?[[403928]]?

本文轉載自微信公眾號「BOO聊通信」，作者BOO聊通信。轉載本文請聯系BOO聊通信公眾號。

相信使用過飛機航班上提供WiFi(一般是衛星通信)的同學一定對網速的慢、不穩定深有感觸，甚至可以說這WiFi提供了和沒提供沒啥區別。

不過，在飛機上上網這件事，似乎要迎來轉機了。近日，中國某運營商宣布將部署覆蓋全國航線的空中5G網絡，用專業點的術語來形容就是ATG(air to ground，地空通信)網絡，來實現用戶可以在飛機上享受5G網絡服務的目標。

空中5G網絡有意義嗎?我相信所有人都會給出肯定的答案，畢竟大家坐飛機幾個小時時間不玩兒手機在這個年代真的太煎熬了，而傳統的空中衛星通信上網網速又一夜回到解放前。如果能在飛機上使用5G網絡，刷刷抖音看看劇，那就算飛行時間很長也不會感覺太無聊。

ATG是怎么實現的呢?

原理非常簡單粗暴，就是直接使用和在地面上連接5G網絡一樣的方式：通過5G基站。只不過，在地面上網時，基站連接的天線是向地面發射無線電磁波，而在ATG上網時，基站連接的天線將會被掰向天空，朝天上發射信號。

??

圖源：中關村在線

另外，考慮安全因素，ATG 5G服務并不會讓用戶直接使用手機連接5G網絡，飛機上專用設備接收5G信號后，最終還是要轉換成WiFi提供給用戶上網的。

??

圖源：中興通訊

因此，ATG上網需要電信運營商在其想要提供服務的航線對應的地面區域，布設專門的基站服務空中用戶。

以這次中國XX(避免打廣告嫌疑隱去運營商名稱)的站址規劃為例，其站址基本覆蓋了整個中國領土，因此理論上ATG服務開通后，全國航線基本可以實現全覆蓋。

??

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

據中國XX官方口徑，其提供的ATG網絡可以實現單架飛機峰值速率1Gbps。由于基站覆蓋高空存在超遠覆蓋、頻率干擾、高速移動多普勒頻移等問題，這個峰值速率相比地面5G網絡是有一定折損的，但相比慢如龜速的衛星上網，已經非常不錯了。

不過，請注意一個關鍵詞：單架飛機。這個就很有意思了。因為從該運營商的ATG站址規劃來看，全國站址數量也就小幾百個，這樣的站址規模其實還不如很多大些的縣城5G基站數量。

對于移動通信來說，單個基站的帶寬很重要，但更重要的是一共能提供多少個基站，而這些基站的帶寬累加，才是整個移動通信系統的總體容量。

2019年，全國民用航空客運量大概6.6億人，分到365天，每天在空中飛著的人大概是180萬。而考慮到每個人乘坐飛機的時間一般也就3小時左右，所以可以打個比方認為空中覆蓋面向的是一個180萬人口的城市，這個城市里每人每天只上網3小時。

??

數據源：艾媒咨詢

這么看，如果全國航班飛行時間、航線均勻分布的話，這個規劃站址規模還是可以的，基本能滿足用戶要求不太高的5G網絡需求。

但是，從常識判斷大家也能猜到，全國航班飛行時間可是有忙有閑的，而航線飛行頻次的區別更是千差萬別。

比如，每天10點從北京飛上海航班的數量，一定會比23點陜西飛遼寧的航班數量多很多吧。

??

??

數據源：林雅晴 民航資源網

這就會導致，某些時段、某些航線旅客人特別多，而反之則特別少，雖然從該運營商站址規劃情況來看，明顯呈現東部沿海區域多、西部少的趨勢，但站址的數量并不能抵消忙閑嚴重不均的問題。

所以，該運營商之所以說單架飛機的峰值速率，其實就是在理想情況下(沒有其他飛機搶資源)給出個最好的速率體驗理論值，但實際上用戶的上網體驗可能會要差很多，但我覺得再差也應該和4G網絡感知差不多，要啥自行車。

目前國內主要的跨省交通方式，無非就是飛機和高鐵，說完了天上的，再來看看地上的。

相信很多人對于國內高鐵線路的通信服務并不是很滿意，比如我長期關注的一個金融行業巨V，就在前一陣發微博吐槽高鐵信號：

??

那為什么天上的信號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。

因為，不管你要覆蓋哪兒，最終發射與接收信號的還是基站與天線。而管它是245G網絡，手機能上網根本原理就是基站天線的無線電磁波能發送到用戶的手機上、電磁波的頻率資源足夠多不會導致擁塞。

先看看空中覆蓋的環境：一覽無余毫無遮擋的天空使得一個基站能輕松覆蓋一個城市的面積;基站站址布設在哪里都無所謂反正天線都是要往天上打;一架飛機上頂多幾百人有的時候甚至幾十人;飛機和飛機間足夠遠不會扎堆。

??

而反觀高鐵線路：穿山越嶺的復雜的地形地貌，導致無線信號到處被遮擋，單個基站與天線能覆蓋到的線路長度不過幾百米或1公里左右，且每個基站位置的選擇都非常不容易;大段大段的隧道無線信號根本無法打入，必須通過特殊方式在隧道內進行網絡建設，但在隧道內施工很多情況下又非運營商能決定的了;每輛高鐵駛過，以京廣高鐵使用的CRH380AL動車組列車為例，16節車廂，在沒有站票情況下都要承載1000名旅客，而2019年全年我國鐵路運送旅客人數達到36億為航空的6倍。

?[[403932]]?

覆蓋某段高鐵的基站建設 圖源：人民郵電報

因此，從覆蓋角度看，高鐵的覆蓋沒辦法像ATG那樣全國搞幾百個站實現無縫銜接，需要結合地形地貌每幾百米放置一個基站專門覆蓋一段路，甚至要對每個隧道使用“泄漏電纜”這種特殊方式進行建設覆蓋;從容量角度看，每次列車駛過時會出現千人同時上網的情況，再加上火車上容易出現看視頻、刷抖音的行為，導致無線網絡資源又難以支撐。

?[[403933]]?

泄漏電纜 圖源：新華網

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基站被切換到另一個基站，而這種無線信號的交接，則更加降低了網絡的體驗。而以單個ATG基站覆蓋范圍來看，從北京到上海可能也就經歷十幾二十個基站的切換，甚至不如高鐵在一個小城市內經歷的基站數目。

??

圖片圖源：知乎 林林創

很多用戶總會有一種想法：那就是上網的信號是天上飛來的，應該無處不在，但實際上信號是從和你所在位置無遮擋、距離足夠近的基站以接力的形式發射過來的。

因此，高鐵線路的覆蓋，難度與復雜度遠遠大于覆蓋天空，仰望天空易，但腳踏實地可太TM難了。如果想實現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，可以用天量來形容，運營商也是企業，也要考慮成本，你說是不，這就是高鐵線路信號不夠理想的原因。