Как работает Wi-Fi в самолетах

Две основных системы

Система «воздух-земля» (air-to-ground, ATG)

Она работает как наземная мобильная сеть. Но в отличие от вышек сотовой связи, которые направляют сигнал вниз, ATG-вышки направляет их вверх. Антенны самолета получают сигнал и отправляют его на бортовой сервер. В нем установлен модем, который преобразует радиосигналы в компьютерные сигналы и наоборот, позволяя пассажирам подключаться к интернету через точки доступа Wi-Fi, установленные внутри самолета. Обмен информацией между антеннами самолета и вышками проходит по траектории полета. Вышки подключены к операционным центрам, которые аналогичны центрам управления обычным интернетом.

Фото: ThePointsGuy

На картинке ниже показана система ATG-4 производства компании Gogo, которая в настоящее время является самой популярной ATG-системой среди авиакомпаний США. Покрытие Gogo охватывает всю Северную Америку и включает в себя более 200 вышек.

Система ATG-4 Gogo состоит из двух основных антенн внизу самолета, двух боковых антенн, встроенного сервера и нескольких точек доступа Wi-Fi в самолете.

Основные недостатки системы ATG

• Она работает на более низкой частоте (800 МГц), при которой пиковая скорость передачи данных ограничена 10 Мбит/с. Для сравнения: средняя скорость интернета в США близка к 100 Мбит/с. Когда Wi-Fi на борту используют несколько человек, скорости едва хватает на проверку электронной почты, и даже это может занять целую вечность.
• Расположение вышек неравномерно: в таких местах, как пустыни и водоемы, их нет. Это делает систему ATG непопулярным выбором для международных рейсов.

Спутниковая система

Она устроена сложнее, но предоставляет более быстрое и надежное подключение. Антенны устанавливаются не внизу, а вверху самолета и получают сигнал от спутников, которые вращаются вокруг Земли. Но так как спутник и самолет движутся с огромными скоростями и находятся на большом расстоянии друг от друга, антеннам необходимо постоянно регулировать свое положение, чтобы иметь возможность принимать сигналы. В дополнение к встроенному серверу и точкам доступа Wi-Fi, в этой системе есть специальное устройство, контролирующее движение антенны в зависимости от местоположения самолета и его скорости. Спутники взаимодействуют с наземными станциями, которые также связаны с операционными центрами провайдера.

Спутниковая система Gogo состоит из спутниковой антенны, встроенного сервера Kandu для управления перемещениями антенны, Modman для преобразования сигналов и нескольких точек доступа Wi-Fi в самолете.

Основные преимущества спутникового интернета

• Он доступен везде, кроме Северного и Южного полюсов. При длительном перелете антеннам, возможно, придется изменить положение, чтобы подключиться к другому спутнику, но обычно так происходит не более одного раза. Это делает спутниковую систему очевидным выбором для международных рейсов.
• Он работает на более высоких частотах, которые обеспечивают большую пропускную способность и скорость. Для спутникового интернета выделены две основные частоты: Ku-диапазон (12-18 ГГц) и Ка-диапазон (26-40 ГГц). Они позволяют получать скорость от 30 до 100 Мбит/с на воздушное судно.

Основные недостатки спутникового интернета

• Он дороже ATG как с точки зрения оборудования, так и с точки зрения обслуживания. Это делает спутниковый интернет менее популярным среди небольших авиакомпаний и авиакомпаний, летающих по региональным маршрутам.
• Расстояние, которое должны пройти данные, чрезвычайно велико, что увеличивает задержку. Задержка — это время, за которое информация перемещается между источником и пунктом назначения в миллисекундах. Хотя общая скорость выше, при нажатии на ссылку страница откроется с заметной задержкой, но зато в этот момент все ее элементы загрузятся почти сразу. В ATG страница начнет открываться практически мгновенно из-за более низкой задержки, но для ее полной загрузки потребуется достаточно много времени.
• Спутниковый интернет требует дополнительных затрат на топливо: установка антенн на самолете создает для него аэродинамические помехи. Это увеличивает сопротивление и, соответственно, расход топлива. Сейчас инженеры работают над уменьшением размера антенн, чтобы снизить дополнительные траты авиакомпаний. Толщина последней 2Ku-антенны Gogo составляет менее четырех дюймов (примерно 10 см).

Экономика бортового Wi-Fi

Некоторые поставщики (например, Gogo) устанавливают цену, управляют качеством обслуживания клиентов и собирают выручку, делясь ее частью с авиакомпаниями. Некоторые авиакомпании сами собирают выручку и платят поставщикам за их услуги.

За исключением нескольких перевозчиков, которые предлагают бесплатный доступ к Wi-Fi, большинство рассматривают интернет на борту как возможность заработать. Его установка и обслуживание обходятся недешево, но авиакомпании не стесняются добавлять наценку, так как знают, что бизнес-клиенты, чьи счета оплачивают работодатели, воспользуются этой услугой. В целом ее выбирает не так уж много пассажиров, но высокая цена, которая может составлять от $15 до $20 за рейс или $600 за год, позволяет перевозчикам и поставщикам интернет-услуг покрывать расходы.

Некоторые авиакомпании, например, JetBlue, предлагают бесплатный Wi-Fi, чтобы отличиться от конкурентов. Другие перевозчики предоставляют бесплатный интернет клиентам с высокими уровнями в их программах лояльности. Еще один вариант — найти корпоративного спонсора, который будет покрывать расходы в обмен на размещение рекламы в сети.

Авиакомпании также экономят на пропускной способности, добавляя фильтры для сжатия изображений и аудио, которые уменьшают объем потребляемых данных.

Что дальше

В будущем бортовой Wi-Fi должен стать быстрее и надежнее. Спутники с высокой пропускной способностью смогут использовать существующие частоты более эффективно благодаря новой технологии, которая опирается не на широкие, а на точечные лучи. Традиционные спутники используют широкие лучи, которые способны охватывать такие большие площади, как отдельная страна. Очевидным недостатком является то, что все самолеты в пределах этого луча должны делить скорость между собой. С помощью точечных лучей спутники смогут фокусироваться на отдельных воздушных судах, что увеличит пропускную способность. Сейчас Gogo также работает над запуском 5G к 2021 году на оборудованных ATG самолетах в США и Канаде.

Источник.