Ein selbstfahrender Bus, navigiert mithilfe des 5G-Standards, diente den Zuschauern als Fortbewegungsmittel innerhalb des Alpensia-Resorts, wo zahlreiche Wettbewerbe während der Winterspiele stattfanden. Auf Bildschirmen in den Bussen konnten die Fahrgäste Liveübertragungen in 3D verfolgen, die dank drahtloser Verbindungen mit hoher Bandbreite übertragen wurden. Die Skifahrer auf den Strecken trugen GNSS-Empfänger, welche ihre jeweilige Position im Rennen an die Server übertrugen (Bild 1). Mithilfe von Daten aus Streckenüberprüfungen generierten Computer Live-Ansichten der Strecke aus Sicht der Skifahrer. Das Video wurde dann an jene Teilnehmer übertragen, die versuchsweise mit 5G-Handsets ausgestattet waren.

3GPP will mobile Kommunikation neu definieren

Bild 1: Während den Wettkämpfen der Olympischen Spielen in Korea trugen die Skifahrer GNSS-Empfänger am Körper, welche ihre jeweilige Strecken-Position im Rennen mittels 5G-Technologie an die Server übermittelten.

Bild 1: Während den Wettkämpfen der Olympischen Spielen in Korea trugen die Skifahrer GNSS-Empfänger am Körper, welche ihre jeweilige Strecken-Position im Rennen mittels 5G-Technologie an die Server übermittelten. Mouser Electronics

Auch wenn bei den 5G-Tests von Korea Telecom der Unterhaltungsaspekt im Mittelpunkt stand, verfügt der drahtlose Netzwerkstandard über das Potenzial als Fundament eines neuen Zweigs industrieller Anwendungen zu dienen. Die Präsentationen bei den Olympischen Winterspielen 2018 waren stark darauf ausgerichtet, die erheblichen Verbesserungen in der Bandbreite gegenüber 4G deutlich zu machen. Die globale Initiative 3GPP verfolgt mit der Entwicklung des 5G-Standards jedoch das Ziel, mobile Kommunikation neu zu definieren und sie für die industrielle Automatisierung und das Internet der Dinge besser nutzbar zu machen. Auch wenn die Bandbreite und der weitaus niedrigere Energiebedarf, der für jede Datenverbindung nötig ist, wichtige Aspekte sind, gibt es einen weiteren Faktor, der den Einsatz von 5G in industriellen Echtzeitanwendungen wie zum Beispiel in den Bereichen Prozessüberwachung, Fabrikautomatisierung, Robotersteuerung und Flottenmanagement vorantreibt. Dieser Faktor ist Latenz.

5G-Technologie löst Latenzprobleme

Vorhandene Drahtlosnetzwerke weisen Umlaufzeiten im Bereich von Hunderten von Millisekunden auf. Um den Durchsatz der aggregierten Daten zu verbessern, werden Nachrichten von verschiedenen Handsets und anderen mobilen Geräten verzahnt und gemeinsam verarbeitet. 5G verändert diese Vorgehensweise und ermöglicht die Beantwortung eingehender Nachrichten innerhalb einer einzigen Millisekunde. Die Reduzierung der Latenz in einem solchen Ausmaß bietet die Chance für eine deterministische Herangehensweise und eröffnet damit völlig neue Möglichkeiten in der industriellen Arena. So lassen sich Prozesse, die früher ausschließlich lokale Rechenressourcen erforderten, nun auch dezentral in geschäftskritischen Echtzeitsystemen verarbeiten.

Ein grundlegendes Problem der virtuellen Realität (VR) ist zum Beispiel die Verzögerung zwischen der Kopfbewegung des Nutzers und der anschließenden Anzeige des Bildes im Headset. Normalerweise können Menschen eine Motion-to-Photon-Latenz von bis zu 20 ms verkraften. Ist diese höher, stellen sich häufig Übelkeit und Kopfschmerzen ein.

Ein Vorteil der VR-Verarbeitung über Remote-Server besteht in der erheblichen Reduzierung des Stromverbrauchs und der störenden Wärme, die tragbare Geräte häufig im laufenden Betrieb erzeugen. Die virtuelle Realität profitiert in besonderem Maße von 5G-Technologie, weil sie die Latenz deutlich unter den Motion-to-Photon-Grenzwert bringen kann. Fortgeschrittene VR-Systeme geraten daher auch verstärkt in den Fokus der Industrie. Sie können beispielsweise die Fernsteuerung von Robotern ermöglichen, die bei Reparaturen an gefährlichen Standorten zum Einsatz kommen, also dort wo der Einsatz menschlicher Arbeitskräfte aus Sicherheitsgründen nicht vertretbar wäre.

Welchen Nutzen die 5G-Technologie bei Robotikanwendungen mit sich bringt und welche Rolle Edge-Computing und Cloudlets hierbei spielen, erfahren Sie auf der nächsten Seite des Artikels.

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