飛機(jī)上到底能不能用手機(jī)？

2017-03-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

最近國外出了一款名為“mTenna”的新型天線,可以讓乘客在飛機(jī)上享受高速WiFi,飛機(jī)上既然可以用無線網(wǎng),為什么不可以用手機(jī)呢?

衛(wèi)星通訊創(chuàng)業(yè)Kymeta公司新推出了一款“智能天線”產(chǎn)品,核心技術(shù)就mTenna,目前已經(jīng)完成了測試。該項(xiàng)技術(shù)可以為汽車、飛機(jī)、船只提供無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù),即WiFi連接。它是一款輕便、功率較低、有專利保護(hù)的平板天線,可以做到和衛(wèi)星直接連接,為移動(dòng)交通工具提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這也就意味著,一旦成功,那么你將在世界的任何一個(gè)角落都可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接,且不需要任何的網(wǎng)線鋪設(shè)工程。

本質(zhì)上與屋頂上的天線并沒有什么不同,最大的不同就是它不是傳統(tǒng)天線那種需要固定在一個(gè)方向接收信號,Kymeta的智能天線是可以接受任意方向的衛(wèi)星設(shè)備的。mTenna通過軟件來獲取衛(wèi)星信號,非常的簡便且小巧,差不多一個(gè)披薩的大小,因此它可以很好的應(yīng)用在一些移動(dòng)交通設(shè)備上,不產(chǎn)生任何的負(fù)擔(dān)。

目前國外已經(jīng)有不少的飛機(jī)上是可以使用無線網(wǎng)絡(luò)的,比如美國聯(lián)合航空旗下的飛機(jī)使用的是松下的天線,使得乘客們在空中也可以進(jìn)行無線上網(wǎng)。但是該款設(shè)備很厚重,還需要維持運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī),給飛機(jī)造成了很大的負(fù)擔(dān),這就意味著需要更多的能源來支持飛機(jī)的飛行。

有一些城市的公交系統(tǒng)提供了無線網(wǎng)絡(luò),但是并不是連接的衛(wèi)星信號,普遍采用的是LTE網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)速大概在每秒5兆左右,僅僅是美國聯(lián)邦通訊委員會(huì)FCC定義的互聯(lián)網(wǎng)寬帶速度的五分之一,可見還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及全球水平。如果利用衛(wèi)星進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)連接,那么它的網(wǎng)速最多可以達(dá)到每秒1000兆的傳輸速度以及更大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,甚至可以為全球每輛汽車每月都提供兆位以太網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)。

除了覆蓋范圍上的優(yōu)勢,衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)還具備不易斷的優(yōu)點(diǎn),可減少中斷的次數(shù)。當(dāng)然,以現(xiàn)有的技術(shù)而言,汽車上都裝上網(wǎng)絡(luò)還是一件比較奢侈的事情。但是一旦未來自動(dòng)駕駛技術(shù)成熟,做到全面的推廣,那么那時(shí)車輛的移動(dòng)所基于的實(shí)時(shí)交通信息的分享交換就必須保證無線網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋,就可以真正實(shí)現(xiàn)。

最近該公司已經(jīng)完成了一項(xiàng)測試,就是mTenna天線可以連續(xù)地提供網(wǎng)絡(luò)的連接,已經(jīng)經(jīng)過了8000英里的成功測試。同時(shí)已經(jīng)和全球最大的衛(wèi)星運(yùn)營商Inmarsat合作展開了合作。它的下一步計(jì)劃就是在明年進(jìn)行Alpha和Beta測試,在2016年底正式推出試用天線。并且已經(jīng)選好了一家小型的汽車制造公司達(dá)成合作協(xié)議,合力將該技術(shù)推向市場,于明年一月中旬正式公布該公司的名稱。

Kymeta智能天線技術(shù)的核心是不論用戶還是衛(wèi)星在移動(dòng),都可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接。

關(guān)于飛機(jī)上能不能使用手機(jī),手機(jī)到底是怎么影響飛機(jī)飛行等問題一直存在爭議。

飛機(jī)上對手機(jī)的禁令最早始于1991年。當(dāng)時(shí)的一些飛行員和空乘人員反饋稱,電子設(shè)備會(huì)影響飛機(jī)的導(dǎo)航設(shè)備﹐可能干擾駕駛艙與地面的通訊,美國政府就著手展開了相關(guān)調(diào)查。

美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)和美國航空無線電技術(shù)委員會(huì)(RTCA)召集了來自政府、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的各路專家,開始了種種相關(guān)研究。

盡管拿不出足夠證據(jù),給出一個(gè)確切答案,但他們表示:電子設(shè)備的無線電信號的確“有可能”干擾客機(jī)的飛行操作。于是美國聯(lián)邦航空管理局出臺了禁止乘客在飛機(jī)上使用手機(jī)的規(guī)定。

理論上來說,飛機(jī)需要通過天線接收來自地面塔臺和軌道衛(wèi)星的信號,以進(jìn)行通信和導(dǎo)航。而機(jī)上乘客一旦使用電子設(shè)備,其發(fā)出的電波就有可能通過各種途徑干擾這一過程。

比如這些電波會(huì)從玻璃窗和艙門的縫隙逸出,被飛機(jī)上的天線接收從而影響原來接收的正常信號。

1、既然法律做了這樣的規(guī)定,作為乘客就有遵守的義務(wù),所以坐國內(nèi)航空公司的飛機(jī)時(shí),就老老實(shí)實(shí)地把手機(jī)關(guān)了,沒有必要偷偷摸摸地拿出手機(jī)來玩,不必以身試法挑戰(zhàn)規(guī)則;2、更沒有必要和機(jī)組人員爭論去為難他們,畢竟規(guī)定不是他們制定的,他們制止旅客玩手機(jī),也只是在盡到自己工作的職責(zé)。

但遵守規(guī)定是一碼事,討論規(guī)定是不是合理又是另一碼事,這兩件事并不矛盾。如果打著遵守規(guī)則的旗號去壓制一切討論,那不合理的規(guī)定永遠(yuǎn)得不到更新,社會(huì)就永遠(yuǎn)無法進(jìn)步。

首次,在起飛和降落階段,由于離地面比較近,手機(jī)在開機(jī)情況下可以連接到地面上的手機(jī)基站,同時(shí)由于飛行速度很快,所以手機(jī)會(huì)在不同的基站之間不停地切換,容易加重基站的工作負(fù)擔(dān)。

其次,手機(jī)發(fā)射的電磁波有可能會(huì)對飛機(jī)上的導(dǎo)航設(shè)備造成影響。

這里請注意“有可能”這三個(gè)字。也就是說,即使在那個(gè)時(shí)候,也并沒有任何確切的證據(jù)和科學(xué)研究證明手機(jī)電磁波會(huì)影響飛行安全,做出這樣的規(guī)定只是出于謹(jǐn)慎考慮。

那到底手機(jī)電磁波對飛機(jī)設(shè)備有沒有影響呢?在那之后的二十多年時(shí)間里,波音這樣的飛機(jī)制造商和Delta這樣的航空公司,都投入巨額資金做了幾十萬次實(shí)驗(yàn),都沒有發(fā)現(xiàn)這樣的例子。

更重要的是,時(shí)代已經(jīng)不一樣了。手機(jī)開始普及到人手一臺,智能手機(jī)的出現(xiàn)更是讓人增加了對手機(jī)的依賴和粘性;航空公司也希望增加機(jī)上Wi-Fi的用戶體驗(yàn)和使用時(shí)間,能夠讓更多人付費(fèi)購買Wi-Fi;包括亞馬遜這樣生產(chǎn)閱讀設(shè)備的大公司,也希望對電子設(shè)備的限制能夠更加寬松。

公眾呼聲加上大公司出于商業(yè)利益的推動(dòng),于是,監(jiān)管機(jī)構(gòu)就被推著走了。聯(lián)邦航空管理局因此召集專家成立了“便攜式電子設(shè)備航空監(jiān)管委員會(huì)”,后者經(jīng)過調(diào)查出臺了一份報(bào)告,認(rèn)為電子設(shè)備不會(huì)對飛機(jī)儀器造成干擾。

正是基于這個(gè)報(bào)告,FAA在2013年10月31日放開了在美國國內(nèi)航班上禁止在起飛和降落階段開機(jī)的限制,不過他們?nèi)匀粵]有放開使用手機(jī)通話的限制。

也就是說,乘客在飛行全程中都可以打開手機(jī),即使是起飛和降落階段也不例外;但是,必須使用飛行模式。那之后一個(gè)月,FCC也宣布,他們考慮允許乘客在飛機(jī)上用手機(jī)通話。不過這一點(diǎn)目前還在探討之中,還沒有成為現(xiàn)實(shí)。時(shí)至今日,在美國坐飛機(jī),已經(jīng)不會(huì)有乘務(wù)員來讓你關(guān)機(jī)了,當(dāng)然,打電話還是不允許的。

在這個(gè)政策演變的過程中,我們可以看到美國的監(jiān)管機(jī)構(gòu)還是能夠順應(yīng)民情、與時(shí)俱進(jìn)、政策透明的。不過即使這樣,FAA和FCC還是備受詬病,公眾認(rèn)為他們行動(dòng)遲緩,用了二十多年才完成改變。

其實(shí)目前美國的限制其實(shí)還是非常嚴(yán)格的。歐洲早在2008年就允許在飛機(jī)上使用2G網(wǎng)絡(luò)通話,2013年開始更是允許使用3G和4G網(wǎng)絡(luò)。其他有些小國家的規(guī)定可能就更加寬松了。

手機(jī)、飛機(jī),互不干擾

禁止使用手機(jī)的理由是,手機(jī)接收和發(fā)射的信號有可能會(huì)干擾飛機(jī)上的電子系統(tǒng)。

航空通訊頻率表單位MHz

…………

…………

如果飛機(jī)的電子系統(tǒng)被嚴(yán)重干擾,導(dǎo)致飛機(jī)失事,那可是人命關(guān)天的大事。這個(gè)理由足夠嚇人的,所以自從規(guī)定出臺后,世界各國紛紛效法,旅客們從自己安全角度考慮,也積極配合,于是上飛機(jī)關(guān)手機(jī)成為一種慣例。然而,手機(jī)信號真的會(huì)干擾飛機(jī)上的電子系統(tǒng)嗎?

前面已經(jīng)說到了,當(dāng)飛機(jī)在平流層飛行的時(shí)候,手機(jī)實(shí)際上無法接收和發(fā)送信號,在這段飛行時(shí)期,理論上講,你開不開手機(jī),都不會(huì)對電子系統(tǒng)有什么影響。手機(jī)信號真正有可能影響飛機(jī)電子系統(tǒng)的時(shí)期,是在起飛和降落之時(shí),也就是飛機(jī)穿梭在對流層的那兩段時(shí)間。

航空信號有固定的頻率,也就是118MHz頻段。而我們使用的手機(jī)信號的頻率在900MHz左右,兩者相差很大,所以理論上是不會(huì)彼此干擾的。因?yàn)殡姶鸥蓴_往往是同頻段干擾,如果信號頻率不同,則“井水不犯河水”,你傳你的,我傳我的。

次生電磁波干擾?莫須有

但也有例外情況,那就是手機(jī)信號會(huì)產(chǎn)生一些次生電磁波,這些次生電磁波的頻率有可能與航空信號一致,在這種情況下,就有可能出現(xiàn)干擾航空信號的現(xiàn)象。這正是各國航空管理部門堅(jiān)持坐飛機(jī)要關(guān)手機(jī)的最重要依據(jù)。

可是,次生電磁波都非常非常微弱,目前還沒有證據(jù)表明,它們能對航空信號產(chǎn)生什么實(shí)質(zhì)性的干擾,更不用說制造安全事故了。

而且,讓我們來到大都市的飛機(jī)場觀察一下,在候機(jī)大廳里,人們肆無忌憚地使用各種電子設(shè)備,手機(jī)、掌上電腦、筆記本電腦……隔著大廳窗戶外面,就是飛機(jī)和飛機(jī)跑道,不斷有飛機(jī)在起降。如果手機(jī)這樣的電子設(shè)備產(chǎn)生的次生電磁波真的能夠干擾航空信號,世界各地候機(jī)大廳制造出來的次生電磁波早就屢屢闖下大禍了。實(shí)際上,迄今為止沒有一例航空事故被證明是手機(jī)信號干擾航空信號導(dǎo)致的。

機(jī)身會(huì)屏蔽手機(jī)信號

不管是飛機(jī)設(shè)備,還是手機(jī)本身都應(yīng)該完成了EMC試驗(yàn)。就像你在家手機(jī)信號不應(yīng)該影響你的電視機(jī)收看一樣,更不會(huì)影響你的冰箱洗衣機(jī)的正常工作。

也許有人會(huì)說,候機(jī)大廳的手機(jī)畢竟離飛機(jī)有一定距離,威脅不大,帶到飛機(jī)里面的手機(jī)威脅會(huì)更大。從科學(xué)上講,的確有一種所謂的“前門干擾”的說法,即乘客使用電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生電磁波,這些電磁波會(huì)從飛機(jī)的玻璃窗、艙門的縫隙跑出去,被機(jī)載天線接收到,從而干擾正常航空信號的接收。

由于飛機(jī)可以看成是一個(gè)金屬殼的“容器”,所以飛機(jī)艙壁起到了電磁屏蔽的作用,內(nèi)部的電磁波基本上都被屏蔽在內(nèi)部了,只有通過“前門干擾”才有可能影響航空信號。但是“前門干擾”真的能干擾,也必須是電磁波的頻率與航空信號的頻率一致才行。本身飛機(jī)金屬殼已經(jīng)基本屏蔽了機(jī)艙內(nèi)的手機(jī)信號,就算有少量泄露出來,頻率也與航空信號不同。所以擔(dān)心“前門干擾”影響飛機(jī)安全,也基本上屬于杞人憂天。

至于手機(jī)設(shè)定中的“飛行模式”功能,是手機(jī)廠商允許使用者關(guān)閉手機(jī)的通訊功能,當(dāng)“飛行模式”啟動(dòng)后,使用者的手機(jī)就不會(huì)聯(lián)系基站,發(fā)送信號了。既然不發(fā)送信號,自然就降低了產(chǎn)生次生電磁波干擾航空信號的風(fēng)險(xiǎn)。不過由于各種手機(jī)上的“飛行模式”并沒有被各國政府的航空管理部門認(rèn)可,所以坐飛機(jī)的時(shí)候,乘客就算是把手機(jī)調(diào)整到“飛行模式”,也還會(huì)被要求關(guān)閉手機(jī)。

不管技術(shù)上分析,飛機(jī)上不能用手機(jī)合不合理。但是我們坐我們中國的航班,還是老實(shí)關(guān)機(jī),不要被罰款和拘留。新的《中國民用航空法》草案公布,里面增加了一條規(guī)定,把在飛機(jī)上違規(guī)使用手機(jī)視為“危及民用航空安全和秩序的非法干擾行為”,最高罰款5萬元。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才