Daten transformieren derzeit den Mobilitätssektor und verändern die Art und Weise, wie Menschen sich fortbewegen. 5G ist eine der wichtigsten neuen Technologien. Sie treibt die Verlagerung der Datenübertragung voran, indem sie Zugang zu Echtzeitinformationen schafft, um einerseits das Verkehrssystem besser zu verstehen und andererseits die Verkehrsteilnehmer effizienter zu leiten. 5G ist die Schlüsseltechnologie für autonomes Fahren.
Wo liegt der Unterschied zwischen 4G und 5G?
5G repräsentiert die neue Generation der mobilen Netzwerkkommunikation. Die 5G-Datenrate wird mehr als zehn Mal so schnell sein wie die 4G-Datenrate. Die Latenzzeit – die Zeit, die die Daten von der Quelle zum Ziel benötigen – kann zudem bis zu fünf Mal geringer sein als bei 4G-Netzen. Durch die Kapazitätserhöhung kann 5G mehr als eine Million Geräte mit nur einer Zelle abdecken. Diese drei entscheidenden Vorteile machen 5G zu einem vielversprechenden Instrument für neue Anwendungsfälle intelligenter Mobilität, die aufgrund technologischer Einschränkungen bisher nur begrenzt möglich waren. Nachfolgende Use Cases sind teilweise zwar mit 4G realisierbar, jedoch ermöglicht 5G eine Steigerung der Häufigkeit der Datenübertragung, der Menge der ausgetauschten Informationen sowie der Anzahl der Geräte.
1. Steigende Geräteanzahl
- Monitoring
von Routen und Infrastruktur:
Fahrzeuge und Infrastruktursensoren können Echtzeit-Informationen über Verkehrslage,
Streckenabweichungen und Umweltbedingungen austauschen. Dadurch kann die
Routenwahl der Fahrzeuge – unabhängig ob im privaten oder gewerblichen Einsatz
– optimiert werden. Dies wirkt sich wiederum positiv auf den
Kraftstoffverbrauch sowie die Regulierung des Massenflusses etcetera aus.
- Monitoring von Fahrzeugen und Fahrgästen: Durch das Hochladen von Fahrzeugdaten über Zustand sowie Insassen und die Kombination mit Predictive Maintenance kann mechanischer Verschleiß verhindert werden, wodurch zudem die Anzahl der Fahrzeugschäden/-pannen reduziert wird. Darüber hinaus verbessert der Echtzeit-Zugang zu Fahrgastinformationen die Auslastung der Reisendendichte, indem zum Beispiel Fahrzeugen mit mehr Fahrgästen eine höhere Priorität eingeräumt wird.
2. Latenzzeit
- Kollisionsvermeidung:
Durch 5G können
Fahrzeuge untereinander Informationen über Geschwindigkeit, Position und
beabsichtigte Route austauschen, um effizient und kooperativ zu manövrieren und
so die Zahl der Unfälle zu reduzieren. Ohne Kommunikationsprotokolle werden
diese Informationen normalerweise zum Beispiel durch Bremslichter übertragen. Bei 5G
wird die genaue Verzögerung des Fahrzeugs an mehrere Fahrzeuge in der Umgebung
gesendet, was eine ganze Reaktionskette auslöst.
- Telegesteuertes
Fahren: In
gewöhnlichen Situationen sollen autonome Autos in der Lage sein, die für eine
sichere Lenkung notwendigen Entscheidungen zu treffen. Wenn Sensoren oder
Aktuatoren beschädigt werden, kann dies jedoch stark beeinträchtigt werden.
Temporäres telegesteuertes Fahren ist die Lösung, bei der ein externer Operator
die Kontrolle übernimmt und das Fahrzeug im Notfall in Sicherheit bringt. Die
Latenzzeit ist in diesem Anwendungsfall kritisch, um eine Reaktion in Echtzeit
zu ermöglichen.
- Platooning: Die Fahrzeuge fahren in enger Formation, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren oder die Straßenkapazität zu erhöhen. 5G ermöglicht den Informationsaustausch zwischen den Fahrzeugen, um die eigene Beschleunigung und Geschwindigkeit anzupassen, wobei der Zustand der vorausfahrenden Fahrzeuge berücksichtigt wird. Diese Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation muss eine sehr geringe Latenzzeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen, um Szenarien mit beispielsweise abrupten Bremsungen bewältigen zu können.
3. Datenrate
- Highspeed-Internetverbindung: Hohe Datenraten in Fahrzeugen sind aufgrund des schnellen Übergangs zwischen den Antennen eine Herausforderung – insbesondere in Hochgeschwindigkeitszügen. 5G ermöglicht es den Fahrgästen, während der Fahrt eine Highspeed-Verbindung zu nutzen – unabhängig davon, ob in Hochgeschwindigkeitszügen oder autonomen Autos. Eisenbahngesellschaften wie die Schweizer SBB bauen derzeit Teststrecken, um die 5G-Leistung für die Fahrgastkommunikation zu testen.
5G: Beschleuniger für volle Autonomie
5G hat das Potenzial, die Sicherheit von Fahrzeugen zu erhöhen und genauere Informationen zu liefern, um unsere Verkehrsökosysteme besser planen und steuern zu können. Die Mehrzahl der Vorteile steht im direkten Zusammenhang mit autonomem Fahren. Letzteres selbst ist jedoch im Hinblick auf Sicherheitsbelange, regulatorische Hürden und technische Schwierigkeiten mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert. Die Einführung von 5G steckt erst in den Kinderschuhen, und ihre Installation geht mit Kritik einher, die mit gesundheitlichen Bedenken im Zusammenhang mit der Strahlung, hohen Investitionen in die Modernisierung der Infrastruktur und Schwierigkeiten bei der Ermittlung vielversprechender Geschäftsmodelle einhergeht.
In einer Welt, die sich auf autonomes Fahren zubewegt, ist Echtzeitkommunikation allerdings ein erforderliches Element. 5G wird die Entwicklung hin zu einer intelligenteren und effizienteren Mobilität beschleunigen und uns ein komfortableres, schnelleres und umweltfreundlicheres Reisen zu unserem nächsten Ziel ermöglichen.
Co-Autorin des Artikels ist Magdalene Piec, Management Consultant Detecon International.
