一例客舱无线局域网(WIFI)系统 设计改装探讨

杨光耀

【摘要】飞机上WIFI系统能够为客机提供无线局域网服务。客舱中的乘客通过便携电子设备（PED）接入无线局域网后，可以获得高速的网页浏览和视频点播服务。本设计改装针对窄体民航机，设计不仅能够给乘客提供无线局域网服务，而且由于国内极少有公司具备飞机客舱无线网络WIFI系统的独立设计改装能力，所以可以预见的客舱改装市场非常巨大。

【关键词】飞机客舱；无线网络；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设计改装背景

WiFi 英文全称为wireless fidelity，是基于IEEE 802.11标准的无线通信技术，能够将个人电脑、手持设备（如PDA、iPAD）等终端以无线方式互相连接使用IEEE 802.11系列协议的局域网就成为Wi-Fi当今使用最广泛的无线局域网（WLAN）技术。 机上Wi-Fi最早是由波音公司所开发的Connexion,该系统曾被德国汉莎航空公司和日本全日空航空公司采用。在美国，五大本土航空公司包括维珍美国（Virgin America）、穿越航空（AirTran）、達美航空、美国航空（American airlines）和西南航空（Southwest）均已开始或计划提供机上Wi-Fi上网服务。

图1

本无线局域网系统能够为波音737型客机提供无线局域网服务（WLAN）。飞机客舱中的乘客通过便携电子设备（PED）接入无线局域网后，可以获得高速的网页浏览和视频点播服务。其设计的终极目标是为客舱内的乘客提供数据通信服务。包括笔记本电脑和掌上电脑（PDA）在内，任何PED设备都能够通过一个兼容的无线局域网络接口（符合IEEE 802.11 a/b/g/n）访问该系统。这些PED设备通过发射扩频低功率无线电射频信号（频段在2.4GHz）与客舱无线载入设备进行通信。同时 WIFI系统还能通过客舱局域网为旅客提供电子书阅读、机上购物、会员服务、互动游戏等服务项目。除此之外，还可以根据客户需求开发相应的其他应用。

2设计改装原理

本无线局域网系统主要由头端服务器（Server）、客舱管理终端（CMT）、区域分配盒（ADB）、乘务控制面板（Panel）、客舱无线接入设备（CAP）部件所组成，并通过相应的安装支架和电缆连接组成系统，加装在波音737飞机客舱内。Server、CMT、ADB、Panel、Blower安装在客舱右后最后一节行李舱内，四个CAP均匀安装分布在客舱右侧的行李舱内。

图2

图3

对于安装位置和线路铺设方案的选择，主要考虑尽量不影响飞机的主要结构、便于接近和拆装、尽量减少计算分析、便于符合性论证、同时还要求美观，不影响客舱布局的整体效果等几个方面。线路铺设也尽量沿着已有线束进行铺设，从而减少分析，便于论证。通过查阅AMM、WDM、IPC和波音图纸等大量的相关资料，最终选定了各个部件的安装位置和线路铺设方案。

由于波音飞机的电子舱设备都比较满，可以借鉴了类似飞机上客舱娱乐系统的安装方案，将系统的主要部件SERVER、ADB、CMT和PANEL安装到客舱右侧最后一节行李舱内，和客舱影视娱乐系统相邻，这样部件安装比较紧凑，为有限的行李舱尽量节省大量空间，为我们设计部件安装位置提供了便利。同时相邻影视娱乐系统，便于乘务员操作维护，对乘客的影响降低到了最小。由于电子部件安装比较集中且处于密闭环境，为了保证电子部件散热良好，在SERVER后部的行李舱内加装了冷却散热风扇。因为线路铺设是此次改装的主要工作，这样安装也是考虑到线路铺设的方便性。

为了使WIFI系统能顺利接收飞机信号完成其预设功能，需要飞机上引入电源线115V三相交流电源、28V直流电源、飞机高度信号，登机门开关信号和客舱释压信号。线路设计方面，要考虑强电弱电之间的无线干扰、强弱电线的隔离布线和对飞机上特殊线路的影响要求，同时还要考虑电源和信号源的选取的位置，既要保证信号选取稳定并对原有系统不会有任何的影响，还要考虑信号选取的便捷和易维护。整个线路在施工时的可操作性，最大限度的保证改装工作实施的便捷性。通过对飞机现有线路的熟悉，尽量通过飞机现有接线块引出相关信号源，避免了对原有飞机系统线路的大的改动。充分考虑了飞机现有线束的铺设情况，借助现有线束的走向完成了对系统线束的铺设。

3具体部件安装设计

3.1头端服务器（SERVER）

SERVER主要功能是提供流媒服务，采用大容量冗余磁盘列阵进行内容的存储并支持系统和内容更新；SERVER安装在行李舱的后端，即可以方便的拆装更换，也可以为拆除ADB、冷却风扇提供充裕的接近空间。

图4

3.2娱乐系统管理终端(CMT)和面板（PANEL）

娱乐系统管理终端（CMT）为机组和地面维护人员提供操作和管理的图形化界面；是娱乐系统和操作维护人员的人机接口，实现系统的状态监控、控制和维护。

乘务控制面板（PANEL）供乘务或机务人员控制系统的供电和重置以及节目装载使用，提供控制系统电源控制开关，提供1000M网口用于内容装载。

PANEL比较厚，不能像CMT那样直接固定在固定面板表面，为保持整体的美观性，我们在固定面板上挖洞，将PANEL镶嵌在固定面板上，是整个固定面板变得整洁美观。

CMT和PANEL的安装是此方案的一个难点，既要考虑乘务员的操作性能（高度和位置），又要考虑维护性能（便于拆卸和安装），同时还要求美观，不影响客舱布局的整体效果。因此对安装的精度要求很高。最终确定将CMT和PANEL安装在同一个面板上， 用四个角材将面板固定在行李架的前端。需要拆装CMT和PANEL时，只需将每个角材上的两颗螺丝拆下，即可将面板拆下。

3.3区域分配盒（ADB）

区域分配盒（ADB）提供电源和媒介给ADB、CMT，提供以太网交换机的功能，保证从娱乐系统头端服务器输入的IP流能够全线速地扩展到多路输出。

ADB和CMT、SERVER都固定在同一个行李舱内，并且ADB安装在CMT固定面板的后面，既可以充分利用有限的空间，又可以很好的保护ADB，避免碰撞损伤。同时，需要拆除ADB时，只需要将SERVER或者CMT固定面板拆除就可以接近ADB。为以后维护提供了很大的便利。

图5

3.4飞机客舱无线接入设备（CAP）

飞机客舱无线接入设备(Cabin Access Point) 是飞机客舱无线局域网的路由器，是机上无线网络的无线通信设备

四个CAP均匀分布安装在客舱右侧行李舱内，这样有利于客舱内无线信号可以均匀分布，避免信号强弱不均。为了避免行李舱内其他物品对CAP的损伤，在行李舱的前端和舱门处加装了保护隔板。保护隔板也是通过三个角材固定，需要接近CAP时，只需要拆除每个角材上的两个固定螺丝，接近拆除十分便利。

图6

3.5冷却风扇（BLOWER）

冷却风扇/BLOWER，实现设备集中安装的行李舱内部空气与客舱内空气流动交换，达到主动散热的目的。

冷卻风扇安装在行李舱最后侧，给行李舱内的电子部件进行散热，特别是给SERVER散热，所有我们将散热风扇安装在靠近SERVER的部位，已达到最好的散热效果。散热分散的固定我们采用了T型角材进行固定，并使角材的两个面都固定在行李舱壁板上，使其固定牢靠。将稳压电容安装在固定壁板的后面，避免碰撞磨损。

图7

4系统和飞机接口的设计

4.1电源的选取

供给系统的电源分为115V AC和28V DC。其中115V AC从跳开关面板后面的客舱娱乐系统汇流条获取。为保证用电的安全性，通过新增一个继电器用28V DC控制115V AC的通断。28V DC电源从P6板后面的客舱娱乐系统直流跳开关获取。在跳开关面板上加装了2个跳开关，分别控制直流电和交流电的通断，以便将系统从飞机系统中隔离，保证飞机的安全性。

4.2客舱高度信号的选取）

在系统中，客舱高度必须高于10000英尺，系统才能正常供电工作，当客舱高度低于10000英尺时，系统会自动断电，以确保飞机只在正常巡航时，系统才能工作。客舱高度线号从电子舱大气数据计算机处获取。此处是大气数据计算机对外输出高度信号，不会对系统产生任何不良影响。

4.3释压信号的选取

当飞机释压时，系统会自动断电，以确保飞机在紧急情况下，避免娱乐系统对飞机安全性的影响。释压信号从J23 JUNCTION BOX内获取。此处信号直接同乘客服务组件相连接，当有释压信号时，可以同时触动乘客服务组件工作和系统断电。保证了联接系统释压信号的可靠性。

4.4门信号的选取

当飞机落地，并且登机门处于打开时，系统中的3G功能启动。为保证3G功能在其他时间不工作，从登机门电门处获取开关登机门的信号。从此处选取信号，线路简单，信号可靠性最高。

5综述

本无线局域网改装设计方案简单可靠，是民航业内领先的设计方案，为航空公司提供高质量的机上服务，争取更多的顾客并提升盈利能力提供了一个很好的选择。

［责任编辑：汤静］