中国战略新兴产业融媒体记者 赵涵

　　近日，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。5G-ATG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，使乘客可以在机舱内通过无线局域网接入方式访问互联网。

　　工信部表示，此次批准中国移动开展5G-ATG试验，将进一步提升5G网络覆盖的空间维度，拓展5G的行业应用场景，更好满足航空旅客日益增长的空中访问互联网需求。

　　万米高空如何实现上网？

　　《“十四五”民用航空发展规划》明确提出，要加快扩大5G、大数据、区块链、人工智能、北斗系统等技术的民航应用。5G与民航业这一技术密集型行业的深度融合，不仅将加快民航业新技术的推广应用，深入推进智慧民航建设，也将为5G打造更加强大的产业基础与应用生态。

　　2021年4月发布的《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》提出的发展目标是“大力推进新一代航空宽带通信的应用，建设公用、专用相结合的民航5G网络，积极构建国际一流的现代化民航通信基础设施体系，助力智慧民航运输系统的建设与运行”。

　　现阶段地空通信方式主要有两种，卫星机载通信与ATG地空宽带通信。

　　卫星通信是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。目前，卫星通信方案已实现大规模应用，具有突出的市场先发优势。

　　卫星通信具有以下特点：一是通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；二是不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；三是只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；四是同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；五是电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；六是同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。

　　ATG（Air To Ground）地空通信系统，是通过沿航线部署地面专用基站，利用CPE（Customer Premise Equipment）机载通信设备和ATG基站，实现飞机与地面双向通信。具体来说，ATG系统的架构类似于地面基站网络。地面基站信号通过机载天线引入机舱，机舱内的信号经CPE接收后，转换为WiFi信号。

　　与卫星通信相比，ATG通信方案在通信效率与稳定性、经济成本、技术升级等方面具有比较优势。

　　在经济性方面，ATG机载设备成本只有卫星通信的三分之一，流量资费也较低。在技术兼容性方面，ATG方案可随着通信技术进步而升级，持续提升网络质量，而卫星通讯方案由于卫星无法回收造成通信技术无法迭代升级。

　　不过，由于地面基站很难实现跨洋部署，ATG是不适于国际航班使用的。

　　但毋庸置疑的是，5G-ATG还是为实时地空通信提供了有效解决方案。由于其具有明显的技术优势与广阔应用前景，吸引了通信运营商、设备供应商、航司、科研机构等众多单位开展研究。

　　2021年5月底，中国电信就曾公开表示，投入电信频率100MHz资源，融合航空移动频率10MHz，采用混合组网方式，结合天翼云资源为中国民航定制5G-ATG空地云专网。建成后，单架飞机峰值带宽高达1Gbps，使乘客在万米高空享受高速带宽的上网体验。

　　在2021年的世界5G大会上，中兴通讯推出的业界首个5G-ATG地空互联方案荣获5G应用设计揭榜赛大奖。中兴通讯表示，依托自主研发的5G核心技术，中兴通讯5G-ATG解决了超高速和超高空的信号覆盖和接入，可以最大支持300km覆盖半径，支持1200公里/小时超高速飞行。

　　对于此次受批5G-ATG技术试验，中国移动方面回应表示，移动的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300千米，不到1000站即可实现全国航线覆盖。本次批复，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应用，有效提升试飞数据分析效率。 

　　5G-ATG支撑智慧民航建设‍

　　5G-ATG能够实现发动机数据、舵面数据、飞行状态数据、操纵数据等飞行数据，以及舱内视频数据、航行情报、气象云图等秒级数据的实时空地传输，能够服务于旅客智慧出行，航司、空管等行业主体的智慧化运行管理，以及非常态下的应急救援等应用。

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　　面向后舱应用，服务旅客智慧出行。长期以来，飞机上无法使用网络与电子设备，无法与地面保持及时通讯。5G-ATG能够提供高速、稳定的网络环境，克服传统地空通信带宽窄、频谱效率低、时延长等问题，满足航空旅客日益强烈的互联网接入需求。此外，5G-ATG还能应用于智能客舱服务方案，例如在航班延误影响后续出行时，提供后续行程取消或更改的智能化解决方案等。

　　面向航司应用，提高智慧运营水平。5G-ATG能够促进电子飞行包（EFB）的全面应用，支持EFB以文字、照片、语音、视频等方式与地面实现即时通讯，通过EFB实时查询航路、机场雷达回波图及各类气象资料等，更加精准地支持机组飞行决策。同时，支撑航司运行控制中心的智慧化运营，支持机组与地面应用平台的实时数据交互，实现更精准的航班运行监控，助力飞行、机务、运控、安监、运标、信息等职能联动，提升协同处置能力及安全运行保障能力。

　　服务智慧飞行，提升安全运行能力。5G-ATG支持飞机与地面控制中心实时交互通信，实现飞行全过程模拟与监控，基于此建立飞行状态数字重现的数字孪生飞行。实现运行态势感知、航班一体化调度等，对飞行状态的同步模拟，实现飞行过程实时位置追踪、飞行偏差纠正、危险预警、应急状态下地空协同决策等。

　　服务应急救援，提升应急处置能力。通过安装舱内摄像头，利用5G-ATG地空宽带通信实时回传客舱、货舱视频图像，可以有效提升应对空中突发事件的应急处置能力和空防安全水平。此外，近年来飞机上突发医疗急救事件逐年增加，传统处理方式主要依赖于机组人员急救，由于机组人员并非专业医务人员，造成第一时间内有效救治条件受限。5G-ATG支持在线视频连线及实时画面传播建立远程救治通道，能够有效提升应对空中突发医疗事件的处置能力。

　　是否会干扰飞机设备？

　　安全是民航的头等大事，民航对技术安全性的要求非常高。

　　国际上已经有ATG宽带通信系统在使用。例如，美国Gogo air是全球第一家为民用飞机提供服务的地空宽带运营商。商用以来，可提供100Mbps以上的峰值体验速率。Gogo air宣布，到2025年，该公司预计将有超过11000架飞机提供连接。欧洲空中网络（EAN）则使用ATG系统和卫星系统的组合，为欧洲提供机载通信覆盖。

　　多年来，在使用的过程中，国外航空业一直存在对5G无线网络担忧的声音，持续改造力图降低5G对敏感航空仪器的影响。美国航空公司和美国联邦航空管理局一直担心 5G 可能会干扰飞机的无线电高度计。那么，5G信号是否与飞行员长期使用的无线电高度计之间存在潜在干扰？航空5G的实行是否对航空安全造成威胁？

　　2022年1月，在《航空5G机场场面宽带移动通信建设应用实施方案》公布的时候。针对“航空5G”的安全性，民航局空管行业管理办公室副主任陈向阳表示，“5G在民航的应用也是根据不同场景，采取了安全类与非安全类通信相结合的方式，这与我们日常在手机上使用的5G网络并不完全等同。对于安全类通信，例如《航空5G机场场面宽带移动通信建设应用实施方案》中所说的‘航空5G’，它与电信运营商建设部署的5G网络是完全隔离的，不存在共用关系。”

　　针对国外部分机场5G信号影响飞机无线电高度表的新闻，陈向阳表示：“里面提到的5G是指部分特定频段的5G公共网络，而‘航空5G’不会发生类似情况。通过合理设置新技术的演进路线与实施方案，恰恰可以促进安全、提升安全。”

　　民航资源网专家谢鹰表示，在空天地一体化的背景下，工信部此次对中国移动4.9GHz用作5G-ATG试验频率的批复具有重要里程碑意义。虽然此次频率批复只是用于技术验证，但的确是巨大的进步，表明了工信部对于5G-ATG可以用作5G网络立体覆盖的认可和支持。虽然距离5G-ATG商用还有很多工作要做，但曙光已现，相信在不久的将来工信部也会批复中国电信、中国联通的相关申请，5G-ATG也将正式走向商用，极大推动中国航空互联网的发展，更好地满足航空旅客对于空中上网的迫切需求。