对高空上网的原理、以及背后的接入技术的解析

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cdmaevdo无线接入数据带宽,以实现高空上网。
根据民航总局关于机上便携式电子设备(ped)使用的相关规定,自北京时间1月18日零点开始,航空旅客可以在飞机上使用手机。
那么,高空wifi上网的原理是什么呢,我们慢慢来揭秘
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(airtoground地面基站方式)实现地空宽带通讯。
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。
基于atg(airtoground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。
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。
基于4glte的创新atg宽带通讯
与美国基于cdmaevdo(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4glte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cdmaevdo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,一般时速在700-1000km,因此必须要解决这种特定条件下4glte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、4glte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)。
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。你有什么看法,请留言?

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