Självkörande fordon är ett av de tillämpningsscenarier som kommer att få en extra skjuts av ett rikstäckande 5G-nät. Det som för några år sedan lät som en vision från en science fiction-film testas nu på vägarna. Det innebär att autonom körning nu är mer verklighet än en vision. Det kommer fortfarande att dröja innan bilar verkligen kan köra autonomt - utan förare eller annan extern inblandning. Men en viktig grund för framtidens automatiserade körning håller redan på att läggas: utbyggnaden av mobilkommunikationsstandarden 5G.
Snabba och tillförlitliga kommunikationsnät tack vare 5G
För att bilar, lastbilar och bussar ska kunna köra autonomt och säkert på vägarna behöver de stora mängder data och information. De måste vara helt uppkopplade mot sin omgivning och infrastrukturen för att kontinuerligt kunna använda aktuella data som beslutsunderlag. Och det på millisekunder. Av denna anledning är säker automatiserad körning i slutändan endast möjlig genom snabb och tillförlitlig nätverksanslutning av alla trafikanter och system. En oumbärlig komponent i detta är den landsomfattande utbyggnaden av 5G-nätet längs statliga vägar, motorvägar och järnvägslinjer. Det finns tillämpningar inom autonom körning som också kan realiseras med LTE-teknik. Men särskilt när det gäller fördröjning och hög bandbredd finns det ingen väg runt 5G-tekniken.
Fördelar med 5G för autonom körning
Med sina fördelar sätter mobilkommunikationsstandarden 5G en ny kurs för sakernas internet och automatiserad körning. Korta latenstider möjliggör snabbt datautbyte mellan trafiksystem och deltagare. Detaljerade vägkartor, speciella trafiksituationer som trasiga fordon, trafikstockningar eller svart is - fordon behöver ständiga data för säker, autonom navigering. Med 5G kommer denna information att levereras nästan i realtid. Medan LTE fortfarande uppnår latenstider på cirka 100 millisekunder, är dessa mindre än 20 millisekunder med 5G.
För att säkerställa att data kommer fram riktigt snabbt kan 5G-nätverket prioritera dem. I det som kallas network slicing delas mobilnätet upp i virtuella nätverkslager som bara används för specifika ändamål - till exempel autonoma fordon. På så sätt utbyts data mellan självkörande fordon med 5G utan datakonkurrens, t.ex. från infotainmentområdet. Detta säkerställer att säkerhetsrelevant information inte fastnar i en virtuell trafikstockning. När allt kommer omkring är millisekunder avgörande när det gäller trafiksäkerhet.
Uppkopplad miljö för uppkopplade fordon
Förutom själva fordonen kan även resten av transportinfrastrukturen enkelt utrustas för att använda mobiltelefonteknik för kommunikation. Ett scenario: lämpligt utrustade trafikljus kan interagera med autonoma fordon via 5G och styra trafiken. För att förbättra trafikflödet kan fordonen öka eller minska sin hastighet i god tid om det behövs. Användningen av sensorer och assistanssystem kommer att bli nödvändig i många delar av infrastrukturen i samband med autonom körning. Förutom trafikljus kan även vägskyltar, avstängningar för vägarbeten eller vägelement utrustas för att överföra data till självkörande bilar. Till exempel kan sensorer integreras i asfalten så att själva trafiklederna kan kommunicera med fordonen.
Utbyggnaden av 5G
Den rikstäckande tillgängligheten av 5G beror främst på mobilnätsoperatörerna. I Tyskland har nätoperatörerna satt upp målet att göra 5G tillgängligt i hela landet senast 2025. Faktum är att det redan finns en relativt bred täckning. Men precis som med annan mobiltelefonteknik finns det fortfarande mycket att ta igen när det gäller att bygga ut 5G, särskilt på landsbygden och i östra Tyskland.
Utbyggnaden av autonom körning i Tyskland kommer därför att påverkas avsevärt av hur snabbt nätoperatörerna gör 5G tillgängligt. Ett sätt att använda 5G oberoende av den enskilda nätoperatören är att använda nätverksoberoende M2M SIM-kort.
Dessa SIM-kort kan använda olika mobilnät och gör det därför enkelt att byta nätverk om det inte finns någon nätverkstäckning på platsen.
Mer datorkraft vid vägkanten med edge computing
Med 5G kan data utbytas snabbt mellan självkörande bilar, infrastruktur och miljön, men det krävs en hög nivå av datorkraft för att bearbeta dem. Denna måste vara tillgänglig snabbt och tillförlitligt för att säkerställa lämpliga svarstider. Dataöverföring, bearbetning och utvärdering i avlägsna molndatacenter tar för lång tid i detta sammanhang. En lösning är därför att installera datacenter längs trafikleder, som istället utför beräkningar för intelligent trafikstyrning. Nyckelord: edge computing.
Med detta avses decentraliserad databehandling, inklusive lagringsmöjligheter och datorkraft, praktiskt taget direkt i användarnätverket. I fallet med autonoma fordon: vid vägkanten. Vid sidan av 5G är edge computing en av de viktigaste teknikerna för autonom körning. Enligt de första uppskattningarna bör databehandlingen aldrig ske mer än 50 kilometer från den aktuella platsen. Det skulle därför krävas ett stort antal små datacenter för decentraliserad bearbetning av trafikdata.
Laura Gaber, M.Sc., är den av våra två Marketing Lauras som varit längst i tjänst. Hon är född i Köln och arbetade i flera år som kommunikatör på EU-nivå inom sektorn för förnybar energi. År 2016 drev Lauras nyfikenhet henne längre bort - rakt in i norr och våra armar. Sedan dess har hon dagligen arbetat med den senaste utvecklingen inom digitalisering, M2M-kommunikation och IoT.
