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European Aviation Network: Schnelles Internet im Flugzeug

20.04.2018 | 14:42 Uhr |

Inmarsat und die Deutsche Telekom haben das erste integrierte Satelliten- und LTE-basierte Netzwerk der Welt aufgebaut, das schnelles Internet mit mehr als 75 Mbit/s im Reiseflug möglich macht. Wie funktioniert das EAN?

Ob auf Geschäfts- oder Urlaubsflug – Menschen möchten auch in der Luft online sein. Laut Umfrage der Gesellschaft für Konsumforschung (GfK) unter 9.000 Reisenden aus dem Jahr 2017 stellt ein Onlineservice im Flugzeug für 60 Prozent keinen Luxus mehr dar, sondern eine Notwendigkeit .

In Europa, wo mehr Menschen als anderswo auf der Welt am Himmel unterwegs sind, geht dafür jetzt ein neues Angebot an den Start: das European Aviation Network , das erste integrierte Satelliten- und LTE-basierte Netzwerk der Welt.

EAN: Hohe Down- und Upload-Raten im Reiseflug

Die integrierte Architektur des EANs kombiniert großflächige Abdeckung mit hohen Down- und Upload-Raten: Möglich macht das die Übertragung via S-Band-Satellit aus dem Weltall und via neu entwickelter LTE-Antennen vom Boden aus. Das kombinierte System entfaltet seine ganze Leistungsstärke ab einer Flughöhe von 3.000 Metern. Zusätzlich zum Satellitensignal steht dann die volle Kapazität der terrestrischen LTE-Anlagen zur Verfügung.

Die integrierte EAN-Bodennetzkomponente besteht aus rund 300 LTE-Basisstationen in den 28 EU-Mitgliedsstaaten sowie der Schweiz und Norwegen.
Vergrößern Die integrierte EAN-Bodennetzkomponente besteht aus rund 300 LTE-Basisstationen in den 28 EU-Mitgliedsstaaten sowie der Schweiz und Norwegen.
© Deutsche Telekom

Im Jahr 2017 hob der „Inmarsat S EAN“ in den Erdorbit ab: Der Trabant befindet sich seitdem auf einer geostationären Position zwischen Europa und dem Mittleren Osten. Von hier leuchtet der von Inmarsat bereitgestellte S-Band-Satellit mit drei Beams ganz Europa aus. Ergänzend hat die Telekom eigens für das EAN ein Netz aus rund 300 LTE-Basisstationen in Europa aufgebaut. So soll der Service Kurz- und Mittelstreckenflüge in allen 28 Mitgliedsstaaten der Europäischen Union sowie Norwegen und der Schweiz versorgen.

Internet über den Wolken mit neuen LTE-Antennen

Technologiepartner Nokia hat für das EAN neue LTE-Antennen entwickelt. Die LTE-Hardware ist in der Lage, eine Fläche von rund 150 Kilometern Durchmesser am Himmel zu versorgen – herkömmliches LTE-Equipment hat eine Reichweite von zehn Kilometern. Auf diese Weise unterstützt das LTE-Bodennetz beim EAN die Satellitenkommunikation mit zusätzlicher Kapazität über Land und auch den Küstengebieten entsprechend der Zellradien.

EAN-Antennen sind für extreme Temperaturen von bis zu -40 ° C ausgelegt
Vergrößern EAN-Antennen sind für extreme Temperaturen von bis zu -40 ° C ausgelegt
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Darüber hinaus hat Nokia die LTE-Antennen auf Geschwindigkeiten von bis zu 1.200 Kilometern pro Stunde ausgelegt, um Flugzeuge im Reiseflug versorgen zu können. Denn das Handover einer bestehenden Verbindung zwischen den LTE-Zellen muss auch dann problemlos möglich sein, wenn sich Mensch und Maschine in mehr als 10 Kilometern Höhe mit mehr als 800 Kilometern pro Stunde bewegen. Herkömmliches LTE-Equipment unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde am Boden.

Doppler-Effekt: Stabil online im Flug dank Algorithmus

Eine weitere Herausforderung, die sich für die Luftfahrt ergibt: der Doppler-Effekt. Verändert sich der Abstand zwischen Sender und Empfänger, wirkt sich das auf die Laufzeit eines übertragenen Signals aus. Was das praktisch heißt, kennt man aus dem Straßenverkehr: Das Martinshorn eines Krankenwagens klingt höher, wenn es sich nähert, und tiefer, wenn es sich entfernt.

Was für Schallwellen gilt, gilt auch für die elektromagnetischen Wellen des EAN: Um Frequenzverschiebungen auszugleichen, bereinigt ein eigens von Nokia entwickelter Algorithmus das Signal. Die Berechnung übernimmt eine On-Board-Unit im Flugzeug, die zur notwendigen EAN-Bordausrüstung gehört. Die Antennentechnologie, die an den Flugzeugen zum Einsatz kommt, stammt vom französischen Luft- und Raumfahrtkonzern Thales. Das kompakte Equipment besteht aus einer flachen Satellitenantenne und zwei etwa zehn Zentimeter großen LTE-Antennen.

LTE-Bodennetz und Satellit nutzen das S-Band: Nokia hat die Remote Radio Heads (RRH) des EAN an die von Inmarsat verwendete Frequenz angepasst. Der Downlink erfolgt im Frequenzbereich von 2.170 bis 2.200 Megahertz und der Uplink von 1.980 bis 2.010 Megahertz. Ein Server in Amsterdam koordiniert den Kommunikationsverkehr.

On-Board-Internet im Vergleich

Im Reiseflug können Nutzer Bilder in sozialen Medien teilen, im Web surfen oder sogar breitbandintensive HD-Video-Streams anschauen. Das integrierte EAN bietet dabei mehr als 75 Mbit/s. Angebote, die nur auf Satellitenkommunikation setzen, leiden meist unter Signalverzögerungen von mehr als 500 Millisekunden. Beim EAN liegt die Latenz – also die Zeit, die vergeht, in der ein Signal vom Flugzeug zum Satelliten unterwegs ist – bei weniger als 100 Millisekunden.

Auch Angebote, die nur auf das Mobilfunknetz setzen, erreichen nicht die Servicequalität des integrierten EAN: Entsprechende Wettbewerber-Lösungen arbeiten mit dem für viele Anwendungsfälle limitierten 3G-Mobilnetz. Fliegt der Jet über Landstriche, wo Sendemasten fehlen, reißt die Verbindung ab. Beim EAN liefert das integrierte Doppel aus Satellit und LTE-Bodennetz jederzeit eine unterbrechungsfreie Verbindung.

Letztlich ist das EAN auch für die Fluggesellschaften selber interessant: Wollen sie ihre gesamte Flotte internetfähig machen, gelingt das mit den EAN-Komponenten sehr schnell. Die kompakte Bordausrüstung ist zumeist über Nacht installiert.

Anders bei reinen Satellitenlösungen: Hier müssen Airlines auf den C-Check warten, der alle 15 bis 18 Monate erfolgt. Die Montage der Antennenkuppeln für das Ku-Ka-Band ist zeitlich aufwändig und macht eine lange Standzeit erforderlich. Zudem erhöhen die wuchtigen Halbkugeln auf der Außenhaut den Kerosinverbrauch.

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