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AWS-Cloud-Services im Profisport: Datenanalyse, Streaming und mehr

Wie moderne Cloud-Technologien den Sport transformieren

Daten sind im Sport längst keine Randnotiz mehr – sie sind der Schlüssel zum Erfolg. Was einst in den 1970er Jahren mit Stift und Papier begann – durch den Baseball-Enthusiasten Bill James – hat sich heute zu einer datengetriebenen Wissenschaft entwickelt, die weit über einfache Statistiken hinausgeht.

Digitale Werkzeuge helfen dabei, Leistungen zu optimieren und Risiken wie Verletzungen präzise zu minimieren – zwei der größten Herausforderungen des modernen Sports. Doch diese Möglichkeiten kommen mit steigenden finanziellen und infrastrukturellen Anforderungen, die viele Vereine unter Druck setzen.

Cloud-Technologien wie AWS (Amazon Web Services) bieten hier eine skalierbare, flexible und kosteneffiziente Lösung, um datenbasierte Entscheidungen in Echtzeit zu treffen – ein entscheidender Vorteil in einem Umfeld, das durch Spontanität und Volatilität geprägt ist.

Amazon Web Services unterstützt bereits heute Sportorganisationen dabei, instantan Insights aus ihren Daten zu ziehen und so das Zuschauererlebnis neu zu gestalten. Einige der fortschrittlichsten Teams – von der deutschen Bundesliga bis zu den Seattle Seahawks in der NFL – verlagern einen Großteil ihrer IT-Infrastruktur in die AWS-Cloud, um umfangreiche Leistungs- und Gegnerdaten tiefgehend zu analysieren, operative Abläufe zu optimieren und Innovationen zu beschleunigen. Ein zentrales Element ist dabei oft ein Data-Lake in Amazon S3, der jahrzehntelange historische Spielstatistiken mit aktuellem Tracking-, Gesundheits- und Scouting-Daten vereint und dem Trainerteam so fundiertere Entscheidungen in Echtzeit ermöglicht.

Im Folgenden werden konkrete AWS-Services und Beispiele für 3 zentrale Anwendungsfelder im Profisport beleuchtet: (1) Leistungsdatenanalyse von Athleten und Athletinnen, (2) skalierbare Speicherlösungen für große Datenmengen, (3) Machine-Learning-Services für Taktik und Scouting.

Leistungsdatenanalyse von Athleten und Athletinnen

Zur Leistungsanalyse tragen heute Wearables, Sensoren und Tracking-Systeme enorme Datenmengen bei: Ein Athlet kann etwa 20–50 Positions- und Sensordatenpunkte pro Sekunde senden. Solche Live-Datenströme lassen sich mit Amazon Kinesis nahezu in Echtzeit erfassen und verarbeiten. Dienste wie Amazon Kinesis Data Streams und Kinesis Data Firehose fungieren als skalierbarer Puffer für eingehende Daten und schreiben diese z.B. in einen S3-Data-Lake. Parallel dazu ermöglicht Amazon Kinesis Data Analytics (auf Basis von Apache Flink) eine kontinuierliche Auswertung der Streaming-Daten, sodass Analysten und Coaches innerhalb von Sekundenbruchteilen auf aktuelle Leistungswerte zugreifen können. Die Kombination aus Streaming-Ingestion und -Analytics erlaubt es, ohne manuelle Verzögerung auf neue Informationen zu reagieren – ein entscheidender Vorteil, wenn während eines Spiels taktische Entscheidungen anstehen.

IoT Architektur
Abbildung 1: Übersicht einer möglichen IoT Architektur

Anwendungsbeispiel für datengestützte Spielanalyse: Die Bundesliga nutzt AWS, um Millionen von Live-Datenpunkten in Echtzeit in Match Facts umzuwandeln – hier wird visualisiert, in welchen Zonen des Spielfelds die Teams (FC Augsburg vs. Borussia M’Gladbach) am häufigsten Angriffe fahren. Solche Analysen werden durch ein dichtes Netz an Sensoren und Kameras ermöglicht.

Echtzeit Analyse
Abbildung 2: Bundesliga Match Facts Echtzeitanalyse

In jedem Bundesliga-Stadion erfassen über 12 hochauflösende Kameras sämtliche Spielerbewegungen 25-mal pro Sekunde, was eine beispiellose Detailtiefe liefert. AWS verarbeitet diese Datenströme mittels cloud-native Services in nahezu Echtzeit und generiert daraus neue Leistungskennzahlen. So wird zum Beispiel fortlaufend der Expected-Goals-Wert (xG) – die statistische Torwahrscheinlichkeit eines Schusses – live berechnet und den Zuschauern als zusätzliche Spielinformation präsentiert. Im Hintergrund müssen dafür pro Partie mehrere Millionen Events (Positionsdaten, Pässe, Schüsse, Fouls etc.) innerhalb von Sekundenbruchteilen gesammelt, analysiert und an Grafiken oder Dashboards geliefert werden – eine Aufgabe, die ohne skalierbare Cloud-Architektur kaum zu bewältigen wäre.

Skalierbare Speicherlösungen für große Datenmengen

Sportvereine im Profibereich generieren riesige Datenmengen – von hochauflösendem Videomaterial über saisonlange Sensordaten bis hin zu historischen Spielstatistiken. Eine skalierbare, sichere Speicherung ist die Grundlage, um diesen Datenschatz nutzbar zu machen. Amazon Simple Storage Service (S3) hat sich hier als Kernlösung etabliert. S3 bietet praktisch unbegrenzten Objektspeicher mit 11 9er-Dauerhaftigkeit (99,999999999% Datenerhalt) und gewährleistet dadurch, dass selbst jahrzehntealte Daten sicher aufbewahrt bleiben. In einem Amazon-S3-Data-Lake lassen sich diverse Datenquellen zentral zusammenführen: So kombinieren die Seattle Seahawks beispielsweise über 40 Jahre an historischen Spielstatistiken mit aktuellen GPS-Trackingdaten, medizinischen Infos und Scouting-Berichten in einem S3 Data-Lake, um daraus tiefere Analysen zu ziehen. S3 integriert sich nahtlos mit anderen AWS-Services – etwa können Data-Lake-Dateien direkt mit Amazon Athena SQL-Queries analysiert oder von SageMaker zum Training von ML-Modellen genutzt werden, ohne dass Daten verschoben werden müssen.

Ein zentrales Paradigma moderner Sport-Analytics-Plattformen ist die Data-Lake-Architektur. Diese ermöglicht es, verschiedenste Datenquellen – von strukturierten Leistungsdaten (z. B. GPS, Herzfrequenz) über semi-strukturierte XML/JSON-Files bis hin zu unstrukturiertem Videomaterial – in einer gemeinsamen Umgebung zu bündeln und flexibel für unterschiedliche Use Cases bereitzustellen.

Die Architektur folgt dabei typischerweise folgendem Aufbau:

•    Landing Zone: Hier werden alle eingehenden Daten aus verschiedenen Systemen zuerst abgelegt – oft automatisiert über Services wie Amazon Kinesis Firehose, AWS Glue oder direkt über APIs. Dabei wird zwischen strukturierten, semi-strukturierten und unstrukturierten Daten nicht unterschieden – alles wird angenommen.
•    Data Lake (z. B. in Amazon S3): Die zentrale Ablage für alle relevanten Daten. Diese Zone ermöglicht skalierbaren Zugriff und dient als Grundlage für Analyseprozesse mit Amazon Athena, Redshift Spectrum oder SageMaker. Sie ist das Rückgrat aller datengetriebenen Entscheidungen im sportlichen Umfeld – ob Spielanalysen, Scouting oder Performance-Monitoring.
•    Archive: Selten genutzte, aber wertvolle historische Daten werden zur Kostenoptimierung in S3-Archivierungsstufen wie S3 Glacier ausgelagert. Dadurch können Vereine über viele Jahre Daten aufbewahren, ohne aktiv Speicherressourcen zu belasten.
•    Reservoir: Hier entstehen datengetriebene Use Cases. Trainerinnen und Trainer, Analystinnen oder Scouts greifen auf kuratierte, analysierte oder aggregierte Datensätze zu – maßgeschneidert für ihre jeweiligen Fragestellungen. Diese Schicht interagiert mit Tools wie QuickSight, SageMaker Notebooks oder benutzerdefinierten Dashboards.

Data Lake Architketur
Abbildung 3: Data-Lake-Architektur

Neben dem Primärspeicher S3 bietet AWS auch Mechanismen, um Kosten und Performance zu optimieren. S3 Lifecycle-Regeln ermöglichen es, älteres oder selten genutztes Material automatisch in kostengünstigere Speicherklassen wie Amazon S3 Glacier zu überführen – ideal, um z.B. Rohvideomaterial vergangener Saisons günstig zu archivieren, während aktuelles Material in S3 Standard für den schnellen Zugriff bleibt. Für spezielle Anforderungen stehen zudem ergänzende Storage-Services bereit: Amazon EFS ermöglicht ein elastisches POSIX-Dateisystem (beispielsweise, wenn Videoanalysten parallel auf dieselben Files zugreifen müssen) und Services wie Amazon FSx bieten Hochleistungs-Dateisysteme, z.B. FSx for Lustre für schnelle Berechnungen auf Video- oder Simulationsdaten. In datenintensiven Sport-Analytikplattformen sieht man häufig, dass eingehende Live-Daten zunächst in S3 gespeichert werden – sei es Sensordaten-Streams über Kinesis Firehose oder Videosegmente aus MediaLive – und anschließend dort auch die Ergebnisse von Analysen abgelegt werden. Im Bundesliga-Analytics-System werden zum Beispiel sämtliche Input- und Output-Daten in S3 persistiert, um spätere Ad-hoc-Auswertungen, Spielsimulationen oder das Debugging zu ermöglichen. Durch diese zentrale Datenablage in S3 behalten Sportorganisationen auch bei rasant wachsenden Datenmengen die Kontrolle und können skalieren, ohne in eigene Storage-Hardware investieren zu müssen.

Machine Learning für taktische Auswertungen und Scouting

Machine Learning (ML) hat im Sportbereich Einzug gehalten, um aus der Datenflut konkrete wettbewerbsrelevante Erkenntnisse zu gewinnen. AWS bietet mit Amazon SageMaker eine umfassende ML-Plattform, mit der Clubs eigene Modelle entwickeln, trainieren und in Produktion bringen können – sei es zur taktischen Spielanalyse oder fürs Scouting vielversprechender Talente. In der Spielanalyse lassen sich mittels ML z.B. komplexe Vorhersagemodelle erstellen: Ein Modell könnte berechnen, wie hoch die Wahrscheinlichkeit eines Torerfolgs aus einer bestimmten Spielsituation ist, unter Einbeziehung von Faktoren wie Schussposition, Winkel, Geschwindigkeit und historischen Leistungsdaten des Schützen. Solche Predictive Analytics helfen Trainerinnen und Trainern, Entscheidungen datenbasiert zu untermauern – etwa bei der Einschätzung, wann ein Distanzschuss erfolgversprechend ist oder welche taktische Formation die besten Siegchancen bietet. In der deutschen Bundesliga werden ML-Modelle auf SageMaker sogar live während der Spiele eingesetzt, um Kennzahlen wie die Expected Goals unmittelbar zu berechnen. Diese Vorhersagen fließen direkt zurück ins Spiel: Über APIs und Lambda-Funktionen werden die Ergebnisse sowohl an die TV-Grafiken als auch an eine Datenbank für spätere Analysen geliefert. So entsteht ein kontinuierlicher Kreislauf, in dem ML-gestützte Erkenntnisse unmittelbar den Spielverlauf kommentieren und im Nachgang die Datenbasis für weitere Verbesserungen liefern.

Auch abseits des Spielfelds – im Training und Scouting – sind ML-Services von großem Nutzen. Ein anschauliches Beispiel liefert ein College-Football-Projekt: Die University of Illinois entwickelte in Zusammenarbeit mit AWS ein ML-Modell, das den Ausgang jedes beliebigen Spielzugs vorhersagen kann. Auf Basis dieses Modells werden den Coaches automatisch visuelle Playbooks und Strategie-Empfehlungen generiert, was die Spielvorbereitung erheblich beschleunigt und den Trainerstab mit zusätzlichen Insights versorgt. Solche Modelle können enorme Datenmengen früherer Spiele und Gegner durchforsten und Muster erkennen, die dem menschlichen Auge entgehen. Im Scouting-Bereich ermöglichen ML-Algorithmen, aus tausenden Spielerprofilen diejenigen herauszufiltern, die bestimmten Leistungs- oder Potenzialkriterien entsprechen. Beispielsweise könnte ein Verein ein SageMaker-Modell trainieren, das die Performance-Statistiken weltweiter Nachwuchsspieler analysiert und verborgene Talente identifiziert – Talente, die anhand ihrer Daten eine hohe Entwicklungsprognose haben. Ebenso kann Computer Vision (unter Verwendung von Amazon Rekognition oder benutzerdefinierten ML-Modellen) genutzt werden, um automatisch die Szenen in Videomitschnitten zu taggen, in denen ein bestimmter Spieler auftaucht oder eine bestimmte Spielaktion (z.B. Kopfballtor) vorkommt. Dadurch wird das Sichten von Video für Scouts drastisch vereinfacht. Insgesamt erlauben AWS-ML-Services im Profisport prognosebasierte Entscheidungen: Vom Vorhersagen von Verletzungsrisiken über das Optimieren von Trainingsplänen bis hin zum perfekten Matchmaking zwischen Spielstrategie und Gegner – die Cloud liefert die nötige Rechenkapazität und Tools, um datengestützt zu agieren.

DevOps und Infrastruktur im Profisport

Hinter all den genannten Anwendungsfällen steht die Notwendigkeit, eine robuste und flexible IT-Infrastruktur zu betreiben, die mit den Anforderungen mitwächst. Im Profisport müssen digitale Plattformen zu entscheidenden Momenten (z.B. während eines Finalspiels oder bei Transfer-Schluss) absolut zuverlässig und skalierbar sein. AWS stellt hierfür nicht nur die Infrastruktur zur Verfügung, sondern auch eine Fülle an DevOps-Services, die den Betrieb vereinfachen und beschleunigen. Ein Leitprinzip ist dabei, wo möglich auf Serverless-Architekturen und verwaltete Dienste zu setzen, um Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit ohne hohen Wartungsaufwand zu erreichen. So können sich Sport-Innovationsteams auf die Entwicklung neuer Features konzentrieren, während AWS automatisch für die Verwaltung der zugrundeliegenden Infrastruktur sorgt. Ein praktisches Beispiel ist die Event-gesteuerte Architektur bei der Bundesliga: Hier prüft ein AWS Lambda-Task zu Spielbeginn, ob ein neues Match startet, und fährt automatisch die nötigen Container-Instanzen auf Amazon ECS/Fargate hoch. Sobald das Spiel läuft, verteilt ein Event-Stream (bei der Bundesliga via Amazon Managed Kafka, vergleichbar mit Amazon Kinesis) die Daten an unabhängige Mikrodienste. Diese entkoppelte Architektur reagiert in Sekundenschnelle auf eingehende Ereignisse und ermöglicht es, dass pro Spiel bis zu 15 verschiedene Analyse-Services parallel skalieren können, ohne dass Entwickler sich um das Infrastrukturmanagement kümmern müssen. Nach Abpfiff sorgt das System dafür, dass unbenötigte Ressourcen automatisch freigegeben werden – eine effiziente Nutzung, die in der Cloud nahezu ohne manuelles Zutun abläuft.

Für das Monitoring im laufenden Betrieb stellt AWS mit Amazon CloudWatch umfassende Überwachungswerkzeuge bereit: Logs von Anwendungen, Metriken der Serverauslastung oder Latenzen der Video-Streams können zentral eingesehen und bei Bedarf Alarmierungen definiert werden. So bekommt das IT-Team eines Clubs sofort mit, wenn z.B. die Streaming-Bandbreite in einem bestimmten Land erschöpft ist, und kann proaktiv reagieren.

Fazit: Mit AWS-Cloud-Services können professionelle Sportclubs eine technische Infrastruktur aufbauen, die genauso dynamisch und leistungsfähig ist wie ihre Athletinnen und Athleten auf dem Feld. Ob Echtzeit-Spielanalysen, weltweites Streaming, die Verwaltung gewaltiger Videodaten oder KI-gestützte Entscheidungsfindung – die AWS Cloud stellt die Bausteine bereit, um diese Herausforderungen zu meistern. Durch die Cloud-Nutzung gewinnen Sportorganisationen nicht nur an Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit, sondern auch an Flexibilität, um schnell auf neue Anforderungen zu reagieren – sei es ein überraschender Erfolgslauf, der mehr Fans anzieht, oder eine innovative Idee des Trainerstabs, die morgen schon als neues Feature implementiert werden soll. Für technikaffine Akteure im Sport ergibt sich so die Chance, mit Hilfe von AWS einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil zu erzielen: Daten smarter nutzen, Innovationen schneller vorantreiben und Fans auf ganz neue Weise begeistern.

Sources: Die in diesem Beitrag genannten Beispiele und Fakten basieren auf AWS-Fallstudien und offiziellen AWS-Dokumentationen, u.a. zur Bundesliga (DFL) und NFL, sowie auf Veröffentlichungen im AWS-Blog und AWS Architecture Center.

Quellen & Referenzen:

•    AWS Case Study: Bundesliga – Real-time Match Facts powered by AWS Cloud
https://aws.amazon.com/de/sports/bundesliga/ https://aws.amazon.com/de/blogs/media/behind-the-scenes-aws-real-time-architecture-for-bundesliga-match-facts/#:~:text=The%20BMF%20platform%E2%80%99s%20main%20functionality,solution%20described%20in%20this%20post
•    AWS Architecture Blog – How the Bundesliga Uses AWS to Create Real-Time Match Facts
https://aws.amazon.com/de/blogs/architecture/how-the-bundesliga-uses-aws-to-create-real-time-match-facts/
•    AWS for Sports – Transforming Sports with the AWS Cloud
https://aws.amazon.com/sports/
•    AWS Elemental MediaLive – Live Video Processing in the Cloud
https://aws.amazon.com/medialive/
•    AWS Elemental MediaStore – Storage for Media Workflows
https://aws.amazon.com/mediastore/
•    Amazon Kinesis – Real-Time Data Streaming Services
https://aws.amazon.com/kinesis/
•    https://www.allthingsdistributed.com/2020/11/how-the-seahawks-are-using-an-aws-data-lake-to-improve-their-game.html?did=sp_card&trk=sp_card
•    Amazon SageMaker – Build, Train, and Deploy ML Models at Scale
https://aws.amazon.com/de/blogs/machine-learning/gaining-insights-into-winning-football-strategies-using-machine-learning/
•    AWS Architecture Center – Bundesliga Reference Architecture
https://architecture.aws.amazon.com/services/sports
•    AWS for NFL – Next Gen Stats powered by AWS
https://aws.amazon.com/de/nfl/
•    https://operations.nfl.com/updates/football-ops/nfl-and-amazon-web-services-expand-partnership-to-further-shape-the-future-of-football/
•    AWS for Formula 1 – Using Data to Predict Race Outcomes
https://aws.amazon.com/de/f1/
•    Amazon Rekognition – Video and Image Analysis with ML
https://aws.amazon.com/rekognition/
•    AWS Case Study: Second Spectrum – Tracking Every Move in Sports
https://aws.amazon.com/solutions/case-studies/second-spectrum/
•    AWS Elemental MediaPackage – Originate and Package Live Video Streams
https://aws.amazon.com/mediapackage/
•    AWS Lambda – Run Code Without Thinking About Servers
https://aws.amazon.com/lambda/
•    AWS Data Lakes on S3 – Centralized Data Storage for Analytics
https://aws.amazon.com/big-data/datalakes-and-analytics/
•    Amazon Athena – Query Data in S3 Using SQL
https://aws.amazon.com/athena/
•    AWS CloudWatch – Monitoring and Observability
https://aws.amazon.com/cloudwatch/
Youssouf Nabé

Youssouf ist seit März 2023 als Data Engineer bei der Woodmark Consulting AG tätig. Seine erste Projekterfahrung durfte er direkt bei einem Fußball-Bundesligisten sammeln und im Zuge dessen den Verein erfolgreich in die AWS-Cloud begleiten.

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