越來越多航空公司提供機上Wi-Fi，讓乘客在旅途中也能連上網路傳遞資料。但仔細想想，高空中沒有任何的基地台，飛機如何提供整架班機乘客的網路頻寬？且上網費用越來越低廉，這究竟是因為什麼原因？在網路3要素當中，機上無線網路的頻寬、品質、價格又能達到什麼樣的水準？接著看下去就知道。
內部網路還是網際網路
早期機上Wi-Fi網路並非真正連接到我們熟知的網際網路，而是透過類似內部網路的方式，提供機上免稅品購買等服務。也有部分航空公司會在飛機停靠後，再將資料批次傳輸出去，並非想像中即時的網路服務，像是挪威航空。不過近年因為網路需求大增，相當多航空公司推出真正的機上Wi-Fi服務。像是2年前左右美國的Delta航空就免費提供機上Amazon的線上商店，也可以免費瀏覽與航空公司配合的服務，像是華爾街日報。
這一年多來，日系航空公司如JAL、ANA也推出國內線上網服務，價格倒也不是很貴。JAL來說，航程450公里以內收費500日元，折合新台幣約150元。超過651公里則是700～1200元不等，折合新台幣約210～360元。飛機是透過什麼方式將我們的手機與真實網路連接呢？答案就是陸基基地台與衛星訊號。
▲有網友在奧斯陸機場的飛機上測試，連上飛機的Wi-Fi後，會經由機場的基地台傳遞出去。圖片來源：zhihu
改造地面基地台打上飛機
近年行動網路的發展速度很快，開始有廠商將主意動到飛機上。然而就算將基地台訊號打到飛機上讓你的手機收到，你的手機也不可能有這麼高的功率能回傳封包。因此飛機就成了兩者中介的橋梁。傳統基地台散播訊號的方式以平面為主，若要讓飛機接收到訊號必須對基地台與飛機進行改造。
基地台的部分會將訊號指向天空讓飛機接收到訊號，這類基地台的理論覆蓋範圍約為100公里，高度則會受到天氣等因素限制。飛機部分則需要在機腹安裝專門接收地上訊號的天線（ATG，Air to Ground），接收到訊號後再透過機內頂端的無線網路傳播出去，讓你的手機或平板收到Wi-Fi訊號。普遍來說，要將無線訊號覆蓋滿整架飛機，中小型飛機約需要3個路由器，大型飛機則需要6個。而做這類技術最有名的，就是先前名為Aircell後來改名為Gogo Inflight Internet的美國廠商。他們與美國漢威航太公司（Honeywell Aerospace）、國際海事衛星組織（Inmarsat）合作，要建立全球第一個空中高速網路，此網路即為GX航空網路。既然是透過地面基地台提供的訊號，那跑到海上該怎麼辦？這時就要搭配能克服地形障礙的衛星訊號。
▲陸基型的傳輸方式，機腹會有ATG的傳輸天線。圖片來源：wikipedia
▲陸基的傳輸方式較為簡單，直接與地面基地台聯繫。圖片來源：wlanbook
▲陸基的缺點就是只能在陸地上空飛行，超過沿海一定的距離就會失效。圖片來源：wlanbook
衛星訊號品質良莠不齊、延遲高
透過衛星傳輸的優點是不會受到地形限制，且衛星覆蓋範圍比基地台更廣，不需要頻繁地切換訊號造成速度不穩定。衛星與飛機的溝通方式比陸基的基地台更複雜，簡單來說，從飛機發出的訊號要先傳到頭上的衛星，再從衛星傳到地面上的接收中心。因為傳輸的距離、過程更複雜，衛星訊號通常都會有不小的延遲。舉個日常的例子來說明，電視新聞的SNG轉播（Satellite News Gathering），棚內主播講完話要現場記者接話，通常都會有約3秒鐘的時間差，這時間差就是衛星訊號造成的延遲。
除了延遲問題外，頻寬也是衛星訊號較大的缺點。傳輸的速度、頻寬都會受到衛星的規格所影響，且未來的擴充性相當低，打上去的時候是什麼規格，基本上就無法變動。
▲機尾頂端即為玻璃纖維覆蓋的衛星天線，亦稱帽狀天線。圖片來源：wlanbook
▲衛星訊號不會受到地形限制，但因過程較為複雜，網路延遲相當明顯。圖片來源：wlanbook
覆蓋範圍、頻寬障礙，沒有完美解決方案
陸基方案還是衛星方案好呢？目前看來雙方都有明顯的缺點，陸基方案的優點是擴充容易、網路延遲低。但缺點是覆蓋範圍小，大型客機時速動輒700～800 km/h，基地台會頻繁地切換造成網路速度不穩定。而且陸基方案需要同時改造基地台與飛機的硬體設備，相較於衛星只需要增加飛機上的天線相比，營運成本比較高。
至於衛星方案，優勢在於不會受到地形地貌與天候的影響，且覆蓋範圍較大不需要頻繁切換。加上衛星方案只需要在機頂加裝對衛星的通信天線，這天線可以透過GPS隨時面對衛星方向，以取得最佳的傳輸角度。衛星也可透過租用的方式承租，不需要額外的建構成本。但缺點則是無法避免的延遲速度，且租用的衛星規格無法改變，高速就是高速、低速也無法升級。
▲飛行的高度與速度都會影響網路傳輸，衛星對於速度與高度的限制影響較小。圖片來源：mobile01 airtiger
在飛機上用Wi-Fi安全嗎？
這問題自從行動裝置普及之後就爭論不休，最初是因為避免隱性的安全問題，而一率禁止在飛機上使用電子儀器。後來根據飛航種類的不同，國際線班機起降時禁止使用電子儀器，飛行穩定後只要關閉網路即可使用。而國內線班機則大多全面禁止，不論你是否開啟飛航模式。
Wi-Fi是否會干擾飛機運行，部分人認為，無線網路使用的頻段與飛航器材使用的頻段不同，加上行動裝置的無線功率較低，不會造成訊號干擾等問題，但也因為沒人可以百分之百保證不會出事，因而多數權責單位先前還是禁止。
FAA（Federal Aviation Administration，美國聯邦航空管理局）去年準備放寬電子設備的限制，而日本國土交通省也在去年討論相關議題，飛機起降甚至不需要關閉電子儀器。但對於與機外聯繫的無線通訊方式，大多仍保守地禁止。普遍而言，未來針對機艙內的電子儀器，可能會放寬使用限制，能與機艙內的無線網路對接，但不能與機外的基地台直接聯繫。
回到原本的問題，在飛機上使用Wi-Fi與電子儀器會影響飛行安全嗎？沒人可以保證，但理論上應該是安全的，不然也不會有這麼多航空公司提供Wi-Fi服務，除非他們與自己的飛安信用過不去。
▲普遍來說，目前飛機不論起降都需要關閉電子儀器，飛行途中則是開啟飛航模式。
技術不是問題，費用與頻寬才是關鍵
在飛行途中上網早就不是問題，但費用與頻寬才是影響使用者的關鍵。費用部分使用陸基或是衛星傳輸價格並沒有絕對的價格落差，畢竟各家航空公司的成本與合作對象、使用環境不見得相同，很難直接比較用哪種方式比較便宜，但兩者都有平價的案例。
相較於費用更重要的是頻寬，否則有網路傳不出去或是品質很差，會用的人還是很少。但要知道的是，不論是哪種使用方案，都是全機的人共享頻寬，即便陸由器端有做流量管理，但平均分配到的頻寬肯定不會像3G或是家用Wi-Fi這麼快。目前已知速度較快的是松下航空，該公司提供的衛星頻寬可達到12至20Mbps，德國漢莎航空公司的FlyNet服務則可讓下載速度達到50Mbps。至於美國Gogo的頻寬則是3.1Mbps，升級版的ATG-4則有希望將頻寬提升為9.8Mbps。不論何者都是整架飛機所能運用的總頻寬，分配到整架飛機的使用者，相信也是捉襟見肘。
多數航空公司都會表明，機上網路不支援線上影片串流等服務，僅提供文書作業或上網使用。筆者認為，搭飛機本身就不是件舒服的事情（搭不起頭等艙），碰到10小時以上的長途旅程，比起上網更重要的應該是調整時差，至於上網就交給每分鐘幾百萬上下的商務客好了。
