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衛(wèi)星技術(shù)實現(xiàn)航班“WiFi 夢”

時間:2015年07月31日 信息來源:衛(wèi)星技術(shù),航班 點擊:3142 字體:



核心提示:

當wifi 成為人們?nèi)粘I钪性絹碓诫x不開的東西時,能在飛機上上網(wǎng)、刷微博、發(fā)郵件,是不少人期望已久的事情,也是國內(nèi)外各大航空公司近年來努力的方向。

近年來,隨著航天技術(shù),尤其是衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展,在飛機上用wifi 上網(wǎng)變成了可能。日前,南航宣布在7月初京廣航線部分航班上正式推出機上寬帶wifi 上網(wǎng)驗證飛行。東航也透露,東航wifi測試飛行航班將在本月內(nèi)驗證飛行。

相信大家在欣喜的同時,也不免好奇,飛機上裝載的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)與在陸地上的無線網(wǎng)絡系統(tǒng)有何技術(shù)原理上的異同?機上無線網(wǎng)絡是否會影響航空安全?

原理:衛(wèi)星通信技術(shù)支撐

機載衛(wèi)星通信技術(shù)主要有兩類:陸基技術(shù),即通過改造地面基站,與機載系統(tǒng)直接通信進行數(shù)據(jù)傳輸。天基技術(shù),則需要機載系統(tǒng)直接把數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫l(wèi)星,再由衛(wèi)星發(fā)回地面網(wǎng)絡中心。

國航在2013年7月4日的機上wifi測試所使用的就是天基技術(shù)。首先,機載通信系統(tǒng)與衛(wèi)星建立通信聯(lián)絡,再由衛(wèi)星連接到地面通信系統(tǒng),從而實現(xiàn)機上無線網(wǎng)絡。國航有關(guān)部門介紹,為了保障技術(shù)的實現(xiàn),該公司采用了海事衛(wèi)星通信系統(tǒng),這種技術(shù)不需要地面基站覆蓋航線,只需要租用覆蓋這一波段的衛(wèi)星即可實現(xiàn)。

不過,在此之前,還需要對飛機本身進行一番改造,即在飛機的頂部加裝一個衛(wèi)星通信天線,這個天線要由玻璃纖維制的透明天線罩保護。整個天線的外形就像一個帽子一樣,所以也稱之為帽狀天線。這種天線可以做到時時朝向衛(wèi)星,通過gps或北斗系統(tǒng),衛(wèi)星通信天線就可以隨時調(diào)整自己的朝向,從而實現(xiàn)自適應選向功能。那么,陸基技術(shù)又是如何實現(xiàn)機上wifi的呢?

記者了解到,陸基技術(shù)是通過地面基站直接覆蓋航線實現(xiàn)的,不過這需要首先對地面基站進行改造。技術(shù)部門要在規(guī)定的民航線上建設專用區(qū)域,架設對空覆蓋的基站,或者對移動通信的基站進行改造,定向指向萬米高空,把信號送上去。據(jù)海航機上wifi項目小組介紹,這種地面基站最理想的覆蓋范圍大概可以達到100公里,他們曾于2013年2月1日在北京-西安航線的hu7137航班上實現(xiàn)了一次基于陸基技術(shù)的測試,效果不錯。除了地面基站的改造外,技術(shù)人員還需要在飛機腹部加裝一個小翼天線,然后連接空對地設備,通過艙內(nèi)的服務器和處理器把來自地面基站的信號傳輸?shù)脚搩?nèi)。

同時,要實現(xiàn)機上wifi全覆蓋,還需要在飛機頂部加裝路由器。一般情況下,小飛機需要3個,大飛機則需要6個,才能把寬帶信號均勻地覆蓋到整個機艙。

網(wǎng)速:天基、陸基各有優(yōu)劣

基于天基與陸基的原理,要提高上網(wǎng)速度,前者要視使用的衛(wèi)星而定,擴容難度高,后者需要改造地面基站,但在航行中上網(wǎng)速率不穩(wěn)定,二者的優(yōu)缺點都很明顯。在建設成本方面,陸基技術(shù)方案需要對地面基站進行較多改造或者新建。一般用于地面通信的基站的發(fā)射裝置都是橫向的,因為要使信號的覆蓋范圍盡量寬廣。而要實現(xiàn)地面基站對航線的高空覆蓋,則需要把這個發(fā)射裝置定向指向萬米高空,這就得全面改造地面基站,成本較高。

目前,我國地面基站的建設還比較落后,而且我國地域遼闊、地形復雜,有些地區(qū)很難建設地面基站,前期布點的周期長,這些因素都限制了陸基技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展。相比之下,天基技術(shù)方案不需要建設地面基站,可以租用已有的衛(wèi)星,而大規(guī)模應用后,還將會迅速拉低成本。

在帶寬和通信能力方面,陸基技術(shù)下,地面基站后期擴容比衛(wèi)星擴容操作難度小,只需要加大地面基站的功率即可。而且移動通信運營商們也在加緊建設地面基站,所以陸基技術(shù)未來的發(fā)展也不容小覷。相比之下,天基技術(shù)可實現(xiàn)的帶寬就要視使用的衛(wèi)星而定,因此擴容操作難度較大。

在信號覆蓋范圍上,天基技術(shù)似乎更勝一籌。由于航班的飛行速度平均在每小時700~800公里,那么通信信號的覆蓋范圍就成了一個很重要的考量指標。陸基技術(shù)所采用的地面基站在理想狀態(tài)可以覆蓋100公里的航跡,但是就飛機本身的飛行速度來說,采用陸基技術(shù)的飛機在短程航線中的上網(wǎng)速率變化比較頻繁,網(wǎng)速不太穩(wěn)定。

而衛(wèi)星的覆蓋范圍非常大。理論上,只需要一顆衛(wèi)星就可以覆蓋整個中國。所以在采用天基技術(shù)的飛機上,上網(wǎng)速率變化就沒有那么頻繁。相比之下,使用衛(wèi)星通信的天基更適合越洋國際航線。

安全:手機依然不允許使用

平時我們乘坐飛機時,空乘人員都會要求我們關(guān)閉手機,那么現(xiàn)在用手機上網(wǎng)就不會影響飛機的飛行安全了嗎?空中上網(wǎng),安全是一個重要前提。其實,機上wifi可以成為備用通信系統(tǒng),所以在飛機上加載這一系統(tǒng),不僅不影響安全,甚至可以提升空中與地面的通信能力,也進一步保證了飛行安全。

“因為機上wifi使用的頻段與飛機本身的電子系統(tǒng)使用的頻段是不一樣的,這就好比一個在三環(huán)路上行車,一個在四環(huán)路上行車,是撞不到一起的。并且隨著機上wifi技術(shù)的進一步發(fā)展,使用該技術(shù)的安全性會大大提高?!币晃幻窈綐I(yè)內(nèi)人士介紹。

與此同時,海航機上wifi項目小組認為,在未來,機上wifi系統(tǒng)甚至還能提升飛行的安全系數(shù),“機上wifi可以成為飛機上的備用通信系統(tǒng),即當機上原有的通信系統(tǒng)失靈后,機載公眾通信系統(tǒng)就可以成為與地面溝通的備用系統(tǒng)。所以在飛機上加載這一系統(tǒng),可以提升空中與地面的通信能力,也進一步保證了飛行的安全?!?/p>

記者了解到,飛行途中手機的使用將擾亂地面蜂窩移動系統(tǒng)中基站的動作,造成干擾;與此同時,飛行途中手機的使用可能會擾亂導航、通信和其他重要的空中電子系統(tǒng)工作,目前這兩種可能性尚無法排除,所以旅客乘坐飛機時仍必須全程關(guān)閉手機,以保障飛行安全。

目前,國內(nèi)民航法規(guī)并沒有修改,在飛機上大家依然不可以使用手機,在國際上其實也只有少數(shù)幾家航空公司允許在飛機上使用手機上網(wǎng)。使用ipad、筆記本電腦等終端上網(wǎng)也是有限制條件的,在飛機起降、滑行的過程中是不可以使用的。因為這一段時間,飛行安全正處于關(guān)鍵時期,乘客不適宜從事其他活動。(作者:胡逢超)

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