?[[403928]]?

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「BOO聊通信」，作者BOO聊通信。轉(zhuǎn)載本文請(qǐng)聯(lián)系BOO聊通信公眾號(hào)。

相信使用過飛機(jī)航班上提供WiFi(一般是衛(wèi)星通信)的同學(xué)一定對(duì)網(wǎng)速的慢、不穩(wěn)定深有感觸，甚至可以說(shuō)這WiFi提供了和沒提供沒啥區(qū)別。

不過，在飛機(jī)上上網(wǎng)這件事，似乎要迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)了。近日，中國(guó)某運(yùn)營(yíng)商宣布將部署覆蓋全國(guó)航線的空中5G網(wǎng)絡(luò)，用專業(yè)點(diǎn)的術(shù)語(yǔ)來(lái)形容就是ATG(air to ground，地空通信)網(wǎng)絡(luò)，來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶可以在飛機(jī)上享受5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的目標(biāo)。

空中5G網(wǎng)絡(luò)有意義嗎?我相信所有人都會(huì)給出肯定的答案，畢竟大家坐飛機(jī)幾個(gè)小時(shí)時(shí)間不玩兒手機(jī)在這個(gè)年代真的太煎熬了，而傳統(tǒng)的空中衛(wèi)星通信上網(wǎng)網(wǎng)速又一夜回到解放前。如果能在飛機(jī)上使用5G網(wǎng)絡(luò)，刷刷抖音看看劇，那就算飛行時(shí)間很長(zhǎng)也不會(huì)感覺太無(wú)聊。

ATG是怎么實(shí)現(xiàn)的呢?

原理非常簡(jiǎn)單粗暴，就是直接使用和在地面上連接5G網(wǎng)絡(luò)一樣的方式：通過5G基站。只不過，在地面上網(wǎng)時(shí)，基站連接的天線是向地面發(fā)射無(wú)線電磁波，而在ATG上網(wǎng)時(shí)，基站連接的天線將會(huì)被掰向天空，朝天上發(fā)射信號(hào)。

??

圖源：中關(guān)村在線

另外，考慮安全因素，ATG 5G服務(wù)并不會(huì)讓用戶直接使用手機(jī)連接5G網(wǎng)絡(luò)，飛機(jī)上專用設(shè)備接收5G信號(hào)后，最終還是要轉(zhuǎn)換成WiFi提供給用戶上網(wǎng)的。

??

圖源：中興通訊

因此，ATG上網(wǎng)需要電信運(yùn)營(yíng)商在其想要提供服務(wù)的航線對(duì)應(yīng)的地面區(qū)域，布設(shè)專門的基站服務(wù)空中用戶。

以這次中國(guó)XX(避免打廣告嫌疑隱去運(yùn)營(yíng)商名稱)的站址規(guī)劃為例，其站址基本覆蓋了整個(gè)中國(guó)領(lǐng)土，因此理論上ATG服務(wù)開通后，全國(guó)航線基本可以實(shí)現(xiàn)全覆蓋。

??

覆蓋問題解決了，網(wǎng)速呢?中國(guó)XX的ATG網(wǎng)絡(luò)使用的帶寬為100+10MHz，其中的100MHz和目前正常公網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)帶寬一致，而10MHz則是航空專用頻率，因此，ATG 5G網(wǎng)絡(luò)的頻率資源甚至比地面5G還要多一丟丟。

據(jù)中國(guó)XX官方口徑，其提供的ATG網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)單架飛機(jī)峰值速率1Gbps。由于基站覆蓋高空存在超遠(yuǎn)覆蓋、頻率干擾、高速移動(dòng)多普勒頻移等問題，這個(gè)峰值速率相比地面5G網(wǎng)絡(luò)是有一定折損的，但相比慢如龜速的衛(wèi)星上網(wǎng)，已經(jīng)非常不錯(cuò)了。

不過，請(qǐng)注意一個(gè)關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭茱w機(jī)。這個(gè)就很有意思了。因?yàn)閺脑撨\(yùn)營(yíng)商的ATG站址規(guī)劃來(lái)看，全國(guó)站址數(shù)量也就小幾百個(gè)，這樣的站址規(guī)模其實(shí)還不如很多大些的縣城5G基站數(shù)量。

對(duì)于移動(dòng)通信來(lái)說(shuō)，單個(gè)基站的帶寬很重要，但更重要的是一共能提供多少個(gè)基站，而這些基站的帶寬累加，才是整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的總體容量。

2019年，全國(guó)民用航空客運(yùn)量大概6.6億人，分到365天，每天在空中飛著的人大概是180萬(wàn)。而考慮到每個(gè)人乘坐飛機(jī)的時(shí)間一般也就3小時(shí)左右，所以可以打個(gè)比方認(rèn)為空中覆蓋面向的是一個(gè)180萬(wàn)人口的城市，這個(gè)城市里每人每天只上網(wǎng)3小時(shí)。

??

數(shù)據(jù)源：艾媒咨詢

這么看，如果全國(guó)航班飛行時(shí)間、航線均勻分布的話，這個(gè)規(guī)劃站址規(guī)模還是可以的，基本能滿足用戶要求不太高的5G網(wǎng)絡(luò)需求。

但是，從常識(shí)判斷大家也能猜到，全國(guó)航班飛行時(shí)間可是有忙有閑的，而航線飛行頻次的區(qū)別更是千差萬(wàn)別。

比如，每天10點(diǎn)從北京飛上海航班的數(shù)量，一定會(huì)比23點(diǎn)陜西飛遼寧的航班數(shù)量多很多吧。

??

??

數(shù)據(jù)源：林雅晴 民航資源網(wǎng)

這就會(huì)導(dǎo)致，某些時(shí)段、某些航線旅客人特別多，而反之則特別少，雖然從該運(yùn)營(yíng)商站址規(guī)劃情況來(lái)看，明顯呈現(xiàn)東部沿海區(qū)域多、西部少的趨勢(shì)，但站址的數(shù)量并不能抵消忙閑嚴(yán)重不均的問題。

所以，該運(yùn)營(yíng)商之所以說(shuō)單架飛機(jī)的峰值速率，其實(shí)就是在理想情況下(沒有其他飛機(jī)搶資源)給出個(gè)最好的速率體驗(yàn)理論值，但實(shí)際上用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)可能會(huì)要差很多，但我覺得再差也應(yīng)該和4G網(wǎng)絡(luò)感知差不多，要啥自行車。

目前國(guó)內(nèi)主要的跨省交通方式，無(wú)非就是飛機(jī)和高鐵，說(shuō)完了天上的，再來(lái)看看地上的。

相信很多人對(duì)于國(guó)內(nèi)高鐵線路的通信服務(wù)并不是很滿意，比如我長(zhǎng)期關(guān)注的一個(gè)金融行業(yè)巨V，就在前一陣發(fā)微博吐槽高鐵信號(hào)：

??

那為什么天上的信號(hào)覆蓋問題都要解決了，地面上的卻還“止步不前”?難道覆蓋高鐵線路比覆蓋航線還難?

還真是，而且難得多。

因?yàn)椋还苣阋采w哪兒，最終發(fā)射與接收信號(hào)的還是基站與天線。而管它是245G網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)能上網(wǎng)根本原理就是基站天線的無(wú)線電磁波能發(fā)送到用戶的手機(jī)上、電磁波的頻率資源足夠多不會(huì)導(dǎo)致?lián)砣?/p>

先看看空中覆蓋的環(huán)境：一覽無(wú)余毫無(wú)遮擋的天空使得一個(gè)基站能輕松覆蓋一個(gè)城市的面積;基站站址布設(shè)在哪里都無(wú)所謂反正天線都是要往天上打;一架飛機(jī)上頂多幾百人有的時(shí)候甚至幾十人;飛機(jī)和飛機(jī)間足夠遠(yuǎn)不會(huì)扎堆。

??

而反觀高鐵線路：穿山越嶺的復(fù)雜的地形地貌，導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)到處被遮擋，單個(gè)基站與天線能覆蓋到的線路長(zhǎng)度不過幾百米或1公里左右，且每個(gè)基站位置的選擇都非常不容易;大段大段的隧道無(wú)線信號(hào)根本無(wú)法打入，必須通過特殊方式在隧道內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，但在隧道內(nèi)施工很多情況下又非運(yùn)營(yíng)商能決定的了;每輛高鐵駛過，以京廣高鐵使用的CRH380AL動(dòng)車組列車為例，16節(jié)車廂，在沒有站票情況下都要承載1000名旅客，而2019年全年我國(guó)鐵路運(yùn)送旅客人數(shù)達(dá)到36億為航空的6倍。

?[[403932]]?

覆蓋某段高鐵的基站建設(shè) 圖源：人民郵電報(bào)

因此，從覆蓋角度看，高鐵的覆蓋沒辦法像ATG那樣全國(guó)搞幾百個(gè)站實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接，需要結(jié)合地形地貌每幾百米放置一個(gè)基站專門覆蓋一段路，甚至要對(duì)每個(gè)隧道使用“泄漏電纜”這種特殊方式進(jìn)行建設(shè)覆蓋;從容量角度看，每次列車駛過時(shí)會(huì)出現(xiàn)千人同時(shí)上網(wǎng)的情況，再加上火車上容易出現(xiàn)看視頻、刷抖音的行為，導(dǎo)致無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源又難以支撐。

?[[403933]]?

泄漏電纜 圖源：新華網(wǎng)

更要命的是，高鐵速度夠快、所以車廂里的乘客要非常頻繁的從一個(gè)基站被切換到另一個(gè)基站，而這種無(wú)線信號(hào)的交接，則更加降低了網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)。而以單個(gè)ATG基站覆蓋范圍來(lái)看，從北京到上?？赡芤簿徒?jīng)歷十幾二十個(gè)基站的切換，甚至不如高鐵在一個(gè)小城市內(nèi)經(jīng)歷的基站數(shù)目。

??

圖片圖源：知乎 林林創(chuàng)

很多用戶總會(huì)有一種想法：那就是上網(wǎng)的信號(hào)是天上飛來(lái)的，應(yīng)該無(wú)處不在，但實(shí)際上信號(hào)是從和你所在位置無(wú)遮擋、距離足夠近的基站以接力的形式發(fā)射過來(lái)的。

因此，高鐵線路的覆蓋，難度與復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于覆蓋天空，仰望天空易，但腳踏實(shí)地可太TM難了。如果想實(shí)現(xiàn)高鐵線路的完美覆蓋，那投入的資源、砸下的資金、付出的人力物力，可以用天量來(lái)形容，運(yùn)營(yíng)商也是企業(yè)，也要考慮成本，你說(shuō)是不，這就是高鐵線路信號(hào)不夠理想的原因。