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揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯

时间:2014-06-30 来源:中国集群通信网 作者:网络 点击:

说起在飞机上通过WiFi享受宽带互联网服务,相信不少朋友已经有所耳闻,甚至有些朋友已经在国际航班上有所体验,这种高空中上网的感觉,肯定是“倍儿爽”。可惜笔者迟迟没有与这样的航班结缘,也就无法亲身感受(分享)那“倍儿爽”的感觉。直到最近一次去杭州出差,笔者终于赶上了一架可以提供机上WiFi的航班,回想刚刚坐在飞机座位上,看到“本航班在3000米以上提供无线局域网络服务”时的兴奋劲儿,至今仍“难忘”。


揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯

为了好好享受这次免费高空上网的“大餐”,笔者把所有支持无线上网的装备(笔记本、Pad、手机)都已提前准备好,就等飞机起飞(升到3000米以上),然后开始在高空中与好友通过QQ对话、甚至是通过QQ进行视频,同时还要发微博炫耀一下(因为微博上会显示“来自国航机上网络”)等等。很快,飞机就要起飞了,空姐提示:本航班在3000米以上提供无线局域网络服务,但请不要打开手机,飞行模式也不可以...,您可以用笔记本或者平板电脑连接飞机上的WiFi。空姐的这一番话,让笔者对此次高空上网之旅更加充满期待。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
前排椅背上的提示:本航班在3000米以上提供无线局域网络服务

经过了20多分钟的“漫长”等待,飞机终于进入平稳飞行阶段,高空上网体验现在正式开始!根据提示,飞机上WiFi的SSID(网络名称)是AIR CHINA,而登录网址是http://ife.airchina.com;并且禁止使用手机。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
在飞机上搜索无线网络

既然手机不能用,那就用笔记本来进行体验。打开笔记本,开始搜索无线网络信号,仅有一个“AIR CHINA”的无线网络(感慨万米高空中的无线网络就是足够“纯净”啊!),而且没有加密,选择连接,准备上网!

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
连接中...

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
连接成功

整个连接过程很快,也很顺利!然而此时笔记本右下角出现的无线网络连接提示图标却让笔者“紧张”起来。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
无线连接提示

相信熟悉Windows 7操作系统的朋友都知道这个提示的意思,没错,就是该网络没有连接到Internet(互联网)。再回想那句提示(本航班在3000米以上提供无线局域网络服务)的重点词——无线局域网,笔者的心有点儿发凉...。不过转念一想,提示中强调了需要登录到http://ife.airchina.com页面,也就是需要进行用户验证,那么验证之后应该就可以连接Internet(互联网)了。

重燃了希望,笔者打开了浏览器,输入网址。此时,残酷的现实终于呈现在眼前,国航机上门户系统(ife.airchina.com)的页面始终无法打开,登录验证也就无法进行了(网卡分配到了私有地址,也证明了这一点)。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
连接Internet(互联网)失败

当然,笔者仍未放弃,第一时间咨询了空姐,却被告之本次航班的机载服务器可能出了问题,这个(ife.airchina.com)页面确实无法打开。而让笔者彻底死心的是空姐随后的一番话:“这个WiFi只能连接国航网站的特定页面,是无法连接到Internet(互联网)的”。与此同时,笔者旁边乘客的一番话:“这个我连接成功过,就是只能浏览国航网站的一个页面,其它上网、上QQ什么的都不行...”,更是肯定了这个答案。

虽然这次高空上网体验失败了,但笔者对于高空上网的兴趣却变得更加浓厚,并进行了进一步的研究。究竟高空上网的原理是什么?上网速度能有多快?哪些航班真正可以实现高空上网?如果你也对这些问题也感兴趣的话,那么接下来的精彩内容你绝对不能错过!


第2页:解读高空上网原理:卫星与ATG

高空上网的背后:卫星通讯与ATG宽带通讯

在解读高空上网的原理之前,我们先来回顾一下早期的高空上网(航空互联网)服务。早在2005年,欧洲空中客车就宣布推出全球首个客舱“无线(WiFi)网络系统”,其借助于“全球星”卫星通信系统,实现了高空上网。而到了2007年,全球首个基于CDMA技术的地空宽带系统也随之问世,其是借助地面基站信号覆盖高空航线,从而给飞行中的飞机提供CDMA EVDO无线接入数据带宽,以实现高空上网。

时至今日,基于卫星和基于地面基站仍是目前实现高空上网的主要方式。具体来说,一种是通过卫星方式实现地空通讯,另一种则是基于ATG(air to ground地面基站方式)实现地空宽带通讯


揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
通过卫星方式实现地空通讯

其中,基于卫星通讯的方式非常好理解,就是利用卫星、飞机、卫星地面站三者进行数据通讯,其优势是通讯范围广泛,可实现国际漫游(当然,考虑到各国频率不同,跨国飞行的国际航线并不能实现全航程的同频率覆盖,而切换信号时容易出现信号延迟或中断),因此尤为适合国际航线;但其缺点也较为明显——仅能提供窄带服务,通讯带宽仅有864Kbps,通常在飞机上仅能提供收发邮件,网页浏览等简单上网应用服务。不过最近也传来了一些好消息,美国的航公公司正在与卫星巨擘Inmarsat展开进一步的合作,计划推出全球高速(GX)航空网络,将有望实现网速达50Mbps的宽带通讯。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
基于ATG(air to ground地面基站方式)实现地空宽带通讯

而基于ATG(地面基站方式)的地空宽带通讯在初期建设方面则稍显复杂,其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。由于ATG诞生之时,3G技术已经问世,因此ATG被视为地空宽带通讯——其下行带宽可达3.6Mbps,上行带宽也可达1.8Mbps,上网体验明显由于卫星通讯方式。当然,这种通讯方式本身也有局限性——就是要部署地面基站,而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。例如,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。

解读高空上网的原理

在了解了两种基础通讯接入方式之后,我们再来看看高空上网是如何实现的。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
高空上网原理(图片来自sootoo.com)

如上图所示,其实无论采用哪种通讯接入方式,对于坐在飞机里的乘客来说,均是通过飞机内提供WiFi来实现高空上网。而在这背后,最核心的设备当属地空通讯组件,它实现了与电信运营商、服务提供商的数据中心之间的互联互通,是用户成功接入Internet(互联网)的关键。与此同时,机载服务器+机载无线AP热点则组成了飞机内的无线局域网,为用户提供了WiFi上网的环境。

相信看过上述介绍,大家已经对高空上网的原理、以及背后的接入技术有了较为详细的了解。那么目前我国民航在提供高空上网服务方面的发展情况如何呢?实际的上网体验又如何?是否有自主创新呢?请接着往下看!


第3页:我国高空上网近况与实际效果体验

中国民航步入空地一体宽带互联网时代

我国民航的高空上网起步于2013年2月,即我国首次进行民航上的移动互联网业务测试,这也真正填补了国内航线无线宽带的空白;同年7月,国航又在航班上实现了国内首次通过全球卫星通讯接入互联网,并在万米高空为乘客提供了定制互联网服务;而时间来到2014年4月,凭借拥有自主知识产权的创新ATG(air to ground地面基站)通讯方式,实现了北京飞往成都、以及成都飞往北京的两架航班,与北京、成都两地的国航运行控制中心共同召开四方实时空地视频会议,整个视频过程图像分明,声音清晰,传输顺畅,与日常地面宽带上网体验并无差异——这是中国航空业发展又一次历史性突破,也标志着我国民航真正步入空地一体宽带互联网时代!

基于4G LTE的创新ATG宽带通讯

与美国基于CDMA EVDO(3G)技术的ATG地空宽带通讯不同的是,我国的ATG地空宽带通讯采用了更加先进的4G LTE技术,通过定制的无线收发设备,沿飞行航路或特定空域架设地面基站,并向高空进行覆盖,从而可为不同高度层航线的飞机提供100Mbps以上(理论)的无线数据带宽,相比CDMA EVDO的理论值(下行带宽3.6Mbps,上行带宽1.8Mbps),高出数十倍!

当然,100Mbps仅仅是一个理论值,这个目前在地面上仍难以达到的数值(地面4G实测大约为40-70Mbps),在空中的挑战更大,因为飞机在万米高空高速飞行,一般时速都超过1000km,因此必须要解决这种特定条件下4G LTE的覆盖和接入问题,同时还要解决高速飞行引起的多普勒频偏、以及地面基站信息高速切换等难题。还好,在多方(航空公司、4G LTE设备提供商,电信运营商等)的共同努力下,目前我国民航ATG地空宽带通讯的带宽可达15-30Mbps(上行+下行)。

实际体验:超越普通上网应用

在基于CDMA EVDO(3G)技术提供高空上网的航班上,上网看资讯、查收邮件等体验还是较为令人满意的,但要想频繁的刷微博(带图片)、微信、看视频、甚至是进行视频通话,就基本只能靠“想象”了。而4G LTE技术,则让这些高空上网应用真正变为可能。下面一起来看看国航首批高空宽带上网体验者的现场应用感受。


揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
国航机上网络门户页面ife.airchina.com(图片来自新浪微博)

这就是笔者在本文开篇时提到的国航机上网络门户页面(只不过其相比“无线局域网中”那个门户页面内容更加丰富),其在页面左侧提供了股票、航班信息、电子邮件、微博、空中宽带、以及E起聊等常见应用;同时还提供了丰富的新闻资讯、电影、音乐、电子书、游戏等无线局域网应用。

而根据实际体验者的介绍,相比此前国航基于卫星通讯所提供的上网服务(上网速度较慢,所有应用全部都是基于网页端的,系统为了节省流量会自动隐藏图片,可以转发评论,但不支持私信),此次基于ATG通讯的高空上网服务可支持发文字、图片以及视频等完整的微博操作。

当然,在众多应用之中,最令人激动的还是“空中宽带”应用,其真正实现了高空宽带上网:

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
Speedtest实测:下行9.3Mbps 上行1.52Mbps(图片来自新浪微博)

通过Speedtest网络测试软件的现场测试,国航所提供的高空上网速度下行可达9.3Mbps,上行也可达1.52Mbps,这一表现甚至超越了目前普通家庭ADSL宽带(4M)的上网速度,因此应对日常的上网应用可以说是轻松自如。

揭秘空中WiFi:卫星通讯与ATG宽带通讯
在飞机上看视频(图片来自新浪微博)

体验者的实测也验证了这一点,无论是浏览网页,还是看视频(高清),甚至是进行视频聊天,其均可带来令人满意的应用体验。

总结:领先?仍需努力!

通过上述介绍我们不难发现,基于创新的ATG(air to ground地面基站方式)地空宽带通讯技术,使得我国民航在高空上网体验方面已经达到全球领先水平。然而不得不说的是,我国民航的高空上网服务仍处于起步阶段,目前基于ATG技术也仅仅打造了一条航线(北京-成都),相比成熟的市场(例如美国市场),在普及程度方面仍有较大差距,因此也就不能称之为真正的领先。但相信在相关部门、企业、机构的联合努力下,必将加大基础设施建设力度、完善技术、从而实现更广泛的互联网覆盖,让越来越多的旅客能够享受更好、更出色的高空上网服务。


第4页:附:关于高空上网的一些小知识

附:关于高空上网的一些小知识

1、我国民航的空中上网服务是否收费?

目前我国民航的空中上网服务仍处于体验阶段,作为一个全新的业务,现阶段是邀请常旅客(会员)免费体验。而商业化运营正在筹备中,未来是否收费还要根据具体实用场景来定。

2、目前国内(国航)有多少架航班可提供上网服务?

以国航为例,目前共有16架飞机可提供上网服务,其中1架可通过卫星通讯方式接入互联网,3架可通过ATG通讯方式接入互联网,另外12架飞机提供的是无线局域网服务。

3、民航的高空上网服务是否有限制?

在体验阶段,通过“空中宽带”应用可浏览任意网页,不过未来或将设定限制,屏蔽一些网站资源。

4、无线网络的使用是否会影响飞行安全?

目前飞机上的无线网络系统是经过严格的测试和认证的,已经取得了国内、外民航主管部门的认证批准,并做好了各种防护措施以确保安全。此外,该系统与飞机上其它系统是物理上分别独立的系统,因此飞机上的无线网络的使用,不会影响到飞机的飞行安全。

5、高空上网服务何时开启?

为保障飞行安全,根据中国民航法的相关规定,在飞机起飞、降落阶段必需关闭所有电子设备,因此飞机上提供的高空上网服务,只有在飞机飞行高度达到3000米以上时才会开启,并在开始降落阶段关闭。此外需要强调的是,高空上网服务不支持手机上网,包括带有飞行模式的智能手机也禁止使用。

6、用户信息安全如何保证?

飞机上提供的上网服务拥有非常高的安全等级,甚至高于地面系统的安全级别,因此对于用户的账号信息和数据信息,可提供很好的保护,对此,用户大可放心。


(中国集群通信网 | 责任编辑:张思怡)
本文标签: WiFi, 卫星通讯, ATG, 宽带通讯

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