全性試驗及驗收. 所以在此之前, 手機的飛行模式是不被航空部門及航空公司認可的.

要明白一點, 從安全性的角度考慮, 飛機這種極其要求安全性的交通工具, 必須盡最大限度的把不安全因數排除, 而不是儘可能的忽略不安全的地方. 那麼還沒得到安全性認證的飛行模式, 當然是會被禁止的. 這也是為什麼, 有手機有了飛行模式, 還是被禁止在飛機上使用手機的原因.

我國手機上網模式的曆史發展

期初, 我國唯一一家擁有衛星移動通訊拍照的運營商是中國電信, 從2014年才開始在全球範圍內採用Ku衛星通信技術為旅客提供飛機上的上網服務. 截至目前來說, 中國航空公司的飛機總量已經突破了112架.

在航空機載通訊領域, 中國移動同樣擁有多年的深耕經驗. 中國移動本身具備4G網路的科研技術, 利用這一優勢, 隨即也推出了 'ATG (地空通信) +衛星通信' 的混合組網方式, 通過優勢互補, 為旅客提供了優化的航空機載通信解決方案. 多年前便聯合航空公司開展了飛行體驗, 取得了很好的效果.

終上所述的 '又貴又卡' , 因此飛機上網沒有得到廣泛的普及.

而聯通解決了根本問題, 通過自己的解決方案, 將衛星模式中Ku頻段方案的網速大大提高, 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, 總算不卡了.

一篇來自微博主流媒體的報道十分引人注目 '隨著我國首顆Ka頻段通信衛星 '中星16號' 的成功發射, 中國聯通聯合中國衛通及相關航電設備提供商開始布局航空互聯網全產業鏈生態, 共同推進 '中星16號' 的商用落地, 而聯通也成為三家運營商中首先同時具備運營Ku頻段和Ka頻段的衛星的基礎電信運營商. '

這也讓我們了解到, 聯通獨有的解決方案, 很大程度上受益於這顆新發射的 '中星16號' 衛星.

再看一條新聞 '於2017年4月成立的合資公司聯通航美, 是中國聯通此次衛星網路通信服務建設體系中的承接者和執行單位, 於2018年1月16日至2月2日, 他們在北京聯通衛星局舉辦中國聯通航空互聯網體驗活動, 重點展示基於Ku/Ka頻段的航空互聯網綜合技術解決方案. 聯通航美總經理郭曼稱空中 '百兆頻寬' 互聯網業務的推出是聯通混改的成果之一. '

也就是說, 聯通航美為了實現飛機上網的普及, 成立了一個 '百兆頻寬' 的計劃, 計劃的根本便是發射 '中星16號' 衛星, 並且和主流的Ku頻段不同, 此次計劃還加入了 'Ka' 頻段, 據了解, 該頻段主要用來實現系統成本和流量成本的下降以及用戶體驗的提升. 目前來說, 在安裝這套專門接受 'Ka' 頻段的系統需要一段時間的普及, '預計今年能裝5架飛機, 明年可以裝50架或更多. ' 聯通航美官方稱.

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中星16號有哪些優勢所在?

首先, 這顆衛星擁有20G頻寬, 主要覆蓋我國東部和東部沿海地區, 於明年發射的18G頻寬的新一顆衛星將覆蓋我國西部地區, 而中國聯通則將自己的空中衛星通信服務覆蓋到了更大的範圍. 2018年1月9日, 在法國的總統馬克龍訪華期間, 中國聯合網路通信有限公司與歐洲通信衛星公司在人民大會堂簽訂合作諒解備忘錄, 就面向 '一帶一路' 地區共同開拓衛星通信業務達成了戰略共識.

據協議了解, 本次合作初期將利用EUTELSAT 172B衛星提升中國聯通從北美西海岸到亞洲和大洋洲的衛星通信服務能力, 通過E10A可將航空機載通信服務延展至歐洲大陸, 未來將會考慮部署更多的資源, 用於在全球範圍提供衛星通訊服務, 為此, 中國聯通還買斷了歐衛公司40%資源的15年全生命周期.

飛機上網費用是多少? 貴嗎?

有一點值得一提, 儘管從2018年1月18日零時開始, 中國用戶在乘坐飛機時可以使用手機上網, 但是還是不支援打電話. 雖然飛機上能夠撥打衛星電話, 但是介於費用較高, 暫時沒有辦法做到普及. 業界有專家指出, 要想在技術的層面上解決飛機低成本打電話的問題, 還需要將機上通信頻寬與傳輸速率提高10-100倍以上.

要將衛星模式, ATG基站或未來的5G通訊網路進行融合, 並且還要針對語音業務的特點, 進行專門的機上語音傳輸技術優化以及相應的手機晶片演算法升級. 總的來說, 要想實現在飛機上打電話, 未來還有一段路要走.

說了那麼多廢話, 回答下重點: 飛機上網費用是多少?

針對乘客關心的空中上網是否收費問題, 我進行了梳理髮現, 東航, 南航, 國航, 海航的空中Wi-Fi目前均未收費. 民航資深人士林智傑表示, 目前飛機上網成本比較高, 如果航企為了吸引旅客購票, 就不存在向旅客收費的問題, 或者是象徵性的收費.

'但如果航企將其視為盈利項目, 就會採取直接向旅客收費或向廣告商等渠道收取費用的方式. ' 他這樣描述, 就目前來說, 後續可能會有部分國內航企採取直接向旅客收取流量費用.

我認為, 空中Wi-Fi日後普及後並不會收費太多, 首先經常乘坐飛機的旅客已經習慣了 '坐飛機不玩手機' , 外加飛機是目前速度上數一數二的交通工具, 在旅途時長較短的飛機上, 就算不上網大多乘客也能夠忍受, 因此如果想要費用居高來賺取利潤, 很可能出現 '人心不足蛇吞象' 的場面. 當然也不排除會採取 '各大外賣' '共用單車' 等溫水煮青蛙的盈利模式, 也就是剛開始優惠多多, 價格慢慢上提.

寫到最後

總的來說, 中星16號的成功升空, 預示著全球飛機上網的開端, 也為訊號覆蓋的中國, 東亞, 南亞等地區創造了福利, 為飛機乘客提供了便利. 而我似乎並不感到激動, 像我這樣能做火車不做飛機的節約型用戶, 還是希望飛機票價能夠降下來, 畢竟就目前來說, 坐飛機也算是比較奢侈的一項 '活動' .

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