導語：航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi發(fā)展探究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，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)+”時代，互聯(lián)網(wǎng)得以快速普及，但是對于航空領(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。文章結(jié)合移動互聯(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)，以期促進其進一步發(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，他們本身對互聯(lián)網(wǎng)有著高度依賴的心理[1]。因此，在這樣一個封閉空間里，無法使用電子設(shè)備，無法與外界溝通，機上旅途對旅客來說是痛苦的。而據(jù)2017年09月18日報道，民航局將從10月開始制定新的機上電子設(shè)備管理和使用政策，也就是說，到時候旅客在飛機上是否能使用隨身攜帶的手機、電腦、平板等，將是由所乘坐的航空公司來決定。這也就要求航司對自己進行一個嚴格、完善的評估，在保證安全的前提下放寬機上設(shè)備的使用政策。當然，航司的自我評估也必須在民航局的協(xié)同及監(jiān)督下完成。國家將機上移動設(shè)備的使用“審批權(quán)”下放給各航空公司，從國家層面上已經(jīng)不再嚴格禁止。這一解禁，不僅對航司也對國內(nèi)很多從事航空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的民有企業(yè)來說，是一次全新的機會，目前國內(nèi)比較有名的企業(yè)，如世紀空聯(lián)、多尼卡、飛天聯(lián)合等，相信對他們來說這也是一次改變行業(yè)不盈利現(xiàn)狀的關(guān)鍵契機。而在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，互聯(lián)網(wǎng)服務也變成了企業(yè)、航司之間競爭的一個重要因素?；ヂ?lián)網(wǎng)服務總的來說歸為以下幾點：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)間的核心競爭力；將是對傳統(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)，機上旅途也將變成人們生活的互聯(lián)網(wǎng)平臺，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國外發(fā)展現(xiàn)狀。就目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展狀態(tài)來看，隨著智能手機、平板、電腦等移動設(shè)備的普及，航空互聯(lián)網(wǎng)的應用需求也呈增長態(tài)勢。國內(nèi)、國外都在迅速發(fā)展航空領(lǐng)域業(yè)務。早先，國內(nèi)的一些航司采用ATG系統(tǒng)來支撐機上WiFi環(huán)境，而ATG由于需要在地面搭建基站，這很難保證國際航班在飛經(jīng)大洋上空時能獲取持續(xù)的WiFi信號。而衛(wèi)星通信的主要限制為其帶寬，其業(yè)務內(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架跨洋國際航線上采用的是Ku頻段，但其實際飛行數(shù)據(jù)以及旅客上網(wǎng)反饋顯示，其帶寬非常低。美國Gogo公司最開始的主要業(yè)務為以ATG為主要技術(shù)的航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi業(yè)務，2012年后，Gogo公司開始通過租用國際通信衛(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。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的同時還附帶了航空客艙電視業(yè)務。1.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。國內(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類的文獻，只研究了航空互聯(lián)網(wǎng)的應用現(xiàn)狀。2013年7月，中國國際航空公司也在國內(nèi)某條航線上推出了客艙互聯(lián)網(wǎng)機上娛樂服務，旅客乘坐飛機可以即時與地面溝通，國航也成了中國首家提供該服務的航空公司。在新聞文獻“空中寬帶無線通信技術(shù)的應用和發(fā)展”上介紹了國際上具有代表性的研究和應用項目，以及我國航空互聯(lián)網(wǎng)接入服務的發(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)的無線信號覆蓋問題，總結(jié)了地面基站信號覆蓋、高空平臺通信系統(tǒng)覆蓋和衛(wèi)星中繼信號覆蓋3種無線信號覆蓋模型，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。之前國內(nèi)有采用過中國衛(wèi)通機載衛(wèi)星來解決航空客艙WiFi的服務提供方案，中國電信相關(guān)人士早前提出了一種基于正交頻分復用技術(shù)（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）寬帶無線空對地方式的航空移動通信系統(tǒng)，這種技術(shù)不僅能提供更高的數(shù)據(jù)效率和容量，而且能大大減低運營成本；華為公司的eWBBLTE寬帶無線通信系統(tǒng)基于通用移動通信技術(shù)的長期演進（LongTermEvolution，LTE）技術(shù)，由機載移動臺、地面基站和核心網(wǎng)路3部分組成，具有超遠覆蓋、高速覆蓋的特點，可以滿足大流量數(shù)據(jù)業(yè)務的需求[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客艙“無線（WiFi）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”宣布問世，它借助于“全球星”衛(wèi)星通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了高空上網(wǎng)。而到了2007年，全球首個基于碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）技術(shù)的地空寬帶系統(tǒng)也隨之問世，它借助于在地面搭建基站的方式來覆蓋在高空的航線，從而給飛行中的飛機提供CDMAEVDO無線接入數(shù)據(jù)帶寬，以實現(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提供持續(xù)性的無線數(shù)據(jù)寬帶，而衛(wèi)星通信則是當前實現(xiàn)高空上網(wǎng)的主流方式。2.2ATG技術(shù)。在ATG誕生之時，3G技術(shù)也已經(jīng)問世，ATG上行和下行寬帶分別可達到1.8Mbps和3.6Mbps，在當時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)，采用定制的無線收發(fā)設(shè)備，電信運營商沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站，向高空進行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機提供最高100Mbps以上的無線數(shù)據(jù)帶寬，從而使機艙內(nèi)的乘客可以訪問外部互聯(lián)網(wǎng)[4]。國航的全球首個基于4G技術(shù)的地空寬帶就是采用特定的LTE無線收發(fā)設(shè)備，沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站向高空進行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機提供最高30~60Mbps以上的無線數(shù)據(jù)帶寬。簡單來說，機上用戶通過WiFi來連接ATG設(shè)備向乘客提供無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)；而機艙外，則采用LTE技術(shù)實現(xiàn)地面基站與機載ATG設(shè)備建立數(shù)據(jù)鏈路。通過這樣一種方式，乘客可以成功連接上互聯(lián)網(wǎng)并實現(xiàn)上網(wǎng)服務。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）和時分雙工（TimeDivisionDuplexing，TDD），它們的區(qū)別在于物理層，比如幀結(jié)構(gòu)、時分設(shè)計、同步等。FDD的上行數(shù)據(jù)鏈與下行數(shù)據(jù)鏈采用成對的頻段用于收發(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隙上收發(fā)數(shù)據(jù)。TDD用時間來分離收發(fā)信道的，在TDD工作模式下運行的通信網(wǎng)絡(luò)，其接收和發(fā)送數(shù)據(jù)都使用同一頻段但時隙不同。與FDD相反，TDD在進行非對稱業(yè)務時的效率會較高。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、衛(wèi)星地面站三者進行數(shù)據(jù)通信，比起ATG，衛(wèi)星通信的優(yōu)勢就是其通信范圍廣泛，不受地域洋流等位置限制，可實現(xiàn)國際漫游。但是，考慮到國際航班上各個國家的頻率有所不同，所以這也會造成在跨國切換信號時，機上的WiFi信號會出現(xiàn)中斷或延遲的情況。而其缺點在本文上一章也提到過，其帶寬低，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信只能提供窄帶服務，通信帶寬僅有864kbps，通常在飛機上僅能提供收發(fā)郵件、網(wǎng)頁瀏覽等簡單上網(wǎng)應用服務。不過美國的航空公司正在與衛(wèi)星巨擘Inmarsat展開進一步的合作，計劃推出全球高速（GX）航空網(wǎng)絡(luò)，將有望實現(xiàn)網(wǎng)速達50Mbps的寬帶通信?；谛l(wèi)星的機上無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由旅客移動終端、機上無線設(shè)備、機上衛(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)可為機載無線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中轉(zhuǎn)站，基于衛(wèi)星的無線網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)，是將成熟的衛(wèi)星通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按照飛機技術(shù)標準、運行要求以及客戶需求進行改裝，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、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)展機載WiFi業(yè)務的主要技術(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。

3結(jié)語

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

作者:謝鷗 單位:成都理工大學

[參考文獻]

[1]周紅梅.SITA2015航空公司IT趨勢調(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”的應用[J].中國民用航空，2015（12）：41-42.

[3]中國互聯(lián)網(wǎng)信息中心.第36次中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告[EB/OL].（2015-07-23）[2017-09-25].www.cnnic.cn/gywm/xwzx/rdxw/2015/201507/t20150723_52626.htm.

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