Sichere Kommunikation Campus-Netz mit 5G-Technik am Flughafen Hamburg

Mit einem eigenen Campus-Netz mit 5G-Technik kann Lufthansa Technik am Flughafen Hamburg unter anderem Komponenten für die Flugzeuge zusammen mit Kunden aus der Ferne inspizieren. Das 5G-Netz stellt die notwendige Sicherheit, Latenz und Bandbreite bereit.

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Über das eigene 5G-Campusnetz können Techniker von Lufthansa mit mobilen Endgeräten Flugzeugteile warten.
Über das eigene 5G-Campusnetz können Techniker von Lufthansa mit mobilen Endgeräten Flugzeugteile warten.
(Bild: Lufthansa)

Am Flughafen Hamburg hat Lufthansa Technik das drahtlose 5G-Netz von Nokia jetzt in den kommerziellen Vollbetrieb übernommen. Das 5G-Campusnetz basiert auf der Nokia Digital Automation Cloud (DAC) mit 5G-Stand-alone-(SA-)Mobilfunktechnik. Nokia DAC ist eine Anwendungsplattform, welche die Konnektivität privater Campusnetze mit hoher Bandbreite, niedriger Latenz und schnellem Edge-Computing bereitstellt.

Fernwartung benötigt hohe Bandbreiten

Lufthansa hat zwei Einsatzfälle definiert, die sich bestmöglich mit einem 5G-Netz abbilden lassen. Zum einen die Fernwartung von Bauteilen, die sogenannte Remote Table Inspection, und zum anderen die virtuelle Anpassung der Flugzeugkabinen, die Virtual Modification Aircraft Cabin. Für beide Szenarien sind neue Frequenzbänder notwendig, da sich WLAN hier als ungeeignet herausgestellt hat. Hinzu kommt, dass für beide Anwendungen neben einem hohen Download der Daten auch ein breitbandiger Upload entscheidend ist.

Bei der Fernwartung der Flugzeugbauteile kommt hinzu, dass Mitarbeiter sich durch den Hangar bewegen und es nicht zu Abbrüchen bei der Datenübertragung kommen darf. Deshalb sind kleine Funkzellen notwendig, die einen nahtlosen Übergang zwischen den Funknetzen erlauben. Das ist über die kleinen Funkzellen bei einem 5G-Netz gewährleistet. Die Kunden kommunizieren über den Videostream mit den Triebwerksmechanikern in Echtzeit, welche die Komponenten des Flugzeugs warten. Die jeweils ausgebauten Teile werden gemeinsam mit den Technikern am Bildschirm hochauflösend analysiert. Entsprechende Auftragsentscheidungen lassen sich so gemeinsam treffen. Lufthansa Technik hat die Virtual Table Inspection inzwischen in „AVIATAR“ integriert, dem digitalen Flottenmanagement für Flugzeuge.

AR und VR im Kabineninnenraum

Bei der zweiten Anwendung, der virtuellen Modifikation des Kabineninnenraums mit AR, kommt noch das Beamforming (Positionsbestimmung) hinzu. Hier nutzt Lufthansa Technik Virtual und Augmented Reality, um in noch leeren Flugzeugrümpfen virtuell die 3D-Konstruktionsdaten der geplanten Kabineneinrichtung auf Tablets und weiteren Endgeräten zu visualisieren. Die Techniker haben vor Ort die Möglichkeit, immer die aktuelle Position aller geplanten Bauteile zu prüfen. Darüber hinaus können sie sich spontan mittels kollaborativer Video-Funktionen mit den Bauteil-Entwicklern in deren Büros und Werkstätten abstimmen.

Die Übertragung der umfangreichen CAD-Daten auf das Endgerät erfordert hohe Bandbreiten, auch im Inneren der geparkten Flugzeuge. Das 5G-Netz muss deshalb auch deren Rümpfe aus Aluminium oder Komposit-Materialien bestmöglich durchdringen. Beim Ausmessen der 5G-Frequenzen und die damit verbundenen Bandbreiten stellte sich heraus, dass die Vorschaltgeräte für die Leuchtstoffröhren in den Kabinen für einen Datenverlust von bis zu 30 Prozent sorgten. Nachdem die Störquellen (EMV) beseitigt waren, lag der Datenverlust nur noch bei fünf Prozent.

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5G-Campus-Netz individuell zugeschnitten

Der Vorteil des 5G-Campus-Netz ist der individuelle Zuschnitt auf die Bedürfnisse der Lufthansa Technik. Das bislang verwendete WLAN sowie das öffentliche LTE-Netz gerieten bei den Anforderungen an ihre Grenzen. Sämtliche verfügbaren Netzkapazitäten sind gebündelt und stehen gezielt für ein oder mehrere 5G-Endgeräte wie Tablets oder Smartphones bereit. Damit erhöht sich die Leistung der jeweiligen Endgeräte. Für die Lufthansa kam es vor allem auf eine hohe Upload-Rate an.

In einem 8.500 Quadratmeter großen Flugzeug-Hangar in Hamburg, auf dem bis zu vier Flugzeug-Riesen zeitgleich parken können, ist ein komplett eigenständiges 5G-Campus-Netz entstanden. Mit Bandbreiten von mehr als einem Gigabit pro Sekunde und Latenzzeiten von weniger als zehn Millisekunden. Die Netztechnik ist dabei erstmals in der Branche vom Server über das Kernnetz bis zur Antenne autark und basiert auf dem sogenannten 5G-Stand-alone-Standard (5G SA).

Sämtliche Daten verlassen nicht die Lufthansa-Basis, sondern werden direkt vor Ort in einem kleinen Rechenzentrum verarbeitet (Edge Computing). Das ermöglicht den Datenfluss in Echtzeit – also verzögerungsfrei. Die 5G-Frequenzen für dieses Projekt wurden Lufthansa Technik von der Bundesnetzagentur zugeteilt.

Neben den beiden Einsatzszenarien plant Lufthansa Technik, das 5G-Campusnetz auch für weitere Projekte einzusetzen.

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Über den Autor

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Fachredakteur Technologietrends, Vogel Communications Group