Lepší internet na cestách

Podobnou situaci asi znáte. Sedíte ve vlaku, potřebujete vyřídit důležité pracovní e-maily, najít si návazný přípoj nebo si jen ukrátit cestu, přečíst zprávy, oblíbený blog nebo poslední příspěvky přátel. Jenže jindy spolehlivé mobilní připojení vás nechá na holičkách. Podle průzkumu prováděného v německých rychlovlacích při snaze o načtení webové stránky uspějete pouze v 41–65 % případů. Takové spojení není zrovna radost používat. Z tohoto neuspokojivého stavu přitom nelze vždy vinit mobilní operátory. Pokud si promítnete trasy železničních koridorů v Česku přes mapy operátorů, zjistíte, že většina délky tratí je dnes solidně pokryta mobilním signálem. Hluchá místa samozřejmě stále existují a podle stavu loňských jednání mezi dopravci a operátory ještě nějaký čas existovat budou. Problém je však i ve vlaku samotném, respektive v konstrukci jeho vozidel a jejích fyzikálních důsledcích. Ve vlaku totiž sedíte ve Faradayově kleci. A platí, že čím je souprava modernější, tím je klec dokonalejší. Nejen, že vás obklopují tuny kovu tvořícího skříň vozu. Překážkou jsou i okna. Skla kolejových vozidel jsou zpravidla tónována do šeda pokovením, které chrání cestující před příliš intenzivním sluncem. Tato úprava však kromě slunečního a tepelného záření odráží také elektromagnetické vlny, mobilní signál nevyjímaje. V důsledku toho utlumuje železniční vůz signál výrazně více než třeba běžný automobil. Právě to může na místech se slabým signálem zhatit vaši snahu někam se dovolat nebo stáhnout data. Svou roli navíc sehrávají i další faktory jako terénní zářezy a tunely na trati, koncentrace uživatelů na malém prostoru způsobující lokální přetížení sítě, ale i vysoká rychlost jízdy, při které si základnové stanice sítě přestávají stíhat předávat účastníky.

Kudy z klece

Nejčastějším řešením problému je instalace hotspotů bezdrátových sítí uvnitř vozů. To je však spojeno s citelnými investičními i provozními náklady a dodatečnými nároky na údržbu. K tomu dopravce bude průběžně platit za mobilní data, údržbu systému a nese morální odpovědnost za vznikající provozní problémy. I tam, kde připojení vypadne kvůli bílému místu na mapě operátora. Druhým přístupem je instalace repeaterů, neboli opakovačů mobilního signálu, ve vlaku. Výhodou této technologie je, že kromě dat poskytne i kvalitní volání. Nevýhodou je, že dopravci vlastně nepřináší žádné výrazné benefity pro cestující. „Free Wi-Fi“ se nekoná, cestující potřebuje svůj vlastní datový tarif. Opakovače byly testovány i na české železnici. Do běžného provozu se však nedostaly. Spory vznikaly již ohledně finanční stránky. Kdo má opakovače vlastně platit a kdo odpovídá za jejich provoz? Kdo bude financovat nutný upgrade technologií po nástupu 5G sítí a dalších? Dopravci ani operátoři se k tomu příliš nehlásí. A ani jedné straně se nelze příliš divit. Technickým problémem repeaterů navíc je existence dvou fázově posunutých signálů uvnitř vozu. Tento jev vzniká mírným zpožděním signálu šířeného opakovačem oproti signálu vysílanému základnovou stanicí sítě. Nejcitelnější potíže to způsobuje paradoxně na místech se silným vnějším pokrytím.

Elegantní řešení

S třetím řešením – a nutno říci, že elegantně jednoduchým – přišel nedávno Siemens. Je problémem Faradayova klec? Pojďme ji narušit. V Siemensu vyvinuli nový povrch oken, který umožňuje až pětsetkrát lepší průchod elektromagnetických vln než konvenční skla s pokoveným povrchem. Díky tomu mohou cestující po většinu své cesty pohodlně surfovat i telefonovat bez nutnosti investic do aktivních technologií na palubě vlaku. V čem spočívá kouzlo nové technologie? Experti ve vídeňském vývojovém centru Siemensu do tenké vrstvy pokovení na povrchu skla vypálili laserem jemný rastr. Ten přerušuje elektricky vodivou vrstvu a tím narušuje efekt Faradayovy klece. Zároveň je však tento rastr natolik jemný, že prakticky nesnižuje schopnost skla chránit cestující před přílišným slunečním svitem. Ochranná vrstva tak sice odráží nežádoucí sluneční záření, ale současně umožňuje volný prostup rádiového signálu.

„Ve vysokorychlostních vlacích naše řešení umožňuje přenést dovnitř do vozu mobilní signál v pracovních kmitočtových pásmech nejméně padesátkrát silněji (tedy o 17 dB) než při použití běžných pokovených skel,“ vysvětluje Lukas W. Mayer, který vývojový projekt v Siemens Corporate Technology vedl. „Nová skla umožňují průchod všech frekvencí užitečných pro mobilní komunikaci. I budoucí mobilní standardy, jako je 5G, budou uvnitř vozu k dispozici bez dalších investic.“ Skla lze využívat desítky let bez speciální údržby, snadno se instalují a na rozdíl od aktivních prvků nepotřebují elektrické napájení. Kdykoliv jimi mohou být dovybaveny i stávající vozy.

Poprvé u Rýna

První zkoušky v běžném provozu potvrdily, že vzorkovaná struktura povrchu skla je pouhým okem téměř neviditelná. Cestující nepozorovali žádné zhoršení průhlednosti skel. Prokázány byly účinnost ochrany interiéru vozu před tepelným zářením slunce, nižší energetická náročnost klimatizace i zlepšení prostupu mobilního signálu. Prvními sériově vyráběnými vozidly vybavenými novými okny je sedm nových regionálních elektrických jednotek Desiro HC, které budou v barvách dopravce Rhein-Ruhr Express obsluhovat rýnsko-rúrský region. Prototyp již podstupuje zkoušky v testovacím středisku ve Wegberg-Wildenrathu, pravidelný provoz s cestujícími bude zahájen na konci roku 2018.