Воздушный Интернет

Airborne Internet — это система, которая накладывает теорию и принципы сети на сферу транспорта. [1] Ее цель — установить бесшовную информационную связь между наземной инфраструктурой и воздушными объектами. Для достижения этой цели система стремится создать масштабируемый, универсальный, многоцелевой канал данных для людей в пути. [2]

Бортовой Интернет — это технология, которая имеет потенциал для интеграции и поддержки множества видов деятельности как в кабине, так и в салоне. Первоначальная концепция, предложенная в 1999 году, предполагала открытую систему с масштабируемой архитектурой: систему, которая является универсальным многоцелевым каналом данных для всех видов связи, навигации и обмена данными наблюдения. Бортовой Интернет рассматривает все участвующие самолеты как ретрансляторы «воздух-воздух», каждый из которых работает в одноранговых отношениях с другими самолетами и поддерживает сеть, даже если самолет не потребляет полосу пропускания для своих собственных целей. Каждый самолет является узлом в сети.

Бортовой Интернет для кабины экипажа предлагает множество возможностей: [3]   цифровая связь воздушного движения, которая позволяет пилоту иметь лучший доступ к цифровым источникам информации, операции и администрирование воздушного транспорта, улучшенная информация о погоде, управление 4-мерной траекторией полета из системы управления воздушным движением, безопасность. Безопасность будет повышена, когда летный экипаж сможет получать доступ к источникам информации быстрее, чем раньше. Для обеспечения безопасности информации могут использоваться цифровые методы проверки. Бортовой Интернет также предоставляет потенциал для использования федеральными маршалами авиации, операциями авиакомпаний и летным экипажем в целях обеспечения безопасности информации. Функциональность технического обслуживания самолетов может использовать сеть для предоставления важной информации о состоянии авиаперевозчику.

Бортовой Интернет для салона самолета обеспечивает связь для пассажиров, развлечения на борту и другие некритические источники информации.

Конечная система Airborne Internet рассматривается как сеть наземных станций, специально оборудованных самолетов, спутников и беспилотных систем самолетов для передачи двустороннего широкополосного трафика связи на самолеты для использования пассажирами, операторами и центрами управления воздушным движением. Она имеет потенциал изменить то, как самолеты контролируются и отслеживаются системами управления воздушным движением , и как они обмениваются информацией с другими самолетами и о них (peer-to-peer). Можно обмениваться критически важной информацией, такой как погода, турбулентность и условия посадки, а также расстояние между самолетом и землей. Эта информация становится еще более важной для самолетов, которые находятся за пределами прямой видимости. Также будет возможность позволить пассажирам самолетов выходить в Интернет, чтобы проверять свою электронную почту, оплачивать счета и пользоваться веб-сайтами без помех для радиосигналов и сигналов управления самолетом. [4]

Фон

Совместная информационная среда Airborne Internet

Основная предпосылка Airborne Internet заключается в том, что сетевые возможности для самолетов улучшат способ, которым операторы самолетов и Национальное воздушное пространство будут обрабатывать информацию, а также функциональность, не связанную с воздушным движением. Появились различные коммерческие решения, но все эти решения основаны на спутниках и работают только с одним самолетом. [5] Ни одно из этих существующих спутниковых решений не обеспечивает связь между самолетами. Требовалось раннее реализуемое решение для сетевого соединения, которое позволило бы всем типам самолетов участвовать в сети и присоединяться к ней: транспортным, региональным, бизнес-джетам, самолетам общего назначения и даже вертолетам. Поток информации о самолетах останется заторможенным (в каждой уникальной системе), если не будет определено повсеместное сетевое решение для самолетов. Предположения, сделанные для наземных сетей, не применяются к сетевым соединениям Airborne.

История

Несколько источников работали над общей концепцией сетевого подключения для самолетов в 1990-х годах, включая армию США и ее подрядчиков. Одно из самых ранних предложений того, что стало известно как «Воздушный Интернет», было сделано в июле 1999 года на конференции по планированию системы транспортировки малых самолетов (SATS) [6] [7] . Ральф Йост из Федерального управления гражданской авиации [8] предложил гражданскую систему для воздушного сетевого подключения, которая начиналась как вспомогательная технология для SATS. [9] Название «Воздушный Интернет» было фактически придумано доктором Брюсом Холмсом из NASA, тогдашним руководителем программы SATS, который передал его Йосту. Хотя в конечном итоге оно было использовано SATS в их многосамолетном демонстрационном полете с большими объемами операций в Дэнвилле, [10] NASA решило не инвестировать дальше в разработку Воздушного Интернета. Поскольку NASA отказалось от дальнейшего развития Airborne Internet, и основываясь на своей первоначально предложенной концепции, Йост затем развил свою первоначальную идею Airborne Internet и впоследствии начал собственный исследовательский проект Airborne Internet Федерального управления гражданской авиации в Техническом центре FAA имени Уильяма Дж. Хьюза в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси [11]  [12] [13] (Возможность Airborne Internet, которая поддерживала SATS, впоследствии стала победителем премии NASA «Превращение целей в реальность» за революционные изменения в авиации). [14]

Йост создал (и до сих пор владеет) веб-сайтом www.AirborneInternet.com. Затем Йост сформировал Airborne Internet Collaboration Group (AICG), которая превратилась в Airborne Internet Consortium (AIC) . После того, как AIC был сформирован, он был передан в управление заинтересованным корпоративным структурам, а государственное участие было прекращено.

Первоначально называвшийся «Airborne Internet», прозвище «Internet» не было хорошо воспринято внутри руководства FAA. Название программы FAA R&D Airborne Internet впоследствии было изменено Йостом на «Airborne Networking». Изменение названия удовлетворило руководство FAA и добавило синхронизации с аналогичными усилиями американских военных. Все упоминания и публикации о «Airborne Internet» или «Airborne Networking», скорее всего, относятся к той же исследовательской программе, инициированной и проведенной Йостом.

Йост работал с двумя ранними разработчиками возможностей Airborne Internet, каждый из которых имел совершенно разные подходы и разные эксплуатационные возможности. У каждой компании были схожие идеи о сетях «воздух-воздух», но они реализовали их совершенно по-разному.

Первая система в программе FAA Airborne Internet R&D была разработана Project Management Enterprises Inc. (PMEI) из Бетесды, штат Мэриленд, под руководством Прасада Наира. Она использовалась всеми самолетами в демонстрационном полете NASA SATS с несколькими самолетами, проведенном в Дэнвилле, штат Вирджиния.

PMEI VHF Бортовая интернет-радиосистема

Система PMEI использовала стандартный авиационный радиоканал VHF и, следовательно, была системой с низкой пропускной способностью. Но PMEI разумно разработала свои сетевые возможности для уникальной работы в радио с низкой пропускной способностью, включая возможность сообщать местоположение самолета всем другим самолетам в сети. Они дополнительно усовершенствовали сетевые возможности и приложения, которые позволили погоде и другой полезной информации очень эффективно функционировать в радиостанциях VHF с низкой пропускной способностью. Система PMEI, поддерживающая узкополосный канал 25 кГц и канал 19 кбит/с, объединила стандартную всенаправленную антенну VHF самолета с небольшим многоканальным радиоданным, использующим сетевые протоколы, и предложила дополнительный голосовой канал, который можно было использовать одновременно. Внутренний GPS можно было опционально использовать для предоставления данных о местоположении собственного судна, которые затем можно было бы совместно использовать (как простое приложение) с другими пользователями сети для повышения ситуационной осведомленности. Система подключалась к стандартной локальной сети (LAN) на самолете.

В отличие от подхода PMEI с низкой пропускной способностью, вторая система в программе FAA Airborne Internet R&D была разработана AeroSat (теперь Astronics Aerosat) из Манчестера, штат Нью-Гемпшир, и обеспечивала очень высокую пропускную способность. Она включала одну направленную антенну с высоким коэффициентом усиления для подключения на больших расстояниях и два всенаправленных блока для использования на расстояниях около 100 морских миль. Эта комбинация поддерживала два варианта передачи данных TCP/IP: 90 Мбит/с — то есть 45 Мбит/с в каждом направлении в диапазонах Ka и Ku — для самолетов в «магистрали» сети и канал L-диапазона 1-2 Мбит/с, который позволял вторичным самолетам получать доступ к магистрали. Концепция операций, внедренных Aerosat, заключалась в создании очень высокой магистральной сети между самолетами, а затем в подключении (напрямую или через ретранслятор) самолетов с более низкой пропускной способностью к магистрали. Основываясь на ранних проведенных летных испытаниях, Aerosat подсчитала, что для расширения сети над Атлантикой от берега до берега потребуется всего 8 самолетов.

Летные испытания бортового Интернета

Два ретранслятора бортовой сети на наземную станцию ​​и обратно

Важные летные испытания для подтверждения концепции были проведены в Техническом центре имени Уильяма Дж. Хьюза FAA в конце июля 2006 года с использованием системы, разработанной PMEI. Эти критические испытания успешно продемонстрировали возможность ретрансляции «за пределами прямой видимости», когда передача данных происходила на расстоянии, превышающем то, которое обычно позволяет кривизна Земли для прямой радиосвязи в пределах прямой видимости. Эта возможность была достигнута путем установления сетевого соединения между удаленным самолетом, промежуточным самолетом и наземной станцией.

Проект Airborne Internet был первым, в котором летные испытания проводились на Bombardier Global 5000 Business Jet Технического центра FAA. «Летающая лаборатория» была оснащена несколькими возможностями Airborne Internet. В летных испытаниях использовались два самолета, наземная станция и наземные сети поддержки связи. Инженеры проекта успешно передали сообщения и смоделировали 4-мерную информацию о планировании полета с одного самолета на другой, а затем на наземную станцию ​​по расширенной бортовой сети. Фактически, сообщение электронной почты было успешно отправлено 172 людям во время одного из летных испытаний с расстояния 140 миль над океаном.

По состоянию на июль 2006 года это был первый в мире успешный летный тест гражданской авиации (невоенной) такого рода, проведенный для подтверждения концепции.

Технология бортового интернета предложила потенциальную надежную поддержку для системы управления воздушным движением NexGen FAA, которая требовала внедрения 4-мерного планирования траектории полета. Технология бортового интернета имеет большой потенциал для улучшения будущих океанических коммуникаций, решая проблемы связи и определения местоположения, с которыми в настоящее время сталкиваются в океанической среде.

Затем программа FAA Airborne Internet провела летные испытания своих ранних систем Airborne Internet, одновременно тестируя возможности обеих систем. Летные испытания становились все сложнее и использовали несколько самолетов в качестве сетевых узлов и несколько наземных станций. Наземные станции располагались в Бетесде, штат Мэриленд, и Техническом центре FAA William J Hughes в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси. Во время этих полетов FAA собрала данные для каждой системы, которые доказали, что как системы PMEI с низкой пропускной способностью, так и системы Aerosat с высокой пропускной способностью были жизнеспособны и готовы к коммерческой эксплуатации.

Возможности, подтвержденные программой исследований и разработок в области бортового Интернета FAA

· «Общая ситуационная осведомленность», сетецентрические операции

· Отчеты о местоположении, широкополосная связь, данные и голос, безопасность, оперативность и информация, адаптированная под пользователя

· Свободный поток информации в режиме реального времени из частных, коммерческих и государственных источников

· Процессы push/pull, защищенные в соответствии с потребностями и приоритетами

· Общая осведомленность о повседневных операциях, событиях, кризисах

· Самолеты являются дополнительными «узлами» в сети

· Интегрированная система наблюдения в правительстве

· Полная совместимость для ВСЕХ классов самолетов

· Реле за пределами прямой видимости (BLOS)

· Голосовая связь по интернет-протоколу (VoIP)

· Полностью поддержаны оперативные потребности программы NexGen Федерального управления гражданской авиации США (FAA) по сетевому доступу (NexGen Con Ops 2.0, июнь 2007 г., Объединенный офис по разработке программ (JPDO).

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Йост, Ральф (2001). «Воздушный Интернет/Среда совместной информации: общественные тенденции делают СЕЙЧАС подходящим временем для создания «сети в небе»» (PDF) . Воздушный Интернет . Получено 9 сентября 2022 г. .
  2. ^ Йост, Ральф (2002). "Airborne Internet: Network In The Sky" (PDF) . Airborne Internet . Получено 9 сентября 2022 г. .
  3. ^ Йост, Ральф (2000). «Airborne Internet CIE: Applications Abound» (PDF) . 123 семинара . Получено 9 сентября 2022 г.
  4. ^ Кастеллано, Пит (2 января 2006 г.). «Будущее уже наступило: мир «воздушного Интернета». FAA . Получено 9 декабря 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  5. ^ Понти, Джек (15 декабря 2004 г.). «КОМИССИЯ СОДЕЙСТВУЕТ РАЗВЕРТЫВАНИЮ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СВЯЗИ НА СУДАХ» (PDF) . Новости FCC . стр. 1.
  6. ^ LaRC, Боб Аллен. "NASA - SATS 2005: Трансформация воздушных путешествий - Галерея". www.nasa.gov . Получено 2022-09-09 .
  7. ^ "SATS 2005 Is On! | Aero-News Network". www.aero-news.net . Получено 2022-09-09 .
  8. ^ Йост, Ральф (9 сентября 2022 г.). "профиль Ральфа Йоста на LinkedIn". LinkedIn . Получено 9 сентября 2022 г. .
  9. ^ Йост, Ральф (сентябрь 2002 г.). «Самолеты могут быть объединены в сеть». Воздушный Интернет . Получено 9 сентября 2022 г.
  10. ^ Греко, Адам (2005). «Технический центр участвует в демонстрации SATS». www.tc.faa.gov . Получено 09.09.2022 .
  11. ^ «IP готовится к взлету», Брендан Галлахер, Janes Airport Review, май 2006 г.
  12. ^ Йост, Ральф (2003). "Видеоинтервью Airborne Internet с Ральфом Йостом". Airborne Internet . Получено 9 сентября 2022 г. .
  13. ↑ Интервью Airborne Internet с Ральфом Йостом , получено 09.09.2022
  14. ^ NASA (2006). "Номинация на премию TGIR Mobility Award". Airborne Internet . Получено 9 сентября 2022 г.
  • Воздушный Интернет
  • Проект Loon
  • Воздушный Интернет Блогспот
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Airborne_Internet&oldid=1252055034"