這顆中國衛星的三項神技，讓飛機高鐵不再是WiFi盲區

對于現代人來說，WiFi已經成為了一種新的生活必需品。打聽WiFi密碼也許是不少人來到新環境中做的第一件事。隨著無線網絡的不斷普及，WiFi的覆蓋范圍已經從家庭、辦公室逐漸擴展到了公共場所和交通工具上。

但是在高鐵和飛機上，低頭族們卻不得不暫時忍受一下失去高速網絡的痛苦了。

即便你是愿意購買流量、使用移動運營商的通信網絡，在高速行駛的列車上，一般也不能獲得很好的上網體驗。我們的手機需要用無線信號與運營商的基臺通信，才能接入移動網絡。在高鐵上，由于高鐵列車相對于基臺移動很快，信號會因為多普勒效應而“變形”，造成通信困難。同時，每個基臺的覆蓋范圍是有限的，手機必須快速連續的在不同基臺間切換，手機有可能在還沒有完成和上一個基臺的通信前就不得不切換到下一個基臺，造成通訊的頻繁中斷。

而在飛機上，地面上一般移動通信基臺的信號已經不能到達噴氣飛機飛行的萬米高空。飛行員可以使用高頻無線電信號和地面進行語音通信，收發簡單的信息，但不能用來傳輸數據。

若干年后，這些不便都會成為歷史。4月12日，我國成功發射了實踐13號衛星。衛星系統的幾項“神技”，為高速網絡信號在高鐵列車和民航飛機上的覆蓋提供了可能。

（實踐13號發射瞬間）

第一項神技，是Ka波段信號的使用。目前一些航班上也提供機上wifi服務，乘客手中的網絡設備與機上wifi路由器相連后，再通過一定的方式接入互聯網。在機上wifi服務最為發達的美國，飛機可以選擇通過地面的特殊通信站連接網絡，也可以使用L波段或Ku波段的衛星信號。使用不同通信方式時，每架飛機所獲得的帶寬有所不同。對于速度最快的Ku波段衛星信號，每架飛機最多僅能得到32Mbps的帶寬。當飛機上的數百位乘客同時上網時，每位乘客將會重新體驗到寬帶網普及前的龜速網上“沖浪”。Ka波段是26.5-40GHz頻段的無線信號。衛星使用這個信號通信時，可以利用更寬的頻段，也可以應用多波束、頻率復用等高大上的新技術。目前，美國捷藍航空（Jetblue）已經建立起了基于Ka波段的Fly-Fi機上WiFi服務，能為每位乘客提供12Mbps的網絡帶寬。作為一顆試驗性性衛星，實踐13號雖然沒有“火力全開“，但是其通信總能力已經達到了20Gbps，超過了我國以往所有衛星的總合，能為每個單點用戶提供最多400Mbps的帶寬。按照每架飛機100-200位乘客計算，每位乘客能夠2-4Mbps的帶寬，已經足夠用來刷微博、聊微信，看一些清晰度不是特別高的視頻了。

（捷藍航空的Fly-Fi服務）

第二項神技，叫做”動中通“。通信衛星一般位于靜止軌道上，相對于地面靜止。當高鐵列車或飛機移動時，衛星在天空中的相對位置就會發生變化。動中通技術通過GPS、經緯儀、捷聯慣導系統等儀器的測量，讓飛機、高鐵上收發衛星信號的天線始終沖準衛星。實踐13號在使用Ka波段與地面通信時，用不同的波束覆蓋地面上的不同區域，每個波束的覆蓋范圍一般在300-700公里之間。以目前高鐵300公里/小時和民航飛機800公里/小時左右的速度來看，飛機和高鐵能在比較長的一段時間內處于一個波束的覆蓋區域內。在跨越不同波束的覆蓋區域時，”動中通“的無縫切換技術就會派上用場，能在使用者毫無察覺的情況下切換通信波束。

第三項神技，是電推進系統。衛星為了調整自身軌道、穩定自身姿態，在正確的位置用朝向正確的方向工作，需要配備推進系統。以往的推進系統使用的化學燃料，燃料本身需要占據很大的重量。實踐13號使用的電推進系統，使用電能加熱或電離推進劑，使其加速噴射而產生推力。電推進系統的效率比化學推進系統的效率提高10倍左右，以往需要攜帶3噸推進劑才能完成的工作，現在只需要攜帶300公斤推進劑就可以搞定了。目前，太空發射仍然是一項極其花費極其昂貴的活動。燃料重量的減少可以極大的降低衛星成本，從而降低飛機、高鐵WiFi接入的成本。

實踐十三號僅僅是移動高速網絡的”序幕“。在未來5-10年，我國將發射二十多顆通信衛星，單顆衛星的最大通信容量將超過100Gbps。而覆蓋高體、飛機的高速網絡，則會在2020年完成典型示范，2030年實現全面服務，讓大家的出行與網絡生活更加便捷。