Як працює інтернет у поїздах?

Сьогодні дедалі більше людей їздять поїздом. Одна з причин, чому менеджери віддають йому перевагу перед автомобілем, — час, який можна ефективно використати для роботи, а інтернет-з’єднання для цього необхідне. На деяких маршрутах ми вже ледве пам’ятаємо, коли в поїзді не було Wi-Fi, і сприймаємо його як щось цілком звичне. В інших місцях підключитися не вдається, хоч що робиш. Отже, як насправді працює інтернет у поїздах?

ПОРАДА: Прочитайте також нашу улюблену статтю Інтернет у хмарах

Початки інтернету в поїздах

Про те, щоб запровадити інтернет у поїздах, у Чехії серйозно говорили вже у 2008 році. Планувалося перше тестування, обговорювалися і технологічні варіанти, і фінансування. Головним гравцем цього початкового етапу були Чеські залізниці (České dráhy). Проте першим перевізником, який запропонував Wi-Fi у своїх поїздах, став RegioJet — відразу з початку роботи в 2011 році. Пасажири вперше змогли підключитися до інтернету на маршруті з Праги до Ostrava.

Чеські залізниці зрештою запустили інтернет у поїздах зі своїм Wi-Fi у проєкті Pendolino, робота над яким почалася у 2011 році. У липні 2012 року підключення з’явилося у вагонах першого класу поїздів CityPendolino, також на маршруті Прага — Ostrava. Користувачі могли підключатися через мережі CDMA або EDGE. З листопада 2012 року пасажири на тому самому маршруті могли користуватися інтернетом і в нових поїздах компанії Leo Express.

Поточна ситуація (на момент написання)

Приватні перевізники вже кілька років як стандарт пропонують у своїх поїздах Wi-Fi-підключення, а Чеські залізниці тепер наслідують їх. Пасажири можуть користуватися інтернетом приблизно в шестистах поїздах. Проте поза головними коридорами ще чимало маршрутів із недостатнім покриттям. Поїзди з доступом до Wi-Fi Чеські залізниці тепер позначають у розкладах руху.

Використовуються послуги всіх трьох основних операторів — O2, T-Mobile і Vodafone — а також технології передавання даних, які вони пропонують (LTE, UMTS, GSM, EDGE). У поїздах Ви, імовірно, також помітите, що деякі сайти заблоковані, насамперед ті, що сильно навантажували б з’єднання (потокове відео тощо), та сайти із забороненим вмістом.

Як працює Wi-Fi у поїзді

Бортова система Wi-Fi складається з інфраструктури, до якої входять LTE-маршрутизатори, точки доступу, антени та кабелі. Як показано на мал. 1, LTE-маршрутизатор приймає сигнал мережі від передавачів інтернет-провайдера і забезпечує підключення для мережі поїзда. Щоб досягти якнайширшого покриття, нові LTE-маршрутизатори дозволяють перемикатися між підключеннями окремих операторів. Перемикання часто використовують під час перетину кордонів або в інших місцях, де сигнал фрагментований, а з’єднання нестабільне. LTE-маршрутизатори також можна об’єднувати в ланцюжок, щоб отримати більшу пропускну здатність переданого сигналу, а отже й вищу доступність послуги. Для цього, однак, потрібен зовнішній сервер. До маршрутизаторів підключаються точки доступу Wi-Fi, які забезпечують доступ до інтернету для пасажирів і персоналу поїзда; їх також можна об’єднувати в ланцюжок. Кілька антен Wi-Fi потім забезпечують підключення в усіх вагонах поїзда.

Мал. 1 Схема бортового підключення Wi-Fi

Бортову мережу Wi-Fi можна підключати до різних мереж, які надають оператори в Чехії, тобто до мереж 2G, 3G і 4G (від другого до четвертого покоління). Можна також підключати інші технології, наприклад систему моніторингу, пасажирську інформаційну систему чи систему бронювання. На ринку є рішення, що дозволяють налаштувати для бортової системи Wi-Fi також резервування. Це означає, що налаштовано дві системи, які виконують те саме завдання. Якщо одна система вийде з ладу, інша здатна без перерви продовжувати виконувати покладене завдання. Тож якщо сигнал одного оператора зникне або його мережа стане нестабільною, усі підключення користувачів можна перенести на сигнал інших провайдерів без розриву з’єднань.

Покриття коридорів

У квітні 2016 року Чеське телекомунікаційне управління (ЧТУ) провело вимірювання покриття інтернетом у поїздах. Вимірювання проводили в діапазонах мереж 2G (2-го покоління) і, головним чином, 4G (4-го покоління) за допомогою генератора, налаштованого на окремі частотні діапазони. Покриття мережею LTE вимірювали в діапазонах 800 МГц, 1 800 МГц і 2 600 МГц. Вимірювання охопило маршрути всіх чотирьох транзитних коридорів.

Транзитні коридори залізничного транспорту в Чехії

1. коридор: Děčín – Praha Holešovice – Pardubice – Brno – Břeclav
2. коридор: Petrovice u Karviné – Ostrava hl. n. – Břeclav
3. коридор: Mosty u Jablunkova – Ostrava hl. n. – Přerov – Praha – Plzeň – Cheb
4. коридор: Děčín – Praha – České Budějovice – Horní Dvořiště

Мал. 2: Основні залізничні коридори

Джерело: https://www.svetandroida.cz/internet-ve-vlaku-201607/

Покриття сигналом вимірювали зовні поїзда, так зване вимірювання «outdoor», на висоті 4,5 метра над землею. Вимірювали також покриття всередині окремих типів вагонів, так зване вимірювання «indoor», на висоті 1,5 м усередині вагона.

Виявилося, що в кожному коридорі є дуже мало місць, де немає жодного сигналу даних (вимірювання «outdoor»). У 1-му коридорі без покриття 0,2 % маршруту, у 2-му коридорі 0,05 %, у 3-му коридорі 0,06 %, а найкраще показав себе 4-й коридор, де без покриття лише 0,01 %.

Вимірювання також показали, що в багатьох випадках покриття фрагментоване: покриті й непокриті ділянки дуже швидко змінюють одна одну. Пасажири також сприймають покриття гіршим, ніж виміряне, про що свідчить час, потрібний пристроям для підключення.

Конструкція залізничного вагона і те, наскільки добре він пропускає електромагнітні хвилі, дуже суттєво впливають на якість підключення всередині самого поїзда. Саме тому вимірювання проводили як усередині вагонів, так і зовні. Між типами вагонів є дуже великі відмінності. Загалом старіші вагони пропускають сигнал краще, ніж нові чи модернізовані, які його послаблюють.

У таблиці 1 наведено огляд покриття на всіх чотирьох коридорах для операторів O2, T-Mobile і Vodafone, як для вимірювань «outdoor», так і «indoor». Покриття також розбито за мережами. Найширше покриття має GSM (Global System for Mobile Communications) — мережа 2-го покоління. Однак швидкість передавання даних у ній дуже низька й майже непридатна для користування. Вивантаження та завантаження становлять близько 9,6 кбіт/с. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) — мережа 3-го покоління. Вона дозволяє повноцінно користуватися інтернетом, зокрема надсилати більші вкладення електронної пошти та користуватися Skype. Забезпечує завантаження зі швидкістю до 2 Мбіт/с і вивантаження 100–150 кбіт/с. У Чехії, однак, її покриття відносно невелике, переважно в обласних містах. LTE (Long Term Evolution) перебуває на межі 3-го та 4-го поколінь, а LTE-Advanced — суто мережа 4-го покоління. У Чехії швидкість завантаження LTE може сягати до 150 Мбіт/с, а вивантаження — 50 Мбіт/с.

Як видно, найгірше покриття LTE має 2-й коридор (Petrovice u Karviné – Ostrava hl. n. – Břeclav) — у середньому покрито 50 % маршруту, тоді як найкраще показує себе 4-й коридор (Děčín – Praha – České Budějovice – Horní Dvořiště), де в середньому покрито 75 %. Ми хочемо знати, чи справді пасажири можуть підключитися в поїзді, тому дивимося на вимірювання «indoor».

Таблиця 1: Покриття залізничних коридорів

Джерело: https://www.ctu.cz/mereni-pokryti-zeleznice

Згідно із зобов’язанням, до весни 2019 року оператори мають покрити сигналом LTE щонайменше 50 % довжини залізничних коридорів. Через два роки, тобто у 2021 році, коридори мають бути покриті на всій довжині. Зобов’язання буде виконане, якщо оператор забезпечить імовірність підключення всередині поїзда 75 % без зовнішньої антени та 85 % із зовнішньою антеною. Однак те, що виміряно достатній сигнал, не означає, що пасажири в поїзді справді підключаться (навіть якщо поїзд має достатню пропускну здатність). «Дотеперішні вимірювання показують, що деякі оператори виконали зобов’язання раніше строку. Але якби воно не було виконане в установлений термін, ЧТУ може дійти навіть до відкликання виділення частот», — каже речник ЧТУ Mgr. Martin Drtina.

Отже, навіть якщо покриття залізничних коридорів має досягти 100 % до 2021 року, доступ пасажирів до мобільних мереж передавання даних через послаблення сигналу у вагонах без додаткових технічних заходів залишиться обмеженим. Тому його треба забезпечити, наприклад, за допомогою ретрансляторів (ретранслятор може приймати сигнал і там, куди головна точка доступу (AP) не дістає. Він приймає сигнал від AP і знову передає його в ефір, тобто повторює мовлення) або створенням так званих пікосот усередині вагонів. (Пікосоти забезпечують покриття мобільними даними на ширшій території. Їх використовують у місцях із великою концентрацією користувачів, які хочуть підключитися до Wi-Fi, наприклад на вокзалах чи в торгових центрах.)

Інтернет у поїздах за кордоном

Сісти в поїзд, дістати ноутбук і дві години працювати завдяки безкоштовному Wi-Fi. Така картина, звична в Чехії, у найближчих сусідніх країнах трапляється нечасто. У Німеччині інтернет доступний лише на лініях Deutsche Bahn ICE, і за додаткову плату. В Австрії пасажири можуть підключитися безкоштовно лише в найсучасніших поїздах RailJet, які курсують лише на кількох лініях. В інших внутрішніх чи міжнародних поїздах Wi-Fi немає. Подібна ситуація в Польщі, де Wi-Fi мають лише поїзди Express InterCity, що курсують між великими містами та до інших країн. Краще справи у Словаччині: компанія Železničná spoločnosť пропонує підключення у своїх вагонах із 2013 року і, як і ČD, поступово збільшує кількість поїздів із Wi-Fi. Якщо посунутися трохи далі на захід, добрий приклад — Франція: за наявною інформацією, Wi-Fi-підключення мало бути доступне в усіх поїздах із кінця 2016 року.

Автор: Johana Nádvorníková

Оновлено 19 лютого 2024 р.