Der zukünftige digitale Flugfunk LDACS

Kurzfassung

Um auch in Zukunft den zivilen Luftverkehr sicher und effizient führen zu können, ist eine Modernisierung des Luftverkehrsmanagements (Air-Traffic Management; ATM) notwendig. Dies wurde bereits vor Jahren erkannt und mehrere Großprojekte zur ATM-Modernisierung initiiert - SESAR in Europa, NextGen in den USA sowie CARATS (Japan) und CAAMS (China) in Asien. Zur Umsetzung moderner ATM-Verfahren, wie beispielsweise das Fliegen nach 4D-Trajektorien, ist auch eine Modernisierung der zugrundeliegenden Technologie für Kommunikation, Navigation und Überwachung (Communications, Navigation, and Surveillance; CNS) dringend erforderlich. Im Bereich der Luftfahrtkommunikation wurde dazu das Konzept der sog. "Future Communications Infrastructure" (FCI) entwickelt, die aus mehreren, miteinander vernetzten Datenlinks besteht. Die FCI umfasst einen Flughafendatenlink (AeroMACS) für Flugzeuge während Parken und Rollen auf Flughäfen, eine Satellitenkomponente und einen bodengebundenen Datenlink. Das FCI-Konzept wurde bereits 2008 vom Aeronautical Communications Panel der ICAO bestätigt. Der zukünftige digitale Flugfunk LDACS (L-band Digital Aeronautical Communications Systems) stellt den bodengebundenen Datenlink im Rahmen der FCI dar und ist damit ein ganz wesentlicher Bestandteil. Er deckt die Luftfahrtkommunikation in Gebieten mit Bodeninfrastruktur ab, in denen das Luftverkehrsaufkommen besonders hoch ist. Die Entwicklung von LDACS wurde bereits 2007 im Rahmen von Forschungsprojekten initiiert und ab 2009 im Rahmen von SESAR weiter vorangetrieben. Der technische Design von LDACS ist inzwischen abgeschlossen und es werden aktuell mehrere Demonstratoren gebaut, sowohl auf nationaler Ebene im Rahmen des deutschen Luftfahrtforschungsprogramms (LuFo) als auch auf europäischer Ebene im Rahmen von SESAR. Auch international, insbesondere in Asien (Japan, China), wird Forschung und Entwicklung zu LDACS betrieben. Die LDACS-Technologie ist auf Zukunftsfähigkeit ausgelegt. Zum einen verwendet LDACS moderne Kommunikationstechnologien aus dem Bereich Mobilfunk, wie OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) und adaptive Codierung und Modulation. Zum anderen ist der LDACS-Design skalierbar. Bei entsprechender Verfügbarkeit von Frequenzressourcen kann LDACS mit breitbandigeren Profilen arbeiten, die höhere Datenraten realisieren. Dabei ist keine weitere Anpassung des LDACS-Designs notwendig. Auf diese Weise kann LDACS mit den zukünftigen Kommunikationsanforderungen in der Luftfahrt wachsen und sichert so die Verwendbarkeit über einen langen Zeitraum. Aufgrund hoher Einbau- und Zertifizierungskosten ist dies in der Luftfahrt eine besonders wichtige Eigenschaft. Im Rahmen dieses Vortrags stellen wir die LDACS-Technologie vor und beschreiben deren wesentliche Eigenschaften. Zudem werden wir über aktuelle Projekte - national, europäisch, international - berichten sowie den Stand der Standardisierung im Rahmen der ICAO beschreiben.