Neudefinition von Geschwindigkeit und Erleichterung des Wandels in der städtischen Mobilität

Dies ist eine Zusammenfassung eines Artikels aus einer fünfteiligen Serie über die Technologien, die das IoT ermöglichen. Der vollständige Artikel kann unter wevolver.com eingesehen werden.

Einführung

Das Transformationspotenzial des IoT ist in allen Sektoren zu spüren, aber ein Hauptprofiteur ist die Smart City. Im Rahmen des sich rasch verbreitenden Konzepts der intelligenten Stadt als ein zusammenhängendes und miteinander verbundenes Netzwerk intelligenter Objekte sind Verkehr und Mobilität der Schlüssel zur Erreichung der Ziele der intelligenten Stadt in Bezug auf Nachhaltigkeit, Effizienz und Sicherheit. Die erwarteten Fortschritte im Verkehrswesen und in verknüpften Systemen hängen von der schnellen Datenübertragung mit geringer Latenzzeit ab, die 5 und 6G bieten.

5G: Die Konnektivitätsrevolution

Im Gegensatz zu 4G und den vorangegangenen Generationen von Mobilfunkstandards, die für eine Welt konzipiert wurden, in der der Mobilfunk im Vordergrund steht, ist 5G auf die Bedürfnisse einer Welt jenseits des Mobilfunks ausgerichtet, mit Funktionen, die die Verbindung von Geräten, Objekten, Maschinen und unternehmenskritischen Systemen ermöglichen - im Grunde alles, was von der Kommunikation profitiert.

5G basiert auf dem orthogonalen Frequenzmultiplexverfahren (orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) und funktioniert nach ähnlichen Prinzipien wie 4G-LTE, nutzt aber eine neue 5G-NR-Luftschnittstelle, um die OFDM-Modulation weiter zu verbessern und ein höheres Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit zu erreichen. Diese Kapazität in Verbindung mit der Nutzung größerer Bandbreiten durch 5G, einschließlich der Sub-6-GHz- und mm-Wellen-Bänder, ermöglicht einen Durchsatz von mehreren GBit/s (etwa 10- bis 100-mal schneller als LTE), geringe Latenzzeiten (etwa 1 ms) und breitere Anwendungsbereiche.

Die Geschwindigkeit, Robustheit und Fähigkeit von 5G, massive Machine Type Communications (mMTC) zu ermöglichen, erhöht das Potenzial und die Auswirkungen von transformierender Technologien wie IoT, KI, erweiterter Realität (Augmented Reality, AR) und virtueller Realität (VR).

6G: Jenseits von 5G

6G ist noch kein offizieller Standard und befindet sich noch in der frühen Forschungsphase. In seiner endgültigen Form wird es jedoch das aktuelle 5G-Angebot übertreffen und die Anforderungen der nächsten IoT-Generation mit Verbesserungen bei Geschwindigkeit, Abdeckung, Netzoptimierung und Leistung erfüllen.

Im Hinblick auf die Geschwindigkeit wird erwartet, dass 6G die Verwendung extrem hoher und vielfältiger Frequenzen zusammen mit Funkgeräten mit fortschrittlichen Technologien nutzt, um Datengeschwindigkeiten zu liefern, die voraussichtlich das 100-fache der derzeitigen theoretischen Geschwindigkeit von 20 GBit/s bei 5G betragen. Im Hinblick auf die Abdeckung werden derzeit Satellitentechnologien für die Einführung von 6G erforscht. Abhängig vom Erfolg könnte 6G universell einsetzbar werden, mit weniger Problemen bei der Einführung als bei 5G und zuverlässiger Konnektivität auch an den entlegensten Orten der Welt. Da die Energieeffizienz von Geräten immer wichtiger wird und der Stromverbrauch bei 5G eine große Einschränkung darstellt, ist es nur logisch, dass bei der Entwicklung von 6G auf einen geringeren Stromverbrauch geachtet wird.

5G/6G und Mobilität

Die höhere Datengeschwindigkeit, die geringeren Latenzzeiten und andere Merkmale dieser neuen Kommunikationsstandards verändern den Mobilitätssektor und eröffnen ihm neue Möglichkeiten:

1. Konnektivitätsbasierte Lösungen im Fahrzeug

2. Car2X

3. Vernetzte und autonome Fahrzeuge

Ermöglichung einer intelligenteren städtischen Verkehrsinfrastruktur

Die bessere Konnektivität und die niedrigen Latenzzeiten von 5G haben erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche und private Verkehrsinfrastruktur. Am stärksten werden diese in städtischen Gebieten zu spüren sein, wo bessere Lösungen für den öffentlichen Verkehr die Mobilität rationalisieren, die Verkehrsüberlastung verringern und die Luftqualität verbessern werden.

Dynamische Verkehrsplanung und -entlastung

Vernetzte Fahrzeuge und Bushaltestellen, Straßen mit eingebetteten Sensoren, Verkehrskameras usw. werden die Car2Car- und Car2I-Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug (Fahrzeug-zu-Fahrzeug und Fahrzeug-zu-Infrastruktur usw.) nutzen, um die städtische Mobilität effizienter zu gestalten.

Die Konnektivität zwischen den verschiedenen Verkehrsarten und Infrastrukturen, die dieses System bietet, wird das Mobilitätserlebnis der Nutzer verbessern, indem sie auf der Grundlage von nahezu in Echtzeit erfolgenden Standort- und Ankunftszeitaktualisierungen, die von vernetzten Bus-/U-Bahn-Haltstellen usw. bereitgestellt werden, problemlos ein Verkehrsmittel auswählen können. Auf der Grundlage von Erkenntnissen zu den Fahrgastzahlen könnte das System außerdem Fahrzeuge automatisch auf Strecken mit höherer Nachfrage umleiten, wodurch sich die Wartezeit für die Nutzer verkürzt und Probleme in Bezug auf Einnahmen und betriebliche Ineffizienz vermieden werden, die mit dem Betrieb fast leerer oder überladener Fahrzeuge verbunden sind.

Per 5G vernetzte autonome Fahrzeuge werden den Verkehr möglicherweise rationalisieren, indem sie menschliche Fehler reduzieren und Fahrzeuge so programmieren, dass sie städtische Gebiete verlassen, wenn sie nicht gebraucht werden. Ihre Existenz könnte auch Mitfahrgelegenheiten verbessern, was die Zahl der Autos auf den Straßen weiter reduzieren und letztlich die Verkehrsüberlastung verringern würde.

Alle diese Funktionen und Anwendungen werden zusammenarbeiten, um Verkehrsstaus zu vermeiden, die Entlastung der Straßen zu unterstützen und den Nutzern generell ein effizienteres und zuverlässigeres Verkehrssystem zu bieten.

Verbesserte Sicherheit und Transparenz

Fahrzeuginterne Konnektivität und Car2x-Kommunikation werden die Sicherheit in den Fahrzeugen und auf der Straße verbessern. Die Fähigkeit von Fahrzeugen, mit allen anderen Fahrzeugen zu kommunizieren, wird die Sicherheit von Fahrern und anderen Verkehrsteilnehmern – von Fußgängern bis hin zu Radfahrern – erhöhen, indem mehr Warnungen ausgegeben und Notbremssysteme eingebaut werden. Die Fahrzeuge könnten untereinander und mit Sensoren an Straßen, Schildern usw. kommunizieren, um Informationen auszutauschen, die zur Durchsetzung von Geschwindigkeitsbegrenzungen beitragen. Umweltdaten, die sich auf die Fahrt auswirken, wie z. B. Warnungen vor schlechten Straßenverhältnissen, Unfällen und anderen Notfällen, werden ebenfalls ausgetauscht, so dass die Fahrzeuge ihre Routen dynamisch ändern und anderen Fahrern bei Bedarf helfen können. Funktionen wie die automatische Echtzeit-Meldung an die Notdienste bedeuten schnellere Reaktionszeiten und weniger Unfalltote. [1]

Zusammenfassung

Die Entwicklung und der Einsatz von 5G und 6G werden neue Konnektivitätsverfahren für das Verkehrswesen auf allen Ebenen vorantreiben und für sicherere, effizientere und nachhaltigere Verkehrsoptionen sorgen. Herausforderungen wie Sicherheit, Datenschutz und behördliche Vorschriften müssen sowohl von den Entwicklern als auch von den Behörden angegangen werden, um sicherzustellen, dass das Potenzial des vernetzten Verkehrs ausgeschöpft wird.

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Referenzen

1. Monserrat JF, Diehl A, Bellas Lamas C, Sultan S.: Envisioning 5G-Enabled Transport.

2. Grijpink F, Härlin T, Lung H, Ménard A.: Cutting through the 5G hype: Survey shows telcos’ nuanced views.