机载互连网络接入技术（ ATG/SATCOM）

机载互连网络接入技术（ ATG/SATCOM）

宿 锐

四川航空股份有限公司工程技术分公司 四川 成都 610000

摘要 ：随着民航市场竞争的日趋激烈，航空公司不断寻求亮点以提升自身的品牌认可度和市场竞争力。本文介绍了机载互联网的国内外发展情况以及采用的技术体系和装备发展情况，旨在探讨国内尚处于起步阶段的机载互联网业务的技术发展方向。

关键词：互联网；机载WiFi

1 前言

早在2005年，空客公司就宣布推出全球首个客舱“无线（Wi-Fi）网络系统”，其借助于“全球星”卫星通信系统，实现了高空上网。2007年，美国推出基于地面基站（ATG）的空中上网方案，其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无线接入数据带宽，实现高空上网。时至今日，美国已成为空中WiFi服务普及程度最高的国家，大部分国内航班都提供WiFi，普及度高达71%。欧洲主流航空公司紧随其后，汉莎航空在其全部远距离航班上都配备了空中WiFi。

国内方面，2014年4月，国航实现中国民航首个ATG方式WiFi航班试飞，凭借拥有自主知识产权的创新ATG通讯方式，可为乘客提供高达30M带宽的高速互联网接入服务。2015年5月，东航、国航等5家航空公司的40余架客机获准开展基于Ku波段卫星（亚太6号卫星）的空中互联网接入服务。Ka频段卫星具备频带宽、上网速度快、设备尺寸小等优势，是后续发展方向。第五代海事卫星采用Ka频段链路为用户提供50Mbps业务传输能力，目前系统正在建设中。我国也有发射计划，“中星1计划于2017年发射，是我国天地一体化信息网络的重要项目。

2 基本原理

目前为民航飞机提供高空互联网接入服务的解决方案主要有基于卫星和基于地面基站（ATG）两种。无论采用哪种通信接入方式，对于坐在飞机里的乘客来说，均是通过飞机内提供的WiFi来实现高空上网。而在这背后，最核心的设备当属地空通信组件，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。

（1）基于卫星通信的客舱互联网接入方案

基于卫星通信技术是在“飞机背部”加装“卫星天线及整流罩”，接收“卫星信号传输”，分为KA、KU两个频段。

基于卫星通信（L频段、Ku频段、Ka频段）的解决方案就是利用卫星、飞机、卫星地面站三者进行数据通信，其优势是通信范围广泛，可实现国际漫游，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，通信带宽仅有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，近期包括Gogo以及海事卫星组织在内的单位正大力改进基于卫星的机上互连网接入方案，目前已经能够实现40～50Mbps的通信带宽。

（2）基于地面基站（ATG）客舱互联网接入方案

ATG 技术是在“飞机腹部”加装“天线”，由“地面基站”向飞机提供“宽带无线数据传输通道”

ATG利用成熟的陆地移动通信技术，如4G技术，针对航空高速移动、广覆盖等特性进行定制化开发，在地面建设部分天线覆盖天空的专用基站，构建一张地空立体覆盖的专用网络，有效解决高空立体覆盖，实现地空高速数据传送。

ATG系统由机载ATG系统、地面ATG基站和ATG核心网组成。机载ATG就2个设备：1根位于飞机腹部的机载天线和1个基站CPE设备，通过舱内的服务器和处理器把来自地面基站的信号传输到舱内。地面ATG设备主要由：ATG天线、射频设备、基带设备、核心网设备、运行维护设备组成。ATG核心网通过安全防火墙和电信传输网络接入互联网。

ATG模式需要在航线上部署专用、对空覆盖基站。要保证机上网络信号的稳定性，需要在地面每隔约100公里设置一个基站。ATG基站可以是地面固定基站（如铁塔等）、也可以是移动通信车的方式。飞机可在多个基站之间无缝自由切换，而用户在使用网络时感受不到任何变化。

3 装备发展情况

（1）国外装备发展现状

目前，为美国航空公司提供ATG解决方案的主要是Gogo公司，该公司是一家专业的在飞机上提供WiFi服务的公司，主要为商用飞机和私人飞机提供高空WiFi服务。

除了Gogo公司外，Inmarsat、SITA、VIASAT、SES、orange、SmartSky、Global Eagle Entertainment以及Panasonic等公司都在提供机上互联网接入产品解决方案。

（2）国内装备发展现状

国内包括中兴、华为在内的多家公司都在积极关注民航机上互联网接入产品的研究，特别是中兴公司，已经研制出了相应的产品，国航2014年4月进行的中国民航首个ATG方式WiFi航班试飞采用的就是中兴通讯的解决方案。

4 川航使用情况及发展方向

宽体机机上Wifi全覆盖，成为洲际航线、主流公商务航线标准化服务。短期内，KU 是唯一可供落地的选择方案；中期看，KA 在国内落地测试将很快实现，但硬伤在于全球卫星网络组网尚不明朗，国际服务的实现前提唯有等 INMARSAT 在中国的合作放开；未来，随着 2020年中低规卫星技术的突破，具备多种选择性。

川航于今年6月引进第一架选装Ku频段机上Wifi的A330。随着民航高质量发展战略的推进，这项新技术的服务项目不可避免会成为民航服务的标准化配置，等同于飞机上提供餐食、提供娱乐系统服务，是“全服务”定位航司的新型服务策略，需要纳入选型标准。

在实现满足旅客出行体验获得感的基础上，用好新技术催生的服务营销新商业契机，引入互联网思维，摸索培育“空中电商”盈利新模式，推动传统“机载娱乐服务”的升级转型。明确项目技术选择方向：宽体机先行，选择成熟技术方案；窄体机跟进，关注新技术进度，通过测试比选确定技术方案。

目前互联 Wi-Fi 接入，只运用于客舱服务场景，未来是否能实现前舱场景的运用，是现在民航局在研究的课题。按照现行标准，只能传输 4D/15 信息。下阶段研究的重点在于，满足安全管理的前提下，运用互联接入，实现前舱数据的实时性：如 QAR、EFB、ACARS 数据的动态实时获取，一方面实时解析译码平台，一方面实时预警分析。

参考文献：

[1]机载卫星通信地球站总体设计与实现

[2]全球民航机上联网现状及未来发展空间分析

[3]民用航空通信技术现状与发展