【導讀】如果在飛機上也上網發郵件刷微博，無疑給枯燥的旅途注入了一股新鮮感，而機上WIFI技術讓這一期望變成了現實。那么飛機上的無線網絡與陸地的無線網絡又有何異同？會不會影響到航空安全？本文都將一一解答。
能在飛機上刷微博、發郵件，這絕對是件不少人都期望的事情。7月4日下午，在國航北京飛往成都的CA4108航班上，乘客按照工作人員的提示，在平板電腦上輸入用戶名、密碼和座位號后就能自由登錄實現上網，自由瀏覽股票、電子郵件，甚至刷新微博，中國民航總局局長李家祥更從這次航班上發出了國內首個空中微博。這條新聞一下子就把大家的胃口吊得老高。
圖：機上WIFI技術：飛機上也能上網
然而，也有人對這并不感冒，技術宅小偉就很害怕在飛機上也要被領導催著寫報告，不過他也坦承，“這是個趨勢。”據記者了解，試水全球衛星通訊互聯網航班的中國國航已經不是國內唯一一家提供機上網絡服務的航空公司，多家航空公司都在搶跑，海南航空的航班在今年初就完成了寬帶上網的測試。
而在國際上，這些服務不能說司空見慣，至少也早就不像國內那么稀奇。美國聯合航空、德國漢莎航空、土耳其航空都為自己的航班配置了這一技術。在長途越洋航班中，機上WiFi可以讓乘客實時與地面通訊，享受到與地面一樣的網絡服務，給枯燥的長途旅行注入了一股新鮮感。
飛機上裝載的無線網絡系統與在陸地上的無線網絡系統有何技術原理上的異同？機上無線網絡是否會影響航空安全？與所有新技術落地一樣，機上WiFi技術要想成熟商用，就必須解開大眾的各種疑問。
1、WIFI技術分為兩大流派
“陸基”技術通過改造地面基站，與機載系統直接通訊進行數據傳輸；“星基”技術需要后者直接把數據傳輸到衛星，再由衛星發回地面網絡中心。
“現在的技術主要有兩種，一種是‘星基’技術，一種是‘陸基’技術。”海航機上WiFi項目小組方面向記者表示，這是根據機地信息傳輸的不同方式進行的劃分，“陸基”技術是通過改造地面基站，來與機載系統直接通訊進行數據傳輸的，“星基”技術則需要后者直接把數據傳輸到衛星，再由衛星發回地面網絡中心。
前文中所說的國航機上WiFi測試航班所使用的就是“星基”技術，“整個信息傳輸的過程是這樣的，由機載通信系統對衛星建立通信聯絡，再由衛星連接到地面通信系統，從而實現機上無線網絡。”國航有關部門介紹，為了保障技術的實現，該公司采用了交通運輸部中國交通通信信息中心所屬北京船舶通信導航公司提供的海事衛星通訊系統，“這種技術不需要地面基站覆蓋航線，只需要租用覆蓋這一波段的衛星即可實現”。
不過，要想實現機上WiFi，還需要對“鐵鳥”進行一番改造。中國民航學院周其煥的《民用飛機客艙信息服務系統的發展》一文中對此有著較為清晰的描述：飛機改造過程的關鍵就是在飛機的頂部加裝一個對星通信天線，這個對星通信天線要由玻璃纖維制的透明天線罩保護，里面裝著一個形如衛星鍋的東西，整個天線的外形就像一個帽子一樣，所以也稱為帽狀天線。這種天線可以做到時時朝向衛星，通過GPS全球衛星定位系統，對星通信天線就可以隨時調整自己的朝向，從而實現自適應選向功能。
那么“陸基”技術呢？“‘陸基’技術實現機上WiFi是通過地面基站直接覆蓋航線實現的，不過這需要首先對地面基站進行改造。技術部門要在規定的民航線上建設專用區域，架設對空覆蓋基站，不過一般也不需要專門建一個基站，而是對移動通信的基站做一番改造即可。原理上也好理解，就是在地面基站加裝一個信號發射裝置，定向指向萬米高空，把信號送上去。”據海航機上WiFi項目小組介紹，這種地面基站最理想的覆蓋范圍大概可以達到100公里，今年2月1日，海航在北京—西安航線的HU7137航班上實現了一次基于“陸基”技術的測試。
這同樣需要對飛機進行一番改造。據介紹，技術人員要在飛機腹部加裝一個小翼天線，然后連接ATG設備（空對地設備），通過艙內的服務器和處理器把來自地面基站的信號傳輸到艙內。要實現機上WiFi全覆蓋，還需要在飛機頂部加裝路由器，一般小飛機需要3個，大飛機則需要6個，把寬帶信號均勻地覆蓋到整個機艙。
2、“流暢”上網說近也遠
基于“星基”與“陸基”的原理，要提高上網速度，前者要視使用的衛星而定，擴容難度高；后者需要改造地面基站，但航行中上網速率變化頻繁。據現場測試，國航CA4108航班上的上網速度僅為864K，的確如國航所說“只滿足旅客基本上網需求”。
相比之下，海航的測試飛行中，網速就快了不是一星半點，海航的一位隨機測試技術人員告訴記者：“HU7137航班的測試上下行帶寬達到12M以上，信號穩定。”但“陸基”技術的短板也一眼看穿，實現機上寬帶服務的航班只能在經過基站改造的這一段航線上提供寬帶服務，而采用國航技術的航班則在理論上實現了全球上網。
在技術人員眼中，這兩項技術的比較則更為全面。圈內的先行者——松下航空的一位項目經理就表示，這項技術在中國的推廣“說容易也容易，說難也難，關鍵是確定技術標準”。
[page]
“在成本方面，‘陸基’技術方案需要對地面基站進行較多改造。一般用于地面通信的基站的發射裝置都是橫向的，因為要使信號的覆蓋范圍盡量寬廣。而要實現地面基站對航線的高空覆蓋，則需要把這個發射裝置定向指向萬米高空，這就得全面改造地面基站，成本較高。”這位負責人的話也得到了一位電信業技術專家的認可，他向記者表示，目前我國地面基站的建設還比較落后，而且我國地域遼闊、地形復雜，有些地區很難建設地面基站，前期布點的周期長，這些因素都限制了“陸基”技術在國內的發展。
相比之下，“星基”技術方案不需要建設地面基站，可以租用已有的衛星，據前述項目經理表示，松下航空電子公司已經與全球超過35家航空公司進行了合作，改裝了超過230架飛機，在將來，預計有1800架飛機會使用機載衛星通信系統，規模效應會將成本迅速拉低。
不過，“陸基”技術下足夠的帶寬和通信能力，卻著實讓國航所采用的“星基”技術有些汗顏。一位華為的相關技術人員表示：“比較之下，其實地面基站后期擴容比衛星擴容操作難度小，只需要加大地面基站的功率即可。而且移動通信運營商也在加緊建設地面基站，所以‘陸基’技術未來的發展也不容小覷。”
相比之下，“星基”技術可實現的帶寬就要視使用的衛星而定。此次國航機上WiFi航班使用的Inmarast全球海事通信衛星系統就只能實現窄帶通訊。“這是由于全球海事通信衛星在目前來說已經比較舊，并且它的主要功能是服務海事通信的。”前述華為技術人員表示。但對此，松下航空方面卻表示，并非所有“星基”技術都如此低效，該公司提供的機載衛星通信服務的帶寬速度就可達到12M到20M。
在信號覆蓋范圍上，“星基”技術似乎更勝一籌。由于飛機的飛行速度平均在每小時700—800公里之間，那么通信信號的覆蓋范圍就成了一個很重要的考量指標。“陸基”技術的地面基站在理想狀態可以覆蓋100公里的航跡，但是就飛機本身的飛行速度來說，采用“陸基”技術的飛機在短程航線中感受到的上網速率變化比較頻繁。
但衛星的覆蓋范圍非常大。理論上，只需要一顆衛星就可以覆蓋整個中國。所以在采用“星基”技術的飛機上，乘客感受到的上網速率變化就沒有那么頻繁。相比之下，使用衛星通信的“星基”更適合越洋國際航線。
3 、機上WiFi不影響安全
機上WiFi可以成為備用通訊系統，所以在飛機上加載這一系統，不僅不影響安全，甚至可以提升空中與地面的通信能力，也進一步保證了飛行安全
“平時我們乘坐飛機時，空乘人員都會要求我們關閉手機，那么現在用手機上網就不會影響飛機的飛行安全了嗎？”空中上網，安全是一個重要前提。
“在此要提醒各位的是，即使在開通了機上WiFi技術的航班上也不可以使用手機，包括在飛行模式下連接WiFi進行上網。”海航機上WiFi項目小組表示，目前國內民航法規并沒有修改，在飛機上大家依然不可以使用手機，在國際上其實也只有一些航空公司允許在飛機上使用手機上網。
“飛行途中手機的使用將擾亂地面蜂窩移動系統中基站的動作，造成干擾；與此同時，飛行途中手機的使用可能會擾亂導航、通信和其他重要的空中電子系統工作。”有業內人士表示，目前這兩種可能性尚無法排除，所以旅客乘坐飛機時仍必須全程關閉手機，以保障飛行安全。
國航有關部門也表示，旅客即使是在飛機上使用iPad等終端上網也是有限制條件的。機上WiFi在起飛降落、滑行的過程中是不能使用的，因為在此過程中，這些終端會登錄或者試圖連接地面網絡，這時電磁輻射可能比較強，將會對飛機的飛行安全構成影響。而在這一段時間，飛行安全正處于關鍵時期，乘客不適宜從事其他活動，“所以為了安全，機載WiFi系統將在飛機起飛和著陸期間關閉，旅客的平板電腦等各種終端設備都不能使用。”
另一個疑問隨即產生，機上WiFi會不會也有類似的安全隱患？
對此，業內人士給出的答案是不會。“因為機上WiFi使用的頻段與飛機本身的電子系統使用的頻段是不一樣的，這就好比一個在三環路上行車，一個在四環路上行車，是撞不到一起的。并且隨著機上WiFi技術的進一步發展，使用該技術的安全性會大大提高。”松下航空項目負責人向記者表示。
與此同時，海航機上WiFi項目小組認為，在未來，機上WiFi系統甚至還能提升飛行的安全系數，“機上WiFi可以成為飛機上的備用通訊系統，即當機上原有的通訊系統失靈后，機載公眾通信系統就可以成為與地面溝通的備用系統。所以在飛機上加載這一系統，可以提升空中與地面的通信能力，也進一步保證了飛行的安全。”
正是因為航空安全得到了保證，機上WiFi的發展已經開始提速，國內各大軟件供應商、移動運營商也都瞄準了這一塊。在日前國航測試機上WiFi的航班中，網易就為其提供了定制的郵箱。新浪、網易也正在積極地同海航尋求未來合作的可能。在可預見的未來，將會有更多的軟件供應商、移動運營商加入到對機上WiFi業務的爭奪戰中。到時候，乘客自然可以體驗到更多樣、更多元的機上娛樂項目。
不過，基于對國家信息安全、網絡安全的考量，這一技術的大規模運用還要經過民航總局的審批。“難度應該不大，但是肯定是慢慢放開。”對此，一位業內人士表示，機上WiFi的時代漸行漸近已經成為了不可阻擋的趨勢。而小偉心中無限忌憚的空中寫報告生活正在向他招手，“Sigh！恐怕在未來，屏蔽空中干擾，享受一個清凈美夢反而將成為一個收費的機上服務了。”
相關閱讀：
WiFi不給力？五大竅門來幫你！
http://www.freschetta.cn/rf-art/80021117
無線監控大PK：3G OR WIFI ？
http://www.freschetta.cn/rf-art/80021119
高速公路無線視頻監控系統設計：結合WIFI與3G網絡
http://www.freschetta.cn/rf-art/80021122
5G Wi-Fi技術解析：解決網絡擁堵不是問題！
http://www.freschetta.cn/rf-art/80021123
