Ist 5G schnell genug für die Edge?

Datenübertragung in Echtzeit

Das 5G-Netz ist der Schlüssel für die weltweite digitale Transformation. Es wirkt sich auf KI, Edge Computing und Smart Citys aus und ermöglicht Unternehmen in allen vertikalen Marktsegmenten eine Datenübertragung in Echtzeit. Auf dem Markt entstehen fortlaufend neue Applikationen, die von den extrem niedrigen Latenzzeiten und der viel höheren Bandbreite der Mobilfunknetze profitieren.

Funkwellen mit niedrigeren Frequenzen werden für größere Entfernungen verwendet, während höhere Frequenzen größere Datenmengen übertragen können. 5G arbeitet mit Funkfrequenzen von unter 1 GHz bis hin zu sehr hohen „Millimeterwellen“ (mmWave) und erreicht Datengeschwindigkeiten von bis zu 10 Gbit/s, ist aber theoretisch zu Spitzendatenraten von bis zu 20 Gbit/s in Stande. Diese Technologie gehört derzeit zu den praktikabelsten Optionen, um Edge-Computing-Anwendungen wie autonomes Fahren, erweiterte Realität (Augmented Reality) oder intelligente Städte zu ermöglichen.

Aber ist 5G wirklich schnell genug, um mit den anspruchsvollsten Edge-Computing-Anwendungen mithalten zu können?

Um diese Frage beantworten zu können, werfen wir zunächst einen Blick auf die bekannteste und bandbreitenintensivste Edge-Computing-Anwendung: Vollautonomes Fahren. Es gibt drei Haupttypen von Technologien, die für autonome Fahrzeuge benötigt werden, um mit ihrer Umgebung kommunizieren zu können:

• Erfassung von Umgebungsinformationen durch Kameras, RADAR und LIDAR
• Direkte Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikation auf der Grundlage des Wi-Fi-Protokolls 802.11p (DSRC/ITS-G5) oder zellularer V2X-Technologie (C-V2X)
• Carrier-basierte V2X-Kommunikation auf der Grundlage von zellularen Netzen mit großer Bandbreite

Es wird allgemein davon ausgegangen, dass der neueste 5G-Netzwerkstandard dazu beitragen wird, die Sicherheit von autonomen Fahrzeugen zu verbessern, indem er eine C-V2X-Kommunikation über weite Entfernungen ermöglicht, die eine grundlegende Voraussetzung für die sichere Nutzung dieser Technologie darstellt.

Selbst bei geringerer Autonomiestufe erzeugen vernetzte Fahrzeuge der Stufe 5 etwa 25 Gigabyte pro Stunde. Mit zunehmender Komplexität der Architektur steigt auch die Anzahl der benötigten Sensoren für die Fahrzeugautomatisierung. Die kombinierte Bandbreite von RADAR, LIDAR, Kameras, Ultraschall usw. kann bis zu 40 Gbps erreichen. Zum Vergleich: Das Autopilot-System von Tesla schafft mit 8 integrierten Kameras und 12 Ultraschallsensoren bereits bis zu 28 Gbit/s. Die eigentliche Frage ist jedoch, welche Art von Informationen übertragen werden müssen und ob diese zeitkritisch sind oder nicht.

Fazit

Feldtests zum autonomen Fahren auf deutschen Autobahnen wie der A9 haben gezeigt, dass selbst LTE-Netze Latenzzeiten von 15 Millisekunden bewältigen können. Die meisten zeitkritischen Informationen wie Verkehrswarnungen, Daten über fahrende Autos, Kartenaktualisierungen und kritische Sensordaten haben Latenzanforderungen von bis zu 100 Millisekunden. Daher sollte 5G ausreichen, um fortschrittlichere Sicherheitsniveaus beim autonomen Fahren und jede andere Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung im Grenzbereich zu ermöglichen, vorausgesetzt, dass die entsprechenden Gebiete mit ausreichender Netzkapazität abgedeckt sind, um die Nachfrage zu bewältigen.