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CDMA EVDO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(air to ground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(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。

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，一般时速在700-1000km，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）。

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？