Wie in Aviation Pros zu sehen https://www.aviationpros.com/airports/article/53080438/managing-cellular-connectivity-challenges-during-the-holiday-season
Jedes Jahr ist die geschäftige Weihnachtszeit ein Weckruf für Flughafenbetreiber, die für die Bereitstellung einer allgegenwärtigen Mobilfunkkonnektivität verantwortlich sind, um Mitarbeiter, Kunden und die vielen anderen Annehmlichkeiten zu unterstützen, die von einer modernen Anlage erwartet werden. Angesichts der wachsenden Abhängigkeit und Bedeutung digitaler Technologien wie mobiler Ticketausstellung und Wegfindungs-Apps hat sich robustes WLAN neben fließendem Wasser, Strom und Heiz-/Kühlsystemen schnell zum „vierten Versorgungsunternehmen“ für den Flughafenbetrieb entwickelt.
Allerdings wird die Bereitstellung drahtloser Verbindungen in allen Flughafenbereichen für Hunderttausende bis Millionen Menschen pro Tag immer schwieriger, da die Netzwerke immer komplexer werden und die Anwendungsfälle, die sie unterstützen sollen, immer ausgefeilter werden. Da sich die Mobilfunkgeneration von 4G/LTE auf 5G verlagert, streben viele Flughäfen nach einem Upgrade, aber es ist wichtig, dies auf eine Weise zu tun, die vereinfacht und leicht zu verwalten ist.
Die wachsende Komplexität der Mobilfunkkonnektivität auf Flughäfen
Der Grund dafür, dass es heute schwieriger ist, eine angemessene drahtlose Konnektivität bereitzustellen, ist die Konvergenz dreier wesentlicher Realitäten.
Weitere drahtlose Dienste
Der erste Grund ist die im Vergleich zur jüngsten Vergangenheit zunehmende Zahl von Diensten und Anwendungen auf Flughäfen, deren Funktionsfähigkeit auf Konnektivität angewiesen ist. Früher ging es darum, einen hervorragenden Mobilfunkdienst bereitzustellen, und jetzt nutzen moderne US-Flughäfen WLAN zum Parken und Strom
Fahrzeugaufladung, hochauflösende Bildschirme und Informationskioske, Selbstbedienungskioske, mobile Passagierkontrollpunkte, verbesserte mobile Kommunikationsfunktionen für Besucher, kontaktloses Einkaufen, mobile Wegfindung, abteilungsübergreifende Personalkommunikation, Gepäckverfolgung, Vermögenskontrolle und -überwachung und mehr. Flughäfen haben einen deutlich höheren Bandbreitenbedarf, was selbst die fortschrittlichsten Mobilfunknetze belastet.
Zunehmend fragmentiertes Ökosystem für drahtlose Netzwerke
Die zweite Realität ist die wachsende Komplexität des drahtlosen Ökosystems mit der Einführung von 5G und privaten Netzwerken. Während Passagiere und Personal einfach erwarten, dass die drahtlose Kommunikation „funktioniert“, ist die Umsetzung viel differenzierter. Die drei großen US-Mobilfunkanbieter Verizon, AT&T und T-Mobile nutzen mehrere Funkfrequenzbänder (RF) für die Übertragung von 4G und 5G. T-Mobile nutzt beispielsweise hauptsächlich 2.5 GHz und 600 MHz zur Unterstützung seines 5G-Angebots, während 1900 MHz, 850 MHz und 1700/1200 MHz für 4G/LTE verwendet werden. Dies gilt konzeptionell auch für Verizon und AT&T, allerdings mit mehr Bändern und unterschiedlichen Frequenzscheiben. Die Komplexität verdoppelt sich, da jedes Kommunikationsband in der modernen drahtlosen Abdeckung mit MIMO (mehrere Eingänge, mehrere Ausgänge) arbeitet, was im Wesentlichen jedes Antennensignal verdoppelt.
Zusätzlich zur Unterstützung aller 4G/LTE- und 5G-Bänder für die Fluggesellschaften können Flughäfen auch in private Netzwerke investieren, um Konnektivität für ihre sensibelsten Betriebe bereitzustellen. Private Netzwerke nutzen nicht lizenzierte oder „leicht lizenzierte“ Frequenzen wie den Citizens Broadband Radio Service (CBRS) und eignen sich ideal für streng vertrauliche Vorgänge oder Anwendungen mit geringer Latenz. Dies liegt daran, dass die Netzwerke vollständig unter der Kontrolle des Flughafens stehen, was sie sicherer macht und einem Betreiber eine bessere Kontrolle über die Bandbreitenzuteilung für unterschiedliche Anwendungsfälle ermöglicht.
Schließlich müssen die Betreiber auch die öffentliche Sicherheitskommunikation für Ersthelfer unterstützen, die einen anderen Satz von HF-Bändern nutzt als die oben genannten kommerziellen Einsätze. Dies kann je nach Region das landesweite Netzwerk FirstNet (700 MHz) von AT&T und/oder andere wie UHF/VHF sein. Dies alles bedeutet, dass die schiere Anzahl an HF-Bändern, die an unterschiedliche Standorte transportiert werden, zu Komplexität führt.
Bereitstellung einer flächendeckenden Mobilfunkabdeckung für große Gebiete
Die letzte Realität ist die riesige Fläche der meisten US-Flughäfen, die sowohl abgedeckt als auch über Kapazität verfügen muss. Beispielsweise ist der größte Flughafen der Vereinigten Staaten, der Denver International Airport, 52.4 Quadratmeilen groß. Manchmal müssen Betreiber nicht nur jedes Terminal, jede Landebahn, jedes Parkhaus, jeden Außenbereich usw. abdecken, sondern auch die drahtlose Verantwortung für die Notfalldienste wie Hotels, Notfallversorgung und Feuerwachen in unmittelbarer Nähe übernehmen.
Verbesserung der Verwaltung drahtloser Netzwerke
Die Verwaltung der gesamten drahtlosen Infrastruktur und Verbindungen kann eine Herausforderung darstellen. Aus diesem Grund beginnen Flughäfen, neue Techniken einzusetzen, um den Umgang mit diesen riesigen Netzwerken zu vereinfachen. Zunächst ist es jedoch wichtig zu besprechen, wie Indoor-Netzwerke im Allgemeinen eingesetzt werden.
Da HF-Signale von Makronetzwerken (z. B. herkömmlicher Antennenmast oder Dachaufbau mit einer ungefähren Sichtlinie zum erwarteten Benutzerraum) Schwierigkeiten haben, sich durch künstliche Hindernisse wie Beton, Metalle, LEED-zertifiziertes Glas usw. auszubreiten, werden Flughäfen oft schwer genutzt Setzen Sie verteilte Antennensysteme (DAS) ein, um diese Konnektivität in Innenräumen zu ermöglichen. Ein standardmäßiges DAS-Gebäudenetzwerk verfügt über eine Signalquelle, sei es eine kleine Zelle oder eine Basis-Transceiverstation (BTS), die mit einem DAS-Kopfende (HE) verbunden ist, das dann die HF-Bänder an eine bestimmte Anzahl von Remote-Einheiten (RU) verteilt ), deren Anzahl je nach Abdeckungsbedarf zunimmt (z. B. mehrere Stockwerke, Flure usw.). Die EVUs transportieren das Signal dann zu vielen Antennen, die an oft diskreten Stellen innerhalb der Struktur eingebaut sind, wie während des Netzwerkdesignprozesses festgelegt. Für die Verbindung all dieser unterschiedlichen DAS-Geräte ist eine Menge Verkabelung und passive Komponenten erforderlich.
Die Größe dieser Einsätze wächst mit der Größe der Einrichtung. Auf Flughäfen ist für jeden Sektor des DAS-Einsatzes ein einziger BTS erforderlich, und einige Terminals erfordern jeweils mehr als zehn Sektoren! Innerhalb jedes Sektors müssen die meisten oder alle Frequenzbänder transportiert werden, wenn ein Flughafen 4G/LTE und 5G für alle Mobilfunkanbieter unterstützen möchte – und zwar doppelt so viel, da es sich um MIMO handelt. Berücksichtigen Sie alle Terminals (Ankunft und Abflug), Parkhäuser, Start- und Landebahnen, Verwaltungsbüros und Gepäckbereiche, um die Schwierigkeit bei der Verwaltung dieser Verbindungen vollständig zu verstehen.
Remoting des BTS, um das Chaos zu organisieren: Verwendung von serviceunabhängigem RFoF
Angesichts der verteilten Infrastruktur, einschließlich der Fülle an BTS, die für die Konnektivität zu einem Flughafen erforderlich sind, ist es mit enormen Kosten und Risiken verbunden, sie auf oder in der Nähe des Flughafengeländes zu betreiben. Um dieser Herausforderung zu begegnen, nutzen Flughäfen RF-over-Fiber (RFoF), um die Verwaltung des Netzwerks zu verbessern. RFoF ist eine Technologie, die Hochfrequenzsignale (RF) über Glasfaserkabel überträgt. RFoF überträgt die Signale ohne jegliche Inhaltsverarbeitung wie ein Koaxialkabel, aber wenn es über Glasfaserkabel erfolgt, kann die Reichweite um fünf Meilen oder mehr erweitert werden. Obwohl es teurer als Koaxialkabel ist, liefert es ein robusteres und qualitativ hochwertigeres Signal über größere Entfernungen und kann mehr Daten über eine einzelne Glasfaser übertragen.
RFoF kann den Abstand zwischen einem BTS und einem DAS-Kopfende erheblich vergrößern, sodass alle BTS, die sonst über den Flughafen verteilt wären, an einem einzigen zentralen, externen Standort untergebracht werden können. Dadurch werden nicht nur Ressourcen gespart, da ein einzelner Techniker die Verantwortung für etwaige Probleme übernehmen kann, sondern es wird auch wertvoller Flughafenraum frei, der knapp ist. RFoF reduziert auch den Verkabelungsaufwand und ermöglicht die Übertragung von 6 HF-Bändern für zwei MIMO-Sektoren (4 bidirektionale Signalflüsse, bei Bedarf Ethernet anschließen) über eine einzelne Glasfaser (Abbildung 3) unter Verwendung eines 3U-Rackstapels an jedem Ende. In Anbetracht der Anzahl der BTS-, DAS-Kopfstellen und Remote-Stationen, die mehrere Bänder für alle Träger verteilen müssen, werden die Gesamtverkabelungskosten dadurch erheblich gesenkt.
Da sich Flughafenbetreiber mit den höheren Herausforderungen der Bereitstellung einer hervorragenden Mobilfunkkonnektivität auseinandersetzen müssen, müssen sie noch einen Schritt weiter gehen und darüber nachdenken, wie sie alle diese Kommunikationssysteme im Laufe der Zeit so einfach und kostengünstig wie möglich am besten steuern können. Während Betreiber die vielen 4G/LTE-, 5G- und privaten Netzwerk-RF-Bänder, die zur Unterstützung der Zukunft von Flughäfen erforderlich sind, nicht kontrollieren können, können sie die Einfachheit der Verwaltung mithilfe von RFoF kontrollieren.
Über den Autor:
Meir Bartur, Ph.D, ist Präsident und CEO der Optical Zonu CorporationDr. Bartur verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung in Führung, Produktentwicklung und Technologieinnovation. Als Senior Member des IEEE und anerkannter Experte in der Entwicklung kostengünstiger Glasfaserlösungen für FTTx leistete er Beiträge zu den IEEE- und ITU-PON-Standards. Vor der Gründung von Optical Zonu leitete er die Bereiche Produktentwicklung und strategische Technologie für Zugangstransceiver bei MRV Communications (MRVC) und war für die Geschäftsbeziehungen zu deren Großkunden verantwortlich. Zuvor bekleidete er Positionen als Vizepräsident für Engineering und Technologie bei SSDI (Solid State Devices Inc.), Vizepräsident für Engineering bei MEC (Molecular Electronics Corp.) und war Hauptmann für Systemtechnik bei der israelischen Luftwaffe.