Bei fast 1000 km/h und einer Reiseflughöhe von rund zehn Kilometern eine zuverlässige Breitband-Internetverbindung im Flugzeug zustande zu bringen, ist kein leichtes Unterfangen. Vor allem dann nicht, wenn das Signal mal von einem Satelliten, mal von der Erde aus per LTE- Mobilfunkstandard (LTE – Long Term Evolution) zum Flugzeug und zurück geschickt wird. Nach acht Jahren Entwicklung und vielen Tests im Labor, mit Versuchsfahrzeugen und schließlich in der Luft, soll das European Aviation Network (EAN) von der Deutschen Telekom und dem britischen Telekommunika- tionsunternehmen Inmarsat im Sommer aber durchstarten. Die International Airlines Group (IAG) lässt als Erstkunde bis zu 341 Kurz- und Mittelstreckenjets mit der nötigen Bordtechnologie ausstatten, den Anfang macht British Airways.
Das EAN kombiniert einen S-Band-Satelliten von Inmarsat mit einem komplementären LTE-Bodennetz. Der von Thales Alenia Space gebaute Satellit soll Mitte 2017 an Bord einer Ariane 5 in den Orbit befördert werden. „Der Satellit dient als Basisversorgung, LTE ist sozusagen der Booster“, sagt Dr. Matthias Siebert, EAN-Projektmanager bei der Telekom. Der Dienst soll automatisch auf die jeweils bessere Verbindung umschalten. Möglich sind Datenraten von bis zu 75 Mbit/s pro Zelle. Das Bodennetz ist so dimensioniert, dass normalerweise maximal drei Flugzeuge gleichzeitig verbunden sind.
Normales LTE funktioniert wegen der nach unten gerichteten Antennen lediglich am Boden und auch nur bei Fahrzeuggeschwindigkeiten bis maximal 300 km/h. Für das EAN musste also eine neue Infrastruktur entworfen werden, zuständig dafür ist der Netzwerkausrüster Nokia. Die Arbeiten daran begannen 2009 mit einer Forschungskooperation von Nokia (damals noch Alcatel-Lucent) mit Airbus und der Telekom. 2011 fand der erste Testflug mit dem System über Norddeutschland statt. Doch die Frequenzverhandlungen mit den 28 EU-Staaten, der Schweiz und Norwegen zogen sich hin. Schließlich gelang es, in allen Ländern zwei 15-MHz-FDD-Lizenzen (Frequency Division Duplex, dabei laufen Up- und Downlink auf verschiedenen Kanälen) im MSS-Band (Mobile Satellite Service) zu erhalten. Wegen der zwei Lizenzen ist auch nur ein Hybrid aus Satellit und Bodennetz für den Betrieb des EAN möglich, auch wenn einige Airlines schon den Wunsch nach einer reinen LTE-Lösung geäußert haben sollen.
In ganz Europa werden für das Bodennetz rund 300 Basisstationen aufgebaut, begonnen wurde damit im vergangenen Jahr in Südengland. Das Kernnetz steht in Frankfurt bei der Telekom. „LTE ist die Basistechnologie, aber wir haben für das EAN einige Eigenschaften verändert“, sagt Dr. Michael Ohm, der bei Nokia das Projekt betreut. Beispielsweise muss der Dopplereffekt bei den hohen Fluggeschwindigkeiten berücksichtigt werden: Bewegt sich ein Flugzeug auf einen Sendemast zu, erhöht sich die Frequenz und umgekehrt. Um diese Frequenzverschiebungen zu kompensieren, hat Nokia spezielle Algorithmen in den LTE-Standard integriert. Zudem sind die Funkzellen mit 150 Kilometern Durchmesser mehr als zehnmal so groß wie bei normalem LTE. Dennoch beträgt die Zeitverzögerung im Signal höchstens 60 bis 80 ms, bei einem Satelliten sind es bis zu 800 ms. Jede Basisstation erhält drei nach oben geneigte Antennen.Das Frequenzspektrum ist für Smartphones nicht direkt zu empfangen, das Signal wird in der Kabine über WLAN ausgespielt. Die Antennen und das Bord-equipment für die Flugzeuge hat der Technologiekonzern Thales entwickelt. Die kleinen, 300 Gramm leichten LTE-Antennen sind unten am Rumpf angebracht, während sich oben auf dem Rumpf das Sende- und Empfangsterminal für den Satelliten befindet. Es ist im Vergleich zu herkömmlichen Ka-Band-Lösungen nach Angaben der Telekom rund 200 kg leichter, was dem Treibstoffverbrauch zugutekommt.
Wenn der Pilotbetrieb wie geplant im Sommer startet, sammelt Nokia zunächst Daten, beispielsweise wo und in welcher Höhe am häufigsten geflogen wird. „Die Kapazität kann geografisch genau angepasst werden“, sagt Ohm. Sei es durch Nachjustierung der Antennen mittels Stellmotoren oder dadurch, dass eine Station mehr als drei Sektoren bedient, oder schließlich durch das Aufstellen von zusätzlichen Sendemasten. Künftig könnten auch große Mengen an Telemetriedaten vom Flugzeug zur Erde gesendet werden. Ebenso ist eine Expansion des Bodennetzes nach Russland und in die Türkei aus Sicht der Telekom denkbar. Doch erst einmal soll das EAN zeigen, dass es Passagieren auf Europaflügen einen zuverlässigen und schnellen Internetzugang bieten kann.
FLUG REVUE Ausgabe 04/2017
Internet : European Aviation Network: LTE hebt ab
Auf Europaflügen gibt es bisher entweder kein Internet oder nur relativ langsame Verbindungen über Satelliten. Mit dem European Aviation Network soll sich das ändern.
