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2 Innovative Lösungsansätze Innovative solutions Fliegende Kommunikationsnetzwerke: Analyse der Netzabdeckung und zukünftiger Kapazitätsanforderungen Airborne communication networks: Analysis of network coverage and future capacity demands Der wachsende Luftverkehr und neuartige Datendienste ziehen einen stetig steigenden Bedarf an aeronautischer Telekommunikationsbandbreite nach sich. Bereits in seinem Jahrbuch 2012 hat das Bauhaus Luftfahrt diese wesentlichen Treiber identifiziert, evaluiert und in diesem Zusammenhang ein neuartiges Netzwerkkonzept vorgestellt. Darin bauen Flugzeuge ein lasergestütztes Basisnetz hoher Bandbreite nach einem Ad -hoc-Prinzip auf, um Flugpassagieren den Zugang zum Breitband-Internet bereitzustellen. Um die Ausfallsicherheit aufgrund von atmosphärischen Einflüssen wie Wol ken und starken Turbulenzen zu verbessern und die Dienstzugänglichkeit zu maximieren, würde das Basisnetz lokal durch komple mentäre Funksysteme erweitert. Im Jahr 2013 hat das Bauhaus Luftfahrt in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Luftfahrtsysteme an der Technischen Universität München erstmals ein solches Kommunikationsnetzwerk von Linienmaschinen am Computer simulieren können, um die Machbarkeit zu verifizieren und zukünftige Potenziale abzuleiten. Die Si mu lation bildete den Nordatlantischen Flugkorridor ab, wobei reale Flug routen und Flugleistungsdaten berücksichtigt worden sind. Die maximale Übertragungsreichweite der in den Flugzeugen verbauten Telekommunikationssysteme wurde anhand verschiedener Betrachtungen fest gelegt, wobei sowohl geometrische Begrenzungen durch die Erdkrümmung und Bewölkung als auch fundamentale Abschätzungen zum Potenzial der Daten-Übertragung mit Laserlicht berücksichtigt wurden. Die Simulation zeigte, dass sich über dem Nordatlantik schon heute eine ausreichende Anzahl an Flugzeugen in der Luft befindet, um mit den angenommenen Übertragungsreichweiten eine kontinuierlich hohe Netzabdeckung von über 97 Prozent zu gewährleisten. Darüber hinaus konnte das Bauhaus Luftfahrt aus der Simulation Sta tistiken generieren, die zeigen, dass der durchschnittliche Abstand zwischen den Flugzeugen die verfügbare Laser-Reichweite deut lich unterschreitet. Um zu ermitteln, welche Bandbreiten mit dieser Technik im Jahr 2035 nötig wären, haben die Wissenschaftler kontinuierlich stei gende Passagiervolumina in ihre Simulation einbezogen. Damit gehen ein Anstieg der Flugzeugdichte und eine wachsende The demand for aeronautical telecommunication capacity is rising due to increasing air traffic and novel data services. In its 2012 yearbook Bauhaus Luftfahrt reported about the identification and evaluation of these main drivers and presented a novel network concept. In this concept aircraft are connected in an ad hoc fashion via a highcapacity photonic backbone link in order to pro vide broadband Internet access to passengers. Furthermore, a hy brid concept is pursued in which complementary radio-frequency technology is utilised in order to achieve robustness under atmospheric influences such as clouds and turbulences, and to maximise accessibility. In 2013, Bauhaus Luftfahrt in cooperation with the Institute of Aircraft Design at Technische Universität München for the first time simulated such a communication network of commercial aircraft for feasibility testing of the concept and to quantify future bandwidth potentials. The simulation was confined to the North Atlantic corridor, based on a routing scheme along North Atlantic Tracks and using real flight schedule databases and aircraft performance data. The maximum communication distance of the simula t- ed telecommunication systems considered limitations originating from line-of-sight transmission, including the geometric range limit due to earth curvature and cloud density, and by fundamental assessments of laserbased freespace transmission system performance. It was found that already the present number of aircraft in the North Atlantic Corridor has reached a level that enables network coverage of over 97 per cent. Furthermore, Bauhaus Luftfahrt obtained simulation results that show that the average aircraft-toaircraft distance in the communication network clearly lies within the available range of laser-based communication. The evaluation of bandwidth demand of such a network in a 2035 scenario included growing passenger numbers, increasing aircraft densities and expanding use of in-flight Internet services. In addition, bandwidth demand per user is expected to rise due to services and content that require larger data volumes, such as high-resolution video streaming. Based on these assumptions, Bauhaus Luftfahrt derived individual transmission capacities on > > 78 Bauhaus Luftfahrt Neue Wege.
2 Innovative Lösungsansätze Innovative solutions Access point to terrestrial Internet Aircraft density Communication connection Data traffic Aircraft density 25 20 15 10 To watch the simulation as an animated sequence on your smartphone, please scan the QR code below. 5 Simulation eines fliegenden Datennetzwerks über dem nordatlantischen Korridor: Die Flugzeugdichte ist in der unteren Grafik dargestellt. Die obere Grafik verdeutlicht das voraussichtlich im Jahr 2035 entstehende Datenaufkommen durch die Leuchtintensität der einzelnen Kommunikationsverbindungen, während Zugangspunkte zum terrestrischen Internet entlang der Küsten und Inseln als rote Punkte dargestellt werden. Simulation of an airborne data-transport network over the North Atlantic Corridor: Aircraft density is represented in the bottom image. In the top image, the generated traffic loads for the year 2035 are indicated by the illumination intensity of individual communication links. The red dots represent access points to ground Internet along continental coasts and islands. Bauhaus Luftfahrt Neue Wege. 79
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2013
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Inhalt Contents Die drei Säulen de
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Inhalt Contents 1 Neue Wege durch d
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Über das Bauhaus Luftfahrt About B
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Neue Wege in der Luftfahrt - drei F
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Seite 96 und 97: Munich Aerospace: Bauhaus Luftfahrt
Seite 98 und 99: Bauhaus Luftfahrt treibt Nachhaltig
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Seite 104 und 105: Finanzen Financial figures Das Bauh
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