Komunikace pár kilometrů nad zemí

Mezi bezdrátové služby, které přitahují ne bezdůvodnou pozornost, patří bezdrátová komunikace a přístup k Internetu v letadlech. OnAir se zanedlouho chystá vyzkoušet nabídku komplexní mobilní služby na některých leteckých spojích a využije k tomu výsledky evropského projektu Wireless Cabin.

OnAir, společný podnik mezi SITA Inc, Tenzing a Airbus, vyvíjí osobní komunikační služby jak pro letadla typu Airbus, tak Boeing. Využívá výsledky výzkumného projektu Wireless Cabin spolufinancovaného EU a dokončeného před rokem. Po skončení projektu partneři pokračovali v dalším vývoji, který má korunovat pilotní projekt naplánovaný na konec letošního roku, s britskou leteckou společností bmi a portugalskou společností TAP.

Komunikace je založena na „místní vnitroletadlové“ GSM síti, kdy telefony mají jen malý vysílací výkon, aby nezpůsobily jakékoli rušení řídicích systémů letadla. Komunikační kanál spojující letadlo se Zemí bude založen na stávajícím satelitním komunikačním systému, Inmarsat Swift Broadband. Komunikační infrastrukturu zajistí pro Airbus dodavatelé Siemens a TriaGnoSys.

Co pasažéři chtějí

U všech nových služeb je potřeba dobrý odhad zájmu uživatelů, tedy odezvy trhu na investici. Proto OnAir nejprve provedl průzkum mezi 1 450 pasažéry na dvacítce nejpopulárnějších leteckých trasách v Evropě a pěti transatlantických letech. Prakticky všichni zkušení cestovatelé (s více jak 16 lety ročně) mají s sebou mobilní telefon a 70 % z nich by celkem chtělo používat svůj telefon i na palubě letadla. Výsledky studie shrnuje následující tabulka:

Obě letecké společnosti, které se zapojují do pilotního provozu, jsou samozřejmě pevně přesvědčeny, že mobilní telefonování za letu představuje pro pasažéry zajímavou službu. Mobilní služba kromě telefonování zahrne textové zprávy, přístup k webovým aplikacím a e-mailu a také připojení k podnikovým sítím. bmi zahájí testování na Airbus A320 na trasách mezi London-Heathrow a významnými destinacemi. Pokud se projekt osvědčí, chystá se bmi nabídnout tuto službu i na zbytku své létající flotily. TAP Air Portugal zahájí na Airbus A321. Díky různým velikostním typům letadel zařazeným do zkušebního provozu a různorodosti leteckých tras by měly být výsledky pilotního projektu plánovaného na letošek dostatečně průkazné.

Technická stránka věci je sice vyřešena, ale pro masové nasazení služby ještě leccos chybí. Především bude třeba zavést etiketu pro mobilní telefonování na palubě letadel, aby na letu byli spokojeni nejen ti, kteří bez telefonování nemohou být, ale i ti ostatní, sedící kolem. Mobilní služba nesmí být pro nikoho obtěžující, čehož se podle průzkumu zatím obává téměř 40 % dotázaných pasažérů.

Investice nejen do služeb pasažérům

Pro letecké společnosti bude zavedení nové služby značně investičně náročné a nedá se zatím počítat s nějakou přímou ziskovostí. Poplatky pro pasažéry bude ještě potřeba stanovit, ale rozhodně nebudou moci překročit běžné mezinárodní roamingové poplatky pro pozemní mobilní služby. Pro přístup k Internetu se tarif bude také pohybovat na úrovni pozemního vzdáleného přístupu na letištích nebo v hotelích. Telefonování bude zřejmě převažovat na kratších letech, zatímco u vzdálenějších destinací bude převažovat datová komunikace.

Jedním z důvodů, proč chtějí letecké společnosti jít do této finančně náročné operace, jsou výhody pro ně samotné: mobilní technologie nahradí řadu provozních potřeb jako elektronické deníky a manuály, což bude znamenat i úsporu hmotnosti. Mobilní komunikace bude sloužit i pro informace pro řízení letového provozu.

OnAir systém není na světě jediný svého druhu. Společný podnik Aeromobile zase dává dohromady Boeing 777, Inmarsat a amerického telekomunikačního provozovatele Aircell. Službu WLAN pro pasažéry letadel již v roce 2004 zkoušela Lufthansa a další letecké společnosti se rozhodly její příklad následovat. Plnohodnotné technické řešení si ale přeci jen vyžádalo svůj čas, takže se mobilní služba pro cestovatele vzdušným prostorem  má rozvinout až v letošním roce.

Specifika technologie

Prostor kabiny letadla je velice specifickým prostředím pro bezdrátovou komunikaci. Zkoumaly se nejrůznější návrhy, z hlediska komplexity a zejména rušení vůči avionickým systémům a pozemním sítím GSM. Řešení nakonec tkví v realizaci tzv. pikobuňky, v rámci níž mobilní telefony vysílají na nejnižším možném vysílacím výkonu, aby se signál nedostal mimo kabinu. Selektor kanálů umístěný na palubě letadla zajišťuje, aby mobilní telefony pracovaly v režimu, který je v souladu s požadavky regulace a certifikace, aby nedošlo ke vzájemnému rušení s pozemními sítěmi.

Letadla na delších trasách budou potřebovat více přístupových bodů WLAN, které budou moci pasažéři využívat jako v hot spot. V kabině je také server, který se stará o spoje mezi zemí a letadlem a má rozhraní se systémy letadla.

Oproti pozemním komunikacím zde existují základní rozdíly. V první řadě letadlo díky svému pohybu přechází mezi různými zónami pokrytí satelitem a nepoužívá stále stejný sektor. Mapování základnové stanice se mění vůči zemi, takže celý komunikační systém musí zvládat tyto dynamické změny prostřednictvím inteligentních funkcí přenosové sítě.

Wireless Cabin

Projekt výzkumu a vývoje Wireless Cabin (Development and Demonstrator of Wireless Access for Multimedia Services in Aircraft Cabins), sponzorovaný Evropskou komisí (ve výši 3,2 milionů eur) v rámci FP5 (5th Framework Programme), probíhal v letech 2002-2004. Zahájil v době, kdy panovala snad největší obava ze zneužití mobilní komunikace v letadlech a samozřejmě z potenciálního rušení letových systémů, což by mohlo vést k ohrožení pasažérů za letu.

Projektu se podařilo díky kombinaci UMTS, WLAN a Bluetooth pro telefonování a datový provoz navrhnout vhodnou architekturu bezdrátové komunikace v kabině, satelitní napojení na pozemní infrastrukturu a telekomunikační sítě. Vzhledem k více přístupovým technologiím používaným vedle sebe se jedná o mobilní heterogenní síť (CMHN, Collectively Mobile Heterogeneous Network), využívající jak tradiční sítě s přepojováním okruhů (pro volání) a paketové sítě (typicky pro data). Uživatelé nebudou nijak omezeni co do koncových zařízení, protože budou moci využívat mobilní telefony, laptopy a PDA (Personal Digital Assistants) či jiné elektronické pomocníky (PED, Personal Electronic Devices).

Pro různorodé služby byly definovány čtyři úrovně QoS, po vzoru tříd použitých v UMTS:

1. konverzační– aplikace v reálném čase, maximálně citlivé na zpoždění;
2. streaming - aplikace v reálném čase, tolerantní vůči zpoždění;
3. interaktivní – aplikace nikoli v reálném čase, přesto interaktivní;
4. ostatní provoz.

QoS se musí poskytovat koncově, tedy přes všechny zainteresované sítě a spoje, takže hodně záleží na nejslabším článku.

V rámci projektu byly vyvinuty takové protokoly, které mají zabránit rušení s letadlovými systémy. Současně se také muselo zajistit, aby komunikace mezi letadlem a Zemí nerušila pozemní komunikace. Kromě toho bylo třeba také zajistit plnohodnotnou bezpečnost uživatelů a jejich mobilní komunikace, takže se používá architektura AAA a zabezpečení prostřednictvím VPN.

Evropského projektu se zúčastnili představitelé leteckého průmyslu Airbus a KID Systeme, telekomunikačního průmyslu Siemens a Ericsson a dále Inmarsat a DLR (německé letecké centrum). Dalšími partnery rozsáhlého projektu byly společnosti ESYS plc, TriaGnoSys GmbH a akademickou sféru zastupovala University of Bradford.

15. 3. 2006

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA