BHL-Jahrbuch-2016

26 technology radar
Bewertung fliegender
Kommunikationsnetzwerke
mit Wolkeneinfluss und
Integration von Satelliten
Airborne network
assessment with cloud
impact and satellite
integration
Aeronautische Ad-hoc-Kommunikationsnetzwerke
(AANET) sind ein neues Konzept für die Luftfahrt,
das Konnektivität für Verkehrsflugzeuge mit Kapazitäten
weit über denen von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen
zu Satelliten verspricht. Die Bewertung von
AANET in Bezug auf zukünftige Anforderungen, Verfügbarkeit
von Internetzugangspunkten und atmosphärische
Beeinträchtigungen stellt eine kritische
Aufgabe dar.
Am Bauhaus Luftfahrt wurde eine Simulationsumgebung
entwickelt, die auf bis zu 50 000 Flüge
pro Tag anwendbar ist. Die Simulationen werden
genutzt, um AANET im Hinblick auf Verfügbarkeit,
Übertragungskapazität und Dynamik zu optimieren.
Dabei werden Datensätze von NASA-Erdbeobachtungssatelliten
genutzt, um den Wolkeneinfluss auf
die Verfügbarkeit zu untersuchen.
Kompakte und schnelle Laserlinks zwischen
Flugzeugen bieten um Größenordnungen verbesserte
Datenraten und ermöglichen den Fluglinien,
Breitbanddienste für Passagiere, Bord- und Wartungspersonal
bereitzustellen. Unsere Studien zeigen,
dass die Flugzeugdichten über Europa, Nordamerika,
nahe den Drehkreuzen des Nahen Ostens
und in großen Teilen Asiens und Südamerikas hoch
genug für flächendeckende AANET sind.
Aufgrund des hohen Flugaufkommens können
wenige terrestrische Internetzugangspunkte die
meisten Flugzeuge über Land versorgen. Auf Langstreckenflügen
mit geringerem Verkehrsaufkommen
können Laserterminals auf Satelliten und Höhenplattformen
die nötige Infrastruktur bieten. Obwohl
die Anzahl von Terminals auf Satelliten aufgrund
von Komplexität, Gewicht und Kosten in Zukunft
eingeschränkt bleiben mag, können durch AANET
viele Flugzeuge davon profitieren.
In naher Zukunft wird
schnelle On-Board-
Konnektivität ein
integraler Bestandteil
des Reiseerlebnisses
der Passagiere sein.
In the near future, fast
on-board connectivity
will be an integral
part of the passenger
travel experience.
Aeronautical ad-hoc communication networking
(AANET) represents a new paradigm in air transport,
providing connectivity to airliners beyond the performance
limits of one-on-one, plane-to-satellite links.
A critical task is to evaluate the effectiveness of
AANETs in relation to future bandwidth demand,
internet gateway (IGW) availability, and atmospheric
impairments.
At Bauhaus Luftfahrt, a simulation environment
capable of modelling large-scale AANETs, considering
worldwide air traffic with typically up to 50,000
flights per day, has been developed. Simulations are
used to optimise network performance in terms of
connectivity, data capacity, and dynamics, and global
cloud datasets from NASA earth observation satellites
are used to evaluate weather impact on network
availability.
Compact and high-speed, plane-to-plane laser
links provide orders-of-magnitude improvements
in communication bandwidth, enabling airlines to
offer broadband services to passengers, flight and
maintenance crews. Our studies show that air traffic
is sufficiently dense to support large-scale AANETs
across Europe and North America, near Middle Eastern
air traffic hubs, and in large parts of Asia and
South America.
Due to the high frequency of domestic flights,
terrestrial IGWs may provide data services to most
aircraft even without satellite links. For long-range,
oceanic routes with lower air traffic density, laser
terminals (LT) on satellites and high-altitude platform
stations (HAPS) may provide necessary infrastructure.
Although the number of available LTs may be
limited for reasons of complexity, weight, or cost,
AANET allows many aircraft to benefit.