WiFi trên máy bay hoạt động như thế nào?

Trong những năm gần đây, dịch vụ cung cấp Internet trên máy bay thông qua kết nối WiFi đang ngày càng phổ biến. Bạn đã bao giờ thắc mắc, không biết làm thế nào lại có WiFi trên máy bay?

Theo lời giải thích của cựu nhân viên của công ty cung cấp giải pháp trên Quora, có hai phương thức chính để cung cấp internet trên máy bay: tín hiệu vệ tinh và tín hiệu nối đất.

Có hai cách để máy bay kết nối internet: sử dụng tín hiệu mặt đất (hình trên) và tín hiệu vệ tinh.

Tín hiệu nối đất chính là các tín hiệu kết nối trực tiếp giữa máy bay và các ăng ten ở mặt đất. Dưới đất sẽ có hàng loạt các trạm phát sóng, giống như trạm BTS của dịch vụ di động nhưng lớn hơn rất nhiều. Ăng ten thu sóng được đặt ở dưới phần bụng máy bay, và khi máy bay bay qua các vùng khác nhau thì sẽ được chuyển vùng kết nối (handoff) giữa các trạm phát sóng, rất giống điện thoại di động. Người dùng sẽ không cảm thấy độ trễ khi chuyển vùng.

Nhược điểm của công nghệ này là tốc độ tương đối chậm.

Việc lắp đặt các trạm phát sóng theo phương thức này rẻ hơn rất nhiều so với dùng vệ tinh, nhưng có hạn chế về tốc độ và địa lý. Tốc độ tối đa hiện nay, như dịch vụ ATG4 của Gogo chỉ là 9.8 Mb/s được chia sẻ cho toàn bộ hành khách. Với tốc độ này người dùng chỉ có thể kiểm tra email hoặc lướt web nhẹ nhàng chứ khó mà xem được video trực tuyến. Ngoài ra các trạm phát sóng được đặt trên mặt đất nên hình thức này không sử dụng được với các chuyến bay xuyên lục địa. Internet tín hiệu nối đất được áp dụng chủ yếu đối với các chuyến bay nội địa của Mỹ, hiện trang bị trên khoảng 1000 máy bay.

Tín hiệu vệ tinh là phương pháp sử dụng các vệ tinh bay xung quanh mặt đất để phát sóng cho máy bay. Quỹ đạo của các vệ tinh cách mặt đất tới khoảng 16.000km, và sóng được thu qua ăng ten nằm trên thân máy bay. Hiện tại giải pháp tốt nhất đem lại tốc độ khoảng 20 – 40 Mb/s cho mỗi máy bay, tùy thuộc vào số lượng máy bay đang sử dụng bên trong phạm vi của vệ tinh. Trong tương lai gần các vệ tinh phát sóng dải Ka có thể sẽ đem lại tốc độ cao hơn.

Một nhân viên kỹ thuật đang lắp đặt khối kết nối vệ tinh lên máy bay Boeing 747.

Ngoài tốc độ cao, tín hiệu vệ tinh còn là cách duy nhất để cung cấp internet cho các chuyến bay qua đại dương. Khi bay thì ăng ten trên máy bay sẽ tự động thay đổi hướng để kết nối đến vệ tinh, còn khi vùng bay quá xa thì có thể chuyển đổi sang tín hiệu từ vệ tinh khác.

Phương pháp sử dụng tín hiệu vệ tinh có hai nhược điểm. Thứ nhất, độ trễ sẽ cao hơn do tín hiệu phải đi qua vệ tinh ở độ cao hơn 10.000 km, và quá trình kết nối với vệ tinh khác cũng sẽ khiến kết nối ảnh hưởng chứ không được như chuyển vùng giữa các trạm phát. Nhược điểm thứ hai là mức giá cao hơn rất nhiều, do mức giá thuê vệ tinh vốn đã rất cao. Điều này dẫn đến giá internet trên máy bay rất đắt.

Trên máy bay, các thiết bị truy cập WiFi (WiFi access points hay WAP) sẽ phát sóng tới điện thoại, laptop... của người dùng. Số lượng WAP tùy thuộc vào kích thước máy bay, những máy bay lớn có thể có tới 6 WAP. Trước kia khi WiFi chưa phổ biến, thậm chí máy bay còn có cả cổng kết nối Ethernet để cắm máy tính, nhưng giờ thì WiFi là đủ với phần lớn người dùng.

Dù đã đạt được những thành tựu đáng kể nhưng vẫn có khoảng cách nhất định giữa Wi-Fi trên máy bay và mặt đất.

“Điểm khác biệt lớn nhất của Wi-Fi trên chuyến bay là sự phức tạp bởi yếu tố di động. Máy bay thường di chuyển với tốc độ cao và trên đường bay qua các khu vực địa lý rộng lớn, vốn đòi hỏi vùng phủ sóng nhất quán để có trải nghiệm kết nối trong chuyến bay chất lượng cao", Don Buchman, Phó chủ tịch kiêm Tổng giám đốc phụ trách hàng không thương mại của Viasat, nói với CNN.

Vẫn có khoảng cách nhất định giữa Wi-Fi trên máy bay và mặt đất. (Ảnh: Singapore Airlines).

Bên cạnh đó, tín hiệu vệ tinh tuy giải quyết được một số hạn chế mà tháp điện thoại di động gặp phải, nhưng việc mở rộng mạng lưới vệ tinh để theo kịp với nhu cầu ngày càng tăng cao không phải lúc nào cũng đơn giản.

"Thực tế triển khai thêm các tháp di động mới nhanh và rẻ hơn nhiều so với việc phóng vệ tinh trên tên lửa", ông Jeff Sare tiết lộ.

Theo số liệu từ CNN, đại diện hai hãng hàng không Delta và United cho biết mỗi tháng cung cấp hơn 1,5 triệu phiên sử dụng Wi-Fi trên máy bay, trong khi hãng JetBlue cho biết dịch vụ của họ được "hàng triệu khách hàng" sử dụng mỗi năm.

Nhưng với một thị trường hiện được ước tính vào khoảng 5 tỷ USD và dự kiến ​​tăng lên hơn 12 tỷ USD vào năm 2030, theo công ty nghiên cứu Verified Market Research, vẫn còn rất nhiều tiềm năng khai thác.

Trong một cuộc khảo sát của Intelsat năm ngoái về các hãng hàng không, nhà cung cấp dịch vụ và nhà sản xuất thiết bị, 65% người được hỏi cho biết họ dự đoán số lượng hành khách mong muốn được kết nối khi bay sẽ tăng lên.

Hai trở ngại lớn nhất đối với việc gia tăng việc sử dụng Wi-Fi trên máy bay, cuộc khảo sát chỉ ra là giá dịch vụ cao và "kết nối Internet kém".

Để giải quyết vấn đề, những nhà cung cấp dịch vụ như Viasat, Intelsat và Starlink vẫn dự định tiếp tục mở rộng năng lực triển khai bằng cách phóng nhiều vệ tinh hơn mỗi năm.

• Điều gì xảy ra khi đập vỡ quả trứng dưới nước?
• Ra ngoài Hệ Mặt trời, tàu NASA đụng độ "thế giới ngược đời"
• Hiện về nguyên vẹn sau 700 năm, 2 tàu ma mang kho báu vô song