继今年4月基于4G地空宽带技术的国航机载Wi-Fi首飞成功，南航6月底获准使用Ku频段传输的卫星高速宽带上网，并将在7月初京广航线部分航班上正式推出机上宽带Wi-Fi上网验证飞行。国内航线的高空Wi-Fi终于正式开启了。

然而，自机载Wi-Fi技术实现以来，基于卫星方式的地空通讯和基于ATG（air to ground，地面基站方式）的地空宽带通讯一直处于相互“竞争”的状态。

国内互联网航班提速

自2010年开始，国航便开始探索地空互联技术解决方案。据飞象网总裁、通信业观察家项立刚介绍，目前地空互联的方式有两种，即基于卫星方式的地空通讯和基于ATG的地空宽带通讯。在这不到5年的时间里，国内航空公司先后尝试了这两种解决方案，而不同的航空公司在选择解决方案上似乎也暗自较着劲。

实现全球卫星通讯互联网航班国内首飞是在2013年7月3日，国航当时采用的是基于L-Band卫星通讯系统的Inmarsat航空卫星通讯解决方案，该系统主要提供飞机与地球站之间的地对空通信业务。它由卫星、航空地球站和机载站三点组网，基于卫星通讯为机载乘客提供互联网服务。不过该系统带宽比较窄，属于窄带通讯，只有864Kbps 。

而真正引起人们广泛关注的，则是4月16日，从北京飞往成都的国航CA4116航班完成了世界首个基于4G技术的地空宽带应用测试。该系统采用定制的LTE无线收发设备，沿飞行航路或特定空域架设地面基站，向高空进行覆盖，可以为不同高度层航线的飞机提供最高30~60Mbps以上的无线数据带宽。换言之，机载ATG设备向乘客提供无线局域网数据业务，用户可通过Wi-Fi与之建立连接。同时，借助LTE技术实现地面基站与机载ATG设备建立数据链路，最终将机上乘客与地面互联网连接到一起。

有意思的是，基于4G技术的地空宽带应用没多久，南方航空公司在6月底宣布，经工信部授权，中国民航局已批准南方航空公司使用Ku频段传输的卫星高速宽带上网，并在京广航线上进行技术性验证飞行。

事实上，基于卫星方式的地空通讯还有一种是通过Ku Band卫星通讯系统实现的。相较于L Band 卫星通讯，使用Ku频段的卫星通信容量大大增加，也就可以实现真正的带宽通讯。据介绍，它可以为飞机上网体验提供50Mbps的带宽。

卫星通信、ATG孰优孰劣

一种是通过卫星方式实现地空通讯，另一种则是基于ATG实现地空宽带通讯，两者之间究竟孰优孰劣？

据项立刚介绍，卫星通讯的优势主要是不会受到地形限制，且卫星覆盖范围广，不需要频繁地切换讯号造成速度不稳定，还可以实现国际漫游。不过，由于Ku频段在各国的频率不同，国际航线在切换信号时可能出现信号延迟或中断。

在过去，卫星通讯的缺点也是非常突出的。项立刚指出，它所能提供的带宽非常有限。据了解，基于L-Band卫星通讯系统的Inmarsat航空卫星通讯解决方案的带宽仅有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。此外，由于传输的距离、过程更复杂，卫星讯号通常都会有不小的延迟。不过，北京邮电大学电信工程学院副教授郝建军告诉《中国科学报》记者，如果利用Ku频段卫星通讯，它的相对带宽是比较高的，网速自然也能得到很大的提升。

在美国，90%的机上Wi-Fi网络服务是基于ATG的，采用蜂窝式通信，由地面天线基站向安装在飞机上的天线发送网络信号，其下行带宽可达3.6Mbps，上行带宽也可达1.8Mbps，上网体验要优于早期的卫星通讯方式。

地面用户手机信号是基于运营商通信基站上的发射天线获取，通常发射方式为横向，且有一定覆盖范围限制，而“地空宽带”则是指天线发射为垂直方向，且距离较长，需要直达万米高空。因此，项立刚表示，通讯运营商必须沿飞行航路或特定空域专门架设地面基站。这样一来，高速飞行的飞机需要在地面基站频繁切换信号，造成网路速度不稳定。此外，这些基站很难跨国部署，不适于跨洋使用。

不难理解，与卫星通讯相比，ATG受地域、航路限制较大，目前，美国基于ATG的机上WiFi网络服务仅限于国内航线。而另有一些网络服务商通过卫星来提供全球性的Wi－Fi服务，带宽限制少，跨海飞行时也能传送数据。

自从4G地空宽带技术的ATG解决方案出现，更高的带宽、更低的时延使得用户的上网体验大大超越卫星通讯，当然也优于美国目前基于CDMA EVDO（3G）技术的ATG地空宽带通讯。

不过，飞机的巡航高度可达10000米以上，一般时速都超过1000千米，LTE的覆盖和接入是一大挑战。而郝建军向《中国科学报》记者解释，垂直发射的信号受到的阻力和干扰都要小于地面通信的横向传播方式。项立刚也表示，通过系统优化，基站的覆盖空域至少可以达到几十公里，甚至几百公里。

据了解，在国航4G机载Wi-Fi首飞所经过的全长1697千米的北京―成都航线中，只部署了8个LTE基站，每个基站平均覆盖200千米长的空域。这意味着在2个半小时的航程中，飞机在每个基站信号范围内的停留时间将近20分钟，可以减少基站的切换，保证通信的稳定性。

从频宽、覆盖范围、通信稳定性方面来看，目前还不存在完美的解决方案。无论是基于4G技术的ATG或是使用Ku频段卫星通信的机上Wi-Fi网络服务在国内航线才刚刚开始应用，能否分出高下，还需要用户根据实际的体验再作判断。

谁来为“昂贵”的服务买单

在项立刚看来，飞行途中上网从技术层面来说，早已不是难题，而是需要解决如何优化的问题。上网的真实体验和费用才是影响用户选择的关键。

在现阶段，无论使用哪种技术方法，一架飞机上可以供人分享的频宽总是有限的，基于4G技术的ATG或是使用Ku频段的卫星通信理论上可以提供不亚于地面通信的速度，但平均分配到每位乘客的频宽还很难做到同家用Wi-Fi一样快。事实上，多数国外的航空公司也表明，机上网路一般不支持在线视频等服务，主要提供文字服务。

项立刚告诉《中国科学报》记者，通过美国航班上的上网体验发现，网络速度基本在3Mbps左右，满足收发邮件、看新闻、发微博等功能没有问题，但是观看视频基本不可能。“目前，国内部分航空公司的部分航线虽然理论上可以连接互联网，但绝大多数情况下，实际提供的是无线局域网络服务，用户只能浏览航空公司内部的固定网页。”他表示，国内航线提供的还不是真正的互联网服务。

不过，目前国内航空公司提供的Wi-Fi都是免费的，而从国际情况来看，一旦接入到互联网的机上Wi-Fi价格并不低。

项立刚认为，机上Wi-Fi采用收费方式本无可厚非。“机上网络服务属于增值服务，真正有需求的用户是愿意为其买单的，而对此没有需求的用户完全可以放弃这项服务。”因为，无论是租用卫星，还是建基站，更新机组设备，都需要不菲的投入。

有人认为，宽带将进入到空中旅行中，而且最终将是航空公司必须配备的一项服务。尤其在长途航线中，无法上网可能会对商务人士带来极大的不便。

但国外分析人士指出，航空公司还需考虑更多的问题，例如：这样的上网服务究竟存在多大的用户量；而为了收回投入进新设备的成本，实际又需要有多少乘客愿意去消费飞行间的Wi-Fi服务；如果长期提供免费Wi-Fi服务，投资成本又将如何收回。

如果人们已经习惯了快速的Wi-Fi服务，稍差一点的服务它们是否愿意尝试；如果飞机为了避开一场风暴或空中堵塞而离开正常的航线，被中断的信号又将在多长时间内能得到恢复；如果有些航线大多在夜间飞行，而那时正是人们需要休息的时候，对Wi-Fi服务可能根本不感兴趣；也许Wi-Fi需求并不局限在商务旅客身上，那些习惯于上网娱乐的年轻休闲旅客可能更加欢迎Wi-Fi服务……

由此可以看出，如果要提供这项“昂贵”的服务，航空公司还真得认真盘算在众多航线和服务对象中如何选择是最合适的。

转自求是理论网-科学普及