許多年來(lái)，長(zhǎng)途飛機(jī)旅行是一件比較枯燥的事情，原因是你不得不將手機(jī)調(diào)到飛行模式或者直接關(guān)機(jī)，這對(duì)于上網(wǎng)控來(lái)說(shuō)是一件難以忍受的事情。不過(guò)現(xiàn)在機(jī)上WiFi連接已經(jīng)日趨普遍，比如40%的美國(guó)航班、阿聯(lián)酋航空和卡塔爾航空這樣的國(guó)際航班就提供機(jī)上WiFi服務(wù)；近日，國(guó)內(nèi)南航也宣布部分航線飛機(jī)上也可以連接WiFi。這樣的轉(zhuǎn)變，讓人十分驚喜，我們也很好奇，一向手機(jī)都不能開(kāi)的高空機(jī)上環(huán)境，WiFi是怎么工作的呢？下面，我們將就比較常見(jiàn)的幾種機(jī)上WiFi配備方式及工作原理做出簡(jiǎn)單介紹。

ATG (Air To Ground)空對(duì)地WiFi系統(tǒng)

顧名思義，“空對(duì)地”ATG WiFi系統(tǒng)，建立的是一種飛機(jī)與地面基站實(shí)時(shí)信息交流與傳輸?shù)臋C(jī)制。這是一種為陸上國(guó)內(nèi)旅行而設(shè)計(jì)的WiFi提供方案。在ATG系統(tǒng)中，我們需要在飛機(jī)的腹部裝載兩個(gè)天線來(lái)從陸基基站接收收信號(hào)。當(dāng)乘務(wù)員將ATG系統(tǒng)上的開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)”的位置時(shí)，飛機(jī)開(kāi)始連接不同的地面信號(hào)塔，并允許飛機(jī)內(nèi)的用戶開(kāi)始發(fā)送和接收信號(hào)。

目前，大多數(shù)ATG服務(wù)只能夠?yàn)橛脩籼峁┐蠹s3 Mbps的WiFi速度，這足以處理電子郵件、查看Facebook和發(fā)送文字微信。Gogo公司最新的ATG-4系統(tǒng)支持高達(dá)10 Mbps的速度，但它在許多速度較慢的配備ATG-3的飛機(jī)上無(wú)法使用。

Ku-Band衛(wèi)星WiFi系統(tǒng)

Ku-Band(12-18GHz) 衛(wèi)星服務(wù)廣受Gogo、Panasonic和Row44等航空公司的歡迎，覆蓋范圍更廣，即使在地面基站或海洋上空飛行時(shí)也能保持連接。Ku-Band天線安裝在一個(gè)巨大的圓頂形的“碟狀物”中，它位于飛機(jī)的頂部，類似于房子的屋頂電視天線，當(dāng)飛機(jī)飛行時(shí)，天線必須指向傳輸衛(wèi)星。

一旦天線接收到衛(wèi)星信號(hào)，飛機(jī)將為用戶提供高達(dá)30-40 Mbps速度的WiFi。雖然這比ATG系統(tǒng)有了很大的改進(jìn)，但網(wǎng)絡(luò)速度取決于一顆衛(wèi)星服務(wù)的所有飛機(jī)數(shù)量。Ku-Band不會(huì)為您提供Netflix、youtube、優(yōu)酷等流式播放電影的功能，但你可以運(yùn)行一個(gè)Google FI呼叫，查看一些圖片密集的網(wǎng)站，甚至可以播放一些音樂(lè)。由于信號(hào)傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn)，此類衛(wèi)星WiFi存在ATG方式WiFi基本不存在的網(wǎng)絡(luò)延遲問(wèn)題，因此盡管內(nèi)容總體上加載速度更快，但初始頁(yè)面元素有時(shí)候可能要一分鐘才能展示出來(lái)。

Ka-Band 衛(wèi)星WiFi系統(tǒng)

Ka-Band(26.5 -40GHz)衛(wèi)星WiFi系統(tǒng)正式用于軍事通信，目前是航空公司可采用的最快的WiFi服務(wù)方式，深受捷藍(lán)航空、維珍美國(guó)和一些聯(lián)合737航空公司的歡迎。衛(wèi)星和無(wú)線服務(wù)提供商Viasat通過(guò)其新的Viasat-1衛(wèi)星為Ka-Band系統(tǒng)提供支持，該衛(wèi)星比Ku-Band衛(wèi)星強(qiáng)大得多，平均來(lái)說(shuō)它能夠?yàn)槊考茱w機(jī)提供最高速度70 Mbps的WiFi網(wǎng)絡(luò)。這基本達(dá)到了你在家中見(jiàn)到的寬帶速度，允許你采用流式傳輸視頻，以及將照片上傳到網(wǎng)站和社交媒體平臺(tái)，如微信朋友圈和Facebook。目前只有一顆Viasat Ka-Band衛(wèi)星，因此服務(wù)僅限于美國(guó)，但是Viasat后續(xù)會(huì)發(fā)射更多的衛(wèi)星，來(lái)覆蓋加拿大和歐洲部分地區(qū)。

由于Ka-Band目前僅在美國(guó)可用，維珍美國(guó)公司選擇在其新交付的A320飛機(jī)上暫時(shí)使用Ka-/Ku-Band混合接收機(jī)。這種混合接收機(jī)允許飛機(jī)根據(jù)可用的最佳信號(hào)強(qiáng)度在Ku波段和Ka波段之間切換。維珍美國(guó)聲稱，這種衛(wèi)星服務(wù)WiFi的組合將允許乘客在Netflix上觀看節(jié)目和電影，并從Spotify播放音樂(lè)。

埃塞德ExedeWiFi系統(tǒng)

Viasat的Viasat-1衛(wèi)星還提供12 Mbps Exede服務(wù)，JetBlue使用該服務(wù)為所有乘客提供免費(fèi)的“Fly-Fi”WiFi服務(wù)以及每小時(shí)9美元的速度增強(qiáng)型“Fly-Fi+”服務(wù)。捷藍(lán)公司最近也宣布，它已經(jīng)與亞馬遜合作，為Amazon Prime成員提供了將電影轉(zhuǎn)播到自己設(shè)備上的機(jī)會(huì)。捷藍(lán)航空已經(jīng)在其所有A320系列飛機(jī)上完成了WiFi安裝，但新的E190飛機(jī)只有2%。

使WiFi在飛機(jī)上工作所需的內(nèi)部設(shè)備

與許多其他飛機(jī)系統(tǒng)相比，大多數(shù)商用飛機(jī)上使用的WiFi和飛行娛樂(lè)系統(tǒng)相當(dāng)簡(jiǎn)單。例如，1984年，達(dá)美航空公司（Delta Airlines）配備了洛克希德L-1011，以適配第一個(gè)嵌入在座位上的機(jī)上電話——而今天，飛機(jī)WiFi依賴于類似的技術(shù)。

一系列的黑匣子（不要與飛行記錄器混淆）被藏在飛機(jī)的壁板后面，排列在飛機(jī)的一側(cè)，略高于窗戶，作為飛行中的WiFi接入點(diǎn)。

這些黑匣子被稱為無(wú)線接入點(diǎn)（或waps），其功能類似于家庭中的WiFi路由器，但由于它們?cè)陲w機(jī)上，因此成本高出平常10倍，而且有10倍的概率更容易斷開(kāi)連接。每一個(gè)接入點(diǎn)都由一個(gè)四邊形電纜連接，它基本上是由線圈套線圈來(lái)制作完成的。

飛機(jī)的內(nèi)部WiFi設(shè)備實(shí)際上能夠比外部天線接收到的速度快得多，這就是為什么一些航空公司（如三角洲航空公司、聯(lián)合航空公司和西南航空公司）選擇使用基于飛機(jī)的預(yù)加載計(jì)算機(jī)，并允許用戶將一些娛樂(lè)信息流傳輸?shù)阶约旱脑O(shè)備。

機(jī)上WiFi的局限性

機(jī)上WiFi有能力去達(dá)到更快的速度，但所有的飛機(jī)（無(wú)論服務(wù)類型如何）都會(huì)保持“自動(dòng)節(jié)流”，以便數(shù)據(jù)在其活躍用戶之間均勻分布。因此，4個(gè)用戶使用機(jī)上互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)將比40個(gè)用戶時(shí)感受到的網(wǎng)速快得多。

除了速度之外，機(jī)載硬件也會(huì)有一些缺點(diǎn)，帶來(lái)一些功能缺陷。例如，ATG系統(tǒng)只有前后向天線，而ku衛(wèi)星接收器一次只能連接到一顆衛(wèi)星，這意味著兩個(gè)系統(tǒng)都會(huì)導(dǎo)致WiFi用戶在切換塔或衛(wèi)星時(shí)發(fā)生短暫的信號(hào)中斷。

地面技術(shù)也有其自身的局限性。雖然美國(guó)總體上已經(jīng)完成了比較好的基站覆蓋，但在那些擁有大片偏遠(yuǎn)土地和相對(duì)較少人口的州（如蒙大拿州、內(nèi)布拉斯加州等），基站的分布更廣，常常導(dǎo)致天線信號(hào)斷開(kāi)，直到下一個(gè)連接完成。同時(shí)，在北極和南極，沒(méi)有發(fā)射塔，衛(wèi)星連接也很難實(shí)現(xiàn)。另外，在俄羅斯和中國(guó)，WiFi功能也會(huì)有所限制。大多數(shù)情況下，你的機(jī)組人員都知道你會(huì)在哪里失去聯(lián)系，他們會(huì)在飛行初期透露這一點(diǎn)。

WiFi系統(tǒng)幾乎每天都會(huì)發(fā)生故障，但大多數(shù)情況下，這是由于一些簡(jiǎn)單的原因造成的，例如接線松動(dòng)或天線斷裂。WiFi故障并不是飛行的一個(gè)安全關(guān)鍵因素，所以除非出現(xiàn)重大問(wèn)題，它不會(huì)導(dǎo)致起飛延遲。通常情況下，WiFi故障需要在夜間維護(hù)檢查時(shí)進(jìn)行一些輕微的故障排除。但要知道，空乘人員不是航空電子技術(shù)人員，通常只能使用“關(guān)閉并重新打開(kāi)”的老方法。所以，當(dāng)你的WiFi壞了的時(shí)候，請(qǐng)對(duì)你的乘務(wù)員好一點(diǎn)——他們可能無(wú)法修復(fù)WiFi，但他們?nèi)栽诰o急情況下可以救你的命！

展望未來(lái)

新的ATG-4服務(wù)，增加了兩個(gè)額外的側(cè)邊天線到機(jī)身的一側(cè)，并增加了與地面的連接，目前正在逐步應(yīng)用到一些商用飛機(jī)上。在Gogo的737-500飛行試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)ATG-4進(jìn)行的測(cè)試表明，它的連接足以傳輸視頻。但是，前述自動(dòng)限流功能可能會(huì)根據(jù)乘客的使用情況合理調(diào)配數(shù)據(jù)分配。

與此同時(shí)，位于飛機(jī)頂部的圓頂型Ku-Band外殼正在逐漸變薄。Gogo聲稱其新的基于衛(wèi)星的2KU服務(wù)將配備一個(gè)只有17毫米厚的穹頂，提供高達(dá)70 Mbps的速度。雖然穹頂?shù)拇笮?duì)乘客來(lái)說(shuō)可能不是什么大問(wèn)題，但對(duì)航空公司來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)大問(wèn)題——目前的穹頂機(jī)型每次航行造成的燃油附加消耗為400至600磅！減少這些圓頂?shù)拇笮『椭亓靠梢栽谝荒陜?nèi)節(jié)省數(shù)千加侖的燃料，并減少飛機(jī)的尾氣排放。

至于國(guó)內(nèi)方面，現(xiàn)今的機(jī)上WiFi引入還相對(duì)較少，讓我們一起期待吧！