Datenübertragung mit 8 GBit/s zwischen Flugzeug und Boden

| Redakteur: Hendrik Härter

Sender am Flügel des Flugzeugs. Eine kleine Parabolantenne mit eigens entwickelter Steuerung sorgt für die korrekte Ausrichtung auf die Bodenstation.
Sender am Flügel des Flugzeugs. Eine kleine Parabolantenne mit eigens entwickelter Steuerung sorgt für die korrekte Ausrichtung auf die Bodenstation. (Bild: R. Sommer/ Fraunhofer FHR)

Internet mit Hochgeschwindigkeit: Forscher haben zwischen einem Flugzeug und einer Bodenstation Signale von bis zu acht Gigabit pro Sekunde übertragen. Damit lassen sich auch Informationen aus dem Bordspeicher auslesen.

Wer mit dem öffentlichen Nahverkehr oder der Bahn fährt, kann teilweise schon in den Genuss von WLAN kommen. Doch im Flugzeug sieht das etwas anders aus: Bisher scheiterte schnelles Internet im Flieger an der zu geringen Leistungsfähigkeit der Datenverbindungen zwischen Flugzeug und Boden. Jetzt haben Forscher erstmals zwischen einen Flugzeug und einer Bodenstation Signale mit bis zu acht Gigabit pro Sekunde übermittelt.

Dazu verwendeten die Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) Frequenzen zwischen 71 und 76 GHz für eine Luft-zu-Boden-Funkverbindung. Innerhalb dieses Frequenzspektrums lassen sich große Bandbreiten mit Multi-Gigabit-Datenraten erzielen. Außerdem wurde von den zuständigen Behörden dieses Frequenzband für solche Zwecke freigegeben. Somit könnten mit dieser Technik zukünftig sowohl Breitbandinternet und Video-on-Demand in Passagierflugzeugen zur Verfügung stehen. Oder es könnten auch hochauflösende Videos beziehungsweise Sensordaten von einem Flugzeug, einem Erderkundungssatelliten oder einer Drohne kontinuierlich und unkomprimiert zum Boden übertragen werden.

Satelliten übertragen Dienste zum Flugzeug

Laut den Forschern eignen sich die verwendeten Frequenzen als ein guter Kompromiss zwischen möglicher Datenrate und Störanfälligkeit. Es lassen sich beispielsweise gleichzeitig bis zu 600 unterschiedliche 4k-Videostreams übertragen, was etwa 16 MBit/s entspricht.

Weltumspannende Satellitennetzwerke, die mit der Technik nahtlos in Glasfaser- und Funknetzwerke am Boden eingebunden werden, können global verfügbares Breitbandinternet bereitstellen und die immer zahlreicher werdenden datenhungrigen Dienste im Internet der Dinge sicherstellen. Ebenso lassen sich die stetig wachsenden Datenmengen aus dem Betrieb des Flugzeuges künftig in extrem kurzer Zeit bereits im An- oder Überflug aus dem Bordspeicher auslesen. Bisher geschieht das per Kabel, während der Flieger auf dem Rollfeld steht, was Zeit kostet.

Datenrate von acht Gigabit pro Sekunde

Beim Testflug kreiste das Forschungsflugzeug in einer Höhe von 1000 Metern im Radius von fünf bis zwölf Kilometern um die Empfangsstation. Eine eigens am KIT entwickelte Steuerung der Parabolantenne am Boden sorgte für die stets genaue Ausrichtung auf das Flugzeug. Die Breitbandverbindung blieb während eines kompletten Überfluges im Radius von fünf Kilometern für drei Minuten stabil. Bei einer Datenrate von acht Gigabit pro Sekunde entspricht das einer gesamten Datenmenge von 180 GByte.

Die Verbindung funktioniert auch bei widrigen Wetterbedingungen wie Wolken, Regen und Nebel. Das Experiment gelang im Rahmen des vom Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt und dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Forschungsprojektes „ELIPSE“. Beteiligt waren neben dem KIT auch die Universität Stuttgart, die Radiometer Physics und die beiden Fraunhofer Institute für angewandte Festkörperphysik IAF und für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR.

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