導(dǎo)語(yǔ)：航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi發(fā)展探究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：雖然“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)得以快速普及，但是對(duì)于航空領(lǐng)域模塊，航空客艙WiFi發(fā)展仍然滯后，其接入技術(shù)也是航空客艙局域網(wǎng)變互聯(lián)網(wǎng)的一大考驗(yàn)。文章結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和航空產(chǎn)業(yè)，深入探討航空互聯(lián)網(wǎng)客艙wifi發(fā)展現(xiàn)狀及接入技術(shù)，以期促進(jìn)其進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：航空互聯(lián)網(wǎng)；客艙WiFi；接入技術(shù)；空地互聯(lián)

據(jù)2014年調(diào)查顯示，民用航班平均每天飛行2.5h，航空產(chǎn)業(yè)的旅客主要以中年和青年為主，他們本身對(duì)互聯(lián)網(wǎng)有著高度依賴的心理[1]。因此，在這樣一個(gè)封閉空間里，無(wú)法使用電子設(shè)備，無(wú)法與外界溝通，機(jī)上旅途對(duì)旅客來(lái)說(shuō)是痛苦的。而據(jù)2017年09月18日?qǐng)?bào)道，民航局將從10月開始制定新的機(jī)上電子設(shè)備管理和使用政策，也就是說(shuō)，到時(shí)候旅客在飛機(jī)上是否能使用隨身攜帶的手機(jī)、電腦、平板等，將是由所乘坐的航空公司來(lái)決定。這也就要求航司對(duì)自己進(jìn)行一個(gè)嚴(yán)格、完善的評(píng)估，在保證安全的前提下放寬機(jī)上設(shè)備的使用政策。當(dāng)然，航司的自我評(píng)估也必須在民航局的協(xié)同及監(jiān)督下完成。國(guó)家將機(jī)上移動(dòng)設(shè)備的使用“審批權(quán)”下放給各航空公司，從國(guó)家層面上已經(jīng)不再嚴(yán)格禁止。這一解禁，不僅對(duì)航司也對(duì)國(guó)內(nèi)很多從事航空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的民有企業(yè)來(lái)說(shuō)，是一次全新的機(jī)會(huì)，目前國(guó)內(nèi)比較有名的企業(yè)，如世紀(jì)空聯(lián)、多尼卡、飛天聯(lián)合等，相信對(duì)他們來(lái)說(shuō)這也是一次改變行業(yè)不盈利現(xiàn)狀的關(guān)鍵契機(jī)。而在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也變成了企業(yè)、航司之間競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要因素。互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)總的來(lái)說(shuō)歸為以下幾點(diǎn)：讓人們的生活更加便捷；增加航司的創(chuàng)造力和活力；全面提升航空在同企業(yè)間的核心競(jìng)爭(zhēng)力；將是對(duì)傳統(tǒng)航空行業(yè)的一次徹底的結(jié)構(gòu)性改造[2]。航空產(chǎn)業(yè)擁有其日益增多的客流量，再加上空地互聯(lián)（AirToGround，ATG）網(wǎng)絡(luò)，機(jī)上旅途也將變成人們生活的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，而不僅只是人們空間位置轉(zhuǎn)移的交通工具。

1航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀。就目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來(lái)看，隨著智能手機(jī)、平板、電腦等移動(dòng)設(shè)備的普及，航空互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求也呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。國(guó)內(nèi)、國(guó)外都在迅速發(fā)展航空領(lǐng)域業(yè)務(wù)。早先，國(guó)內(nèi)的一些航司采用ATG系統(tǒng)來(lái)支撐機(jī)上WiFi環(huán)境，而ATG由于需要在地面搭建基站，這很難保證國(guó)際航班在飛經(jīng)大洋上空時(shí)能獲取持續(xù)的WiFi信號(hào)。而衛(wèi)星通信的主要限制為其帶寬，其業(yè)務(wù)內(nèi)的Ka波段和Ku波段的帶寬也不相同。據(jù)可靠數(shù)據(jù)，Ku的帶寬比Ka窄，在東方航空的60架跨洋國(guó)際航線上采用的是Ku頻段，但其實(shí)際飛行數(shù)據(jù)以及旅客上網(wǎng)反饋顯示，其帶寬非常低。美國(guó)Gogo公司最開始的主要業(yè)務(wù)為以ATG為主要技術(shù)的航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi業(yè)務(wù)，2012年后，Gogo公司開始通過(guò)租用國(guó)際通信衛(wèi)星（Intelsat）公司和SES公司的衛(wèi)星容量，采用Ku頻段衛(wèi)星提供航空客艙WiFi業(yè)務(wù)。松下航空公司的“eX連接”也采用Ku頻段衛(wèi)星，在提供航空客艙WiFi的同時(shí)還附帶了航空客艙電視業(yè)務(wù)。1.2國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)在航空客艙互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)起步較晚，研究也比較少，可檢索出的大多是新聞?lì)惖奈墨I(xiàn)，只研究了航空互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀。2013年7月，中國(guó)國(guó)際航空公司也在國(guó)內(nèi)某條航線上推出了客艙互聯(lián)網(wǎng)機(jī)上娛樂服務(wù)，旅客乘坐飛機(jī)可以即時(shí)與地面溝通，國(guó)航也成了中國(guó)首家提供該服務(wù)的航空公司。在新聞文獻(xiàn)“空中寬帶無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展”上介紹了國(guó)際上具有代表性的研究和應(yīng)用項(xiàng)目，以及我國(guó)航空互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的發(fā)展情況。由王莉莉等研究了航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi系統(tǒng)的無(wú)線信號(hào)覆蓋問(wèn)題，總結(jié)了地面基站信號(hào)覆蓋、高空平臺(tái)通信系統(tǒng)覆蓋和衛(wèi)星中繼信號(hào)覆蓋3種無(wú)線信號(hào)覆蓋模型，并從技術(shù)難度、建設(shè)成本和覆蓋效果等方面分析了3種模型的優(yōu)缺點(diǎn)。之前國(guó)內(nèi)有采用過(guò)中國(guó)衛(wèi)通機(jī)載衛(wèi)星來(lái)解決航空客艙WiFi的服務(wù)提供方案，中國(guó)電信相關(guān)人士早前提出了一種基于正交頻分復(fù)用技術(shù)（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）寬帶無(wú)線空對(duì)地方式的航空移動(dòng)通信系統(tǒng)，這種技術(shù)不僅能提供更高的數(shù)據(jù)效率和容量，而且能大大減低運(yùn)營(yíng)成本；華為公司的eWBBLTE寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)基于通用移動(dòng)通信技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn)（LongTermEvolution，LTE）技術(shù)，由機(jī)載移動(dòng)臺(tái)、地面基站和核心網(wǎng)路3部分組成，具有超遠(yuǎn)覆蓋、高速覆蓋的特點(diǎn)，可以滿足大流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求[2-3]。

2航空客艙WiFi接入技術(shù)

2.1高空上網(wǎng)原理。在2005年，歐洲空中客車的全球首個(gè)客艙“無(wú)線（WiFi）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”宣布問(wèn)世，它借助于“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)基于碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）技術(shù)的地空寬帶系統(tǒng)也隨之問(wèn)世，它借助于在地面搭建基站的方式來(lái)覆蓋在高空的航線，從而給飛行中的飛機(jī)提供CDMAEVDO無(wú)線接入數(shù)據(jù)帶寬，以實(shí)現(xiàn)高空上網(wǎng)[3]。發(fā)展到現(xiàn)在，ATG技術(shù)處于瓶頸期，它由于難以給跨洋飛機(jī)提供持續(xù)性的無(wú)線數(shù)據(jù)寬帶，而衛(wèi)星通信則是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)高空上網(wǎng)的主流方式。2.2ATG技術(shù)。在ATG誕生之時(shí)，3G技術(shù)也已經(jīng)問(wèn)世，ATG上行和下行寬帶分別可達(dá)到1.8Mbps和3.6Mbps，在當(dāng)時(shí)ATG的寬帶是比衛(wèi)星通信要流暢的。ATG主要采用LTE接入技術(shù)，采用定制的無(wú)線收發(fā)設(shè)備，電信運(yùn)營(yíng)商沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站，向高空進(jìn)行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機(jī)提供最高100Mbps以上的無(wú)線數(shù)據(jù)帶寬，從而使機(jī)艙內(nèi)的乘客可以訪問(wèn)外部互聯(lián)網(wǎng)[4]。國(guó)航的全球首個(gè)基于4G技術(shù)的地空寬帶就是采用特定的LTE無(wú)線收發(fā)設(shè)備，沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站向高空進(jìn)行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機(jī)提供最高30~60Mbps以上的無(wú)線數(shù)據(jù)帶寬。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，機(jī)上用戶通過(guò)WiFi來(lái)連接ATG設(shè)備向乘客提供無(wú)線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)；而機(jī)艙外，則采用LTE技術(shù)實(shí)現(xiàn)地面基站與機(jī)載ATG設(shè)備建立數(shù)據(jù)鏈路。通過(guò)這樣一種方式，乘客可以成功連接上互聯(lián)網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)服務(wù)。LTE技術(shù)發(fā)展歷程：GSM->GPRS->EDGE->WCDMA->HSDPA/HSUP->HSDPA+HSUP->FDD-LTE/TDD-LTELTE技術(shù)主要分為頻分雙工（FrequencyDivisionDuplexing，F(xiàn)DD）和時(shí)分雙工（TimeDivisionDuplexing，TDD），它們的區(qū)別在于物理層，比如幀結(jié)構(gòu)、時(shí)分設(shè)計(jì)、同步等。FDD的上行數(shù)據(jù)鏈與下行數(shù)據(jù)鏈采用成對(duì)的頻段用于收發(fā)，而TDD的上行數(shù)據(jù)鏈和下行數(shù)據(jù)鏈則采用相同的頻段在不同的時(shí)隙上收發(fā)數(shù)據(jù)。TDD用時(shí)間來(lái)分離收發(fā)信道的，在TDD工作模式下運(yùn)行的通信網(wǎng)絡(luò)，其接收和發(fā)送數(shù)據(jù)都使用同一頻段但時(shí)隙不同。與FDD相反，TDD在進(jìn)行非對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的效率會(huì)較高。FDD和TDD的區(qū)別如圖1所示。2.3基于衛(wèi)星的互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)。衛(wèi)星通信就是利用衛(wèi)星、飛機(jī)、衛(wèi)星地面站三者進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，比起ATG，衛(wèi)星通信的優(yōu)勢(shì)就是其通信范圍廣泛，不受地域洋流等位置限制，可實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫游。但是，考慮到國(guó)際航班上各個(gè)國(guó)家的頻率有所不同，所以這也會(huì)造成在跨國(guó)切換信號(hào)時(shí)，機(jī)上的WiFi信號(hào)會(huì)出現(xiàn)中斷或延遲的情況。而其缺點(diǎn)在本文上一章也提到過(guò)，其帶寬低，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信只能提供窄帶服務(wù)，通信帶寬僅有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)美國(guó)的航空公司正在與衛(wèi)星巨擘Inmarsat展開進(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的寬帶通信。基于衛(wèi)星的機(jī)上無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由旅客移動(dòng)終端、機(jī)上無(wú)線設(shè)備、機(jī)上衛(wèi)星系統(tǒng)、同步衛(wèi)星系統(tǒng)以及衛(wèi)星地面基站和地面服務(wù)器組成，其使用的是現(xiàn)有的同步衛(wèi)星數(shù)據(jù)交互技術(shù)，利用現(xiàn)有在軌Ku/Ka波段衛(wèi)星，建設(shè)可為機(jī)載無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中轉(zhuǎn)站，基于衛(wèi)星的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，是將成熟的衛(wèi)星通信技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按照飛機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行要求以及客戶需求進(jìn)行改裝，而太空空間的同步衛(wèi)星除了可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的在軌衛(wèi)星外，還將不斷發(fā)射更為先進(jìn)、支持更大寬帶的吞吐量的衛(wèi)星。就此業(yè)內(nèi)很多人士分析，傳統(tǒng)Ku波段的帶寬低或許不能滿足長(zhǎng)久穩(wěn)健的發(fā)展。因而，高通量的Ku和Ka波段將是今后發(fā)展機(jī)載WiFi業(yè)務(wù)的主要技術(shù)支撐。相比Ku波段，Ka波段衛(wèi)星通信采用高階調(diào)制技術(shù)，基于Ka波段的衛(wèi)星系統(tǒng)一般使用QPSK，8PSK，16APSK，32APSK等高階調(diào)制技術(shù)，該技術(shù)有高頻利用率以及高傳輸速率的特點(diǎn)。

3結(jié)語(yǔ)

從目前發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看，衛(wèi)星通信已成為主流的航空客艙WiFi接入技術(shù)，不敢說(shuō)ATG將被完全淘汰，但是其利用率肯定會(huì)越來(lái)越低。而衛(wèi)星通信的Ka波段從帶寬上看也是優(yōu)于Ku波段的，目前中國(guó)上空的中星16號(hào)擁有著最大的Ka衛(wèi)星容量，相信在不久的將來(lái)，高通量Ka將會(huì)滿足中國(guó)區(qū)域內(nèi)的民航需求。

作者:謝鷗 單位:成都理工大學(xué)

[參考文獻(xiàn)]

[1]周紅梅.SITA2015航空公司IT趨勢(shì)調(diào)查[EB/OL].（2015-07-27）[2017-10-25].news.carnoc.com/list/319/319705.html.

[2]高宏偉.“互聯(lián)網(wǎng)+航空公司”的應(yīng)用[J].中國(guó)民用航空，2015（12）：41-42.

[3]中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心.第36次中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告[EB/OL].（2015-07-23）[2017-09-25].www.cnnic.cn/gywm/xwzx/rdxw/2015/201507/t20150723_52626.htm.

[4]范翔.民航飛機(jī)客艙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)[D].上海：上海交通大學(xué)，2015.