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Ein Flughafen als Vorreiter für schnelle Datenverbindungen

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Fast 15 Millionen Fluggäste pro Jahr nutzen den Flughafen Dallas Love Field, einen der größten Flughäfen in Texas. Wie die meisten Flugreisenden auf der ganzen Welt hoffen auch die Besucher von Love auf eine stabile Verbindung – eine Datenverbindung, wohlgemerkt.

Flughäfen sind oft Orte, an denen die Menschen besonders intensiv kommunizieren müssen, sei es, um aktuelle Fluginformationen zu erhalten, sich im Büro zu melden oder die Familie zu erreichen. Doch ebenso wie viele andere Flughäfen war auch Love nicht immer in der Lage, seinen Besuchern einen schnellen WLAN- und Mobilfunkzugang zu bieten. In Stoßzeiten werden herkömmliche WLAN-Netzwerke durch Tausende von Personen verlangsamt, die sich zur selben Zeit und am selben Ort einwählen, wobei viele von ihnen Apps mit hoher Bandbreite ausführen, z. B. Musikstreaming, Videocalls und Foto-Apps. An Flughäfen sind die Mobilfunksignale in der Regel schwach, weil die Mobilfunkbetreiber keine Mobilfunkmasten in der Nähe von Landebahnen aufstellen dürfen.

Experimentieren mit dem Funkfrequenzspektrum

Flughäfen sind nicht die einzigen Orte, an denen sich Nutzer über langsame oder nicht funktionierende Netze ärgern müssen. An stark frequentierten Orten sind WLAN und Mobilfunkdienste oft schwach oder überlastet. „Ob am Flughafen, in einem Stadion, einer Fabrik oder einem Büro – die meisten Menschen wünschen sich eine bessere Konnektivität“, so Derek Peterson, ein Ingenieur, der als Chief Technology Officer beim globalen Netzanbieter Boingo tätig ist.

Jeder beschwert sich über das langsame Netz, aber 2018 hat Love etwas dagegen unternommen. In Zusammenarbeit mit Boingo wurde Love zum ersten großen US-Flughafen, der ein privates LTE-Datennetz installierte – was im Wesentlichen dem Betrieb einer privaten Telefongesellschaft am Flughafen entspricht. Dieses Netz bietet die gleiche Art von Hochgeschwindigkeits-Datenverbindungen, die die Menschen von ihren Telefonanbietern gewohnt sind, zumindest wenn sie ein gutes Signal haben.

Für die Netzwerktechnologie des Flughafens setzten Boingo und Love auf OnGo, einen Industriestandard für das 3,5-GHz-Band des Citizens Broadband Radio Service (CBRS), ein derzeit nicht ausreichend genutzter Teil des Funkfrequenzspektrums. Durch die Verwendung von CBRS wird vermieden, dass ein Teil des von den Telefongesellschaften genutzten Funkfrequenzspektrums lizenziert werden muss – eine Option, die weitaus kostspieliger und in vielen Gebieten überhaupt nicht verfügbar ist. Das OnGo-Netz war so fortschrittlich, dass Boingo und Love bei der Federal Communications Commission (FCC) eine befristete Sonderlizenz beantragen mussten, um es betreiben zu können – mit der Maßgabe, dass es sich um ein experimentelles Netzwerk handelte, das beweisen sollte, dass es ohne Interferenzen mit Telefongesellschaften und anderen Signalen funktionieren konnte. „Wir können die Signalstärke so einstellen, dass sie stark genug ist, um den Standort abzudecken, aber nicht so stark, dass sie Probleme für externe Netzwerke verursacht“, erklärt Peterson.

Es gibt nur einen Haken: Da es sich bei CBRS um eine neue Technologie handelt, können die meisten Mobiltelefone derzeit noch nicht darauf zugreifen. Allerdings sollen 90 % der Smartphones bis 2023 CBRS-fähig sein. Peterson zufolge wird erwartet, dass CBRS-Netze in den nächsten Jahren zu einer wichtigen Ressource an geschäftigen Orten auf der ganzen Welt werden, womit Love eine klare Vorreiterrolle einnimmt. Das Love-Netz hat nicht nur dazu beigetragen, der FCC zu beweisen, dass die Netze effektiv arbeiten können, ohne die Telefongesellschaften zu stören, sondern ist auch zu einer wichtigen Ressource für den internen Betrieb des Flughafens geworden. Sobald die Mobiltelefone der Bürger mit CBRS ausgestattet sind, wird ihnen das Love-Netz zur Verfügung stehen. Außerdem kann das Netz problemlos von LTE auf den neueren, schnelleren 5G-Standard aufgerüstet werden, der weltweit eingeführt wird.

Eine weitere Technologie für die schnelle Datenübertragung ist die Silizium-Photonik. Sie ist schneller und bietet eine größere Reichweite, da sie sowohl das Wellen- als auch das Teilchenverhalten nutzt. Dank der Fortschritte bei integrierten photonischen Schaltungen lässt sich die Größe der Leiterplatte verringern, indem die parallelen Busse für optische Verbindungen entfallen. Diese höheren Geschwindigkeiten über große Entfernungen bei kleinerer Chipgröße wurden durch den hybriden Silizium-Laser von Intel ermöglicht. Die leistungsstärkeren und kostenintensiveren dedizierten Transceiver-Module steigern die Bandbreite bei höherer Dichte und geringerem Stromverbrauch, indem sie Elektrizität direkt in Licht umwandeln. Mit den optischen Transceiver-Modulen 800G DR8 OSFP (Optical Small Form Pluggable) von Intel® Silicon Photonics lässt sich das mangelnde Volumen herkömmlicher optischer Module für Kurz- und Langstreckenübertragungen überwinden. Das Volumenprodukt ist heute mit 100, 200, 400 und 800 Gbit/s erhältlich.


On-Demand-Kapazität

Unterdessen ergreift Love weitere Maßnahmen, um eine Hochgeschwindigkeitsverbindung am Flughafen zu gewährleisten. Das private LTE-Netz ist nur eine Komponente einer dreiteiligen Initiative zur Lösung des Verbindungsproblems. Love verbesserte auch den Mobilfunkdienst für Besucher, indem ein verteiltes Antennensystem (Distributed Antenna System, DAS) eingerichtet wurde. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Mini-Mobilfunktürmen, die über den gesamten Flughafen verteilt sind, um stärkere Signale der großen Anbieter weiterzuleiten. Und Love hat sein WLAN-Netz auf Passpoint® umgestellt, einen WLAN-Standard, der es Mobiltelefonen ermöglicht, sich ohne Anmeldung in das Netz einzuklinken.

Die Bemühungen von Love lassen bereits heute klar erkennen, wohin sich der Datenzugang weltweit in Zukunft entwickelt, sagt Peterson. Diese Zukunft, erklärt er, ist eine, in der der Zugang zu Hochgeschwindigkeitsverbindungen viel fließender und effizienter ist und Mobiltelefone ständig und nahtlos zwischen verschiedenen Mobilfunkfrequenzen, privaten Handynetzen und WLAN-Netzwerken wechseln, um die beste Verbindung zu finden. 

Gleichzeitig, so fügt er hinzu, wird das Mobilfunksystem einen Betreiber in Zukunft nicht auf einen bestimmten Teil des Funkfrequenzspektrums oder auf bestimmte Mobilfunktürme und Geräte beschränken. Stattdessen, so sagt er, werden Frequenzen und Geräte dynamisch zugewiesen, je nachdem, welches Netz die zusätzliche Kapazität benötigt. „Es müssen nicht immer neue Netzwerke aufgebaut werden“, erklärt Peterson. „Die bestehenden Netzwerke können miteinander und mit Mobiltelefonen kommunizieren, um die richtige Verbindung für den Datenverkehr an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit herzustellen.

Diese Änderungen sollten dazu führen, dass alle Flughäfen – und auch andere stark frequentierte, datenintensive Orte – zu Orten werden, an denen Menschen die schnellen Verbindungen erhalten, die sie benötigen. Ihr Flug mag vielleicht trotzdem Verspätung haben, aber zumindest können Sie anderen Bescheid geben und sich die Zeit mit einem Film vertreiben.