F wie Vernetzt Fliegen

Skytraxx startet die F-Revolution: Fliegende Funknetze, FANET und Flarm für jedermann. Die Systeme bieten Kollisionswarnung, koordiniertes Schwarmfliegen und Livetracking. 

So stellt Skytraxx die Möglichkeiten von FANET dar:
Piloten senden in der Luft untereinander per Datenfunk
ihre Position. Basisstationen speisen die Daten fürs Livetracking
ins Internet ein und liefern den Piloten zudem Wetterdaten,
zum Beispiel aktuelle Windwerte am Landeplatz.
// Quelle: Skytraxx
Wer an diesem Wochenende die Thermikmesse in Stuttgart besucht, der sollte mehr als einen kurzen Blick auf den Stand von Skytraxx werfen. Der Variohersteller präsentiert dort die neuesten Entwicklungen einer Funknetz-Technik namens FANET+. Sie hat das Zeug dazu, zu einem Standard zu werden, wenn es darum geht, Gleitschirmflieger in der Luft untereinander zu vernetzen. Es geht um digitales "sehen und gesehen werden", und zwar auf Variobildschirmen, in Flarm-Kollisionswarngeräten oder auf einschlägigen Livetracking-Seiten im Internet.

Bereits vor einem Jahr hatte Skytraxx – auch auf der Thermikmesse – das Konzept von FANET vorgestellt. Schon bald, so hieß es damals, würden die Variomodelle der Marke (aktuell Skytraxx 2.0 plus und 3.0) dazu fähig sein, sich in der Luft gegenseitig anzufunken und Daten untereinander auszutauschen, indem sie ein selbst-organisierendes "Flying Ad-hoc Network" (kurz: FANET) aufbauen. Darüber können nicht nur aktuelle Position, Flughöhe, Geschwindigkeit und Steigwerte, sondern bei Bedarf auch kurze Textbotschaften übermittelt werden. Ein interessantes Hilfsmittel, wenn man beispielsweise gemeinsam als Pilotengruppe auf Strecke gehen und den Überblick über die Flugpositionen der anderen behalten wollte.


Skytraxx präsentiert auf der Thermikmesse
seinen neuen FANET-Beacon.
// Quelle: Skytraxx
FANET+ kann auch Flarm

Mittlerweile ist die Technik einsatzreif. Und mehr noch: FANET bleibt nicht auf Besitzer von Skytraxx-Varios beschränkt. Auf der diesjährigen Thermikmesse präsentiert Skytraxx kleine FANET-Module, die sich stand-alone oder gekoppelt mit anderen Instrumenten betreiben lassen – und dabei gleichzeitig noch als GPS-Backup für igc-Tracks dienen.

Zudem wurde FANET mittlerweile zu FANET+ aufgewertet. Die Technik ist jetzt auch fähig und zugelassen, als sogenannte Flarm-Boje (Beacon) zu dienen: Die Positionsdaten der Gleitschirmflieger werden damit automatisch auch an Flarm-Kollisionswarngeräte übermittelt, wie sie heute in Segelflugzeugen, vielen Kleinflugzeugen und Rettungshubschraubern Standard sind. Ein echtes Sicherheitsplus!

(Dass die FANET-Module selbst keine Flarm-Daten direkt empfangen und entschlüsseln können, dürfte verschmerzbar sein. Wichtig ist es, frühzeitig von den viel schneller fliegenden Motor- und Segelflugpiloten "gesehen" zu werden.)

Es ist zu erwarten, dass bald weitere Hersteller auf den Zug aufspringen und FANET-kompatible Instrumente auf den Markt bringen werden. Ebenso ist die Integration der Anzeige in einschlägige Smartphone-Flugsoftware ein logischer Schritt.

Dazu dürfte auch ein bisher vor allem von britischen Piloten vorangetriebenes non-profit Projekt namens Airwhere beitragen. Es ermuntert u.a. Flugvereine dazu, ihre Gelände mit lokalen Bodenstationen zum Empfang der Flugdaten und zur Weiterleitung ins Internet auszurüsten. Die nötige Technik dafür ist als Selbstbaulösung schon für weit unter 100 Euro zu haben. Mittlerweile sind erste Airwhere-Stationen auch schon außerhalb Großbritanniens zu finden. Intelligenterweise nutzt Airwhere das gleiche Datenprotokoll wie FANET. Hier dürfte also ein internationaler Standard entstehen.


Wie FANET funktioniert

Die Grundidee von FANET (und analog auch Airwhere) ist einfach: Fluginstrumente mit GPS werden mit einem zusätzlichen, kleinen Funkmodul ausgestattet bzw. per Kabel, Bluetooth oder Wlan damit gekoppelt. Die Funktechnik basiert auf einem Industriestandard (LoRa). Dieser wird normalerweise dafür genutzt, dass Messfühler und technische Geräte drahtlos ihre Daten ins sogenannte Internet der Dinge (Internet of things - IoT), liefern können. Die FANET-Module senden in regelmäßigen Abständen im LoRa-Frequenzband eine fixe Kennung und ihre GPS-Position samt Höhendaten aus. Die Funksignale können typischerweise rund 20 bis 30 Kilometer weit empfangen werden.

Der FANET-Datenverkehr besteht allerdings nicht einfach nur aus den eigenen Positions-Mitteilungen der Varios. Jedes Funkmodul empfängt auch Datenpakete von anderen FANET-Modulen. Zudem kann es diese nach bestimmten Regeln selbst wieder aussenden und somit als Router bzw. Relais-Station dienen. Wenn genügend andere Piloten mit entsprechenden Geräten in der Luft sind, lässt sich die Funkreichweite des FANET auf diese Weise sogar verdoppeln.

Im FANET sind zusätzlich auch Bodenstationen vorgesehen. Sie werden, in der Regel von Vereinen betrieben, typischerweise an Lande- und Startplätzen stehen und mit dem Internet verbunden sein. Die Bodenstationen empfangen die Positionsdaten der FANET-Instrumente in Funkreichweite und leiten sie automatisch und kostenfrei übers Internet an Livetracking-Server wie zum Beispiel das Open Glider Network (OGN) oder Livetrack24 weiter. Zugleich können die Bodenstationen, je nach Konfiguration, auch aktuelle Infos an die Piloten in der Luft übermitteln. Das kann von Daten lokaler Wetterstationen, z.B. dem Wind am Landeplatz, bis hin zu Sicherheits-Meldungen der Rennleitung bei Gleitschirmwettbewerben reichen.


Die Geschichte von FANET

Der „Erfinder“ des FANET ist Dr. Jürgen Eckert. Er studierte rechnergestütztes Ingenieurwesen und beschäftigte sich schon im Rahmen seiner Doktorarbeit mit „ad-hoc“ Netzwerken, bei denen sich mobile Sendestationen selbst organisieren, um untereinander Informationen auszutauschen.

Als Gleitschirmflieger hatte es ihn bei Flachlandflügen immer gestört, dass das Livetracking unterbrochen wurde, sobald er höher als rund 1000 Meter über Grund flog. Das liegt an der Eigenschaft der Mobilfunkantennen im Flachland, ihre Sendeleistung in Bodennähe zu konzentrieren und wenig nach oben abzustrahlen. (Im Gebirge sind die Mobilfunkantennen anders eingestellt).

Sollte sich dieses Problem nicht lösen lassen, so fragte er sich, wenn die GPS-Varios der Piloten in der Luft ein eigenes Netzwerk aufbauen, bei dem immer jenes Gerät, das noch Kontakt zu einer Mobilfunkstation hat, auch für die anderen die Livetracking-Infos ins Internet überträgt?

Aus dieser Idee heraus entstand das Konzept des FANET-Systems. Mittlerweile arbeitet Jürgen Eckert für Skytraxx und hat dort die Technik zur Serienreife entwickelt. 

Eins war Eckert von Anfang an klar: Skytraxx könnte mit so einem Projekt niemals allein erfolgreich sein, weil die nötige Marktdurchdringung fehlt. FANET wird umso effektiver und nutzbringender, je mehr Geräte-Anbieter sowie Piloten und Vereine als Nutzer sich daran beteiligen. Deshalb ist FANET auch als offener Standard realisiert, den jeder ohne Lizenzgebühren nutzen darf. Skytraxx als Hersteller wird nur am Verkauf der eigenen Geräte, Module und Basisstationen verdienen.

Bei so einem Ansatz sind natürlich auch kostengünstige Eigenbau-Lösungen möglich. Hier kommt das schon erwähnte Projekt Airwhere ins Spiel. Gestartet wurde es vom britischen Gleitschirmpiloten Phil Colbert. Dieser hatte, parallel und unabhängig von Jürgen Eckert, fast die gleiche Idee und begann zu entwickeln. 2016 lernten sich beide beim Coupe Icare in St. Hilaire kennen. Sie vereinbarten, ihre Sendeprotokolle zu vereinheitlichen – was am Ende darauf hinauslief, dass Airwhere die damals schon stabilere und vielseitigere Version von FANET übernahm.

Airwhere und FANET sind mittlerweile untereinander voll kompatibel – bis auf die Flarm-Funktionalität, die aus lizenzrechtlichen Gründen zwar bei FANET+ von Skytraxx integriert ist, aber in der Open-Source-Variante von Airwhere fehlt.


Ein Blick in die Zukunft

Fertig montiertes Arduino-Board mit aufgespielter Airwhere-Software.
// Quelle: Airwhere
In Großbritannien sind bereits in zahlreichen Fluggebieten Airwhere-Bodenstationen zu finden. Immer mehr Piloten nutzen dort mit Funkmodulen „gepimpte“ eBook-Reader als Instrumente. In Flugsoftware wie XCSoar oder LK8000 funktioniert das Anzeigen der Position umliegender Piloten bereits.

Passende LoRa Sende- und Empfangsmodule, basierend auf einem programmierbaren Arduino-Mikrocontroller, gibt es mittlerweile als fertig montierte Bausätze von chinesischen Elektronikanbietern für weniger als 50 Euro. Sie müssen nur noch per USB-Schnittstelle mit der Airwhere-Software "geflasht" werden, um einsatzbereit zu sein.

Wie schnell ein viele Fluggebiete abdeckendes ein Netz von FANET- und Airwhere-Bodenstationen entsteht, muss die Zeit noch zeigen. Solange die Verfügbarkeit in der Fläche noch nicht sehr groß ist, wird der Anreiz für Piloten, sich ein Instrument mit FANET-Fähigkeiten zuzulegen, nur verhalten sein. Als Haupt-Kaufargument dürfte anfangs vor allem der Sicherheitsaspekt dienen. Mit der Integration von Flarm in die FANET+ Module hat Skytraxx einen wertvollen Mehrwert seines Systems geschaffen. Nach und nach dürften den Nutzern dann auch die weiteren Vorteile und Möglichkeiten der ad-hoc Vernetzung bewusst und zugänglich werden.


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2 Kommentare:

Raphael Jeger hat gesagt…

Nach meinen Informationen ist es nicht korrekt, dass AirWhere die FLARM-Module nicht integriert. Gemäss Aussage von Phil verkauft er komplette Module inkl. FLARM-Boje, die z.B. zwischen ein Bluefly und Kobo "eingeschleift" werden können. Ich werde testen! :)

Anonym hat gesagt…

Leider ist AirWhere nicht OpenSource. Die Binaries, also die fertige Software, ist kostenlos, aber den Quellcode bekommt man nicht.