Интернет в воздухе — DPI на земле. Как работает интернет в самолете?

internet-v-vozduhe

Многие из нас летают самолетами, это самый быстрый и удобный способ перемещения между удаленными городами. Чаще всего перед взлетом мы слышим фразу «просьба отключить телефоны и другие электронные устройства». Хотя уже доказано, что помехи от гаджетов не могут навредить, однако авиаперевозчики по привычке запрещают их использование. Современный человек не может себе представить жизнь без планшета, смартфона и, самое главное, без интернета, поэтому все большее число авиакомпаний за дополнительную плату предоставляют доступ в Сеть. Чаще всего это привычный Wi-Fi, вот только интернет до роутера добирается не по проводу, как в кафе на земле, а с помощью спутника или специальной сотовой базовой станции. А для обеспечения комфортной скорости доступа интернет-оператор использует современные Deep Packet Inspection (DPI) системы на земле.

Откуда интернет в самолете

Итак, для пассажира «воздушный» доступ в интернет со смартфона ничем не отличается от «наземного»: подключился к Wi-Fi, оплатил стоимость согласно тарифу и листаешь новостную ленту, сидишь в социальной сети, отправляешь почту. Удовольствие дорогое, но для деловых людей и интернет-зависимых – необходимое.

А вот до самолета интернет может добраться двумя способами:

20 diagram-ground

  • Air-to-Ground (ATG) – «Воздух – земля»

На земле строятся или используются существующие базовые станции (БС), антенны которых направлены вверх. Оборудование самолета представляет собой 3G-роутер, который переключается во время полета от одной БС к другой без разрыва связи и раздает пассажирам интернет. К плюсам такого способа можно отнести использование готовой инфраструктуры сотовых сетей, достаточно лишь поставить специальные антенны и убедиться в наличии магистральных оптических линий связи между БС по всей территории прохождения эшелонов. Тем более что маршруты полетов всегда заранее известны, а число необходимых антенн значительно меньше, чем при обеспечении доступа в интернет с мобильных устройств на земле: одна БС покрывает до 100 квадратных километров площади полета за счет высоты самолета над уровнем земли.

Ограничение у такого способа одно – при нахождении самолета над большим водоемом, связь с БС прекращается, а значит, пропадает интернет. Это ограничивает использование технологии для трансконтинентальных рейсов. В этом случае на помощь приходит второй способ.

20 diagram-satellite

  • Спутниковая связь

Между наземным интернетом и самолетом появляется посредник – спутник, который находится на геостационарной орбите и ретранслирует сигнал с земли на площадь до нескольких сотен тысяч квадратных километров. Интернет-оператор арендует емкость у спутникового оператора и передает свой трафик на самолеты. Для передачи используются разные диапазоны. Низкочастотные (несколько ГГц) в настоящий момент устарели, и большинство операторов используют K-диапазон (короткие, свыше 10 ГГц) и Ku-диапазон (от 12 до 18 ГГц) – они обеспечивают низкую себестоимость и достаточно высокую скорость (до 50 Мбит/с). Еще более высокую скорость могут обеспечить спутники, оборудованные Ka-транспондерами (диапазон 30/20 ГГц), их в настоящее время используют Eutelsat на территории Европы, Viasat и Hughes, обеспечивающие широкополосный доступ в интернет на территории Северной Америки. Среди российских аппаратов этот диапазон должны использовать спутники «Экспресс АМ4», «Экспресс АМ5» и «Экспресс АМ6».

Но даже суммарная скорость в 50 Мб/с не может обеспечить приемлемую скорость для 100 пассажиров авиалайнера. Необходима специальная оптимизация канала, и для этих целей на помощь приходят системы глубокого анализа трафика DPI.

20 DPI для самолета схема

Deep Packet Inspection организует воздушный канал

Установка DPI-системы перед оборудованием спутникового оператора позволяет управлять трафиком сразу для нескольких авиакомпаний с парком из тысяч самолетов, обеспечивающих перевозку пассажиров в любую точку мира.

DPI позволяет идентифицировать трафик в режиме реального времени и применять политики по заданным приоритетам, осуществлять блокировку и шейпинг определенных типов контента. Глубокий анализ позволяет составлять развернутые отчеты по используемым протоколам и приложениям, оценить самые посещаемые ресурсы. Результатом таких исследований может стать дополнительная монетизация особенно ресурсоемких приложений с сохранением достаточной полосы пропускания для других. Например, исследования одного из европейских виртуальных операторов сотовой связи (MVNO) показали, что три наиболее популярных приложения на борту самолета это:

  • Facebook,
  • просмотр веб-страниц,
  • iMessage от Apple

Соответственно, обеспечив максимально быстрый доступ именно к этим приложениям, можно удовлетворить потребности большинства путешественников.

Некоторые операторы преднамеренно блокируют VOIP-связь (Skype, FaceTime) на борту самолета, чтобы разговоры одного пассажира не мешали другим. Еще один из протоколов, часто попадающий под операторскую блокировку, – онлайн-видео (YouTube, Netflix и другие), он создает большую нагрузку на общую полосу пропускания, особенно когда видео одновременно смотрят несколько десятков человек. Снижение пропускной способности создает неудобства и задержки при просмотре веб-страниц, обмене сообщениями, использовании социальных сетей, которые сами по себе не создают большого трафика.

Также нельзя не коснуться вопроса безопасности. Система DPI способна защитить мобильные устройства пользователей во время полета от сетевых атак, а ее совместное использование с системами спецслужб позволяет перехватить запрещенный трафик и предотвратить совершение преступлений и террористических актов.

Использование систем глубокого анализа трафика (DPI) полезно не только для предоставления доступа к интернету на борту самолета, но и в любом месте, где есть физическое ограничение ширины канала. Это может быть поезд, морской паром, круизный лайнер или экспедиция в труднодоступные места. Функция анализа и управления трафиком позволит обеспечить высокое качество предоставления услуги без дополнительных капитальных затрат на организацию более высокой скорости аплинка.

Поделиться в социальных сетях