编者按：“尊敬的乘客您好，感谢您乘坐本次航班，飞机即将起飞，请您系好安全带……请将您的手机和其他电子设备调成飞行模式或关机。”
空中5G通信一直是大众关注的热点话题和急盼实现的愿景。截至今年2月末，我国5G基站总数达238.4万个，5G网络建设稳步推进。行进在祖国的辽阔疆土上，我们随处可以感受到5G通信给我们带来的便利。而仰望苍穹，我们何时才能体验一把空中“5G冲浪”呢？
机会来了！为深入贯彻落实党的二十大关于加快建设网络强国的决策部署，工业和信息化部依申请批复中国移动使用其4.9GHz部分5G频率资源在国内有关省份开展5G地空通信（5G-ATG）技术试验，在拓展5G行业应用场景的同时，也将更好满足航空旅客日益增长的空中访问互联网需求。
让我们走进本期“聚焦”，一起探寻空中“5G冲浪”新高地。
5G-ATG技术成熟 正开展试飞验证
高空上网又有好消息。
工信部近日依申请批复中国移动使用其4.9GHz部分5G频率资源，在国内有关省份开展5G地空通信（5G-ATG）技术试验。中国移动将率先联合中国飞行试验研究院开展国产大飞机试飞数据宽带传输验证，试点的飞机机型包括中国商飞的ARJ21和C919。
5G-ATG是5G在航空互联网领域的新应用和新业态，基于5G公众移动通信技术，通过沿飞机航线设置符合相应国际规则和国内规定的特殊基站及波束赋形天线，在地面与飞机机舱间建立地空通信链路，使乘客在机舱内通过无线局域网接入方式访问互联网。
ATG全称为Air To Groud，其原理是通过运营商在地面上沿着飞机主要航线或在特定空域部署一定数量的飞机专用通信基站，然后把信号发射至高空，经过ATG基站覆盖范围的飞机便能利用安装在腹舱内的ATG接收器接收地面无线信号，实现地空通信。
“5G-ATG是较为成熟的技术，它具有大带宽、高速率的特点。”知名科普博主“奥卡姆剃刀”在接受《人民邮电》报记者采访时表示，“我国基站资源非常丰富，有了‘底座’，再增加波束赋形天线，在飞机航线上采用基站‘接力’的方式‘追着飞机走’，技术路线成熟，实现难度不大，只是目前我国没有完全形成商用能力。”
记者了解到，目前飞机机舱内的Wi-Fi，主要通过卫星通信和ATG两种方式实现。据民航发展规划研究院资料显示，ATG方案具有网络延迟小、稳定性较好、经济成本低、设备安装简易并且技术可以进行迭代升级的特点。而卫星通信虽然覆盖广，但其资源紧张，在网络速率、稳定性、使用人群等方面存在劣势。
在政策方面，2021年，中国民航局发布了《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》，明确了以5G为代表的新一代航空宽带通信系统的建设应用，是构建智慧民航系统的重要基础和技术支撑。
在全球，ATG是主流市场陆上航线地空通信的主要手段，3G-ATG和4G-ATG在国外商用时间较早。SkyFive是全球领先的ATG服务供应商，曾用300个4G基站覆盖欧洲41个国家和地区的飞行航线，为来自4个航空公司的300多架飞机提供100M带宽的4G-ATG服务。
在我国，2018年12月，中国商飞就首次圆满实现在ARJ21飞机103驾机上对ATG地空宽带通信系统的测试。2021年9月1日，国家无线电办公室印发《关于加强地空移动通信（ATG）业务无线电管理有关事宜的通知》，进一步为ATG的商业化运营做好了准备。
运营商一直没有停下探索ATG的脚步。据《人民邮电》报报道，早在2014年，中国移动就完成了京渝、京广、京沪航线的地空宽带通信服务覆盖，服务带宽达到15M。航班上的乘客可以通过除手机外的各类电子设备，方便地搜索到中国移动4G网络在机舱中转化的Wi-Fi信号，在万米高空上网“冲浪”。相比此前航空公司试用的航空机载卫星通信系统800多k的带宽来说已经实现了很大飞跃。
“但4G-ATG没有大规模商用。4G在带宽和速率上不如5G，机上乘客使用效果可能不佳。”奥卡姆剃刀告诉记者，“而5G在机上的服务能力更强，商用前景更好，这可能是4G-ATG没有大规模商用的原因。”
基础电信企业持续推进空天地一体化通信网络建设
在空地云网产业图谱中，天地互联技术路径的选择至关重要。从全球主要市场来看，ATG与卫星互联网互补，主流市场陆上航线以ATG为主，已经成为行业共识。ATG之所以成为主流，主要是因为在陆上航线同等覆盖面积下，ATG带宽更大、成本更低、体验更好。
相比使用4G基站，在5G时代陆地上空的飞行采用ATG可以得到更大的带宽。近年来，基础电信企业和众多航空公司纷纷进入5G-ATG航空产业链。
中国电信围绕智慧民航建设需求，以5G﹢云网融合为牵引，不断提升数字化供给能力，推进智慧民航定制5G专网建设，通过“5G﹢边﹢云﹢X”，实现“云网一体，按需定制”，让5G技术在民航行业落地生根。
如今，中国电信5G-ATG可以支持多种业务，为民航提供空中互联网和智慧民航服务，可实现视频直播等智慧娱乐服务、订票改签等智慧客舱服务以及行李跟踪等智慧出行服务，同时也将实现实时QAR等智慧飞行应用、客舱视频等智慧安防应用以及地面指挥协同等智慧运控应用。中国电信5G定制网还可以覆盖机场、空管、航空公司、监管等运行场景，创新更多的行业应用服务民航系统建设。
近期，工业和信息化部依申请批复中国移动使用其4.9GHz部分5G频率资源，在国内有关省份开展5G地空通信（5G-ATG）技术试验。此次工业和信息化部批准中国移动开展5G-ATG试验，将进一步提升5G网络覆盖的空间维度。
据了解，中国移动5G-ATG方案可以为每架飞机提供420Mbps峰值下载速率、66Mbps峰值上行速率，最大覆盖半径为300km，不到1000站即可实现全国航线覆盖。获批复后，中国移动将率先联合中国飞行试验研究院开展国产大飞机试飞数据宽带传输验证，实现试飞机型海量数据快速卸载、实时飞机健康管理等，有效提升试飞数据分析效率。
“试验的下一步就是应用。自5G商用以来，拓展应用场景就是重中之重。工信部这次批复，有助于运营商在新的空间维度应用5G技术。民航旅客在飞机上使用5G，只是地空通信的一小部分场景。现在5G的应用基本还在地面，未来一定是空天地一体化的，空中的很多飞行器，比如农业、气象等领域无人机等，将来都可以应用5G。”中国传媒大学副教授、中国电信5G融媒实验室专家卢迪表示。
中国联通将充分利用自身的地面网络、大数据及计算资源优势，以应用需求为牵引，与产学研合作伙伴一起，积极构建空天地一体化通信网络合作平台，凝聚IMT、航天和航空等多方面力量，打造空天地一体化生态体系，共同推动空天地一体化网络产业链走向成熟。
根据目前空天地一体化通信网络产业进展情况，中国联通提出了空天地一体化通信网络长期推进计划：第一阶段为2019年—2025年，主要工作是与国内产学研机构和组织建立多种形式的合作关系，跟进、参与和推动空天地一体化通信网络的关键技术发展，以此为基础与业界共同推进国内外通信标准的制定；第二阶段为2020年—2024年，主要工作是研究5G与非地面网络融合的应用部署、设备形态和技术要求，逐步形成5G与非地面网络融合的相关标准，推动5G与非地面网络融合的通信技术应用落地；第三阶段为2022年—2025年，主要目标是面向6G与低轨卫星，持续推进空天地一体化通信网络关键技术研究与产业发展。
中国联通研究院无线技术研究中心总监李福昌表示，空天地一体化网络建设思路与方案应空地并重，“业务、体制、系统”三位一体融合化，构建空基泛低空网络，面向多模终端提升现网能力。
普及“空中互联网”产业链各端仍需发力
“我只在某航用过一次空中互联网，但感觉网速极慢，只能在微信里面发文字，视频和大文件都接收不了。”“在某航上我就没有搜到过Wi-Fi等信号；某航上虽然有时能搜索到Wi-Fi信号，可不知为何总也连不上。”这是此前不少乘客的心声。
近年来，各基础电信运营商、航空公司和信息通信企业等都密切关注航空互联网业务的发展，纷纷布局“新赛道”。然而，真正能够提供“空中互联网”服务的航班架次少之又少，且很难满足乘客的上网需求。而且有联网能力的飞机基本分布于大型宽体客机当中，机身姿态的不同还会导致信号接收受到比较大的影响，让网速变得更慢。
通过剖析此前航空互联网业务没有爆火的原因，我们不难发现，缺少政策支持、遇到技术瓶颈、商用化模式不成熟以及消费端用户感知不强等都是制约其快速发展的因素。而要实现5G﹢智慧航空进一步普及，还需要产业链上下游共同发力。
此次工信部批复中国移动利用其4.9GHz部分5G频率资源在国内有关省份开展5G-ATG技术验证的申请，无疑为航空互联网高质量发展注入一剂“强心针”。
目前，ATG和卫星通信是两种主流的航班联网技术。所谓ATG方案，即沿着飞行航路或特定空域，在地面建设飞机专用通信基站，利用地面基站与飞机直接进行信息传输。由于ATG方案过度依赖地面基站，其存在一定的局限性，如遇到山川海洋等特殊地形，基本无法修建基站，只能用在陆地和近海。相比之下，卫星通信则可以规避地形上的限制，采用“空对空”信号传输技术的航班不需要借助地面基站，直接和卫星“沟通”就可实现空中上网，除了适用于陆地和近海，还可以覆盖广大海域。
ATG网络稳定性更强，在网络质量、经济成本上都更有优势，而且技术可随着基站升级而升级。由于无法回收卫星进行升级改造，卫星通信进行技术升级就存在一定的困难。由于我国国内航班的航线主要在陆地和近海，因此ATG方案就成了实现“空中上网”的第一选择。
有效普及“空中上网”，除了需要在ATG和卫星通信等航班联网技术端发力，也离不开政策的保障和支持。2021年9月1日，国家无线电办公室印发《关于加强地空移动通信（ATG）业务无线电管理有关事宜的通知》，为ATG的进一步商业化运营做好了准备。
除了技术层面的政策保障外，ATG的商业化运营还需要相关政策的进一步跟进。例如，如何进一步优化基础电信业务在该领域的经营许可审批流程；航空公司在普及和推广ATG技术应用的过程中仍需民航相关法规政策指引；消费者在使用相关技术服务时，也需要相关安全使用条例约束以及普惠政策支持等。
实现“空中上网”，首先满足的是乘客随时接入互联网的便利需求，但满足消费者工作和消闲娱乐等体验绝不是唯一目的，5G广连接、高速率、低时延等特点，将在多方面赋能航空业务。如果飞机上突发医疗急救事件，工作人员可以通过5G﹢远程医疗技术，建立远程救治通道，有效提升救治能力；在遇到险情时，5G-ATG技术可以支持飞机与地面控制中心实时交互通信，实现飞行全过程监控，有效降低飞行事故发生率，保障飞行安全……通过5G-ATG赋能，每一位乘客都将切身感受到5G﹢智慧航空的意义。
2021年，民航局在例行新闻发布会上表示，已有23家航空公司的842架飞机具备客舱无线网络服务能力，每架航空器可使用的网络带宽已从原来的10兆左右提升至100兆以上。“2023年，民航业力争完成运输总周转量976亿吨公里，旅客运输量4.6亿人次……”在2023年全国民航工作会议上，中国民用航空局局长宋志勇表示。面对这一庞大的受众群体，“空中互联网”这一百亿级新市场正蓄势待发。
“拓展空间很大，现在只是一个起步。”奥卡姆剃刀在接受《人民邮电》报记者采访时表示，“5GATG属于高价值产品，未来会成为一种固定服务，其速率会越来越高，能力也会越来越强。”
在迎接空中互联网时代到来的进程中，从生产、安装到应用的全产业链端口，仍需快马加鞭，着眼5G-ATG基站建设速度、客机改装进展、消费者应用体验乃至产业链商业化转型等方面，充分整合优势资源，奋力攻克前行路上的一道道关卡。（刘亚廷 杨子怡 刘彤）
转自：人民邮电报
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