อินเทอร์เน็ตทางอากาศเป็นระบบที่นำทฤษฎีและหลักการของเครือข่ายมาใช้ในด้านการขนส่ง^{[ 1 ]}เป้าหมายคือการสร้างการเชื่อมต่อข้อมูลที่ราบรื่นระหว่างโครงสร้างพื้นฐานบนพื้นดินและหน่วยงานทางอากาศ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนั้น ระบบนี้มุ่งสร้างช่องทางข้อมูลที่ปรับขนาดได้ อเนกประสงค์ และใช้งานได้หลากหลายสำหรับผู้คนที่กำลังเดินทาง^{[ 2 ]}

อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน (Airborne Internet) เป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการบูรณาการและสนับสนุนกิจกรรมมากมาย ทั้งในห้องนักบินและห้องโดยสาร แนวคิดดั้งเดิมที่เสนอในปี 1999 ชี้ให้เห็นถึงระบบเปิดที่มีสถาปัตยกรรมที่ปรับขนาดได้: ซึ่งเป็นช่องทางข้อมูลอเนกประสงค์สำหรับแอปพลิเคชันหลายประเภท สำหรับการสื่อสาร การนำทาง และการแลกเปลี่ยนข้อมูลการเฝ้าระวังทั้งหมด อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินมองว่าเครื่องบินที่เข้าร่วมทั้งหมดทำหน้าที่เป็นตัวส่งต่อข้อมูลระหว่างอากาศ โดยแต่ละลำทำงานในความสัมพันธ์แบบ peer-to-peer กับเครื่องบินลำอื่น ๆ และสนับสนุนเครือข่าย แม้ว่าเครื่องบินลำนั้นจะไม่ได้ใช้แบนด์วิดท์เพื่อวัตถุประสงค์ของตนเองก็ตาม เครื่องบินทุกลำเป็นโหนดบนเครือข่าย

อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินสำหรับห้องนักบินมีศักยภาพหลายประการ: ^{[ 3 ]}   การสื่อสารการจราจรทางอากาศแบบดิจิทัลที่ช่วยให้นักบินสามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลดิจิทัล การดำเนินงานและการบริหารการขนส่งทางอากาศ ข้อมูลสภาพอากาศที่ได้รับการปรับปรุง การจัดการแผนการบินวิถี 4 มิติจากระบบควบคุมการจราจรทางอากาศ ความปลอดภัยและการรักษาความปลอดภัย ความปลอดภัยจะได้รับการปรับปรุงเมื่อลูกเรือสามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลได้เร็วกว่าเดิม สามารถใช้เทคนิคการตรวจสอบแบบดิจิทัลเพื่อรับรองความปลอดภัยของข้อมูล อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินยังมีศักยภาพในการใช้งานโดยเจ้าหน้าที่รักษาความปลอดภัยทางอากาศของรัฐบาลกลาง การดำเนินงานของสายการบิน และลูกเรือเพื่อวัตถุประสงค์ด้านข้อมูลความปลอดภัย ฟังก์ชันการบำรุงรักษาเครื่องบินสามารถใช้เครือข่ายเพื่อให้ข้อมูลสถานะที่สำคัญแก่สายการบินได้

ระบบอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินสำหรับห้องโดยสาร ให้บริการการสื่อสารแก่ผู้โดยสารความบันเทิงระหว่างเที่ยวบินและแหล่งข้อมูลอื่นๆ ที่ไม่สำคัญมากนัก

ระบบอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินในขั้นสุดท้ายนั้นถูกมองว่าเป็นเครือข่ายของสถานีภาคพื้นดิน เครื่องบินที่ติดตั้งอุปกรณ์พิเศษ ดาวเทียม และระบบอากาศยานไร้คนขับ เพื่อส่งข้อมูลการสื่อสารบรอดแบนด์แบบสองทางไปยังเครื่องบินสำหรับผู้โดยสาร ผู้ปฏิบัติงาน และศูนย์ควบคุมการจราจรทางอากาศ ระบบนี้มีศักยภาพที่จะเปลี่ยนแปลงวิธีการตรวจสอบและติดตามเครื่องบินโดย ระบบ ควบคุมการจราจรทางอากาศและวิธีการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับและเกี่ยวกับเครื่องบินลำอื่น (แบบ peer-to-peer) ข้อมูลที่สำคัญ เช่น สภาพอากาศความปั่นป่วนและสภาพการลงจอด สามารถแลกเปลี่ยนได้ เช่นเดียวกับระยะห่างระหว่างเครื่องบินกับพื้นดิน ข้อมูลนี้มีความสำคัญยิ่งขึ้นสำหรับเครื่องบินที่อยู่นอกระยะสายตา นอกจากนี้ยังมีความสามารถในการอนุญาตให้ผู้โดยสารเครื่องบินเข้าสู่ระบบออนไลน์เพื่อตรวจสอบอีเมล ชำระค่าใช้จ่าย และท่องเว็บโดยไม่รบกวนสัญญาณวิทยุและสัญญาณควบคุมเครื่องบิน^{[ 4 ]}

หลักการพื้นฐานของอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินคือ ความสามารถของเครือข่ายสำหรับเครื่องบินจะช่วยปรับปรุงวิธีการที่ผู้ปฏิบัติงานเครื่องบินและน่านฟ้าแห่งชาติจะจัดการข้อมูล ตลอดจนฟังก์ชันการทำงานที่ไม่เกี่ยวข้องกับการจราจรทางอากาศ โซลูชันเชิงพาณิชย์ต่างๆ ได้เกิดขึ้นแล้ว แต่โซลูชันเหล่านี้ล้วนใช้ดาวเทียมและใช้งานได้กับเครื่องบินเพียงลำเดียวเท่านั้น^{[ 5 ]}โซลูชันดาวเทียมที่มีอยู่เหล่านี้ไม่มีการเชื่อมต่อระหว่างเครื่องบินด้วยกัน จำเป็นต้องมีโซลูชันการเชื่อมต่อเครือข่ายที่สามารถนำไปใช้งานได้ในระยะแรก ซึ่งจะช่วยให้เครื่องบินทุกประเภทสามารถเข้าร่วมและเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ ได้แก่ เครื่องบินขนส่ง เครื่องบินภูมิภาค เครื่องบินเจ็ตธุรกิจ เครื่องบินส่วนตัว และแม้แต่เฮลิคอปเตอร์ การไหลของข้อมูลเครื่องบินจะยังคงแยกส่วน (ในแต่ละระบบที่ไม่ซ้ำกัน) เว้นแต่จะมีการกำหนดโซลูชันเครือข่ายที่ครอบคลุมสำหรับเครื่องบิน ข้อสมมติฐานที่ใช้สำหรับเครือข่ายภาคพื้นดินไม่สามารถนำมาใช้กับลิงก์เครือข่ายบนเครื่องบินได้

แหล่งข้อมูลหลายแห่งได้ทำงานเกี่ยวกับแนวคิดทั่วไปของการเชื่อมต่อเครือข่ายสำหรับเครื่องบินในช่วงทศวรรษ 1990 รวมถึงกองทัพสหรัฐฯ และผู้รับเหมา หนึ่งในข้อเสนอแนะแรกๆ ของสิ่งที่ต่อมาเรียกว่า “อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน” เกิดขึ้นในเดือนกรกฎาคม 1999 ในการประชุมวางแผน ระบบขนส่งเครื่องบินขนาดเล็กของ NASA (SATS) ^{[ 6 ] [ 7 ]} Ralph Yost จากสำนักงานบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกา^{[ 8 ]}เสนอระบบพลเรือนสำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายบนเครื่องบินซึ่งเริ่มต้นจากการเป็นเทคโนโลยีสนับสนุนสำหรับ SATS ^{[ 9 ]}ชื่อ “อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน” นั้นถูกคิดค้นโดย ดร. Bruce Holmes ของ NASA ซึ่งในขณะนั้นดำรงตำแหน่งผู้จัดการโครงการ SATS และได้แจ้งให้ Yost ทราบ แม้ว่าในที่สุด SATS จะนำไปใช้ในการสาธิตการบินปฏิบัติการหลายลำในปริมาณมากที่ Danville VA ^{[ 10 ]} NASA ก็เลือกที่จะไม่ลงทุนเพิ่มเติมในการพัฒนาอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน เนื่องจาก NASA ปฏิเสธที่จะดำเนินการวิจัยอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินต่อไป และจากแนวคิดเดิมที่เขาเสนอ Yost จึงพัฒนาแนวคิดอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของเขาต่อไป และต่อมาได้เริ่มโครงการวิจัยอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของสำนักงานบริหารการบินแห่งสหรัฐอเมริกา (FAA) ที่ศูนย์เทคนิค William J Hughes ของ FAA ในเมืองแอตแลนติกซิตี รัฐนิวเจอร์ซีย์^{[ 11 ]  [ 12 ] [ 13 ]} (ความสามารถด้านอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินที่สนับสนุน SATS ได้รับรางวัล Mobility Award "Turning Goals Into Reality" ของ NASA ในเวลาต่อมา เนื่องจากเป็นการปฏิวัติวงการการบิน) ^{[ 14 ]}

โยสต์เป็นผู้ก่อตั้ง (และยังคงเป็นเจ้าของ) เว็บไซต์www.AirborneInternet.comต่อมาเขาได้ก่อตั้งกลุ่มความร่วมมืออินเทอร์เน็ตทางอากาศ (Airborne Internet Collaboration Group หรือ AICG) ซึ่งพัฒนามาเป็นกลุ่มพันธมิตรอินเทอร์เน็ตทางอากาศ (Airborne Internet Consortium หรือ AIC)เมื่อก่อตั้ง AIC แล้ว ก็ได้มอบหมายให้องค์กรธุรกิจที่สนใจบริหารจัดการ และรัฐบาลก็ถอนตัวออกจากการมีส่วนร่วม

เดิมทีโครงการนี้มีชื่อว่า “อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน” (Airborne Internet) แต่ชื่อ “อินเทอร์เน็ต” นั้นไม่เป็นที่ยอมรับภายในฝ่ายบริหารของ FAA ต่อมา Yost จึงเปลี่ยนชื่อโครงการวิจัยและพัฒนาอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของ FAA เป็น “เครือข่ายบนเครื่องบิน” (Airborne Networking) การเปลี่ยนชื่อนี้ทำให้ฝ่ายบริหารของ FAA พอใจและช่วยให้เกิดความสอดคล้องกับโครงการที่คล้ายคลึงกันของกองทัพสหรัฐฯ ดังนั้น การกล่าวถึงและการเผยแพร่ข้อมูลเกี่ยวกับ “อินเทอร์เน็ตบนเครื่องบิน” หรือ “เครือข่ายบนเครื่องบิน” จึงน่าจะหมายถึงโครงการวิจัยเดียวกันที่ริเริ่มและดำเนินการโดย Yost

โยสต์ได้ร่วมงานกับผู้พัฒนาเทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตทางอากาศรุ่นแรกๆ สองราย ซึ่งแต่ละรายมีแนวทางและขีดความสามารถในการดำเนินงานที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง แต่ละบริษัทมีแนวคิดที่คล้ายคลึงกันเกี่ยวกับการเชื่อมต่อเครือข่ายทางอากาศ แต่ดำเนินการในรูปแบบที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง

ระบบแรกในโครงการวิจัยและพัฒนาอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของ FAA ได้รับการพัฒนาโดย Project Management Enterprises Inc. (PMEI) จากเมืองเบเธสดา รัฐแมริแลนด์ ซึ่งมี Prasad Nair เป็นหัวหน้า ระบบนี้ถูกนำไปใช้กับเครื่องบินทุกลำในการสาธิตการบินหลายลำของโครงการ SATS ของ NASA ซึ่งจัดขึ้นที่เมืองแดนวิลล์ รัฐเวอร์จิเนีย

ระบบ PMEI ใช้ช่องสัญญาณวิทยุ VHF มาตรฐานสำหรับการบิน ดังนั้นจึงเป็นระบบที่มีแบนด์วิดท์ต่ำ แต่ PMEI ได้พัฒนาความสามารถด้านเครือข่ายอย่างชาญฉลาดเพื่อให้ทำงานได้ในวิทยุที่มีแบนด์วิดท์ต่ำโดยเฉพาะ รวมถึงความสามารถในการรายงานตำแหน่งของเครื่องบินไปยังเครื่องบินลำอื่นๆ ทุกลำในเครือข่าย พวกเขายังปรับปรุงความสามารถด้านเครือข่ายและแอปพลิเคชันเพิ่มเติมที่ช่วยให้ข้อมูลสภาพอากาศและข้อมูลที่เป็นประโยชน์อื่นๆ สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในวิทยุ VHF ที่มีแบนด์วิดท์ต่ำ ระบบ PMEI รองรับช่องสัญญาณแคบ 25 kHz และ ลิงก์ 19 กิโลบิต/วินาที โดยรวมเสาอากาศ VHF แบบรอบทิศทางมาตรฐานของเครื่องบินเข้ากับวิทยุข้อมูลหลายช่องสัญญาณขนาดเล็กโดยใช้โปรโตคอลเครือข่าย และมีช่องสัญญาณเสียงเพิ่มเติมที่สามารถใช้งานพร้อมกันได้ สามารถใช้ GPS ภายในเพื่อระบุข้อมูลตำแหน่งของเครื่องบิน ซึ่งสามารถแชร์ (ในรูปแบบแอปพลิเคชันง่ายๆ) กับผู้ใช้เครือข่ายรายอื่นเพื่อเพิ่มความตระหนักรู้ในสถานการณ์ ระบบเชื่อมต่อกับเครือข่ายบริเวณท้องถิ่น (LAN) มาตรฐานบนเครื่องบิน

ตรงกันข้ามกับแนวทางแบนด์วิดท์ต่ำของ PMEI ระบบที่สองในโครงการวิจัยและพัฒนาอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของ FAA ได้รับการพัฒนาโดย AeroSat (ปัจจุบันคือ Astronics Aerosat) จากเมืองแมนเชสเตอร์ รัฐนิวแฮมป์เชียร์ และให้แบนด์วิดท์สูงมาก ประกอบด้วยเสาอากาศทิศทางกำลังขยายสูงหนึ่งตัวสำหรับการเชื่อมต่อระยะไกล และเสาอากาศรอบทิศทางสองตัวสำหรับใช้งานในระยะประมาณ 100  ไมล์ทะเล การผสมผสานนี้รองรับตัวเลือกการสื่อสารข้อมูล TCP/IP สองแบบ: 90  เมกะบิต/วินาที – นั่นคือ 45  เมกะบิต/วินาทีในแต่ละทิศทางในย่านความถี่ Ka และ Ku – สำหรับเครื่องบินในเครือข่าย “หลัก” และ ลิงก์ย่านความถี่ L 1-2 เมกะบิต/วินาทีที่อนุญาตให้เครื่องบินรองเข้าถึงเครือข่ายหลักได้ แนวคิดการดำเนินงานที่ Aerosat นำเสนอคือการสร้างเครือข่ายหลักที่มีแบนด์วิดท์สูงมากระหว่างเครื่องบิน จากนั้นให้เครื่องบินที่มีแบนด์วิดท์ต่ำกว่าเชื่อมต่อ (โดยตรงหรือส่งต่อ) เข้ากับเครือข่ายหลัก จากการทดสอบการบินในช่วงแรก Aerosat ประมาณการว่าจำเป็นต้องใช้เครื่องบินเพียง 8 ลำเพื่อขยายเครือข่ายข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกจากฝั่งหนึ่งไปยังอีกฝั่งหนึ่ง

การทดสอบการบินเพื่อพิสูจน์แนวคิดที่สำคัญได้ดำเนินการที่ศูนย์เทคนิควิลเลียม เจ. ฮิวจ์ส ของ FAA ในช่วงปลายเดือนกรกฎาคม ปี 2549 โดยใช้ระบบที่พัฒนาโดย PMEI การทดสอบที่สำคัญเหล่านี้ประสบความสำเร็จในการแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการถ่ายทอดสัญญาณ "นอกเหนือระยะสายตา" ซึ่งการสื่อสารข้อมูลเกิดขึ้นในระยะทางที่มากกว่าความโค้งของโลกซึ่งปกติแล้วจะเอื้ออำนวยต่อการสื่อสารทางวิทยุโดยตรง ความสามารถนี้เกิดขึ้นได้จากการสร้างการเชื่อมต่อเครือข่ายระหว่างเครื่องบินที่อยู่ห่างไกล เครื่องบินที่อยู่ตรงกลาง และสถานีภาคพื้นดิน

โครงการอินเทอร์เน็ตบนอากาศ (Airborne Internet) เป็นโครงการแรกที่ทำการทดสอบการบินด้วยเครื่องบินเจ็ตธุรกิจ Bombardier Global 5000 ของศูนย์เทคนิค FAA “ห้องปฏิบัติการบิน” นี้ติดตั้งอุปกรณ์อินเทอร์เน็ตบนอากาศหลายอย่าง ในการทดสอบการบินใช้เครื่องบินสองลำ สถานีภาคพื้นดิน และเครือข่ายสนับสนุนการสื่อสารภาคพื้นดิน วิศวกรของโครงการประสบความสำเร็จในการส่งต่อข้อความและข้อมูลการวางแผนการบินแบบ 4 มิติจำลองจากเครื่องบินลำหนึ่งไปยังอีกเครื่องบินหนึ่ง แล้วไปยังสถานีภาคพื้นดิน ผ่านเครือข่ายทางอากาศที่กว้างขวาง ที่จริงแล้ว ในระหว่างการทดสอบการบินครั้งหนึ่ง สามารถส่งข้อความอีเมลไปยังผู้คน 172 คนได้สำเร็จ จากระยะห่าง 140 ไมล์เหนือมหาสมุทร

ณ เดือนกรกฎาคม 2549 นี่เป็นการทดสอบการบินเพื่อพิสูจน์แนวคิดที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกของโลกในด้านการบินพลเรือน (ที่ไม่ใช่ทางการทหาร)

เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตบนอากาศยานมีศักยภาพที่จะให้การสนับสนุนอย่างแข็งแกร่งแก่ระบบการจัดการจราจรทางอากาศ NexGen ของ FAA ซึ่งจำเป็นต้องใช้การวางแผนเส้นทางการบินแบบ 4 มิติ เทคโนโลยีอินเทอร์เน็ตบนอากาศยานมีศักยภาพสูงที่จะช่วยยกระดับการสื่อสารในมหาสมุทรในอนาคต แก้ไขปัญหาการสื่อสารและการระบุตำแหน่งที่กำลังเผชิญอยู่ในสภาพแวดล้อมทางทะเลในปัจจุบัน

ต่อมา โครงการอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินของ FAA ได้ทำการทดสอบการบินของระบบอินเทอร์เน็ตบนเครื่องบินรุ่นแรกๆ โดยทดสอบความสามารถของระบบทั้งสองแบบพร้อมกัน การทดสอบการบินมีความซับซ้อนมากขึ้น และใช้เครื่องบินหลายลำเป็นโหนดเครือข่ายและสถานีภาคพื้นดินหลายแห่ง สถานีภาคพื้นดินตั้งอยู่ที่เบเธสดา รัฐแมริแลนด์ และศูนย์เทคนิควิลเลียม เจ. ฮิวจ์ส ของ FAA ในแอตแลนติกซิตี รัฐนิวเจอร์ซีย์ FAA ได้รวบรวมข้อมูลสำหรับแต่ละระบบในระหว่างการบินเหล่านี้ ซึ่งพิสูจน์ได้ว่าทั้งระบบ PMEI ที่มีแบนด์วิดท์ต่ำและระบบ Aerosat ที่มีแบนด์วิดท์สูงนั้นใช้งานได้และพร้อมสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์

• “การรับรู้สถานการณ์ร่วมกัน”, การปฏิบัติการแบบเน็ตเซ็นทริก

• การรายงานตำแหน่ง, บรอดแบนด์ครอบคลุมพื้นที่กว้าง, ข้อมูลและเสียง, ความปลอดภัย, การตอบสนอง และข้อมูลที่ปรับแต่งให้เหมาะกับผู้ใช้

• การไหลเวียนของข้อมูลแบบเรียลไทม์อย่างอิสระจากแหล่งข้อมูลภาคเอกชน ภาคธุรกิจ และภาครัฐ

• กระบวนการแบบ Push/Pull ที่มีการรักษาความปลอดภัยตามความต้องการและลำดับความสำคัญ

• การรับรู้ร่วมกันเกี่ยวกับปฏิบัติการประจำวัน เหตุการณ์ และวิกฤตการณ์ต่างๆ

เครื่องบินถือเป็น “จุดเชื่อมต่อ” เพิ่มเติมในเครือข่าย

• ระบบเฝ้าระวังแบบบูรณาการทั่วทั้งภาครัฐ

• สามารถใช้งานร่วมกันได้อย่างสมบูรณ์สำหรับเครื่องบินทุกประเภท

· การถ่ายทอดสัญญาณนอกระยะสายตา (BLOS)

· การโทรผ่านอินเทอร์เน็ต (VIP)

• ให้การสนับสนุนอย่างเต็มที่ต่อความต้องการด้านการปฏิบัติงานของโครงการ NexGen ของ FAA สำหรับการเข้าถึงผ่านเครือข่าย (NexGen Con Ops 2.0, มิถุนายน 2550, สำนักงานพัฒนาโครงการร่วม (JPDO))

• ระบบสัญญาณเรดาร์ควบคุมการจราจรทางอากาศ
• GPSคือระบบที่ใช้ดาวเทียมในการสื่อสารกับโลก

• อินเทอร์เน็ตทางอากาศ
• โปรเจ็กต์ลูน
• บล็อกสปอตอินเทอร์เน็ตทางอากาศ