Uppkopplad på 10 000 meter – så funkar wifi på flygplan

Passenger connectivity, det är när flygplanspassagerare kan ha kontakt med marken under flygning. Det är inget nytt, men den där dyrbara sätestelefonen som krävde att du drog kreditkortet innan du kunde ringa, är numera borta. Wifi och internet ombord är flygbolagens nya lockmedel för att sticka ut bland konkurrenterna. Symbolen som ser ut som ett flygplan med radiovågor som strålar ut, kommer att bli allt vanligare. Norwegian Air Shuttle erbjuder gratis wifi på alla flygningar. Men hur bra fungerar det och hur ser tekniken ut?

Du kanske trodde att Norwegian var något litet norskt skruttbolag? Tvärtom. Det håller på att bli gigantiskt. Norwegian har för närvarande 102 plan (90 Boeing 737-800, 4 Boeing 737-300 och åtta 787 Dreamliner). För några veckor sedan gjorde Norwegian ytterligare beställning av 19 nya Dreamliner vilket innebär att bolaget kommer att ha en långdistansflotta på 38 plan 2020. Norwegian har sedan tidigare även en beställning på 40 st 737-800, 100 st Boeing 737 MAX8 och 100 Airbus A320 Neo, vilket är den största ordern någonsin i europeisk flyghistoria.

Och alla dessa ska förhoppningsvis snart förses med Internet ombord för passagerarnas förnöjelse. Utrustad med en mobiltelefon med Wifi Analyzer och en surfplatta klev vi ombord på en 737:a och for från Arlanda (ARN) till Gardemoen (OSL) och tillbaka. Där träffade vi Aleksander Geist, som är avionikingenjör vid Norwegians tekniska avdelning i Oslo. Han vet hur man kopplat ihop allting för han är ansvarig för installationen av wifi-systemen och all annan flygelektronik ombord på Norwegians flotta.

Läs också: Ett steg närmare Venus

– Norwegian tecknade avtal med det amerikanska företaget Row 44 år 2009 om ett satellitsystem som arbetar på Ku-bandet (12–18 GHz). På senare tid har Global Eagle Entertainment, ett företag som sysslar med ombord-underhållning, förvärvat Row 44, även om Norwegian inte köper innehåll av Global Eagle. Row 44 har i sin tur ett avtal med Hughes satellitkonsortium, har köpt satellitbandbredd och säljer denna som ett paket tillsammans med utrustning, installationsunderlag och övervakning till Norwegian, börjar Aleksander.

Systemskiss Air-to-Ground

Row 44 har satellittäckning i stort sett i hela Europa, nordatlanten och Nordamerika. Det är ett system av fyra geostationära satelliter från Eutelsat, en som täcker Europa och en del av Ryssland, en för nordatlanten och USA, en för USA och Stilla Havet och en för Ryssland och norra Kina. Satelliterna har ett flertal smala strålar, sk spotbeams med en kapacitet av 50 Mbps vardera. Alla flygplan som befinner sig i en spotbeam får dela på dess kapacitet. Metoden används inte bara för flygburen kommunikation utan är mycket vanlig i andra tillämpningar som till exempel för hjälporganisationer, nyhetsbyråer och katastrofhjälp, när man behöver kommunikation i svårtillgångliga områden. Då brukar man använda sig av sk VSAT (Very Small Aperture Terminal). Som tur är, för VSAT, står stationen på marken och rör sig inte. En hel del elektronik och logik går, som vi ska se, åt till att rikta antennen på flygplanet mot satelliten.

Som du ser står markstationen för den europeiska Eutelsat-trafiken i Tyskland, så användarna befinner sig logiskt i Tyskland. Det kan vara värt att tänka på om man vill använda geoblockerade tjänster.

Vi talar om IP-trafik över satellit, sk IPoS. IPoS har sina problem, bland annat pingtiderna och latency. Det är 72000 kilometer upp till geostationär bana och ned till Jorden, varefter trafiken ska till en webbplats på Internet och så hela vägen tillbaka igen. Sisådär fyra gånger Jorden runt. Svarstider på en sekund är inte otänkbara.

Ombordsystemet

Ombordsystemen monteras där det finns plats. I Norwegians fall har man valt att stoppa in dem under innertaket i flygplanet, medan andra flygbolag har valt att ha dem i bagageutrymmet. Detta senare är definitivt besvärligare i monteringsfasen och gör reparation och felsökning betydligt svårare.

Ungefär på detta vis är enheterna fysiskt monterade och strömförsörjda i en Boeing 737-800. Det är mycket teflonisolerat kablage som går fram och tillbaka. Nästa bild visar den elektriska kopplingen i detalj.

Bilderna ovan visar hur systemet i flygplanet är uppbyggt och hopkopplat. De svarta ledningarna i blockschemat hanterar informationsöverföring för passagerardata, medan de blå är till för styrning av systemet. Man har satt en accesspunkt i var ände av flygplanet. Se vidare de individuella beskrivningarna nedan.

Satellite Antenna Assembly, SAA

Den vridbara antennen är just det, 360 grader fysiskt vridbar och inte en elektriskt styrbar antennmatris. Den kommer från det kaliforniska företaget TECOM och ingår i deras produktserie KuStream. Själva matrisen kommer från tyska Qest. Antennen är den långa, raka grejen täckt av ett rött lock. Den har en lobbredd på 0,2 grader mot satelliten. Utöver själva servodrivningen innehåller SAA en lågbrusig mikrovågsförstärkare som hjälp åt mottagaren i transcievern.

Apparaturen är byggd med samma kaliber som utrustning man bygger för satelliter och rymdskepp. Det tar två man att lyfta upp den ur transportlådan, för den väger 44 kilo. Tillkommer en förstyvning för taket, väldigt många nitar och fem lådor inunder innertaket med sändare-mottagare, modem, antennstyrenhet och lokal webbserver, samt två accesspunkter med en totalvikt av 141 kilo. Det torde påverka planets lastkapacitet en del. Bilden visar antennenheten i transportförpackning. Jag har lagt min mobiltelefon ovanpå så du ska förstå storleken.