为了推动数字化,法兰克福最大机场的运营公司Fraport AG(法兰克福机场集团)建立欧洲最大的私有5G网络。原因包括:自动化、自动驾驶、设备本地化和实时处理数据等。正如Fraport(法兰克福机场)IT基础设施高级副总裁(CIO)Fritz Oswald(弗里茨·奥斯瓦尔德)所说:“我们已将5G视为数字化的关键技术。”
(法兰克福机场,也称法兰克福·美茵机场,位于德国黑森州美茵河畔法兰克福市,距市中心12千米,是4F级大型国际枢纽机场,也是星空联盟的总部所在地。法兰克福机场1908年开始建设;1936年作为空军基地使用;1949年转为民用机场。机场占地面积21平方千米。2019年,法兰克福机场旅客吞吐量7056.0987万人次;飞机起降513912架次;货邮吞吐量31872251吨。据法兰克福机场网显示,法兰克福机场每年接待的旅客数量大约达到8,500万人次。)
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建立自己的5G基础设施的动机与其说来自于传统部署的痛苦,不如说来自于在数字化过程中启用新用例的愿望。同时,网络覆盖范围将扩展到整个机场区域。通过这种方式,近30公里的范围可以通过无线摄像头进行监控。如果机器人或无人机在5G支持下独立巡逻,也可以省去人工检查。
据Oswald(奥斯瓦尔德)说,迄今为止,使用的无线局域网技术很难充分覆盖机场的大型开放空间。他说:“在日常生活中,在机翼下操作期间,WLAN覆盖总是存在问题,例如,当机翼阻挡无线信号接收。”
Oswald(奥斯瓦尔德)补充了信号覆盖对自动化设备操作的重要性,因为当材料或设备必须被中转运输到飞机上时,这对员工来说是很耗时的,因为停机坪上的限速是30km/h。由5G系统控制的自动驾驶汽车将有助于缓解这种情况。另一个用例可能是小型机器人,它自动将延迟的行李箱运送到飞机上,而不是像今天那样由人驾驶。
另一个应用是视频分析,可以直观地检查机场跑道的状况。这项任务尽管经过边缘计算,但仍通过视频流生成大量数据,然后将这些数据传输到云端。
一、新的用例
即使自动驾驶汽车、巡逻机器人和无人机等新用途案例是Fraport(法兰克福机场)推出5G技术的重点,这项新技术也带来了其他优势,比如能够实现通信基础设施标准化。到目前为止,Fraport(法兰克福机场)已经为语音通信或物联网设备运营了不同的无线电技术。还通过公共移动网络进行了长期评估,并在其他终端设备中使用了相应的SIM卡(SIM,Subscriber Identity Module,是GSM系统的移动用户所持有的IC卡,称为用户识别卡。GSM系统通过SIM卡来识别GSM用户。同一张SIM卡可在不同的手机上使用。GSM手机只有插入SIM卡后,才能入网使用)。不过,在未来,Oswald(奥斯瓦尔德)打算继续在终端上使用WLAN(无线局域网,Wireless Local Area Network,指应用无线通信技术将计算机设备互联起来,构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来,而是通过无线的方式连接,从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。)有计划部分迁移到最新、更强大的WiFi 6(第六代无线网络技术,是Wi-Fi标准的名称。是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信,最高速率可达9.6Gbps。)
他说:“在这里,我们实际上得到了一个获得许可的频率,我们不必与任何人分享,所以没有干扰。我们可以充分利用分配的频段,这样我们也可以涵盖5G的关键任务主题。”
二、通过私有5G实现独立自主的应用部署
由于这种许可频率,移动运营商提供的network slicing(网络切片,是一种虚拟化,它允许在一个共享的物理网络基础架构上,运行多个逻辑网络。每个逻辑网络之间是隔离的,并且能够提供定制的网络特性,例如带宽,延时,容量等。同时每个逻辑网络里面除了网络资源以外,还包含了计算和存储资源。)服务是无法实现的。然而,就网络切片而言,Oswald(奥斯瓦尔德)可以想象,Fraport(法兰克福机场)以后将为其B2B(也有写成 BTB,Business-to-Business。是指企业与企业之间通过专用网络或Internet,进行数据信息的交换、传递,开展交易活动的商业模式。它将企业内部网和企业的产品及服务,通过 B2B 网站或移动客户端与客户紧密结合起来,通过网络的快速反应,为客户提供更好的服务,从而促进企业的业务发展。)合作伙伴提供自己的切片服务,如航空公司或物流公司。他说:“归根结底,拥有自己的5G网络为机场提供了更多的便利和安全,因为基础设施端到端掌握在我们手中。此外,依赖性较少,我们在导入5G新应用时会对其进行控制。因此,我们不依赖运营商及其更新计划。”
到目前为止,该项目还处于研发阶段,这就是为什么Fraport(法兰克福机场)不想单独解决5G迁移问题,而是引入了日本全球电信和技术服务公司NTT(日本电报电话公司,日本电信服务提供商。成立于1976年,是日本最大电信服务提供商--日本电信电话株式会社的全资子公司。由于依托NTT研究所及其对其研究成果的技术转让方面的成功经验,公司得到了迅速发展。)作为合作伙伴。
Oswald(奥斯瓦尔德)说:“支持NTT(日本电报电话公司)的一件事是,它已经能够在其他5G项目中获得最佳实践的经验,比如在Cologne Bonn Airport(科隆波恩机场,在科隆市中心东南15公里,波恩东北16公里处,是德国第六大机场,也是德国少有的24小时营业的机场之一,还是德国第二大货运机场。科隆波恩机场主营国内、地区和国际定期的客货运航线,同时也运营季节性的包机航线,通航至全球35个国家的115个目的地,机场年客运吞吐量超过1000万人次。)”
三、微软Azure云作为5G软件平台支撑
Fraport(法兰克福机场)和NTT(日本电报电话公司)也对所选择的技术方法持开放态度。NTT(日本电报电话公司)首席执行官Kai Grunwitz(凯·格伦维茨)表示:“因为我们希望在项目阶段保持开放,我们选择了开放标准,选择OpenRAN(开放式无线接入网络,这项技术涉及到为无线移动通信网络开发可互操作的开放式硬件、软件和接口。)作为5G应用开放标准。”在软件方面,他们依赖Azure(Microsoft Azure是微软基于云计算的操作系统,主要目标是为开发者提供一个平台,帮助开发可运行在云服务器、数据中心、Web和PC上的应用程序。云计算的开发者能使用微软全球数据中心的储存、计算能力和网络基础服务。)支撑5G应用,此外微软也提供了与物联网的连接应用相关的解决方案。
Cisco(思科,是全球领先的网络解决方案供应商。Cisco的名字取自San Francisco,旧金山。可以说,依靠自身的技术和对网络经济模式的深刻理解,思科成为了网络应用的成功实践者之一。与此同时思科正在致力于为无数的企业构筑网络间畅通无阻的“桥梁”,并用自己敏锐的洞察力、丰富的行业经验、先进的技术,帮助企业把网络应用转化为战略性的资产,充分挖掘网络的能量,获得竞争的优势。)也被选为网络硬件供应商,尽管合作伙伴正在密切观察市场,特别是在天线方面,因为预计还会有一些新的发展。Grunwitz(格伦维茨)和Oswald(奥斯瓦尔德)都强调,鉴于该技术还处于起步阶段,有些决定还没有最终确定。
这项新技术也有一个风险。Fraport(法兰克福机场)很快意识到,如果没有仔细检查5G与现有技术的交互之后再推出,将对机场运营来产生极大的风险。这就产生了在一种沙箱中设置一个测试环境,以确保操作不会受到危害。
与此同时,测试环境作为一个创新中心,用来评估5G的新用例,以及以后如何推广这些用例。还有第三个任务:让新技术对公司的其他员工清晰可见,以减少对5G可能存在的任何阻力。这就是为什么Oswald(奥斯瓦尔德)故意选择公司总部周围的一个区域来推广5G带来的新用例。
四、保持现有用户的体验,期待网络一键通解决方案
到目前为止,机场运营商已经使用了几个带有相应无线电设备的无线电系统,但维护工作相当复杂,这就是为什么Oswald(奥斯瓦尔德)希望在未来也能通过专用5G网络进行语音通信。
他说:“我们在运营领域的员工并不想失去我们熟悉的无线电用户体验,因为他们习惯了只需按下一个按钮就能立即发言。”最初听起来无关紧要的事情在机场的实践中实际上是至关重要的。在棘手的情况下,从安全的角度来看,通信是否在几毫秒内建立,或者你是否必须等待电话建立,这可能是至关重要的。Oswald(奥斯瓦尔德)希望通过引入一种具有5G功能的现代一键通应用方案来解决这个问题。
五、与合作方的职责分工
考虑到Fraport(法兰克福机场)和NTT(日本电报电话公司)之间的分工,Fraport(法兰克福机场)将在正式和实际上作为5G网络的运营商。Oswald(奥斯瓦尔德)说:“归根结底,对我们来说,5G在未来不会被视为一种孤立的技术,而是完全融入我们的运营流程,这一点也很重要。”
此外,Fraport(法兰克福机场)作为一个关键的基础设施公司,必须确保从终端设备到后端系统的整个流程链的安全。这就是Oswald(奥斯瓦尔德)和他的团队在做的事情,他们自己在私有网络中提供公共5G SIM卡,以确保形成完整的最溯数据或文档。
NTT(日本电报电话公司)还计划继续参与以后的运营,并通过托管服务支持Fraport(法兰克福机场)作为服务概念的一部分,或接管组件维护。根据Grunwitz(格伦维茨)的说法,分工根据一系列服务品质协议(SLA)划分。Oswald(奥斯瓦尔德)说:“停机坪上发生的,如天线在哪里以及如何操作或维护终端设备的问题,是我们的责任,而NTT(日本电报电话公司)负责后端领域,如云(模块)组件,因为在Fraport,我们采取云优先的方法。”
六、项目在2024结束
考虑到大流行危机对航空业的严重打击,特别是Fraport(法兰克福机场),2024年的结束日期是可以理解的。因此,私有5G项目曾经不得不暂停。但当项目工作于2022年春季恢复时,与许多其他公司一样,该公司面临着硬件制造商的供应链问题。因此,Oswald(奥斯瓦尔德)认为,整个5G网络要到2024年底才能完全扩展。然而,今年将在停机坪上进行推广。
作者:Jurgen Hill(尤尔根·希尔)
Jurgen Hill(尤尔根·希尔)是Computerwoche的首席记者。他是一名记者与计算机科学家,研究当前的IT趋势,如人工智能、量子计算、数字孪生、物联网和数字化。他在通信(传统知识、移动、局域网、广域网)领域也有着长期的背景。