“请您关闭手机,包括具有飞行模式的手机,调直座椅靠背,收起小桌板,打开遮光板,我们的飞机就要起飞了。”以前坐飞机时,总会听到这样一段开场白。

登机第一时间将手机关机,几乎是国人的常识。在电影《人再囧途之泰囧》中,王宝强与徐峥还为此闹出一段小插曲。

飞机上禁用手机,主要出于安全考量,害怕手机信号干扰飞机通信,从而引发事故。而随着手机通讯技术更新迭代,手机信号对飞机影响逐渐降低。2018 年初,东方航空、海南航空等个别航空公司开始开放限制,允许使用飞行模式。

不久之后,国内个别航班开始开放空中 WiFi。用户只要提出申请,就可以在万米高空之中自由冲浪。然而,早期空中 WiFi 网速特别慢,几乎只能刷微信,看视频、打游戏基本不可能。

针对这一问题,上个月中国电信卫星公司与中国东航、松下航电合作,全面升级空中互联服务。一个高速空中网络正在逐渐形成。

飞机与手机的“恩怨情仇”

飞机与手机,虽然中文名字都有“机”字,但是确实天差地别的两款产品。一个承载着人类飞天梦,飞翔在蓝天之上;一个发送无线信号,让万里之外的人实时交流。

在飞机长达百年的历史中,发展出一整套空中管理系统。举个例子,一架普通的民航飞机,根据飞行高度与位置的不同,在飞行过程中依次要接受塔台、进近、高空区域等空域的管制员指挥。飞机与空中管制员相隔甚远,自然不能使用有线通讯方式,无线电通讯成为空管系统的唯一选择。

飞机空管系统使用无线信号沟通,手机通话也通过无线信号传播,因此有些人觉得手机通讯可能会干扰飞机通讯。一架民航客机,乘客通常有数十上百人,一旦有个小差错,就会造成重大交通安全事故。另一方面,飞机在万米高空之上,并不能接受基站信号,上网、打电话都难以实现。多方面因素汇聚在一起,就促使民航管理部门出台规定,禁止乘客在飞机上使用手机。

安全无小事,飞机上禁用手机也在情理之中。然而,手机真的会影响飞机通讯吗?事实或许并非如此。通常来说,导航台 VOR/ILS 通讯频率在 108-117．95MHz,话音指挥频率在 118-135．975MHz,下滑道信标频率在 329．15-335Mhz。

另一边,手机占用频段在 700MHz 到 100 GHz之间。单从频段上说,飞机通讯与手机通讯相差甚远,基本不会产生邻频、镜像干扰。此外,由于调制方式的不同,即便因为极小可能出现干扰,也很难影响到飞行安全。

或许正是因为这些原因,民航部门渐渐放开限制。中国民用航空局飞行标准司 2018 年 1 月 15 日下发《机上便携式电子设备(PED)使用评估指南》。根据这份评估指南可知:我国经过技术测试、规章修订等一系列工作,认为开放机上 PED 使用的条件已基本成熟。

所谓 PED,包括手机、笔记本电脑、平板、kindle 等一系列便携式电子设备。这份评估指南下发之后,国内航空公司争先开放手机使用权限。更有甚者,在第一时间就提供了空中 WiFi 服务。

空中上网如何实现?

在地面上,无线上网非常简单,要么通过路由器转发宽带信号,要么直接通过 4G/5G 数据上网。而在万米之上的空中,又该如何使用 WiFi 服务呢?

其实,最简单的方法就是使用卫星通讯。之前,小黑在《太空 WiFi、大力神臂、智能厨房,解密中国空间站那些黑科技》介绍过,我国航天员可以在空间站享受卫星带来的高速网络服务。与此类似,飞机上也可以接受卫星转发的信号。

▲ 卫星传输信号技术

老实说,飞机通过卫星上网并不新鲜,早在 16 年前,空客公司就曾借助“全球星”卫星,实现空中 WiFi。技术上,卫星都是通过 Ku 或者 Ka 波段通讯,带宽大、信号强、覆盖范围广。除了南极、北极难以覆盖以外,全球大部分区域上空都可以享受卫星转发的数据信号。

Ku/Ka 波段并非手机常用频率,因而手机无法直接接收卫星信号,需要飞机转发信号。支持空中 WiFi 的民航客机,在机身顶部会有一个“小突起”,专门用来接收卫星信号。接下来,通过机载路由设备,将卫星信号转成 WiFi 信号。乘客们在飞机上连上专享 WiFi,就可以自由自在地冲浪了。

除了卫星提供的数据服务,天地通信也成为现实。去年, 中国电信、东航集团、均瑶集团联合成立空地互联网络科技股份有限公司,目的是让更多的旅客在更多的飞机上,享受到速度更快、使用更方便的空中上网服务。

新技术,实现网速升级

坐在飞机上,享受着卫星传输的网络信号,感觉似乎非常不错。然而,实际体验过空中 WiFi 的小伙伴,多半会吐槽网速。网速卡、经常断线、只能发微信,在各大论坛都能找到吐槽空中 WiFi 的言论。

▲ 乘客吐槽

其实,空中 WiFi 网速慢并不能怪航空公司,也不能怪通信运营商。目前,国内提供空中 WiFi 服务的公司,大都选择传统的 KU 波段卫星,最多可提供 50Mbps 的带宽。考虑到传输过程中的损耗,实际带宽在 30Mbps 左右。简单来说,整个飞机上百号人,需要共享 30 兆宽带。

网速慢就需要想办法解决,作为最早推出航空互联网业务的运营商,中国电信采用了首颗国内自主研发 Ku 频段高通量卫星,技术先进、通信容量最大、终端速率最高,整星容量达到50Gbps,单机带宽超过 220Mbps。

通俗地说,新技术让机上 WiFi 网速达到 220 兆宽带的水平。与其他还在用传统卫星的飞机比,率先采用新技术的 MU5101 航班显然拥有高一档的网速。以后,使用机上 WiFi 时,再也不用担心微信消息打不开咯。

当然,如果还有人觉得 220Mbps 带宽不够用,还有更加快速的天地通信在后头。天地通信,主要指 ATG(Air To Ground)地空宽带通信商用网络,利用地面基站向飞机提供信号。具体而言,需要沿着飞机航线或特定空域架设地面基站,从而实现数据信号高空覆盖。

今年 5 月 27 日,中国电信对外宣布,目前已经启动 5G ATG 网络建设,计划今年三季度完成建网,实现全国航线的网络覆盖,机载设备同步完成适航。届时,民航旅客在飞机上也可以享受5G 上网服务,单架飞机峰值带宽将高达 1Gbps。

从 30Mbps 到 220Mbps,再到 1Gbps,中国电信提供的空中 WiFi 带宽,正在一步一个脚印的向前迈进。等到 5G ATG 网络建设完成,乘客们就可以尽情享受高速 WiFi 带来的美好体验。届时,看视频、玩游戏、办公收发邮件都不在话下。一个全新的机上世界,正在缓缓拉开帷幕!

图源:pixabay、中国电信、东方航空