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Von den Auswirkungen der Covid-19 Pandemie waren vor allem die Luftfahrtunternehmen betroffen. Behördliche Reiseverbote minimierten ihren Umsatz und stellten sie vor neue Herausforderungen. Gleichzeitig erfolgt die weltweite Implementierung der Technologien der fünften Generation von Mobilfunknetzen (5G) in rasantem Tempo. Eine Zukunft mit diesen Technologien ist bereits jetzt Gegenwart und stellt sowohl neue Hürden, als auch neue Möglichkeiten dar, um die Luftfahrt- und Raumfahrtindustrie wiederzubeleben.

Der Markt für 5G in der Luftfahrt wächst jedoch schneller als erwartet und verzeichnete erhebliche Wachstumsraten in den letzten Jahren. Die Fortune Business Insight begründet dieses Marktwachstum mit der steigenden Nachfrage nach 5G in der Luftfahrtindustrie. Wurde die globale Marktgröße im Jahr 2019 noch auf USD 0,2 Milliarden bewertet, so soll sie bis zum Jahr 2026 auf USD 4,2 Milliarden ansteigen, mit einer CAGR von 53,46% während des Prognosezeitraums.

5G revolutioniert die Luft- und Raumfahrtindustrie 

Die Luftfahrtindustrie expandiert mit einer umfassenden Geschwindigkeit und dabei wird sie durch 5G-Technologien entscheidend unterstützt. So kann 5G in der Luft- und Raumfahrtindustrie eine robuste Netzwerk-Infrastruktur schaffen, die eine nahtlose Kommunikation zwischen Flugzeugen, Bodenkontrollsystemen und Satelliten ermöglicht. Die steigende Nachfrage nach einer globalen, vorausschauenden und zustandsbasierten Wartung durch die Daten aller verbundenen Flugzeugen, treibt zudem zusätzlich das Marktwachstum an.

Darüber hinaus können Passagiere mithilfe von High-Speed-Internet in Flugzeugen, auch während ihres Fluges geschäftliche Aktivitäten durchführen, wodurch wertvolle Zeit und Mühe gespart werden kann. Ermöglicht wird dies durch die sehr geringe Latenz von 5G, die das Senden und Empfangen von Signalen ohne Verzögerung sicher stellt. Dies wird eine wichtige Rolle bei der Stärkung der Integration von Internet of Things (IoT), Virtual & Augmented Reality (VR&AR) sowie Robotik und Drohnen im Luft- und Raumfahrtbereich spielen.

Mit 5G wird aus einem Konzept nun Realität. Die Flughäfen können bereits jetzt mit neuen innovativen Lösungen eine Grundlage für intelligentere Infrastrukturen schaffen, um von verbesserten Dienstleistungen wie Inflight-Entertainment- und Verbindungsdiensten zu profitieren. Auch das Reiseerlebnis für Flugpersonal und Passagiere wird dabei verbessert.

Abbildung: 5G in Space und Aviation

5G Anwendungsfälle für die Aircraft Operation “In-Flight” 

Vor fast 20 Jahren wurde der technologische Durchbruch - Internetzugang in Flugzeugen - entwickelt. Am 27. April 2000 stellte das Unternehmen Connexion in Kooperation mit Boeing, seine Version von Hochgeschwindigkeits-WiFi für den kommerziellen Luftfahrtmarkt vor. Schon ein Jahr später wurde auf der Paris Air Show, der erste Kunde - Lufthansa - bekannt gegeben. Dank der Pionierarbeit von Boeing wurde mit dem WiFi-Zugang die Unterhaltung und Kommunikation an Bord auf ein neues Niveau gehoben, und Internet an Bord ist heute zugänglicher als je zuvor.

Um ein Gerät während des Fluges in 35.000 Fuß Höhe zu erreichen, gibt zwei Möglichkeiten:

  • Die erste Möglichkeit ist die Verwendung eines Air-to-Ground-Netzwerks (ATG), bei dem das Flugzeug eine Verbindung mit dem nächstgelegenen Tower am Boden herstellt. Doch können Verbindungsprobleme bei einem Flug über Meere, Ozeane oder besonders abgelegenes Terrain auftreten.
  • Der zweite Weg erfolgt über eine Antenne an der Oberseite des Flugzeugs, welches die Daten mithilfe von Satelliten in einer geostationären Umlaufbahn empfängt. Hierbei überträgt die Flugzeug-Antenne Informationen über das nächstgelegene Satellitensignal, an und von einem Smartphone. Dieser satellitengestützte Dienst funktioniert auch zuverlässig über dem Ozean und außerhalb der Reichweite von landgestützten Mobilfunkmasten.

Die Konnektivität während des Fluges ist zu einer wichtigen Priorität in der Luftfahrt geworden und kann Piloten, Flugbesatzungen, Fluggesellschaften, Flughafenmitarbeitern und vor allem den Passagieren nützliche Vorteile bieten. Für Piloten kann die 5G-Inflight-Konnektivität Tools, wie die Verbesserung einer elektronischen Flugtasche bieten, die es ihnen ermöglicht:

  • Flug- und Reisepläne zu erstellen,  
  • Wetterdaten in Echtzeit zu visualisieren, zu verfolgen und zu teilen,  
  • Luftturbulenzen zu vermeiden und  
  • eine kontinuierliche Kommunikation mit der Bodenreparatur oder Flugzeugwartung mithilfe von AR&VR-Technologien zu führen.

Die 5G-Inflight-Konnektivität fügt definitiv eine weitere Ebene für jeden Piloten hinzu, um die Sicherheit und Effizienz des Fluges zu maximieren.

Abbildung: 5G Anwendungsfälle Inflight Operations

Mit den 5G-Technologien profitieren Passagiere von Inflight-Entertainment und Internet-Konnektivitätsdiensten, die sie von zu Hause kennen und ihr Erlebnis während der Flugreise verbessern. Die Fluggesellschaften können diese Entertainment-Dienste erweitern. Weitere Services sind unter anderem Audio- und Video-on-Demand, Live-Video-Streaming, Datenkommunikation über soziale Medien, Videospiele sowie der Zugriff auf geschäftliche E-Mails. Zu den Diensten gehören auch der Zugriff auf aktualisierte Fluginformationen oder Moving Maps, die es den Reisenden ermöglichen, ihre Flüge in Echtzeit zu verfolgen und von z.B. Online-Menüs, Anrufen bei den FlugbegleiterInnen oder Überprüfungen der Verfügbarkeit der Flugzeugtoilette zu profitieren.

Laut Marktforschung wurde der globale Markt für Inflight-Entertainment und Konnektivität im Jahr 2019 auf rund 5,71 Mrd. USD geschätzt und wird bis 2027 voraussichtlich 7,68 Mrd. USD erreichen, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 9,76 % im Prognosezeitraum. Neben den spannenden Verbesserungen für Piloten, Flugpersonal und Passagiere, wird das vernetzte Flugzeug auch einen zusätzlichen Nutzen für die gesamte Branche bringen.

5G Anwendungsfälle für die Tätigkeiten an Flughäfen 

Heute werden 5G-Technologien bereits in mehreren Flughäfen weltweit eingesetzt, da die Flughäfen für den Start mit neuen drahtlosen Innovationen bereit sind. Es gibt zahlreiche Anwendungen und Anwendungsfälle für 5G-Netzwerke, die von der Verbesserung des Passagiererlebnisses, der Erhöhung der Reisesicherheit, einem besseren Luftverkehrsmanagement und einem effizienteren Flughafenbetrieb reichen. Neben der Verbesserung des Passagiererlebnisses und der Steigerung der betrieblichen Effizienz kann 5G auch den finanziellen Erfolg steigern, da das Multi-Service-Netzwerk die Flexibilität und Fähigkeit bietet, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Im März 2018 wurde der Flughafen Helsinki zum ersten 5G-Flughafen der Welt, da Telia zusammen mit dem finnischen Flughafenbetreiber Finavia ein 5G-Netz einführte. Beide Unternehmen stellten ein 5G-betriebenes Roboterprojekt vor, das die Nutzung von 5G erforscht und den Passagieren und dem Flughafenpersonal neuartige Erfahrungen bietet, um mit einem autonomen Roboter, der Serviceaufgaben ausführt, zu interagieren. 

Bei Reisen können Passagieren personalisierte AR&VR-basierte Informationen und Unterstützungen zur Verfügung stehen, wie z.B. automatisches Boarding mit Gesichtserkennung, sowie biometrische Daten oder Fingerabdrücke. Die jüngste Umfrage der IATA (International Air Transport Association) unterstreicht, dass die Verkürzung der Wartezeit ein wichtiges Bedürfnis der Passagiere ist. 80 % der Passagiere wollen nicht länger als drei Minuten warten, um ihr Gepäck abzugeben oder durch die Sicherheitskontrolle zu kommen, und 70 % sind bereit, dafür ihre biometrischen Daten zu teilen. Die intelligenten Roboter werden Ihnen in Ihrer Muttersprache helfen und Sie zum richtigen Terminal führen. Während Wartezeiten werden alle interessanten Inhalte wie Musik, Lebensmittel, Shopping, Bücher oder Filme im digitalen Reiseführer personalisiert. Wer vor dem Flug etwas essen möchten, wird zu den entsprechenden Lieblingsrestaurants in der Nähe geleitet und an die  Boarding-Zeit erinnert.

Abbildung: 5G Anwendungsfälle Airport Operation

Heutzutage sind verschiedene Anwendungsfälle für den intelligenten Flughafenbetrieb etabliert, es gibt mehrere 5G-Bewegungen weltweit, bei denen der Flughafensektor massiv Partnerschaften mit Telekommunikationsanbietern entwickelt hat, was zum Einsatz von privaten (hybriden) Netzwerken und zum Start von 5G-gestützten Initiativen führte. 5G-Technologien verbessern das Fluggast-Erlebnis mit zusätzlichen Funktionen und einzigartigen Vorteilen, die eine hervorragende Konnektivität ermöglichen, indem sie reduzierte Latenzzeiten mit schnellerer Übertragung, genaueren Geolokalisierungen, zuverlässigen Informationen und kontinuierlichen Verbindungen mit verschiedenen Smart Devices nutzen.

CGI ist bestrebt, die Einführung von 5G-Technologien in der Luft- und Raumfahrtindustrie durch eine enge und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit Satellitenbetreibern, Raumfahrtsystemunternehmen, Raumfahrtbehörden, Regierungen, Nicht-Raumfahrtorganisationen und Nutzern weiter voranzutreiben. Seit Januar 2020 arbeitet CGI mit der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) an der Entwicklung eines Toolkits namens Carnot-Sat für die integrierte Funkplanung heterogener terrestrischer / satellitengestützter Netze. Dieses wird Netzbetreibern ermöglichen, 5G-Netze schnell und effizient mit Hilfe von Satelliten zu entwerfen und zu optimieren. Im November 2020 wurde CGI von der ESA mit der Entwicklung einer innovativen 5G-Einrichtung am Europäischen Zentrum für Raumfahrtanwendungen und Telekommunikation (ECSAT) auf dem Harwell Campus in Oxfordshire beauftragt. Dieser 5G-Hub wird die Entwicklung und Beschleunigung potenzieller Anwendungsfälle ermöglichen und die Vorteile hybrider 5G- und Satellitenkommunikationsnetze demonstrieren. 

Dieses 5G-Framework ist Bestandteil des Serviceangebots von CGI im Rahmen der Digitalisierung und Automatisierung mit 5G, um Unternehmen bei ihrem erfolgreichen Start zu unterstützen. 

Für weitere Informationen zu möglichen Strategien für den Einsatz von 5G, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.

Über diesen Autor

Susi Andriani, CGI

Susi Andriani

Senior Consultant

Seit mehr als zwanzig Jahren verfügt Frau Andriani über Führungserfahrung in verschiedenen leitenden Positionen in der IT und Telekommunikation-Branche sowie in der Forschung und Entwicklung und dem Aufbau neuer Geschäftsfelder und Teams. Frau Susi Andriani ist Expertin für innovative Forschung und Entwicklungsprojekte, insbesondere im ...