在飞机上也能使用5G上网？5G ATG很快要来了！

电子发烧友网报道（文/梁浩斌）在乘坐飞机的过程中，由于高空没有地面基站信号覆盖，以及飞机飞行安全考虑，一般情况下是无法连接互联网。当然也有一些航空公司利用卫星通信为飞机上的乘客提供Wi-Fi接入互联网服务，但成本较高、时延较长、带宽有限等原因导致体验不太理想。
 
那么还有哪种方式实现在飞机内上网？最近工信部批复了中国移动使用其4.9GHz部分5G频率在国内有关省份开展5G地空通信（5G-ATG）的技术试验，这就意味着未来我们有望可以在飞机上使用5G网络接入互联网。
 
实现航空互联网的两种方式
 
目前在民航客机机舱内实现上网的方式主要有两种，一是卫星通信，二是ATG地空通信系统。
 
早在2005年，空客公司就率先与全球星合作，利用全球星组建的卫星通信系统推出全球首个机上Wi-Fi系统，最早实现机上联网。而2年后的2007年，美国的Aircell公司（现更名为Gogo Business Aviation）在维珍美国航空公司的航班上推出了基于ATG的Gogo空地互联系统，实现了机上联网。所以其实ATG技术发展要晚于卫星通信。
 
国内方面，2011年11月，国航CA1405航班成为国内首架提供机上无线局域网络服务的航班，不过航空互联网在国内航班的大规模应用还要到2018年才开始。民航总局在2018年发布了《机上便携式电子设备（PED）使用评估指南》，同年工信部也正式发布通知，确定航空互联网正式商用，随后国内各大航空公司才逐步允许机上电子产品的使用，并导入航空互联网。
 
目前国内的航空互联网主要是采用卫星通信方案，在机身顶部安装卫星通信的天线，再通过机舱内的无线热点提供Wi-Fi信号给乘客联网。由于以往卫星通信的带宽较窄，部分航空公司不得不限制上网名额，比如限制单个航班上网人数不超过100人，避免连接人数过多而严重影响体验。
 
ATG方面，国内实际上早在2010年就开始进入应用探索的阶段。2013年2月，海南航空在北京至西安的航班上启动了空地互联测试飞行，当时的上下行带宽可以达到12Mbps，但后来的商用进程有所停滞。
 
而近日批准中国移动进行测试的5G ATG，即民航客机在飞行过程中与地面进行5G通信，基于5G公众移动通信技术，通过沿飞机航线设置符合相应国际规则和国内规定的特殊基站及波束赋形天线，在地面与飞机机舱间建立地空通信链路，使乘客在机舱内通过无线局域网接入方式访问互联网。
 
2020年，中国电信集团与航科院和航广卫星合资成立了“天翼智慧航空科技股份有限公司”，开始着手建设全球首个5G ATG商用网络。中国移动集团上海研究院在2020年11月宣布推出中移九霄5G地空通信平台，通过定制5G机载系统提升网络性能，采用100MHz频谱，据称可以实现下行峰值速率800Mbps，上行峰值速率150Mbps。
 
但作为需要地面基站支撑的ATG技术，相比卫星通信也有较大的局限性，比如需要跨越海洋的国际航班、经过一些偏远地区的航班等，都由于地面基站的缺失而无法提供机上网络。
 
峰值下载速率超过50MB/s，5G ATG有望成为国产大飞机预装配置
 
在这次获批5G ATG技术测试之后，中国移动透露，其5G ATG方案可以为每架飞机提供高达450Mbps的峰值下载速率，相当于家庭用450兆宽带，下载速度轻松超过50MB/s；峰值上行速率为66Mbps，最大覆盖半径300km。
 
同时，中国移动还将会联合中国飞行试验研究院开展国产大飞机试飞数据宽带传输验证，提升试飞数据的分析效率。有知情人士透露，中国移动5G ATG的试点机型包括中国商飞的ARJ21和C919，未来还有机会成为这两款机型的出厂标配。
 
值得一提的是，2005年进入ATG领域的中兴通信目前在该领域拥有较大的市场份额。2009年建成的当时最大机上宽带运营商Gogo就采用中兴公司为其定制开发的CDMA1X-DO地面系统。
 
中兴在2020年推出业界首个5G ATG解决方案，利用5G通信技术优势，建立大宽带、高速率、低延时的地空通信系统，能够实现飞行状态数据、飞行操作数据、发动机等关键部件数据、舱内视频数据及气象数据的秒级实时传输，实现对飞行全过程、全要素的监控与追踪等，大幅提升飞行安全。
 
写在最后
 
相对来说，航空互联网在国内的渗透率一直以来增速缓慢，主要原因可能是大陆航班以短线为主，而一般来说在起飞和降落阶段会自动关闭网络。比如南航有公告介绍到，机上互联网在飞机高于3000米以上高度时自动联网，低于该高度则自动关闭网络。因此实际上在短线航班中，起飞和降落阶段占的时间比较长，所以机上互联网实际能使用的时间很短，与较高的设备成本相比，机上联网需求显得没那么重要。
 
不过在建设成本上，ATG相比卫星互联网会有较大幅度的下降。据了解，5G ATG的改造分为地面网络铺设和机上设备两个部分，地面网络上可以在现有的4G基站上加装针对地空通信的5G设备，单站的价格大约100万元，全国建设500站可完成基本覆盖，整体地面网络投入约5亿元左右。
 
而在机上设备方面，与卫星通信在机身顶部安装天线不同，ATG需要在机身腹部安装天线，加上舱内的网络设施等，在飞机端的投入同样在100万元左右。因此有业内人士表示，在基本投入上，ATG设备仅是卫星设备的一半不到。
 
随着成本的降低，以及5G带来的带宽提升，未来5G ATG如果能够获得相关部门支持，相信可以很快在国内航班上实现普及。