Mobilno omrežje 5G in avtomobilska tehnologija

Mobilno omrežje nove (pete) generacije 5G bo v prihodnosti omogočilo zmogljivo in zanesljivo digitalno povezavo avtomobilov z okolico oziroma s prometno infrastrukturo. S tehnologijo 5G bodo zaživeli številni varnostni koncepti in sistemi, ki bodo močno vplivali na prometne tokove - in varnost v prometu. Za kaj gre?

Sodobni avtomobili so že danes v veliki meri povezani z okolico oziroma digitalnim svetom. Te povezave omogočajo, da se lahko v avtu prostoročno pogovarjamo po telefonu, poslušamo glasbo prek pretočnih glasbenih kanalov in se pustimo voditi spletnim navigacijskim aplikacijam; če se zapletemo v nezgodo, avto tudi sam pokliče na pomoč.
Kako učinkovito lahko sodobne digitalne povezave vplivajo na varnost, smo dokazali v prejšnji številki Motorevije, v kateri smo objavili preskus komunikacijskega sistema car2X v novem Volkswagnovem golfu, ki se samodejno pogovarja z drugimi vozili in voznika opozori še preden ta nevarnost vidi ali sliši. A učinkovitost povezave avtomobila z drugimi avti ali prometno infrastrukturo je danes omejena z zmogljivostjo obstoječega komunikacijskega omrežja. Tudi zato na primer golf prek sistema car2X vidi le približno 300 metrov daleč.
Mobilno omrežje 5. generacije omogoča veliko več; ker v komunikacijsko omrežje lahko poveže bistveno več naprav in ker so hitrosti prenosa podatkov precej višje od obstoječih zmogljivosti, bodo avtomobili v prihodnosti povezani v bistveno širša komunikacijska omrežja: naš avto bo spremljal razmere in dogajanje na cestah v nekajkilometrskem krogu okoli nas.

Zakaj bi rabili večje hitrosti in večje zmogljivosti?

Z vidika povprečnega uporabnika je današnje 4G oziroma LTE omrežje dovolj hitro; naši pametni mobilniki bliskovito hitro nalagajo spletne strani v brskalnike, brez težav lahko gledamo video posnetke, pošiljamo multimedijska sporočila ali pretakamo in poslušamo glasbo. Zakaj bi rabili večje hitrosti in večje zmogljivosti?

Prihod pravih samovozečih avtomobilov na ceste je res oddaljen še vrsto let (ali desetletij), a že današnji sodobni avtomobili so opremljeni z zelo zmogljivo računalniško in komunikacijsko opremo. V grobem jo lahko razdelimo na pet področij: spremljanje voznikovega ravnanja, spremljanje delovanja avtomobila, spremljanje lokacije vozila, povezovanje z okolico in zagotavljanje zabave ter informacij za potnike v vozilu. Večina teh sistemov za svoje delovanje potrebuje zanesljivo komunikacijsko povezavo z zunanjimi podpornimi sistemi, ponudniki storitev in infrastrukturo; danes ta komunikacija poteka prek mobilnih komunikacijskih omrežij, kakršno je zelo razširjeno omrežje 4G oziroma LTE. Tudi če vaš avto ni opremljen z omenjenimi tehnologijami, je zelo verjetno, da z okolico vašega avta neprestano komunicira vaš pametni mobilnik, ki ga imate med vožnjo pri sebi.

Zaradi lastnosti, omejitev in stopnje zanesljivosti 4G oziroma LTE omrežja se morajo danes avtomobili v veliki meri zanašati na svoje kamere in tipala, ko ocenjujejo okolico vozila in okoliščine vožnje. Kako omejen je vid, sluh in otip sodobnih avtomobilov, lahko razberete tudi iz AMZS testov sodobnih varnostnih naprav, v katerih redno opozarjamo, da je možnosti za izboljšave še veliko.

Zanesljiva in stabilna podatkovna avtocesta 

Peta generacija mobilnega omrežja (5G) bo omogočila zanesljivo in stabilno povezavo, hitro vzpostavljanje povezav in možnost vzpostavljanja velikega števila povezav hkrati med posameznimi napravami v našem avtu in v okolici. Zaradi nizke latence - zamika oziroma zamude pri prenosu podatkov - bodo od zunaj pridobljeni podatki v našem avtu na voljo v istem hipu, kar bo omogočalo precej zanesljivejše delovanje različnih varnostnih sistemov. Asistenčni sistemi, ki se zanašajo na zunanji signal, bodo lahko prek 5G povezave o oviri oziroma alarmu obveščeni v nekaj milisekundah, kar bo omogočilo tudi hipen - in zato pravočasen - odziv asistenčnih sistemov. Oviro na cesti bo naš avto lahko zaznal že nekaj kilometrov prej, prav tako bo že od daleč in v realnem času obveščen o prometnem dogajanju na izbrani poti ali zelenem valu semaforjev na naši poti. To je le nekaj primerov koristnosti hitre, zanesljive in zmogljive komunikacijske povezave avtomobilov z okolico, ki jo obljublja nova generacija mobilnega omrežja 5G.

Izzivi in ovire

Tehnologija za vzpostavitev komunikacijskega omrežja 5G je dobro poznana, a to ne pomeni, da pri uveljavljanju ni ovir in izzivov. Eden od izrazitejših izzivov je zagotavljanje ustrezne varnosti; tako kot vsa komunikacijska omrežja je tudi omrežje 5G občutljivo oziroma ranljivo na nepooblaščene vdore in manipulacije. Zagotavljanje varnosti kibernetskega omrežja 5G zato zahteva resen in usklajen pristop vseh, ki se z njim ukvarjajo, začenši na najvišji oziroma državni ravni.
Velik izziv predstavlja tudi zagotavljanje ozemeljske pokritosti s 5G signalom. Ker zanesljivo delovanje 5G omrežja zahteva bolj na gosto posejane bazne postaje (zaradi delovanja na višjih frekvencah imajo te krajši doseg), bo pokrivanje prostranih in redko naseljenih območij zagotovo velik izziv za upravljavce omrežij, ki bo zahteval kar nekaj časa in finančnih vložkov. Pametni avtomobili, ki se bodo v mestih lahko zanašali na zmogljiva komunikacijska omrežja, bodo morali na teh slepih območjih za svoje avtonomne funkcije preklopiti na lastna tipala in kamere.

Višje frekvence, večja zmogljivost: Kako deluje omrežje 5G?

Mobilno omrežje pete generacije (5G) deluje na podoben način kot dosedanji sistemi prenosa podatkovnih paketov. Razlika je v frekvenčnem območju, ki je pri 5G omrežju precej višje kot pri dosedanjem 4G (LTE) omrežju: LTE omrežje prenaša podatke v frekvenčnem pasu od 700 do 2400 MHz, omrežje 5G pa v frekvenčnem pasu od 2500 do 28.000 MHz (2,4 do 28 GHz). Višje frekvence omogočajo prenos večje količine podatkov, večje hitrosti prenosa in manjši zamik oziroma latenco. Radijski valovi milimetrske dolžine lahko hkrati prenašajo signale večjega števila naprav kot doslej: omrežje 4G (LTE) omogoča prenos približno 4000 različnih signalov na kvadratni kilometer, omrežje 5G pa omogoča prenos približno milijon različnih signalov naenkrat. 5G omogoča tudi veliko hitrost prenosa podatkov - od desetkrat do stokrat večjo kot omrežje 4G oziroma do enega gigabajta podatkov na sekundo. Za primerjavo: omrežje 4G zmore največ 100 megabajtov na sekundo.

Votli strahovi in teorije zarot: Zakaj je v delu javnosti tako velik odpor do tehnologije 5G?

Uvajanje tehnologije 5G je v delu javnosti povzročilo kar nekaj odpora. V Veliki Britaniji in na Nizozemskem so neznanci celo požgali nekaj testnih oddajnikov, velik odmev pa so v javnosti povzročili tudi posamezni protesti pri nas. Kljub utemeljenim razlagam uveljavljenih strokovnjakov in znanstvenikov o lastnostih 5G tehnologije so glasni in nepoučeni teoretiki zarot vseeno dobili veliko prostora v dnevnih medijih, zelo aktivni pa so tudi na družbenih omrežjih. Teorije o škodljivem sevanju 5G oddajnikov nimajo zaslombe v znanstvenih dejstvih, ampak se opirajo na šušmarsko psevdoznanost. Tehnologija 5G naj bi morila ptiče in rastline ter povzročala raka, zelo hitro pa so se ob pojavu epidemije virusa covid-19 pojavile celo ideje, da je za hitro širjenje novega koronavirusa kriva prav 5G tehnologija, ki naj bi vplivala na človeško telo na molekularni ravni, porušila imunski sistem in preprečila, da bi se človeško telo borilo proti virusu SARS-CoV-2. Skratka: za svetovno pandemijo novega koronavirusa naj bi bila kriva tehnologija 5G.

Kako absurdno in skregano z znanostjo je to, verjetno ni treba poudarjati: teoretiki zarot seveda ne znajo prebrati (ali nočejo razumeti) niti osnovnih lekcij o elektromagnetnem valovanju (oziroma sevanju), ki so znane že od 19. stoletja. Podobne strahove so zarotniki izražali ob vsakem tehnološkem mejniku - tudi ob uveljavitvi 2G, 3G in 4G tehnologij. Kar malo ironično je, da svoje psevdoznanstvene ugotovitve pošiljajo v svet s svojih 4G mobilnikov.

V Motoreviji smo o elektromagnetnem sevanju mobilnikov pisali že leta 2016, o sevanju električnih avtov pa lani spomladi.