Die weltweit erste Demonstration einer Anwendung für automatisiertes Fahren, die durch 5G Standalone (SA) Network-Slicing mit kontrollierter Netzqualität (QoS) unterstützt wird, haben die BMW Group, Deutsche Telekom, Ericsson, Qualcomm Technologies, Inc. und Valeo durchgeführt.
Immer mehr Anwendungen in der Automobilindustrie erfordern eine zuverlässige mobile Netzwerk-Konnektivität. Beispiele für solche Anwendungen sind sicherheitsrelevante Funktionen, Fernsteuerungsfunktionen wie das ferngesteuerte Öffnen oder Schließen von Türen sowie Funktionen für das assistierte und automatisierte Fahren.
Die eingangs genannten Partner wollten testen und erforschen, ob und wie QoS-Funktionen in zukünftigen Netzwerk-Implementierungen angeboten werden können. Die Tests wurden bei der Deutschen Telekom in Berlin in der Winterfeldtstraße durchgeführt. Quality of Service, kurz QoS, sind Maßnahmen und Verfahren zur Einflussnahme auf den Datenverkehr in einem Netzwerk, beispielsweise zum Erkennen und Priorisieren kritischer Daten gegenüber unkritischen Daten.
Die Testumgebung, die auf den neuesten Ericsson 5G SA-Technologien basiert, beinhaltet z. B. QoS-Unterstützung auf Basis von Network-Slicing Features sowie Netzwerk-APIs. Die BMW Group und Valeo beteiligten sich mit geschäftskritischen Anwendungen für das automatisierte Fahren an diesem Test.
Genutzt wurde das Modem Snapdragon Auto 5G Modem-RF von Qualcomm Technologies, Inc. mit Network-Slicing-Funktionen für die Interoperabilitätstests. Die Deutsche Telekom, die BMW Group, Valeo und Ericsson haben bei der Entwicklung des Versuchsaufbaus und der Testfälle zusammengearbeitet.
Die Partner konnten in gemeinsamen Tests zeigen, wie Network-Slicing mit verschiedenen QoS-Funktionen Anwendungsszenarien im Automobilbereich unterstützen kann.
Network-Slicing unterstützt Anwendungsszenarien in der Automotive
Network-Slicing ist eine Schlüsselfunktionalität von 5G SA. Slices lassen sich je nach QoS-Bedarf der Anwendung in Bezug auf Leistung, Sicherheit oder Latenzzeit zuschneiden. Mithilfe der URSP-Funktion (User Equipment Route Selection Policy) konnte das bei den Tests eingesetzte Gerät dynamisch mehrere Slices gleichzeitig auswählen und sich mit ihnen verbinden.
Darüber hinaus wurde eine Netzwerk-Schnittstelle verwendet, die Zugang zu Netzwerk-Eigenschaften bietet, um ein definiertes QoS-Level vom Netzwerk anzufordern. Dies erfolgte mit Hilfe einer Quality on Demand (QoD) Netzwerk-API. Die Tests zeigten, dass die Kombination all dieser Funktionen die QoS-Anforderungen von unternehmenskritischen Anwendungen unter verschiedenen Lastsituationen im Netz erfüllen kann.
Network-Slicing und Netzwerk-APIs
Im Februar 2022 kündigten die Deutsche Telekom, die BMW Group und Valeo erste Tests für Quality of Service unter Verwendung der Quality on Demand-Funktion als Netzwerk-API an. Diese Schnittstelle oder API (Application Programming Interface) wurde erfolgreich für die Anwendung Automated Valet Parking (AVP) getestet und die Ergebnisse auf dem Mobile World Congress (MWC) 2022 vorgestellt (Automatisiertes Parken mit 5G).
Zur gleichen Zeit wurde die Camara-Initiative von der GSMA angekündigt. Die Camara-Initiative besteht aus Netzbetreibern, Technologieanbietern, Cloud-Anbietern, Betriebssystemanbietern und Anwendungsentwicklern. Sie zielt darauf ab, Netzwerk-APIs weltweit zu standardisieren. Quality on Demand war die erste Netzwerk-API, die im Rahmen der Camara-Initiative standardisiert wurde.
Die getesteten Funktionen
Die durchgeführten Tests demonstrieren den hohen Wert der QoS-Funktionen in Bezug auf die erreichbare Bandbreite, Stabilität und Latenzzeit. Die Partner konnten zeigen, wie 5G SA Network-Slicing ein Ende-zu-Ende-Anwendungsszenario im Automobilbereich mit entsprechender Konnektivität unterstützt. Das wird durch drei wichtige QoS-Funktionen im Betreibernetz ermöglicht:
- Netzwerk-API – Eine unternehmenskritische Anwendung stellt mit Hilfe der Quality on Demand (QoD) API-Funktion eine Ad-hoc-Anfrage zur Leistungsverbesserung in einem Enhanced Mobile Broadband (eMBB) Slice. Der Versuch zeigt deutlich, wie die Anwendung die entsprechende Netzwerkleistung über die API anfordern und erhalten kann. Sie kann damit ihre QoS-Anforderungen selbst in überlasteten Netzwerksituationen erfüllen.
- Network Slicing – in dem getesteten Szenario wurden unternehmenskritische Daten über einen hochwertigen Slice übertragen, während nicht unternehmenskritische Daten über einen eMBB-Slice übertragen wurden. Die Messergebnisse des Versuchs zeigten, dass die automatisierte Fahrfunktion durchweg mit den erforderlichen Bandbreitenressourcen versorgt wurde. Auch unter überlasteten Bedingungen, bei denen sich viele Nutzer die begrenzten Ressourcen des Mobilfunknetzes teilen.
- UE Route Selection Policy – in einem unternehmenskritischen Szenario wurde die URSP-Funktion verwendet, um die Auswahl von Netzwerk-Slices auf der Geräteseite entsprechend der Verfügbarkeit von Netzwerk-Slices auf der Netzwerkseite zu ermöglichen. Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass der Datenverkehr verschiedener Anwendungen von mehreren Slices parallel abgewickelt werden kann. So werden beispielsweise unternehmenskritische Daten über das hochwertige Slice übertragen, während die Anwendung mit nicht unternehmenskritischen Daten das eMBB-Slice nutzt.
So bewerten die einzelnen Vorstände 5G beim Autonomen Fahren
Bild: BMW Group
Nicolai Martin, SVP BMW Group Driving Experience, sagt: „Die BMW Group sieht die Aktivitäten in der Telekommunikationsbranche mit 5G als zentralen Enabler für viele innovative Fahrzeugfunktionen und auch für das Automated Valet Parking. Für eine solche neue Lösung ist es entscheidend, dass mehrere Branchen eng zusammenarbeiten, um dem Kunden einen wertvollen Nutzen zu bieten. Ziel ist es, ein standardisiertes und interoperables AVP-Ökosystem aufzubauen. Die BMW Group begrüßt die Aktivitäten in der Telekommunikationsbranche, insbesondere das Camara-Projekt. Dies ist ein wichtiger Wegbereiter für zukünftige Dienste.“
Bild: Deutsche Telekom
Claudia Nemat, Vorstandsmitglied Technologie und Innovation, Deutsche Telekom, sagt: „Mithilfe von Netzwerkfunktionen wie 5G Network-Slicing mit integrierten APIs demonstriert die Deutsche Telekom gemeinsam mit ihren Partnern, dass die Quality of Service-Anforderungen von Anwendungen in der Automobilindustrie erfüllt werden. Die enge branchenübergreifende Zusammenarbeit ist ein Wegbereiter für zukünftige Dienste. Sie führt zu innovativen, neuen Lösungen, die den Kunden Vorteile bringen.“
Bild: Ericsson
Eric Ekudden, Group CTO, Senior Vice President und Head of Technology & Strategy Ericsson, sagt: „Ericsson unterstützt den erfolgreichen Proof of Concept mit einem Ende-zu-Ende-Netz. Wir treiben weiterhin die Realisierung von neuen Use Cases voran, indem wir Network-Slicing und Exposure-Fähigkeiten nutzen, um 5G-Netzinvestitionen für Mobilfunknetzbetreiber zu monetarisieren.“
Erklärung von Qualcomm Technologies: „Wir sind stolz darauf, Teil dieses Projekts zu sein und die langjährige Erfahrung von Qualcomm Technologies in den Bereichen 5G und Mobilfunkinnovation zu nutzen, um fortschrittliche Funktionen wie 5G Network-Slicing für zuverlässige Interoperabilität und verbesserte Servicequalität zu ermöglichen. Wir freuen uns auf die weitere Zusammenarbeit mit Partnern aus dem gesamten Automotive-Ökosystem, um die nächste Generation von Anwendungen für das autonome Fahren auf den Weg zu bringen.“
Marc Vrecko, Business Group President, Valeo Comfort & Driving Assistance Systems, sagt: „Die Kommunikation zwischen Infrastruktur und Fahrzeugen ist ein sicherheitskritisches Element. Das automatisierte Parken, das in Zusammenarbeit mit der BMW Group entwickelt und mit der Deutschen Telekom getestet wurde, stützt sich zum Teil auf Software und Systeme von Valeo, die sowohl im Fahrzeug als auch in der Parkinfrastruktur selbst installiert sind. Der gemeinsame Test von 5G-Schnittstellen mit der Deutschen Telekom hat uns von der Leistungsfähigkeit der Mobilfunknetze überzeugt. Um die Mobilität sicherer und intelligenter zu machen, hat Valeo fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) in einen der Hauptschwerpunkte seiner Innovationen integriert.“ (eve)
