直沖云霄！探尋空中“5G沖浪”新高地

　　編者按：“尊敬的乘客您好，感謝您乘坐本次航班，飛機(jī)即將起飛，請(qǐng)您系好安全帶……請(qǐng)將您的手機(jī)和其他電子設(shè)備調(diào)成飛行模式或關(guān)機(jī)?！?br/>

　　空中5G通信一直是大眾關(guān)注的熱點(diǎn)話題和急盼實(shí)現(xiàn)的愿景。截至今年2月末，我國5G基站總數(shù)達(dá)238.4萬個(gè)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。行進(jìn)在祖國的遼闊疆土上，我們隨處可以感受到5G通信給我們帶來的便利。而仰望蒼穹，我們何時(shí)才能體驗(yàn)一把空中“5G沖浪”呢？

　　機(jī)會(huì)來了！為深入貫徹落實(shí)黨的二十大關(guān)于加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的決策部署，工業(yè)和信息化部依申請(qǐng)批復(fù)中國移動(dòng)使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)試驗(yàn)，在拓展5G行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的同時(shí)，也將更好滿足航空旅客日益增長(zhǎng)的空中訪問互聯(lián)網(wǎng)需求。

　　讓我們走進(jìn)本期“聚焦”，一起探尋空中“5G沖浪”新高地。

　　5G-ATG技術(shù)成熟 正開展試飛驗(yàn)證

　　高空上網(wǎng)又有好消息。

　　工信部近日依申請(qǐng)批復(fù)中國移動(dòng)使用其4.9GHz部分5G頻率資源，在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)試驗(yàn)。中國移動(dòng)將率先聯(lián)合中國飛行試驗(yàn)研究院開展國產(chǎn)大飛機(jī)試飛數(shù)據(jù)寬帶傳輸驗(yàn)證，試點(diǎn)的飛機(jī)機(jī)型包括中國商飛的ARJ21和C919。

　　5G-ATG是5G在航空互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的新應(yīng)用和新業(yè)態(tài)，基于5G公眾移動(dòng)通信技術(shù)，通過沿飛機(jī)航線設(shè)置符合相應(yīng)國際規(guī)則和國內(nèi)規(guī)定的特殊基站及波束賦形天線，在地面與飛機(jī)機(jī)艙間建立地空通信鏈路，使乘客在機(jī)艙內(nèi)通過無線局域網(wǎng)接入方式訪問互聯(lián)網(wǎng)。

　　ATG全稱為Air To Groud，其原理是通過運(yùn)營商在地面上沿著飛機(jī)主要航線或在特定空域部署一定數(shù)量的飛機(jī)專用通信基站，然后把信號(hào)發(fā)射至高空，經(jīng)過ATG基站覆蓋范圍的飛機(jī)便能利用安裝在腹艙內(nèi)的ATG接收器接收地面無線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地空通信。

　　“5G-ATG是較為成熟的技術(shù)，它具有大帶寬、高速率的特點(diǎn)。”知名科普博主“奧卡姆剃刀”在接受《人民郵電》報(bào)記者采訪時(shí)表示，“我國基站資源非常豐富，有了‘底座’，再增加波束賦形天線，在飛機(jī)航線上采用基站‘接力’的方式‘追著飛機(jī)走’，技術(shù)路線成熟，實(shí)現(xiàn)難度不大，只是目前我國沒有完全形成商用能力?！?/p>

　　記者了解到，目前飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的Wi-Fi，主要通過衛(wèi)星通信和ATG兩種方式實(shí)現(xiàn)。據(jù)民航發(fā)展規(guī)劃研究院資料顯示，ATG方案具有網(wǎng)絡(luò)延遲小、穩(wěn)定性較好、經(jīng)濟(jì)成本低、設(shè)備安裝簡(jiǎn)易并且技術(shù)可以進(jìn)行迭代升級(jí)的特點(diǎn)。而衛(wèi)星通信雖然覆蓋廣，但其資源緊張，在網(wǎng)絡(luò)速率、穩(wěn)定性、使用人群等方面存在劣勢(shì)。

　　在政策方面，2021年，中國民航局發(fā)布了《中國民航新一代航空寬帶通信技術(shù)路線圖》，明確了以5G為代表的新一代航空寬帶通信系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)用，是構(gòu)建智慧民航系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

　　在全球，ATG是主流市場(chǎng)陸上航線地空通信的主要手段，3G-ATG和4G-ATG在國外商用時(shí)間較早。SkyFive是全球領(lǐng)先的ATG服務(wù)供應(yīng)商，曾用300個(gè)4G基站覆蓋歐洲41個(gè)國家和地區(qū)的飛行航線，為來自4個(gè)航空公司的300多架飛機(jī)提供100M帶寬的4G-ATG服務(wù)。

　　在我國，2018年12月，中國商飛就首次圓滿實(shí)現(xiàn)在ARJ21飛機(jī)103駕機(jī)上對(duì)ATG地空寬帶通信系統(tǒng)的測(cè)試。2021年9月1日，國家無線電辦公室印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)地空移動(dòng)通信（ATG）業(yè)務(wù)無線電管理有關(guān)事宜的通知》，進(jìn)一步為ATG的商業(yè)化運(yùn)營做好了準(zhǔn)備。

　　運(yùn)營商一直沒有停下探索ATG的腳步。據(jù)《人民郵電》報(bào)報(bào)道，早在2014年，中國移動(dòng)就完成了京渝、京廣、京滬航線的地空寬帶通信服務(wù)覆蓋，服務(wù)帶寬達(dá)到15M。航班上的乘客可以通過除手機(jī)外的各類電子設(shè)備，方便地搜索到中國移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)在機(jī)艙中轉(zhuǎn)化的Wi-Fi信號(hào)，在萬米高空上網(wǎng)“沖浪”。相比此前航空公司試用的航空機(jī)載衛(wèi)星通信系統(tǒng)800多k的帶寬來說已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很大飛躍。

　　“但4G-ATG沒有大規(guī)模商用。4G在帶寬和速率上不如5G，機(jī)上乘客使用效果可能不佳?！眾W卡姆剃刀告訴記者，“而5G在機(jī)上的服務(wù)能力更強(qiáng)，商用前景更好，這可能是4G-ATG沒有大規(guī)模商用的原因。”

　　基礎(chǔ)電信企業(yè)持續(xù)推進(jìn)空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

　　在空地云網(wǎng)產(chǎn)業(yè)圖譜中，天地互聯(lián)技術(shù)路徑的選擇至關(guān)重要。從全球主要市場(chǎng)來看，ATG與衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)互補(bǔ)，主流市場(chǎng)陸上航線以ATG為主，已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。ATG之所以成為主流，主要是因?yàn)樵陉懮虾骄€同等覆蓋面積下，ATG帶寬更大、成本更低、體驗(yàn)更好。

　　相比使用4G基站，在5G時(shí)代陸地上空的飛行采用ATG可以得到更大的帶寬。近年來，基礎(chǔ)電信企業(yè)和眾多航空公司紛紛進(jìn)入5G-ATG航空產(chǎn)業(yè)鏈。

　　中國電信圍繞智慧民航建設(shè)需求，以5G﹢云網(wǎng)融合為牽引，不斷提升數(shù)字化供給能力，推進(jìn)智慧民航定制5G專網(wǎng)建設(shè)，通過“5G﹢邊﹢云﹢X”，實(shí)現(xiàn)“云網(wǎng)一體，按需定制”，讓5G技術(shù)在民航行業(yè)落地生根。

　　如今，中國電信5G-ATG可以支持多種業(yè)務(wù)，為民航提供空中互聯(lián)網(wǎng)和智慧民航服務(wù)，可實(shí)現(xiàn)視頻直播等智慧娛樂服務(wù)、訂票改簽等智慧客艙服務(wù)以及行李跟蹤等智慧出行服務(wù)，同時(shí)也將實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)QAR等智慧飛行應(yīng)用、客艙視頻等智慧安防應(yīng)用以及地面指揮協(xié)同等智慧運(yùn)控應(yīng)用。中國電信5G定制網(wǎng)還可以覆蓋機(jī)場(chǎng)、空管、航空公司、監(jiān)管等運(yùn)行場(chǎng)景，創(chuàng)新更多的行業(yè)應(yīng)用服務(wù)民航系統(tǒng)建設(shè)。

　　近期，工業(yè)和信息化部依申請(qǐng)批復(fù)中國移動(dòng)使用其4.9GHz部分5G頻率資源，在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)試驗(yàn)。此次工業(yè)和信息化部批準(zhǔn)中國移動(dòng)開展5G-ATG試驗(yàn)，將進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空間維度。

　　據(jù)了解，中國移動(dòng)5G-ATG方案可以為每架飛機(jī)提供420Mbps峰值下載速率、66Mbps峰值上行速率，最大覆蓋半徑為300km，不到1000站即可實(shí)現(xiàn)全國航線覆蓋。獲批復(fù)后，中國移動(dòng)將率先聯(lián)合中國飛行試驗(yàn)研究院開展國產(chǎn)大飛機(jī)試飛數(shù)據(jù)寬帶傳輸驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)試飛機(jī)型海量數(shù)據(jù)快速卸載、實(shí)時(shí)飛機(jī)健康管理等，有效提升試飛數(shù)據(jù)分析效率。

　　“試驗(yàn)的下一步就是應(yīng)用。自5G商用以來，拓展應(yīng)用場(chǎng)景就是重中之重。工信部這次批復(fù)，有助于運(yùn)營商在新的空間維度應(yīng)用5G技術(shù)。民航旅客在飛機(jī)上使用5G，只是地空通信的一小部分場(chǎng)景?，F(xiàn)在5G的應(yīng)用基本還在地面，未來一定是空天地一體化的，空中的很多飛行器，比如農(nóng)業(yè)、氣象等領(lǐng)域無人機(jī)等，將來都可以應(yīng)用5G?！敝袊鴤髅酱髮W(xué)副教授、中國電信5G融媒實(shí)驗(yàn)室專家盧迪表示。

　　中國聯(lián)通將充分利用自身的地面網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)及計(jì)算資源優(yōu)勢(shì)，以應(yīng)用需求為牽引，與產(chǎn)學(xué)研合作伙伴一起，積極構(gòu)建空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)合作平臺(tái)，凝聚IMT、航天和航空等多方面力量，打造空天地一體化生態(tài)體系，共同推動(dòng)空天地一體化網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟。

　　根據(jù)目前空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)進(jìn)展情況，中國聯(lián)通提出了空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期推進(jìn)計(jì)劃：第一階段為2019年—2025年，主要工作是與國內(nèi)產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)和組織建立多種形式的合作關(guān)系，跟進(jìn)、參與和推動(dòng)空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展，以此為基礎(chǔ)與業(yè)界共同推進(jìn)國內(nèi)外通信標(biāo)準(zhǔn)的制定；第二階段為2020年—2024年，主要工作是研究5G與非地面網(wǎng)絡(luò)融合的應(yīng)用部署、設(shè)備形態(tài)和技術(shù)要求，逐步形成5G與非地面網(wǎng)絡(luò)融合的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)5G與非地面網(wǎng)絡(luò)融合的通信技術(shù)應(yīng)用落地；第三階段為2022年—2025年，主要目標(biāo)是面向6G與低軌衛(wèi)星，持續(xù)推進(jìn)空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　中國聯(lián)通研究院無線技術(shù)研究中心總監(jiān)李福昌表示，空天地一體化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路與方案應(yīng)空地并重，“業(yè)務(wù)、體制、系統(tǒng)”三位一體融合化，構(gòu)建空基泛低空網(wǎng)絡(luò)，面向多模終端提升現(xiàn)網(wǎng)能力。

　　普及“空中互聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)鏈各端仍需發(fā)力

　　“我只在某航用過一次空中互聯(lián)網(wǎng)，但感覺網(wǎng)速極慢，只能在微信里面發(fā)文字，視頻和大文件都接收不了?！薄霸谀澈缴衔揖蜎]有搜到過Wi-Fi等信號(hào)；某航上雖然有時(shí)能搜索到Wi-Fi信號(hào)，可不知為何總也連不上?！边@是此前不少乘客的心聲。

　　近年來，各基礎(chǔ)電信運(yùn)營商、航空公司和信息通信企業(yè)等都密切關(guān)注航空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，紛紛布局“新賽道”。然而，真正能夠提供“空中互聯(lián)網(wǎng)”服務(wù)的航班架次少之又少，且很難滿足乘客的上網(wǎng)需求。而且有聯(lián)網(wǎng)能力的飛機(jī)基本分布于大型寬體客機(jī)當(dāng)中，機(jī)身姿態(tài)的不同還會(huì)導(dǎo)致信號(hào)接收受到比較大的影響，讓網(wǎng)速變得更慢。

　　通過剖析此前航空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)沒有爆火的原因，我們不難發(fā)現(xiàn)，缺少政策支持、遇到技術(shù)瓶頸、商用化模式不成熟以及消費(fèi)端用戶感知不強(qiáng)等都是制約其快速發(fā)展的因素。而要實(shí)現(xiàn)5G﹢智慧航空進(jìn)一步普及，還需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同發(fā)力。

　　此次工信部批復(fù)中國移動(dòng)利用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G-ATG技術(shù)驗(yàn)證的申請(qǐng)，無疑為航空互聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展注入一劑“強(qiáng)心針”。

　　目前，ATG和衛(wèi)星通信是兩種主流的航班聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。所謂ATG方案，即沿著飛行航路或特定空域，在地面建設(shè)飛機(jī)專用通信基站，利用地面基站與飛機(jī)直接進(jìn)行信息傳輸。由于ATG方案過度依賴地面基站，其存在一定的局限性，如遇到山川海洋等特殊地形，基本無法修建基站，只能用在陸地和近海。相比之下，衛(wèi)星通信則可以規(guī)避地形上的限制，采用“空對(duì)空”信號(hào)傳輸技術(shù)的航班不需要借助地面基站，直接和衛(wèi)星“溝通”就可實(shí)現(xiàn)空中上網(wǎng)，除了適用于陸地和近海，還可以覆蓋廣大海域。

　　ATG網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性更強(qiáng)，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)成本上都更有優(yōu)勢(shì)，而且技術(shù)可隨著基站升級(jí)而升級(jí)。由于無法回收衛(wèi)星進(jìn)行升級(jí)改造，衛(wèi)星通信進(jìn)行技術(shù)升級(jí)就存在一定的困難。由于我國國內(nèi)航班的航線主要在陸地和近海，因此ATG方案就成了實(shí)現(xiàn)“空中上網(wǎng)”的第一選擇。

　　有效普及“空中上網(wǎng)”，除了需要在ATG和衛(wèi)星通信等航班聯(lián)網(wǎng)技術(shù)端發(fā)力，也離不開政策的保障和支持。2021年9月1日，國家無線電辦公室印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)地空移動(dòng)通信（ATG）業(yè)務(wù)無線電管理有關(guān)事宜的通知》，為ATG的進(jìn)一步商業(yè)化運(yùn)營做好了準(zhǔn)備。

　　除了技術(shù)層面的政策保障外，ATG的商業(yè)化運(yùn)營還需要相關(guān)政策的進(jìn)一步跟進(jìn)。例如，如何進(jìn)一步優(yōu)化基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)在該領(lǐng)域的經(jīng)營許可審批流程；航空公司在普及和推廣ATG技術(shù)應(yīng)用的過程中仍需民航相關(guān)法規(guī)政策指引；消費(fèi)者在使用相關(guān)技術(shù)服務(wù)時(shí)，也需要相關(guān)安全使用條例約束以及普惠政策支持等。

　　實(shí)現(xiàn)“空中上網(wǎng)”，首先滿足的是乘客隨時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)的便利需求，但滿足消費(fèi)者工作和消閑娛樂等體驗(yàn)絕不是唯一目的，5G廣連接、高速率、低時(shí)延等特點(diǎn)，將在多方面賦能航空業(yè)務(wù)。如果飛機(jī)上突發(fā)醫(yī)療急救事件，工作人員可以通過5G﹢遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)，建立遠(yuǎn)程救治通道，有效提升救治能力；在遇到險(xiǎn)情時(shí)，5G-ATG技術(shù)可以支持飛機(jī)與地面控制中心實(shí)時(shí)交互通信，實(shí)現(xiàn)飛行全過程監(jiān)控，有效降低飛行事故發(fā)生率，保障飛行安全……通過5G-ATG賦能，每一位乘客都將切身感受到5G﹢智慧航空的意義。

　　2021年，民航局在例行新聞發(fā)布會(huì)上表示，已有23家航空公司的842架飛機(jī)具備客艙無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力，每架航空器可使用的網(wǎng)絡(luò)帶寬已從原來的10兆左右提升至100兆以上。“2023年，民航業(yè)力爭(zhēng)完成運(yùn)輸總周轉(zhuǎn)量976億噸公里，旅客運(yùn)輸量4.6億人次……”在2023年全國民航工作會(huì)議上，中國民用航空局局長(zhǎng)宋志勇表示。面對(duì)這一龐大的受眾群體，“空中互聯(lián)網(wǎng)”這一百億級(jí)新市場(chǎng)正蓄勢(shì)待發(fā)。

　　“拓展空間很大，現(xiàn)在只是一個(gè)起步?！眾W卡姆剃刀在接受《人民郵電》報(bào)記者采訪時(shí)表示，“5GATG屬于高價(jià)值產(chǎn)品，未來會(huì)成為一種固定服務(wù)，其速率會(huì)越來越高，能力也會(huì)越來越強(qiáng)?！?/p>

　　在迎接空中互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代到來的進(jìn)程中，從生產(chǎn)、安裝到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈端口，仍需快馬加鞭，著眼5G-ATG基站建設(shè)速度、客機(jī)改裝進(jìn)展、消費(fèi)者應(yīng)用體驗(yàn)?zāi)酥廉a(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化轉(zhuǎn)型等方面，充分整合優(yōu)勢(shì)資源，奮力攻克前行路上的一道道關(guān)卡。（劉亞廷 楊子怡 劉彤）

　　轉(zhuǎn)自：人民郵電報(bào)

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