飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

ADVERTISEMENT

越來越多航空公司提供機上Wi-Fi,讓乘客在旅途中也能連上網路傳遞資料。但仔細想想,高空中沒有任何的基地台,飛機如何提供整架班機乘客的網路頻寬?且上網費用越來越低廉,這究竟是因為什麼原因?在網路3要素當中,機上無線網路的頻寬、品質、價格又能達到什麼樣的水準?接著看下去就知道。

內部網路還是網際網路

早期機上Wi-Fi網路並非真正連接到我們熟知的網際網路,而是透過類似內部網路的方式,提供機上免稅品購買等服務。也有部分航空公司會在飛機停靠後,再將資料批次傳輸出去,並非想像中即時的網路服務,像是挪威航空。不過近年因為網路需求大增,相當多航空公司推出真正的機上Wi-Fi服務。像是2年前左右美國的Delta航空就免費提供機上Amazon的線上商店,也可以免費瀏覽與航空公司配合的服務,像是華爾街日報。

這一年多來,日系航空公司如JAL、ANA也推出國內線上網服務,價格倒也不是很貴。JAL來說,航程450公里以內收費500日元,折合新台幣約150元。超過651公里則是700~1200元不等,折合新台幣約210~360元。飛機是透過什麼方式將我們的手機與真實網路連接呢?答案就是陸基基地台與衛星訊號。

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲有網友在奧斯陸機場的飛機上測試,連上飛機的Wi-Fi後,會經由機場的基地台傳遞出去。圖片來源:zhihu

改造地面基地台打上飛機

近年行動網路的發展速度很快,開始有廠商將主意動到飛機上。然而就算將基地台訊號打到飛機上讓你的手機收到,你的手機也不可能有這麼高的功率能回傳封包。因此飛機就成了兩者中介的橋梁。傳統基地台散播訊號的方式以平面為主,若要讓飛機接收到訊號必須對基地台與飛機進行改造。

基地台的部分會將訊號指向天空讓飛機接收到訊號,這類基地台的理論覆蓋範圍約為100公里,高度則會受到天氣等因素限制。飛機部分則需要在機腹安裝專門接收地上訊號的天線(ATG,Air to Ground),接收到訊號後再透過機內頂端的無線網路傳播出去,讓你的手機或平板收到Wi-Fi訊號。普遍來說,要將無線訊號覆蓋滿整架飛機,中小型飛機約需要3個路由器,大型飛機則需要6個。而做這類技術最有名的,就是先前名為Aircell後來改名為Gogo Inflight Internet的美國廠商。他們與美國漢威航太公司(Honeywell Aerospace)、國際海事衛星組織(Inmarsat)合作,要建立全球第一個空中高速網路,此網路即為GX航空網路。既然是透過地面基地台提供的訊號,那跑到海上該怎麼辦?這時就要搭配能克服地形障礙的衛星訊號。

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲陸基型的傳輸方式,機腹會有ATG的傳輸天線。圖片來源:wikipedia

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲陸基的傳輸方式較為簡單,直接與地面基地台聯繫。圖片來源:wlanbook

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲陸基的缺點就是只能在陸地上空飛行,超過沿海一定的距離就會失效。圖片來源:wlanbook

衛星訊號品質良莠不齊、延遲高

透過衛星傳輸的優點是不會受到地形限制,且衛星覆蓋範圍比基地台更廣,不需要頻繁地切換訊號造成速度不穩定。衛星與飛機的溝通方式比陸基的基地台更複雜,簡單來說,從飛機發出的訊號要先傳到頭上的衛星,再從衛星傳到地面上的接收中心。因為傳輸的距離、過程更複雜,衛星訊號通常都會有不小的延遲。舉個日常的例子來說明,電視新聞的SNG轉播(Satellite News Gathering),棚內主播講完話要現場記者接話,通常都會有約3秒鐘的時間差,這時間差就是衛星訊號造成的延遲。

除了延遲問題外,頻寬也是衛星訊號較大的缺點。傳輸的速度、頻寬都會受到衛星的規格所影響,且未來的擴充性相當低,打上去的時候是什麼規格,基本上就無法變動。

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲機尾頂端即為玻璃纖維覆蓋的衛星天線,亦稱帽狀天線。圖片來源:wlanbook

飛機上哪來的Wi-Fi無線網路?陸基3G、衛星網路架構原理

▲衛星訊號不會受到地形限制,但因過程較為複雜,網路延遲相當明顯。圖片來源:wlanbook

下一頁:覆蓋範圍與頻寬障礙、Wi-Fi與飛行安全

魯蛇實驗室
作者

戶田惠梨香 新垣結衣 長澤雅美 吉高由里子 志田未來 北川景子 香里奈 竹內結子 北乃紀伊 菅野美穗 黑川智花 宮崎葵 夏帆 貫地谷詩穗梨 石原里美 有村架純 井上真央 真野恵里菜 能年玲奈 深田恭子

使用 Facebook 留言
echoo
2.  echoo (發表於 2014年5月06日 20:45)
這樣達飛機就可以不無聊了,不然飛機的電影都很無聊。

--------------------------------------------------------------------------------------
ECHOO 主動式意見卡
想要表達消費意見卻不想要留下資料
你這個時候就要考慮主動式意見卡
前往試用 http://www.echoo.tw
--------------------------------------------------------------------------------------
發表回應
謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則