Erste 5G-Felderfahrungen in Verkehr und Fabrik

Noch sind nicht alle 5G-Lizenzen verteilt. Doch inzwischen gibt es schon einige Felder, auf denen die Technologie praktisch erprobt wird. Der wohl umfangreichste Feldversuch findet entlang der A9 statt.

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Was können 5G-Technologien heute? Und was fehlt noch, um das volle versprochene Potential des neuen Mobilfunkstandards zu entfalten? Diese Fragen bewegen mittlerweile neben der Diskussion um Funkstandorte und Lizenzversteigerungen die Gemüter.

Einen praktischen Blick in die 5G-Realität 2019 konnten interessierte Journalisten im Schlepptau von Andreas Scheuer (CSU), Bundesminister für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BVMI) rund um Nürnberg werfen. Dort findet entlang der A9 ein umfangreicher Feldversuch statt, der sich mit dem Thema „Kommunikation im und mit dem (autonomen) Fahrzeug“ befasst.

Zu den Projektträgern gehören neben dem Mobilfunkprovider Ericsson die BMW Group, die Deutsche Bahn, die großen Provider Telekom, Telefonica und Vodafone, das 5G Lab der TU Dresden, die Bundesanstalt für Straßenwesen (bast), die Bundesnetzagentur und die Autobahndirektion Nordbayern. Das BMVI fördert das Projekt.

Unterschiedliche Beiträge

Die Beiträge der Beteiligten sind so unterschiedlich wie ihre Rolle: Ericsson fungiert als Initiator. BMW interessiert sich für Übertragungen aus dem fahrenden Fahrzeug – 2021 soll das erste voll autonome Fahrzeug auf den Markt kommen. Bis dahin müssen sich Fahrzeuge und Infrastruktur reibungslos verständigen können. Es war zu erleben, dass aus dem fahrenden Bus mit den Präsentationsteilnehmern heraus versendete Datenpakete schlimmstenfalls mittlere zweistellige Verzögerungen im Millisekundenbereich erlebten – nur in einem Tal verschlechterte sich die Übertragungsleistung.

Die Bundesnetzagentur stellte kostenlos Frequenzen im 700-MHz-Band. Die drei großen Provider entsprechende Verbindungen. Vom Eurolab Aachen aus, das Projektleiter Ericsson gehört, werden Funktionen wie das übergreifende Netzwerkmanagement geleistet. Airbus trägt Drohnentechnologie bei.

Das BMVI finanziert nicht nur. Es erhofft sich im Gegenzug Inspirationen für Regulierung und Gesetzgebung beispielsweise rund um 5G und zukünftige Verkehrssysteme mit autonomen Verkehrsteilnehmern. Auch die Bundesanstalt für Straßenwesen erhofft sich neue Erkenntnisse zum autonomen Fahren. Das 5G Lab in Dresden erforscht verzögerungsarme, hochzuverlässige Übertragungstechnologien für kritische Anwendungen wie das autonome Fahren und kooperiert in diesem Zusammenhang sowohl mit Ericsson als auch mit der Deutschen Telekom.

Zu Lande, zu Wasser und in der Luft

Einbezogen ist nicht nur die Autobahn, sondern auch die in unmittelbarer Nähe verlaufende ICE-Strecke. Dort verkehrt ein mit Messtechnik vollgestopfter ICE, das Advanced Train Lab, das den Nutzen von 5G-Technologien für den Bahnverkehr erprobt. Auch Airbus beteiligt sich mit Drohnen-Flugversuchen an dem Feldversuch.

Derzeit wird allerdings noch nicht die 5G-Übertragungstechnik geprobt, auf der Funkschnittstelle läuft noch die Vorgeneration 4G. Allerdings sind hier trotzdem neue Technologien auf der Luftschnittstelle im Einsatz, etwa CAT-M1 und das leistungsschwächere Narrowband IoT. Ansonsten geht es vor allem um softwaredefinierte Netze (SDN), Netzwerkfunktionsvirtualisierung (NFV) und Edge-Computing.

Bei den Netzwerkfunktionen stand das so genannte Network Slicing im Mittelpunkt. Diese Funktion erlaubt es, auf einem Funkband mehrere komplett voneinander getrennte Kanäle zu realisieren. Sie sind mit einem VPN vergleichbar und besitzen jeweils eine festgelegte Bandbreite.

Netzwerk-Slicing funktioniert

Die Bahn erhofft sich von der Technologie nicht mehr durch surfende Fahrgäste gestörte Funkkanäle für betriebliche Belange. In der Drohnentechnik könnte man mit dem Verfahren beispielsweise auf einem Kanal die Drohne steuern, auf einem weiteren die transportierten Güter überwachen und einen dritten benutzen, um gleichzeitig Luftbilder zur Erde zu funken. Bei der Präsentation funktionierte das Slicing sowohl im Zug als auch in der Luft einwandfrei, auch wenn sich die Video-App, die eigentlich Luftbilder von der Drohne zum Boden funken sollte, aufhängte.

Ein weiteres wichtiges Thema ist der Betrieb eines Edge-Datacenters, das sich in der Nähe der Autobahndirektion Greding auf einer Wiese befindet. In dem schlichten grauen Gehäuse steckt der Packet Core für die sechs Funktürme entlang der Autobahn, die jeweils eine Zelle von rund fünf Kilometer Durchmesser versorgen. Die dort erzeugten Daten werden vom Edge-Datacenter gesammelt und nach Aachen weitergeleitet.

Außerdem können dort auch analytische Auswertungen laufen. Dies fand jedoch während der Präsentation nur zu Demo-Zwecken mit Hilfe von Sensorwürfeln unmittelbar vor Ort statt. Sie spielten die von ihnen erhobenen Daten direkt in das Edge-Datenzentrum ein. Dann wurden die Ergebnisse, beispielsweise eine Lufttemperaturkurve, auf einem vor dem Rechenzentrum befindlichen Bildschirm dargestellt.

Fabrik mit 5G-Netz

Einen zweiten bislang erfolgreich verlaufenden Feldversuch meldete die Telekom, die dort mit Nokia zusammenarbeitet, bei der Hamburger Hafenbehörde. Hier wurden zwei 5G-Testzellen im 700-MHz-Frequenzband aufgesetzt. Im Test war hier ebenfalls das schon erwähnte Network Slicing. Geprüft wurde als praktische Applikation die Übertragung von auf Schiffen erzeugten Sensordaten und Augmented Reality unter Echtzeitbedingungen.

Doch der Feldversuch ist nicht der einzige Ort, wo es inzwischen rund um 5G und Edge-Computing praktisch wird. So verkündete die Telekom im Vorfeld des Mobile World Congress, der im Februar in Barcelona stattfand, man werde beim LED-Spezialisten OSRAM in Schwabmünchen ein Campus-5G-Netz samt einer Edge-Cloud errichten, um die Daten aus der Fabrik über Campus-Mobilfunk lokal zu sammeln und gegebenenfalls auszuwerten, sodass sie nicht in eine zentrale Cloud verlagert werden müssen. Welche Hardware hier verwendet wird, verrät die Telekom in ihrer Pressemitteilung aber leider nicht.

Fazit

Die realisierten und geplanten Testfelder zeigen, dass 5G-Technologien im Backend prinzipiell funktionieren. Doch der Erfolg der Technologie wird sich auch daran messen lassen müssen, ob es gelingt, mit 5G als Luftschnittstelle Flächendeckung zu erreichen.

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Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal IP Insider.

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