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为C919做空中直播 他们做的事比发射卫星还难

 2017-07-14 来源:中国交通报 作者:孟庆丰  [投稿排行榜]
2017-07-14 17:27:09

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为C919做空中直播 他们做的事比发射卫星还难

  图:C919伴飞飞机上提供技术保障。

  5月7日,我国自主研制的大飞机C919成功试飞,中央电视台对C919的飞行过程进行了全程直播,观众在电视上清晰地看到了C919穿梭飞行时的姿态。有人不禁要问,飞机在空中飞行还能直播出来,这是如何做到的?

  “C919首飞空中直播方案是中国交通通信信息中心(简称通信信息中心)为其量身定做的,这也是目前全球商业飞机首飞过程中首次进行空中视频直播活动。”通信信息中心副主任宋溱介绍说,根据国家发展改革委和交通运输部印发的《推进“互联网+”便捷交通 促进智能交通发展的实施方案》的要求,民用航空器空中接入互联网将作为“十三五”重大基础设施建设任务,为民航旅客提供空中接入互联网服务。通信信息中心从2013年就开始研究依托海事卫星等通信资源为民航提供互联网通信服务。为C919首飞提供空中直播只是其成果之一,通信信息中心目前已经可以为飞机驾驶舱和客舱提供互联网服务,成功诠释了“互联网+航空”的内涵。

  开辟专用通道 支撑C919首飞空中直播

  “刚接到这个任务时,压力很大。”通信信息中心卫星通信事业部副总经理郭春启告诉记者,以前只是用互联网技术在飞机上做过直播,效果较差,用海事卫星对飞机空中飞行进行直播还是第一次,而且C919万众瞩目,容不得一丝差错。为了这次直播,郭春启带领团队2016年就开始和央视商讨直播方案,而当他们找到中国商飞公司时,中国商飞公司的第一反应是,这事不可能。郭春启没有气馁,他详细地向中国商飞公司介绍了海事卫星的特点和优势,以及通信信息中心与媒体配合进行多次事件直播的丰富经验,并提出了利用C919伴飞飞机进行直播的方案。

  据介绍,伴飞飞机的主要任务是在C919起飞前,提前飞入指定空域,实地了解首飞高度层的风、温、云况等气象条件的实际情况,观测C919飞行状态,并及时通报地面指挥系统,为国产大飞机C919起飞做好探路工作,该方案就是把摄像机安装在伴飞飞机上,拍摄C919的飞行实况并实时传到电视台进行直播。

  “为了保证直播稳定和画面清晰度,我们在海事卫星上开辟了一条直播专用通道。”郭春启介绍说,这条通道就像一条专门给C919直播准备的高速公路,上面只有这一辆车。尽管有了专用通道支持,但在推进实施时,郭春启和团队还是遇到了难题。要实现C919在央视的直播,需要把C919的海事卫星机载设备的IP地址纳入到央视的海事卫星专网中,在确定C919的IP地址时,项目组发现设置好的参数一运行就会自动清空,无法实现央视直播的要求,而且伴飞飞机上的机载设备是国外生产,查找原因非常困难。为此,通信信息中心北京海事地面站专门成立课题组进行分析研究,提出了优化核心网配置的方案,强制把C919纳入到海事卫星专网,满足了央视直播的要求。郭春启告诉记者,如果时间允许,再早一点介入到此次直播中,就可以联系伴飞飞机的设备厂商,进行软件升级,从而实现海事卫星的最大带宽,让画面更清晰。

  传输速度提高40倍 给驾驶舱带来信息革命

飞机后舱的互联网价值。

  图:飞机后舱的互联网价值。


  “以前,驾驶舱向地面和空管系统传输信息用的是高频或甚高频,速度只有每秒2.4K到10K,但第四代海事卫星可以把传输速度提高到每秒400K以上,提高了40倍以上,是划时代的突破。”据郭春启介绍,飞机在飞行过程中,需要驾驶舱和地面的运行控制部门进行通信,保障飞行安全。但以10K以下的速度,飞机和地面传输的只能是简单文字,传输图片都很困难,这种传输速度导致驾驶舱和地面的通信很难达到实时,信息传输存在滞后性,飞行享受到的信息服务也因此打了折扣。而第四代海事卫星将改变上述情况,让信息能够实时传输,除了文字和图片,甚至可以传视频。郭春启举例说,飞机在飞行过程中,地面运行控制部门发现航线前方会遭遇雷雨天气,这时地面运行控制部门可以重新为飞机实时规划出一套安全的飞行路线,并传到飞机驾驶舱,让飞机避开极端天气。传输速度的增加可以让飞机每16分钟就向后方报告一次位置,遇到紧急情况可以实现1分钟报告一次甚至秒报。所以说,第四代海事卫星可以大幅度提高民航的安全性能,实现民航业的“智慧交通”。

  构建我国自主的基于北京海事卫星地面站的第四代海事卫星航空安全通信系统,并非易事。郭春启告诉记者,为飞机驾驶舱提供卫星安全通信服务的公司,全球只有两家,一家在美国,一家在欧洲,这两家公司历史悠久,和飞机制造厂商有着密切联系,这时一家中国企业要进入这个领域,困难比想象中还要多。

  据了解,要让飞机能够使用第四代海事卫星,需要在飞机上加装海事卫星设备,但出于安全考虑,飞机上加装任何设备都要经过国际民用航空组织的批准,而要经过这个组织的批准,通信信息中心需要取得一系列资质认证。为此,郭春启带领团队按照国际民航组织的要求,一页页翻着厚厚的英文资料,一项一项地攻克。学通信出身的郭春启开始学习国际民航标准和政策、了解飞机构造和改装,弄清飞机上的航电设备都属于哪些厂家。与此同时,通信信息中心经过与民航局多次沟通,得到了民航局的大力支持,与民航数据公司共同建设我国自主的基于北京海事卫星地面站的全球卫星数据链安全通信系统,打破该领域的垄断,成为全球第三家具备该能力的安全通信服务商。

  “在这个过程中,关键难点在于找到一家肯与我们合作进行试验的航空公司。”郭春启介绍说,民航公司需要通信信息中心拿到国际民用航空组织的认证才肯合作进行试验,但拿到国际民航组织的认证先要进行大量的试验。一段时间,他们陷入了先有鸡还是先有蛋的死循环中。但2015年,事情出现了转机,美国一架飞机拿到了同类型飞机应用海事卫星通信的认证,按照国际民航组织的规定,该认证只要有一架飞机拿到,就可以在全球范围内通用,通信信息中心也因此获得了国际民航组织的认证。2016年,通信信息中心找到深圳航空,并在深圳航空公司下的一架A320飞机上开始了改装试验合作。

  2017年5月,这架A320飞机成为国内首架安装了最新一代海事卫星通信设备的飞机,为驾驶舱提供包括卫星语音通信和ACARS(飞机通信寻址与报告系统)数据服务在内的强大且灵活的空中安全信息服务,为了这一刻,郭春启带领团队已经艰苦攻关了4年。

  据介绍,下一步,通信信息中心将继续加强与民航数据公司合作,推广基于北京海事卫星地面站第四代海事卫星的全球卫星数据链安全通信系统。此外还将继续和航空公司沟通对接,从运营的角度挖掘海事卫星通信服务民航的更多应用,推进我国民航驾驶舱向宽带化、智能化和平台化转变。

  发射高通量卫星 乘机也能用上互联网

北京船舶通信导航有限公司获得航空机载通信业务试验资格。

  图:北京船舶通信导航有限公司获得航空机载通信业务试验资格。


  “乘客坐在飞机上想的是到了机场能否打到车,能不能在飞机上就把出租车预定好,甚至把酒店房间也定好,但我国民航的大多数飞机还不能提供客舱互联网服务。”通信信息中心研发中心副主任李晋更关注的是利用Ku频段卫星宽带,为飞机后舱即客舱提供互联网服务。

  早在几年前,通信信息中心就曾多次与航空公司完成了机载卫星通信的系统建设和网络保障工作,同时积极与有关单位配合开展民航机载卫星通信相关政策法规的制定和推进工作,取得了宝贵的经验,为交通大数据信息融合发展奠定了坚实的技术和政策基础。自2012年9月至今,通信信息中心先后两次获得工业和信息化部同意其利用海事卫星系统开展民航飞行试验的批复文件。2013年,通信信息中心联合中国国际航空股份有限公司实现了国内首架民航机载卫星互联网航班飞行活动。

  2016年3月7日,通信信息中心获得了工业和信息化部颁发的国家基础电信业务经营许可证,成为基础电信运营商。今年3月份,工信部正式签发《工业和信息化部关于同意北京船舶通信导航有限公司(MCN)利用亚太6号卫星通信系统开展Ku频段航空机载通信业务试验的批复》。该批复标志着MCN作为中国交通通信信息中心下属企业,也是唯一隶属于交通运输部的国家基础电信运营商,具备了在试验期内利用Ku频段卫星宽带链路,为飞机后舱旅客提供宽带互联网通信服务的资质。

  “这两项资质的获得意味着一扇新的大门向我们打开了。”李晋告诉记者,向飞机上的乘客提供互联网服务需要突破两个瓶颈,一是网速,需要有专门的大容量通信卫星提供服务,通信信息中心已经计划于2019年发射我国第一颗基于Ku频率的高通量卫星,来解决这一重大瓶颈。另一个是在飞机上开放手机,只有开放手机,才能让乘客享受到更便利的互联网服务。

  但在飞机上开放手机使用的难度并不比发射一颗卫星的难度小。据李晋介绍,国外航空公司的飞机上开放手机,是因为其民航业发展得早,各方面的研究和标准得以较早试验和推行。但在我国,在飞机上开放手机还需要很多前期验证工作,这些工作不仅繁琐还需要多方协调。

  “研究国外针对手机使用的测试资料要阅读厚厚的英文文件,有的多达几百页厚,而像这样的文件有很多个。”据了解,要在飞机上开放手机,首先要做一整套的测试项目,测试项目按美国标准,但他们只提供测试项目清单,具体怎么做还得自己摸索,这些项目是可以并行测试,还是需要单独测试?有哪些条件要求?哪些测试机构可以做?怎样和中国国情相匹配?这些问题需要一个个攻关。有时,还要通过国内航空公司找到飞机生产商,再找到国外航空公司,跟他们了解国外是如何做的。

  李晋说,虽然繁琐,但总得有人做,作为扎根于交通运输行业的基础电信运营商,通信信息中心有责任站出来推动“互联网+航空”,现今,通信信息中心正在民航管理部门的指导下,联合国内的航空公司和权威机构共同探索和推动各项测试和认证。就目前来看,飞机飞行过程已经成为“互联网+交通”中的一块孤岛,旅客如果在飞机上也可以使用互联网,就可以把整个综合交通体系串起来,比如在飞机上也可以使用交通一卡通和交通信息化服务系统,购买大巴车票和预约出租车。中国的航线较长,商务人士可以利用飞行这段时间,处理很多业务。可以预见,今后空中的互联网服务会成为航空公司的重要竞争力之一。

  据了解,通信信息中心已经为包括国航、海航、香港航空在内的多家航空公司提供正式的基于L波段的客舱互联网服务。未来,通信信息中心将利用基于Ka频段的第五代海事卫星和基于Ku频段的VSAT卫星为航空公司提供更加高速的互联网服务,届时乘客将会在万米高空体验到如同地面网络一般的上网速度,同时极大提高飞机与地面的交互能力,为实现飞机与地面交通数据信息的联通搭建高速网络通道。

  图片由 通信信息中心 提供

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