揭秘空中WiFi：卫星通讯与ATG宽带通讯
转载自：http://net.zol.com.cn/463/4632058_all.html
1真有惊喜？免费高空上网初体验！
说起在飞机上通过WiFi享受宽带互联网服务，相信不少朋友已经有所耳闻，甚至有些朋友已经在国际航班上有所体验，这种高空中上网的感觉，肯定是“倍儿爽”。可惜笔者迟迟没有与这样的航班结缘，也就无法亲身感受（分享）那“倍儿爽”的感觉。直到最近一次去杭州出差，笔者终于赶上了一架可以提供机上WiFi的航班，回想刚刚坐在飞机座位上，看到“本航班在3000米以上提供无线局域网络服务”时的兴奋劲儿，至今仍“难忘”。
为了好好享受这次免费高空上网的“大餐”，笔者把所有支持无线上网的装备（笔记本、Pad、手机）都已提前准备好，就等飞机起飞（升到3000米以上），然后开始在高空中与好友通过QQ对话、甚至是通过QQ进行视频，同时还要发微博炫耀一下（因为微博上会显示“来自国航机上网络”）等等。很快，飞机就要起飞了，空姐提示：本航班在3000米以上提供无线局域网络服务，但请不要打开手机，飞行模式也不可以...，您可以用笔记本或者平板电脑连接飞机上的WiFi。空姐的这一番话，让笔者对此次高空上网之旅更加充满期待。
前排椅背上的提示：本航班在3000米以上提供无线局域网络服务
经过了20多分钟的“漫长”等待，飞机终于进入平稳飞行阶段，高空上网体验现在正式开始！根据提示，飞机上WiFi的SSID（网络名称）是AIR CHINA，而登录网址是http://ife.airchina.com；并且禁止使用手机。
在飞机上搜索无线网络
既然手机不能用，那就用笔记本来进行体验。打开笔记本，开始搜索无线网络信号，仅有一个“AIR CHINA”的无线网络（感慨万米高空中的无线网络就是足够“纯净”啊！），而且没有加密，选择连接，准备上网！
连接中...
连接成功
整个连接过程很快，也很顺利！然而此时笔记本右下角出现的无线网络连接提示图标却让笔者“紧张”起来。
无线连接提示
相信熟悉Windows 7操作系统的朋友都知道这个提示的意思，没错，就是该网络没有连接到Internet（互联网）。再回想那句提示（本航班在3000米以上提供无线局域网络服务）的重点词——无线局域网，笔者的心有点儿发凉...。不过转念一想，提示中强调了需要登录到http://ife.airchina.com页面，也就是需要进行用户验证，那么验证之后应该就可以连接Internet（互联网）了。
重燃了希望，笔者打开了浏览器，输入网址。此时，残酷的现实终于呈现在眼前，国航机上门户系统（ife.airchina.com）的页面始终无法打开，登录验证也就无法进行了（网卡分配到了私有地址，也证明了这一点）。
连接Internet（互联网）失败
当然，笔者仍未放弃，第一时间咨询了空姐，却被告之本次航班的机载服务器可能出了问题，这个（ife.airchina.com）页面确实无法打开。而让笔者彻底死心的是空姐随后的一番话：“这个WiFi只能连接国航网站的特定页面，是无法连接到Internet（互联网）的”。与此同时，笔者旁边乘客的一番话：“这个我连接成功过，就是只能浏览国航网站的一个页面，其它上网、上QQ什么的都不行...”，更是肯定了这个答案。
虽然这次高空上网体验失败了，但笔者对于高空上网的兴趣却变得更加浓厚，并进行了进一步的研究。究竟高空上网的原理是什么？上网速度能有多快？哪些航班真正可以实现高空上网？如果你也对这些问题也感兴趣的话，那么接下来的精彩内容你绝对不能错过！
2解读高空上网原理：卫星与ATG
高空上网的背后：卫星通讯与ATG宽带通讯
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。
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。
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。那么目前我国民航在提供高空上网服务方面的发展情况如何呢？实际的上网体验又如何？是否有自主创新呢？请接着往下看！
3我国高空上网近况与实际效果体验
中国民航步入空地一体宽带互联网时代
我国民航的高空上网起步于2013年2月，即我国首次进行民航上的移动互联网业务测试，这也真正填补了国内航线无线宽带的空白；同年7月，国航又在航班上实现了国内首次通过全球卫星通讯接入互联网，并在万米高空为乘客提供了定制互联网服务；而时间来到2014年4月，凭借拥有自主知识产权的创新ATG(air to ground地面基站)通讯方式，实现了北京飞往成都、以及成都飞往北京的两架航班，与北京、成都两地的国航运行控制中心共同召开四方实时空地视频会议，整个视频过程图像分明，声音清晰，传输顺畅，与日常地面宽带上网体验并无差异——这是中国航空业发展又一次历史性突破，也标志着我国民航真正步入空地一体宽带互联网时代！
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）。
实际体验：超越普通上网应用
在基于CDMA EVDO（3G）技术提供高空上网的航班上，上网看资讯、查收邮件等体验还是较为令人满意的，但要想频繁的刷微博（带图片）、微信、看视频、甚至是进行视频通话，就基本只能靠“想象”了。而4G LTE技术，则让这些高空上网应用真正变为可能。下面一起来看看国航首批高空宽带上网体验者的现场应用感受。
国航机上网络门户页面ife.airchina.com（图片来自新浪微博）
这就是笔者在本文开篇时提到的国航机上网络门户页面（只不过其相比“无线局域网中”那个门户页面内容更加丰富），其在页面左侧提供了股票、航班信息、电子邮件、微博、空中宽带、以及E起聊等常见应用；同时还提供了丰富的新闻资讯、电影、音乐、电子书、游戏等无线局域网应用。
而根据实际体验者的介绍，相比此前国航基于卫星通讯所提供的上网服务（上网速度较慢，所有应用全部都是基于网页端的，系统为了节省流量会自动隐藏图片，可以转发评论，但不支持私信），此次基于ATG通讯的高空上网服务可支持发文字、图片以及视频等完整的微博操作。
当然，在众多应用之中，最令人激动的还是“空中宽带”应用，其真正实现了高空宽带上网：
Speedtest实测：下行9.3Mbps 上行1.52Mbps（图片来自新浪微博）
通过Speedtest网络测试软件的现场测试，国航所提供的高空上网速度下行可达9.3Mbps，上行也可达1.52Mbps，这一表现甚至超越了目前普通家庭ADSL宽带（4M）的上网速度，因此应对日常的上网应用可以说是轻松自如。
在飞机上看视频（图片来自新浪微博）
体验者的实测也验证了这一点，无论是浏览网页，还是看视频（高清），甚至是进行视频聊天，其均可带来令人满意的应用体验。
总结：领先？仍需努力！
通过上述介绍我们不难发现，基于创新的ATG(air to ground地面基站方式)地空宽带通讯技术，使得我国民航在高空上网体验方面已经达到全球领先水平。然而不得不说的是，我国民航的高空上网服务仍处于起步阶段，目前基于ATG技术也仅仅打造了一条航线（北京-成都），相比成熟的市场（例如美国市场），在普及程度方面仍有较大差距，因此也就不能称之为真正的领先。但相信在相关部门、企业、机构的联合努力下，必将加大基础设施建设力度、完善技术、从而实现更广泛的互联网覆盖，让越来越多的旅客能够享受更好、更出色的高空上网服务。
4附：关于高空上网的一些小知识
附：关于高空上网的一些小知识
1、我国民航的空中上网服务是否收费？
目前我国民航的空中上网服务仍处于体验阶段，作为一个全新的业务，现阶段是邀请常旅客（会员）免费体验。而商业化运营正在筹备中，未来是否收费还要根据具体实用场景来定。
2、目前国内（国航）有多少架航班可提供上网服务？
以国航为例，目前共有16架飞机可提供上网服务，其中1架可通过卫星通讯方式接入互联网，3架可通过ATG通讯方式接入互联网，另外12架飞机提供的是无线局域网服务。
3、民航的高空上网服务是否有限制？
在体验阶段，通过“空中宽带”应用可浏览任意网页，不过未来或将设定限制，屏蔽一些网站资源。
4、无线网络的使用是否会影响飞行安全？
目前飞机上的无线网络系统是经过严格的测试和认证的，已经取得了国内、外民航主管部门的认证批准，并做好了各种防护措施以确保安全。此外，该系统与飞机上其它系统是物理上分别独立的系统，因此飞机上的无线网络的使用，不会影响到飞机的飞行安全。
5、高空上网服务何时开启？
为保障飞行安全，根据中国民航法的相关规定，在飞机起飞、降落阶段必需关闭所有电子设备，因此飞机上提供的高空上网服务，只有在飞机飞行高度达到3000米以上时才会开启，并在开始降落阶段关闭。此外需要强调的是，高空上网服务不支持手机上网，包括带有飞行模式的智能手机也禁止使用。
6、用户信息安全如何保证？
飞机上提供的上网服务拥有非常高的安全等级，甚至高于地面系统的安全级别，因此对于用户的账号信息和数据信息，可提供很好的保护，对此，用户大可放心。
