在國產(chǎn)C919大飛機上用5G上網(wǎng)！這到底是一種怎樣的技術(shù)？
發(fā)布人：傳感器技術(shù)
時(shí)間：2023-05-15
來(lái)源：工程師
發(fā)布文章
加入技術(shù)交流群
掃碼加入
和技術(shù)大咖面對面交流
海量資料庫查詢(xún)
資料來(lái)源：網(wǎng)優(yōu)雇傭軍等
作者：Alex
物聯(lián)網(wǎng)智庫 整理發(fā)布
導讀
工信部已于近期批復了中國移動(dòng)利用4.9GHz部分5G頻率資源在國內有關(guān)省份開(kāi)展5G ATG（5G地空通信技術(shù)）技術(shù)驗證的申請。中國5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋之廣令人驚嘆——在海拔6500米的珠峰上、一望無(wú)垠的大海上、荒無(wú)人煙的戈壁灘，即便這些已經(jīng)人跡罕至的地方，也能夠見(jiàn)到5G的身影。但是，有一個(gè)地方你可能難以想象，那便是飛機上。
飛機上網(wǎng)一直是“老生常談”的話(huà)題，然而兜兜轉轉了這么多年，很多乘坐過(guò)飛機的人至今都沒(méi)有體驗過(guò)真正的“空中上網(wǎng)”。每當空乘人員禮貌地提醒，“尊敬的乘客您好，感謝您乘坐xxx航班，飛機即將起飛，請您系好安全帶，收起小桌板，調直座椅靠背，打開(kāi)遮光板，請將您的手機和其他電子設備調成飛行模式或關(guān)機……”，這時(shí)所有人都清楚，在接下來(lái)的旅途中自己要暫時(shí)進(jìn)入“世外桃源”模式了。
當然，有多少打工人也因為飛機不能上網(wǎng)而在暗搓搓的竊喜，畢竟那可是打工人的“最后一片凈土”。
圖片來(lái)源：工信部不過(guò)隨著(zhù)近期一則消息的流出，飛機上不能上網(wǎng)這件事可能也將成為歷史。根據工信部網(wǎng)站5月5日消息，工信部已于近期批復了中國移動(dòng)利用4.9GHz部分5G頻率資源在國內有關(guān)省份開(kāi)展5G ATG（5G地空通信技術(shù)）技術(shù)驗證的申請。
這意味著(zhù)，以前無(wú)法實(shí)現上網(wǎng)自由的飛機也將跟隨地面同步進(jìn)入5G時(shí)代，以后乘坐飛機出行的乘客再也不會(huì )在飛行途中“失聯(lián)”了，也能夠像在地面一樣隨時(shí)“網(wǎng)上沖浪”。當然，打工人的“最后一片凈土”也就沒(méi)有了，下了飛機之后，打開(kāi)手機第一眼看到的不再是狂轟亂炸的電話(huà)和微信，畢竟飛機上也能上網(wǎng)辦公了。
ATG進(jìn)入5G時(shí)代
ATG全稱(chēng)為Air To Groud，其原理是通過(guò)運營(yíng)商在地面上沿著(zhù)飛機主要航線(xiàn)或在特定空域部署一定數量（覆蓋全國主要航線(xiàn)1000站以?xún)燃纯赏瓿桑┑娘w機專(zhuān)用通訊****，然后把信號****至高空，經(jīng)過(guò)ATG****覆蓋范圍的飛機便能利用安裝在腹艙內的ATG接收器接收地面無(wú)線(xiàn)信號，實(shí)現地空通信。
圖片來(lái)源：網(wǎng)優(yōu)雇傭軍
不過(guò)需要說(shuō)明的是，雖然地面****可以與飛機直接進(jìn)行信息傳輸，但坐在艙內的乘客則是通過(guò)CPE（Customer Premise Equipment）機載通信設備將****信號轉為Wi-Fi信號來(lái)實(shí)現空中上網(wǎng)，就如同在家使用Wi-Fi一樣。
ATG作為主要機載Wi-Fi技術(shù)之一，并非什么新概念。在全球，ATG是主流市場(chǎng)陸上航線(xiàn)地空通信的主要手段，如美國就是全球最早商用3G ATG網(wǎng)絡(luò )的市場(chǎng)。在我國，2018年12月，中國商飛就已首次圓滿(mǎn)實(shí)現在A(yíng)RJ21飛機103駕機上對ATG地空寬帶通信系統的測試測飛。2021年9月1日，國家無(wú)線(xiàn)電辦公室印發(fā)《關(guān)于加強地空移動(dòng)通信（ATG）業(yè)務(wù)無(wú)線(xiàn)電管理有關(guān)事宜的通知》，進(jìn)一步為ATG的商業(yè)化運營(yíng)做好了準備。
今時(shí)不同以往的是，工信部本次批復為5G ATG，基于5G公眾移動(dòng)通信技術(shù)所實(shí)現。由于此前ATG技術(shù)并不成熟，加之蜂窩網(wǎng)絡(luò )體驗效果一般，因此并未在地空通信中掀起太大的風(fēng)浪，而5G的加持則將有望徹底改變外界對ATG的看法。
根據《科創(chuàng )日報》得到的消息，中國移動(dòng)的5G ATG方案可以為每架飛機提供420Mbps峰值下載速率和66Mbps峰值的上行速率，最大覆蓋半徑達300千米。這一速度簡(jiǎn)直比地面上的4G都要“絲滑”，連接距離讓2G都“望塵莫及”。而之所以有如此革命性的成果，就不得不提5G ATG所基于的5G主要技術(shù)特征了。
比如工信部的文件中提到，5G ATG將使用波束賦形天線(xiàn)，這可是5G的殺手锏之一。波束賦形按照字面意思解釋?zhuān)褪恰百x予波束一定的形狀”，而“波”就是電磁波的意思。我們常見(jiàn)的光也是一種電磁波，不妨舉個(gè)通俗一點(diǎn)的例子，以燈泡作為一個(gè)光源，它所發(fā)出來(lái)的光通常都是沒(méi)有方向性的，只能不斷向四周耗散；另外把手電筒作為一個(gè)光源，可以看到手電筒可以把光集中輻射到一個(gè)方向上，能量更加聚焦，因此照得也更遠。
圖片來(lái)源：無(wú)線(xiàn)深海而波束賦形正是運用了這一原理，通過(guò)讓****把電磁波信號聚焦成幾支電磁波束，專(zhuān)門(mén)指向各個(gè)飛機****，就能夠有效避免能量的浪費，從而讓信號傳遞得更遠，并且飛機收到的信號也更加強。
雖然上述批復僅用于驗證，但驗證的下一步就是應用?？梢哉f(shuō)，5G來(lái)了，ATG也就來(lái)了。根據公開(kāi)消息，本次批復，中國移動(dòng)將率先聯(lián)合中國飛行試驗研究院開(kāi)展國產(chǎn)大飛機試飛數據寬帶傳輸驗證，試點(diǎn)的飛機機型包括中國商飛的ARJ21和C919。未來(lái)政策上放關(guān)，將作為預裝配置隨飛機一起出廠(chǎng)。
通信產(chǎn)業(yè)玩家已摩拳擦掌
本次的“幸運兒”無(wú)疑是中國移動(dòng)，但實(shí)際上，國內電信運營(yíng)商、電信通信設備商早已是“摩拳擦掌、躍躍欲試”。
中國移動(dòng)
在拿到本次批復之前， 中國移動(dòng)早在2020年便推出了中移九霄5G地空通信平臺。通過(guò)定制5G機載系統，中移九霄5G地空通信平臺提升了網(wǎng)絡(luò )性能，采用100MHz頻譜，實(shí)現下行峰值速率800Mbps，上行峰值速率150Mbps；定制5G****系統，單站最大覆蓋半徑300Km，支持偏遠和近海航線(xiàn)場(chǎng)景覆蓋，支持1200Km/h的移動(dòng)性。
2021年，在第五屆“COMAC國際科技創(chuàng )新周”活動(dòng)上，中國移動(dòng)再次提前透露，在技術(shù)層面，國內5G頻率中中國移動(dòng)4.9G頻段在使用性質(zhì)、業(yè)務(wù)類(lèi)型、許可權限上已均滿(mǎn)足工信部相關(guān)要求。另外會(huì )議現場(chǎng)還展示了中國移動(dòng)在5G ATG方面與生態(tài)合作伙伴共同研發(fā)的技術(shù)成果、5G地空通信（ATG）相關(guān)業(yè)務(wù)產(chǎn)品，包含5G ATG 機載天線(xiàn)、5G ATG 機載CPE、5G ATG 定制BBU、ATG 定制AAU等。
中國電信
2020年底，中國電信就已開(kāi)通北京至成都、上海、廣州三條ATG試驗航線(xiàn)。
2021年5月底，中國電信再次公開(kāi)表示，將投入電信頻率100MHz資源，融合航空移動(dòng)頻率10MHz，采用混合組網(wǎng)方式，結合天翼云資源為中國民航定制5G ATG空地云專(zhuān)網(wǎng)。計劃實(shí)現全國航線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )覆蓋，機載設備同步完成適航。網(wǎng)絡(luò )建成后，單架飛機峰值帶寬將高達1Gbps。
中國聯(lián)通
早在2017年，中國聯(lián)通就宣布旗下全資子公司聯(lián)通寬帶在線(xiàn)有限公司，航美在線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )科技有限公司與成都海特高新子公司海特凱融航空科技有限公司，共同成立聯(lián)通航美網(wǎng)絡(luò )有限公司，入局開(kāi)發(fā)中國航空市場(chǎng)，為中國聯(lián)通機載通信業(yè)務(wù)提供產(chǎn)品集成、業(yè)務(wù)平臺研發(fā)、客戶(hù)服務(wù)等技術(shù)支撐工作。
中興通訊
2005年，中興通訊便進(jìn)入ATG領(lǐng)域，擁有3G/4G ATG規模商用經(jīng)驗，為知名ATG服務(wù)提供商美國Gogo公司承建了全球最早、規模最大的3G ATG網(wǎng)絡(luò )。
其業(yè)界首創(chuàng )的地面網(wǎng)絡(luò )與空中ATG網(wǎng)絡(luò )同頻技術(shù)，可節省運營(yíng)商無(wú)線(xiàn)頻譜資源，實(shí)現頻譜有效復用；定制化的地面和機載天線(xiàn)、beamforming技術(shù)、波束跟蹤技術(shù)等，可滿(mǎn)足乘客互聯(lián)網(wǎng)與航空公司的信息交互。憑借其地面通信技術(shù)積累，中興通訊攻克特殊場(chǎng)景應用、特定區域覆蓋、地面網(wǎng)絡(luò )干擾隔離等一系列難題。
圖片來(lái)源：鮮棗課堂2020年8月，在第二屆中國民航互聯(lián)飛機大會(huì )上，中興通訊推出了業(yè)界首個(gè)5G ATG解決方案，可支持1200km/小時(shí)的超高飛行速度以及300km的超廣覆蓋半徑。
ATG未來(lái)可期
雖然產(chǎn)業(yè)鏈很積極，大家看了也樂(lè )呵，但不得不說(shuō)的是，按照飛機上網(wǎng)這么多年的緩慢推進(jìn)節奏，5G ATG也一定是一件需要耐心的事情。根據2020年的數據，中國民航飛機可聯(lián)網(wǎng)率約為5%，而作為對比，美國為83%，全球聯(lián)網(wǎng)比例49%，可見(jiàn)未來(lái)中國還有很長(cháng)的路要走。
而且，即便ATG在未來(lái)突破了商業(yè)模式、改裝成本、政策法規的限制，也一定不是“空中上網(wǎng)”的唯一技術(shù)。事實(shí)上，目前飛機上網(wǎng)主要的方式就有兩種，除了ATG之外，還有一種衛星通信方案，更直接一點(diǎn)，后者才是目前飛機上網(wǎng)的主流形式。衛星通信方式是將衛星天線(xiàn)安裝在飛機頂部，機艙內加裝通信衛星的轉發(fā)器，并在機艙內部署Wi-Fi接入點(diǎn)。
圖片來(lái)源：民航發(fā)展規劃研究院兩種方案相比較，各有優(yōu)缺點(diǎn)，因此并不能簡(jiǎn)單總結誰(shuí)會(huì )取代誰(shuí)。比如，相比衛星通信的方式，ATG在成本、網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量等方面占有絕對的優(yōu)勢，另外ATG技術(shù)可以隨著(zhù)****的升級而升級，衛星通信想要升級就困難太多了。但是ATG在網(wǎng)絡(luò )覆蓋上也有明顯的劣勢，那便是無(wú)法覆蓋地球上占比更多的海洋，或無(wú)法部署****的偏遠沙漠或地形復雜的山地。
不過(guò)在我國，根據《中國民航統計公報》顯示，2019年國內航班占我國可計總規模超過(guò)80%。國內航班的航線(xiàn)主要在陸地和近海，因此ATG方法將來(lái)一定大有發(fā)展。
*博客內容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布，僅代表博主個(gè)人觀(guān)點(diǎn)，如有侵權請聯(lián)系工作人員刪除。
