一例客艙無線局域網(wǎng)(WIFI)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)改裝探討

楊光耀

【摘要】飛機(jī)上WIFI系統(tǒng)能夠?yàn)榭蜋C(jī)提供無線局域網(wǎng)服務(wù)?？团撝械某丝屯ㄟ^便攜電子設(shè)備（PED）接入無線局域網(wǎng)后，可以獲得高速的網(wǎng)頁瀏覽和視頻點(diǎn)播服務(wù)。本設(shè)計(jì)改裝針對窄體民航機(jī)，設(shè)計(jì)不僅能夠給乘客提供無線局域網(wǎng)服務(wù)，而且由于國內(nèi)極少有公司具備飛機(jī)客艙無線網(wǎng)絡(luò)WIFI系統(tǒng)的獨(dú)立設(shè)計(jì)改裝能力，所以可以預(yù)見的客艙改裝市場非常巨大。

【關(guān)鍵詞】飛機(jī)客艙；無線網(wǎng)絡(luò)；PED

【Abstract】The plane WIFI system can provide the wireless local area network service for the passengers. The cabin passengers through the portable electronic devices (PED) access to a wireless local area network, can achieve high-speed webpage browsing and video on demand service. This design modification for narrow body aircraft, design can not only provide passengers with wireless local area network service, but also because of the very few companies have the independent design of aircraft cabin of WIFI wireless network system modification ability, so predictable cabin refit a huge market.

【Key words】A/C cabin；WIFI；PED

1設(shè)計(jì)改裝背景

WiFi 英文全稱為wireless fidelity，是基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線通信技術(shù)，能夠?qū)€(gè)人電腦、手持設(shè)備（如PDA、iPAD）等終端以無線方式互相連接使用IEEE 802.11系列協(xié)議的局域網(wǎng)就成為Wi-Fi當(dāng)今使用最廣泛的無線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)。 機(jī)上Wi-Fi最早是由波音公司所開發(fā)的Connexion,該系統(tǒng)曾被德國漢莎航空公司和日本全日空航空公司采用。在美國，五大本土航空公司包括維珍美國（Virgin America）、穿越航空（AirTran）、達(dá)美航空、美國航空（American airlines）和西南航空（Southwest）均已開始或計(jì)劃提供機(jī)上Wi-Fi上網(wǎng)服務(wù)。

圖1

本無線局域網(wǎng)系統(tǒng)能夠?yàn)椴ㄒ?37型客機(jī)提供無線局域網(wǎng)服務(wù)（WLAN）。飛機(jī)客艙中的乘客通過便攜電子設(shè)備（PED）接入無線局域網(wǎng)后，可以獲得高速的網(wǎng)頁瀏覽和視頻點(diǎn)播服務(wù)。其設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是為客艙內(nèi)的乘客提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。包括筆記本電腦和掌上電腦（PDA）在內(nèi)，任何PED設(shè)備都能夠通過一個(gè)兼容的無線局域網(wǎng)絡(luò)接口（符合IEEE 802.11 a/b/g/n）訪問該系統(tǒng)。這些PED設(shè)備通過發(fā)射擴(kuò)頻低功率無線電射頻信號（頻段在2.4GHz）與客艙無線載入設(shè)備進(jìn)行通信。同時(shí) WIFI系統(tǒng)還能通過客艙局域網(wǎng)為旅客提供電子書閱讀、機(jī)上購物、會員服務(wù)、互動游戲等服務(wù)項(xiàng)目。除此之外，還可以根據(jù)客戶需求開發(fā)相應(yīng)的其他應(yīng)用。

2設(shè)計(jì)改裝原理

本無線局域網(wǎng)系統(tǒng)主要由頭端服務(wù)器（Server）、客艙管理終端（CMT）、區(qū)域分配盒（ADB）、乘務(wù)控制面板（Panel）、客艙無線接入設(shè)備（CAP）部件所組成，并通過相應(yīng)的安裝支架和電纜連接組成系統(tǒng)，加裝在波音737飛機(jī)客艙內(nèi)。Server、CMT、ADB、Panel、Blower安裝在客艙右后最后一節(jié)行李艙內(nèi)，四個(gè)CAP均勻安裝分布在客艙右側(cè)的行李艙內(nèi)。

圖2

圖3

對于安裝位置和線路鋪設(shè)方案的選擇，主要考慮盡量不影響飛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)、便于接近和拆裝、盡量減少計(jì)算分析、便于符合性論證、同時(shí)還要求美觀，不影響客艙布局的整體效果等幾個(gè)方面。線路鋪設(shè)也盡量沿著已有線束進(jìn)行鋪設(shè)，從而減少分析，便于論證。通過查閱AMM、WDM、IPC和波音圖紙等大量的相關(guān)資料，最終選定了各個(gè)部件的安裝位置和線路鋪設(shè)方案。

由于波音飛機(jī)的電子艙設(shè)備都比較滿，可以借鑒了類似飛機(jī)上客艙娛樂系統(tǒng)的安裝方案，將系統(tǒng)的主要部件SERVER、ADB、CMT和PANEL安裝到客艙右側(cè)最后一節(jié)行李艙內(nèi)，和客艙影視娛樂系統(tǒng)相鄰，這樣部件安裝比較緊湊，為有限的行李艙盡量節(jié)省大量空間，為我們設(shè)計(jì)部件安裝位置提供了便利。同時(shí)相鄰影視娛樂系統(tǒng)，便于乘務(wù)員操作維護(hù)，對乘客的影響降低到了最小。由于電子部件安裝比較集中且處于密閉環(huán)境，為了保證電子部件散熱良好，在SERVER后部的行李艙內(nèi)加裝了冷卻散熱風(fēng)扇。因?yàn)榫€路鋪設(shè)是此次改裝的主要工作，這樣安裝也是考慮到線路鋪設(shè)的方便性。

為了使WIFI系統(tǒng)能順利接收飛機(jī)信號完成其預(yù)設(shè)功能，需要飛機(jī)上引入電源線115V三相交流電源、28V直流電源、飛機(jī)高度信號，登機(jī)門開關(guān)信號和客艙釋壓信號。線路設(shè)計(jì)方面，要考慮強(qiáng)電弱電之間的無線干擾、強(qiáng)弱電線的隔離布線和對飛機(jī)上特殊線路的影響要求，同時(shí)還要考慮電源和信號源的選取的位置，既要保證信號選取穩(wěn)定并對原有系統(tǒng)不會有任何的影響，還要考慮信號選取的便捷和易維護(hù)。整個(gè)線路在施工時(shí)的可操作性，最大限度的保證改裝工作實(shí)施的便捷性。通過對飛機(jī)現(xiàn)有線路的熟悉，盡量通過飛機(jī)現(xiàn)有接線塊引出相關(guān)信號源，避免了對原有飛機(jī)系統(tǒng)線路的大的改動。充分考慮了飛機(jī)現(xiàn)有線束的鋪設(shè)情況，借助現(xiàn)有線束的走向完成了對系統(tǒng)線束的鋪設(shè)。

3具體部件安裝設(shè)計(jì)

3.1頭端服務(wù)器（SERVER）

SERVER主要功能是提供流媒服務(wù)，采用大容量冗余磁盤列陣進(jìn)行內(nèi)容的存儲并支持系統(tǒng)和內(nèi)容更新；SERVER安裝在行李艙的后端，即可以方便的拆裝更換，也可以為拆除ADB、冷卻風(fēng)扇提供充裕的接近空間。

圖4

3.2娛樂系統(tǒng)管理終端(CMT)和面板（PANEL）

娛樂系統(tǒng)管理終端（CMT）為機(jī)組和地面維護(hù)人員提供操作和管理的圖形化界面；是娛樂系統(tǒng)和操作維護(hù)人員的人機(jī)接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、控制和維護(hù)。

乘務(wù)控制面板（PANEL）供乘務(wù)或機(jī)務(wù)人員控制系統(tǒng)的供電和重置以及節(jié)目裝載使用，提供控制系統(tǒng)電源控制開關(guān)，提供1000M網(wǎng)口用于內(nèi)容裝載。

PANEL比較厚，不能像CMT那樣直接固定在固定面板表面，為保持整體的美觀性，我們在固定面板上挖洞，將PANEL鑲嵌在固定面板上，是整個(gè)固定面板變得整潔美觀。

CMT和PANEL的安裝是此方案的一個(gè)難點(diǎn)，既要考慮乘務(wù)員的操作性能（高度和位置），又要考慮維護(hù)性能（便于拆卸和安裝），同時(shí)還要求美觀，不影響客艙布局的整體效果。因此對安裝的精度要求很高。最終確定將CMT和PANEL安裝在同一個(gè)面板上， 用四個(gè)角材將面板固定在行李架的前端。需要拆裝CMT和PANEL時(shí)，只需將每個(gè)角材上的兩顆螺絲拆下，即可將面板拆下。

3.3區(qū)域分配盒（ADB）

區(qū)域分配盒（ADB）提供電源和媒介給ADB、CMT，提供以太網(wǎng)交換機(jī)的功能，保證從娛樂系統(tǒng)頭端服務(wù)器輸入的IP流能夠全線速地?cái)U(kuò)展到多路輸出。

ADB和CMT、SERVER都固定在同一個(gè)行李艙內(nèi)，并且ADB安裝在CMT固定面板的后面，既可以充分利用有限的空間，又可以很好的保護(hù)ADB，避免碰撞損傷。同時(shí)，需要拆除ADB時(shí)，只需要將SERVER或者CMT固定面板拆除就可以接近ADB。為以后維護(hù)提供了很大的便利。

圖5

3.4飛機(jī)客艙無線接入設(shè)備（CAP）

飛機(jī)客艙無線接入設(shè)備(Cabin Access Point) 是飛機(jī)客艙無線局域網(wǎng)的路由器，是機(jī)上無線網(wǎng)絡(luò)的無線通信設(shè)備

四個(gè)CAP均勻分布安裝在客艙右側(cè)行李艙內(nèi)，這樣有利于客艙內(nèi)無線信號可以均勻分布，避免信號強(qiáng)弱不均。為了避免行李艙內(nèi)其他物品對CAP的損傷，在行李艙的前端和艙門處加裝了保護(hù)隔板。保護(hù)隔板也是通過三個(gè)角材固定，需要接近CAP時(shí)，只需要拆除每個(gè)角材上的兩個(gè)固定螺絲，接近拆除十分便利。

圖6

3.5冷卻風(fēng)扇（BLOWER）

冷卻風(fēng)扇/BLOWER，實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中安裝的行李艙內(nèi)部空氣與客艙內(nèi)空氣流動交換，達(dá)到主動散熱的目的。

冷卻風(fēng)扇安裝在行李艙最后側(cè)，給行李艙內(nèi)的電子部件進(jìn)行散熱，特別是給SERVER散熱，所有我們將散熱風(fēng)扇安裝在靠近SERVER的部位，已達(dá)到最好的散熱效果。散熱分散的固定我們采用了T型角材進(jìn)行固定，并使角材的兩個(gè)面都固定在行李艙壁板上，使其固定牢靠。將穩(wěn)壓電容安裝在固定壁板的后面，避免碰撞磨損。

圖7

4系統(tǒng)和飛機(jī)接口的設(shè)計(jì)

4.1電源的選取

供給系統(tǒng)的電源分為115V AC和28V DC。其中115V AC從跳開關(guān)面板后面的客艙娛樂系統(tǒng)匯流條獲取。為保證用電的安全性，通過新增一個(gè)繼電器用28V DC控制115V AC的通斷。28V DC電源從P6板后面的客艙娛樂系統(tǒng)直流跳開關(guān)獲取。在跳開關(guān)面板上加裝了2個(gè)跳開關(guān)，分別控制直流電和交流電的通斷，以便將系統(tǒng)從飛機(jī)系統(tǒng)中隔離，保證飛機(jī)的安全性。

4.2客艙高度信號的選取）

在系統(tǒng)中，客艙高度必須高于10000英尺，系統(tǒng)才能正常供電工作，當(dāng)客艙高度低于10000英尺時(shí)，系統(tǒng)會自動斷電，以確保飛機(jī)只在正常巡航時(shí)，系統(tǒng)才能工作?？团摳叨染€號從電子艙大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)處獲取。此處是大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)對外輸出高度信號，不會對系統(tǒng)產(chǎn)生任何不良影響。

4.3釋壓信號的選取

當(dāng)飛機(jī)釋壓時(shí)，系統(tǒng)會自動斷電，以確保飛機(jī)在緊急情況下，避免娛樂系統(tǒng)對飛機(jī)安全性的影響。釋壓信號從J23 JUNCTION BOX內(nèi)獲取。此處信號直接同乘客服務(wù)組件相連接，當(dāng)有釋壓信號時(shí)，可以同時(shí)觸動乘客服務(wù)組件工作和系統(tǒng)斷電。保證了聯(lián)接系統(tǒng)釋壓信號的可靠性。

4.4門信號的選取

當(dāng)飛機(jī)落地，并且登機(jī)門處于打開時(shí)，系統(tǒng)中的3G功能啟動。為保證3G功能在其他時(shí)間不工作，從登機(jī)門電門處獲取開關(guān)登機(jī)門的信號。從此處選取信號，線路簡單，信號可靠性最高。

5綜述

本無線局域網(wǎng)改裝設(shè)計(jì)方案簡單可靠，是民航業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的設(shè)計(jì)方案，為航空公司提供高質(zhì)量的機(jī)上服務(wù)，爭取更多的顧客并提升盈利能力提供了一個(gè)很好的選擇。

［責(zé)任編輯：湯靜］