12. November 2020

5G-Fo­rum: Wis­sen­schaft, In­dus­trie und Öf­fent­lich­keit star­ten Dia­log zu An­wen­dungs­fäl­len

5G - Digitalisierung
5G: Schlüs­sel­tech­no­lo­gie für die di­gi­ta­le Ge­sell­schaft
Bild 1/4, Credit: © Tierney – stock.adobe.com

5G: Schlüsseltechnologie für die digitale Gesellschaft

Im 5G-Re­alla­bor un­ter­sucht das DLR mit Part­nern prak­ti­sche An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten, der Fo­kus des DLR liegt da­bei auf dem Mo­bi­li­täts­be­reich.
Fernsteuerung von Zügen mittels 5G-Technologie
Fern­steue­rung von Zü­gen mit­tels 5G-Tech­no­lo­gie
Bild 2/4, Credit: Fraunhofer IIS

Fernsteuerung von Zügen mittels 5G-Technologie

5G er­öff­net neue Mög­lich­kei­ten der Fern­steue­rung durch die Leit­war­te
Rettungsmobilität mit 5G
Ret­tungs­mo­bi­li­tät mit 5G
Bild 3/4, Credit: Fraunhofer IIS

Rettungsmobilität mit 5G

Ver­netz­te Am­peln pas­sen im Not­fall ih­re Rot- und Grün­pha­sen an, da­mit Ret­tungs­fahr­zeu­ge schnel­ler an den Un­fall­ort kom­men.
Rettungsgasse automatisch bilden
Ret­tungs­gas­se au­to­ma­tisch bil­den
Bild 4/4, Credit: Fraunhofer IIS

Rettungsgasse automatisch bilden

Au­to­ma­ti­sier­te und über 5G ver­netz­te Fahr­zeu­ge ge­ben ein Si­gnal an den Fah­rer oder bil­den von selbst ei­ne Ret­tungs­gas­se
  • Der Mobilfunkstandard 5G gilt als Schlüsseltechnologie für die digitale Gesellschaft.
  • Im 5G-Reallabor untersucht das DLR mit Partnern praktische Anwendungsmöglichkeiten.
  • Als wichtiges Element des Reallabors startet nun das 5G-Forum. Es dient dem Austausch von Unternehmen, Kommunen, Wissenschaft und Bevölkerung zur 5G-Technologie.
  • Im Interview erklärt der Leiter des Reallabor-Konsortiums, was es mit 5G und dem Reallabor auf sich hat.
  • Schwerpunkte: Verkehr, Digitalisierung, intelligente Mobiltät, automatisiertes und vernetztes Fahren

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) untersucht den praktischen Nutzen des Mobilfunkstandards 5G zusammen mit weiteren wissenschaftlichen Einrichtungen im Forschungsprojekt „5G-Reallabor in der Mobilitätsregion Braunschweig-Wolfsburg“. Im Fokus stehen konkrete Anwendungsbeispiele im öffentlichen Mobilfunknetz. Für den Austausch mit Unternehmen, Kommunen und der Öffentlichkeit startet am 12. November 2020 das 5G-Forum. Im Interview gibt der Leiter des Reallabor-Konsortiums Bernhard Fehr vom DLR-Institut für Verkehrssystemtechnik in Braunschweig einen Einblick in die Welt der 5G-Technologie und die Reallabor-Projekte.

Was macht 5G zur Schlüsseltechnologie? Welche neuen Möglichkeiten eröffnet 5G?

Bernhard Fehr: 5G bietet eine sehr hohe Datenrate im Bereich von mehreren Gigabyte pro Sekunde. Das bedeutet, man kann von unterwegs eine große Menge an Daten schnell übertragen. 5G ermöglicht es auch, die Parameter der Datenübertragung auf die Bedürfnisse der Nutzer anzupassen. Der eine braucht hohe Datenraten, ein anderer eher eine sehr sichere oder möglichst schnelle Kommunikation. Dahinter steht auf technischer Seite ein Netz aus Glasfaserleitungen. Nur der letzte Schritt vom Sendemast zum mobilen Endgerät erfolgt über die Luft. Im Optimalfall passiert das, ohne dass man dabei einen Unterschied merkt hinsichtlich Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und unabhängig vom jeweiligen Netzanbieter. Außerdem nutzt 5G einen wesentlich breiteren Frequenzbereich: So können gleichzeitig unvorstellbar viele mobile Endgeräten wie Handys, Tablets und Sensoren für die unterschiedlichsten Anwendungen zeitgleich kommunizieren. Der breite Frequenzbereich ermöglicht auch neue Dienstleistungsangebote, wie das „Network-Slicing“: Ein ausgewählter Frequenzbereich wird dabei für einen ganz bestimmten Anwendungsfall exklusiv, garantiert und sicher zur Verfügung gestellt.

Welche Rolle spielt die Schnelligkeit bei der Datenübertragung?

Fehr: Die Latenzzeit, also wie schnell digitale Signale übermittelt werden, ist ein entscheidender Vorteil des Mobilfunkstandards 5G. Wir sprechen hier von wenigen Tausendstel einer Sekunde. 5G hat das Potenzial, sogenannte Low-Latency-Funktionen zu ermöglichen. Dazu gehören vor allem das automatisierte, vernetzte Fahren und weitere Mobilitätsanwendungen, wie wir sie im 5G-Reallabor entwickeln und untersuchen.

Ohne 5G also kein automatisiertes, vernetztes Fahren?

Fehr: Für hochautomatisiertes und autonomes Fahren ist es von Vorteil, dem Fahrzeug Informationen mit Latenzzeiten im Millisekundenbereich zur Verfügung zu stellen. Will man sich auf diese Informationen verlassen, sind außerdem zugewiesene, garantierte Up- und Downloadraten sowie die entsprechende Netzabdeckung erforderlich. Die ganze telekommunikationstechnische Infrastruktur muss zu jeder Zeit zuverlässig funktionieren. Sonst lassen sich sicherheitskritische Fahrfunktionen im bestehenden Verkehrssystem nicht umsetzen. 5G hilft, die Automatisierung schneller auf die Straße zu bringen und gestaltet die Übergänge zwischen „Gefahren-werden“ und „Selbst-Fahren“ flüssiger. Die weitere Automatisierung wird auch davon anhängen, wie sich das 5G-Netz entwickelt, welche Kosten und möglichen Geschäftsfelder damit verbunden sind.

Welche 5G-Anwendungsfälle untersucht das DLR im Reallabor?

Fehr: Neben der Leitung des Konsortiums zeichnen wir beim DLR verantwortlich für die Teilprojekte im Bereich Mobilität. Hier bringen wir umfassendes Know-how und Erfahrung aus vorangegangen Projekten mit. Für den Schienenverkehr arbeiten wir an der Fernsteuerung von Zügen mittels 5G und untersuchen, welche neue Möglichkeiten diese Technologie den Verantwortlichen in der Leitwarte bieten. Im Bereich der Rettungsmobilität knüpfen wir ebenfalls an Vorgängerprojekte an und übertragen sie ins 5G-Zeitalter: Beispielsweise passen vernetzte Ampeln im Notfall ihre Rot- und Grünphasen so an, dass Rettungskräfte möglichst schnell an den Unfallort kommen. Zudem können automatisierte Fahrzeuge ein Signal an den Fahrer geben oder von selbst eine Rettungsgasse bilden. Ferngesteuerte Rettungsdrohnen analysieren die Unfallsituation und liefern schnell ein aktuelles Lagebild. Ampel, Rettungsdrohne und Fahrzeuge sind alle über 5G vernetzt. Sie sind in der gleichen Technologie zuhause und sprechen die gleiche Sprache, brauchen also keine separate Plattform, die koordiniert und zwischen ihnen „übersetzt“.

Im Gegensatz zu anderen Projekten, die beispielsweise Campus-Netze nutzen – also maßgeschneiderte Mobilfunknetzte für bestimmte betriebliche Anwendungsfälle – arbeiten wir im Reallabor mit dem gerade im Aufbau befindlichen öffentlichen Netz. Auf diese Weise sind wir nah an der Praxis und lernen im Austausch mit Mobilfunknetzbetreibern, welche Chancen darin bestehen, parallel zum Aufbau der 5G-Infrastruktur bereits den praktischen Nutzen in den Anwendungsfälle zu erschließen.

Das jetzt ins Leben gerufene 5G-Forum ist ein wichtiger Teil des Reallabors. Es soll vor allem dem Austausch zwischen Forschung, Industrie und Kommunen dienen. Warum ist das wichtig?

Fehr: Ob automatisiertes und vernetztes Fahren, Internet der Dinge, Smart Cities und Smart Homes – 5G eröffnet eine neue und extrem vielfältige digitale Welt. Wir beginnen gerade erst, diese Möglichkeiten und entsprechende Geschäftsmodelle zu entdecken. Denn letztlich müssen Unternehmen mit 5G-Anwendungen und 5G-Dienstleistungen Geld verdienen können. Deshalb ist es wichtig, dass sich die Akteure in Forschung und Industrie frühzeitig austauschen. Mit Workshops und Fachsymposien startet wir jetzt in den Dialog mit Experten aus Unternehmen, Kommunen und Wissenschaft. Auch die Bevölkerung wollen wir mitnehmen, zum Beispiel mit Infoveranstaltungen und Exponaten. Aufgrund der Corona-Situation greifen wir in nächster Zeit vor allem auf digitale Formate zurück.

Zum 5G-Reallabor:

Das 5G-Reallabor in der Mobilitätsregion Braunschweig-Wolfsburg ist ein vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit 12 Millionen Euro gefördertes Forschungsvorhaben. Die Führung des Konsortiums liegt beim DLR. Zu den Partnern zählen neben dem DLR die Technische Universität Braunschweig sowie das Fraunhofer Institut für Integrierte Schaltungen, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und das Institut für Automation und Kommunikation. Als Umsetzungspartner unterstützen die beiden Städte Braunschweig und Wolfsburg das 5G-Reallabor.

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