飛機上到底能不能用手機？

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,可以讓乘客在飛機上享受高速WiFi,飛機上既然可以用無線網(wǎng),為什么不可以用手機呢?

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

本質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,差不多一個披薩的大小,因此它可以很好的應用在一些移動交通設備上,不產生任何的負擔。

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

有一些城市的公交系統(tǒng)提供了無線網(wǎng)絡,但是并不是連接的衛(wèi)星信號,普遍采用的是LTE網(wǎng)絡,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FCC定義的互聯(lián)網(wǎng)寬帶速度的五分之一,可見還遠遠不及全球水平。如果利用衛(wèi)星進行無線網(wǎng)絡連接,那么它的網(wǎng)速最多可以達到每秒1000兆的傳輸速度以及更大的網(wǎng)絡覆蓋范圍,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。

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

最近該公司已經(jīng)完成了一項測試,就是mTenna天線可以連續(xù)地提供網(wǎng)絡的連接,已經(jīng)經(jīng)過了8000英里的成功測試。同時已經(jīng)和全球最大的衛(wèi)星運營商Inmarsat合作展開了合作。它的下一步計劃就是在明年進行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成合作協(xié)議,合力將該技術推向市場,于明年一月中旬正式公布該公司的名稱。

Kymeta智能天線技術的核心是不論用戶還是衛(wèi)星在移動,都可以進行網(wǎng)絡的連接。

關于飛機上能不能使用手機,手機到底是怎么影響飛機飛行等問題一直存在爭議。

飛機上對手機的禁令最早始于1991年。當時的一些飛行員和空乘人員反饋稱,電子設備會影響飛機的導航設備﹐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調查。

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

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

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

比如這些電波會從玻璃窗和艙門的縫隙逸出,被飛機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,所以坐國內航空公司的飛機時,就老老實實地把手機關了,沒有必要偷偷摸摸地拿出手機來玩,不必以身試法挑戰(zhàn)規(guī)則;2、更沒有必要和機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,也只是在盡到自己工作的職責。

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)定永遠得不到更新,社會就永遠無法進步。

首次,在起飛和降落階段,由于離地面比較近,手機在開機情況下可以連接到地面上的手機基站,同時由于飛行速度很快,所以手機會在不同的基站之間不停地切換,容易加重基站的工作負擔。

其次,手機發(fā)射的電磁波有可能會對飛機上的導航設備造成影響。

這里請注意“有可能”這三個字。也就是說,即使在那個時候,也并沒有任何確切的證據(jù)和科學研究證明手機電磁波會影響飛行安全,做出這樣的規(guī)定只是出于謹慎考慮。

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

更重要的是,時代已經(jīng)不一樣了。手機開始普及到人手一臺,智能手機的出現(xiàn)更是讓人增加了對手機的依賴和粘性;航空公司也希望增加機上Wi-Fi的用戶體驗和使用時間,能夠讓更多人付費購買Wi-Fi;包括亞馬遜這樣生產閱讀設備的大公司,也希望對電子設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,于是,監(jiān)管機構就被推著走了。聯(lián)邦航空管理局因此召集專家成立了“便攜式電子設備航空監(jiān)管委員會”,后者經(jīng)過調查出臺了一份報告,認為電子設備不會對飛機儀器造成干擾。

正是基于這個報告,FAA在2013年10月31日放開了在美國國內航班上禁止在起飛和降落階段開機的限制,不過他們仍然沒有放開使用手機通話的限制。

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

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

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

手機、飛機,互不干擾

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

航空通訊頻率表單位MHz

…………

…………

如果飛機的電子系統(tǒng)被嚴重干擾,導致飛機失事,那可是人命關天的大事。這個理由足夠嚇人的,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,于是上飛機關手機成為一種慣例。然而,手機信號真的會干擾飛機上的電子系統(tǒng)嗎?

前面已經(jīng)說到了,當飛機在平流層飛行的時候,手機實際上無法接收和發(fā)送信號,在這段飛行時期,理論上講,你開不開手機,都不會對電子系統(tǒng)有什么影響。手機信號真正有可能影響飛機電子系統(tǒng)的時期,是在起飛和降落之時,也就是飛機穿梭在對流層的那兩段時間。

航空信號有固定的頻率,也就是118MHz頻段。而我們使用的手機信號的頻率在900MHz左右,兩者相差很大,所以理論上是不會彼此干擾的。因為電磁干擾往往是同頻段干擾,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,那就是手機信號會產生一些次生電磁波,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持坐飛機要關手機的最重要依據(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生什么實質性的干擾,更不用說制造安全事故了。

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

機身會屏蔽手機信號

不管是飛機設備,還是手機本身都應該完成了EMC試驗。就像你在家手機信號不應該影響你的電視機收看一樣,更不會影響你的冰箱洗衣機的正常工作。

也許有人會說,候機大廳的手機畢竟離飛機有一定距離,威脅不大,帶到飛機里面的手機威脅會更大。從科學上講,的確有一種所謂的“前門干擾”的說法,即乘客使用電子設備會產生電磁波,這些電磁波會從飛機的玻璃窗、艙門的縫隙跑出去,被機載天線接收到,從而干擾正常航空信號的接收。

由于飛機可以看成是一個金屬殼的“容器”,所以飛機艙壁起到了電磁屏蔽的作用,內部的電磁波基本上都被屏蔽在內部了,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。本身飛機金屬殼已經(jīng)基本屏蔽了機艙內的手機信號,就算有少量泄露出來,頻率也與航空信號不同。所以擔心“前門干擾”影響飛機安全,也基本上屬于杞人憂天。

至于手機設定中的“飛行模式”功能,是手機廠商允許使用者關閉手機的通訊功能,當“飛行模式”啟動后,使用者的手機就不會聯(lián)系基站,發(fā)送信號了。既然不發(fā)送信號,自然就降低了產生次生電磁波干擾航空信號的風險。不過由于各種手機上的“飛行模式”并沒有被各國政府的航空管理部門認可,所以坐飛機的時候,乘客就算是把手機調整到“飛行模式”,也還會被要求關閉手機。

不管技術上分析,飛機上不能用手機合不合理。但是我們坐我們中國的航班,還是老實關機,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,把在飛機上違規(guī)使用手機視為“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)質有限元技術文章,助你自學成才