5G ‘Network Slicing’

5G gaat ons helpen om onze mobiliteit efficiënter, schoner en veiliger in te richten. Maar alleen op voorwaarde dat we dankzij ‘network slicing’ het potentieel van 5G optimaal kunnen benutten. Met succesvolle testen heeft TNO samen met haar partners aangetoond dat deze technologie voor betrouwbare datastromen kan zorgen voor de mobiliteitstoepassingen van morgen.

Sneller, slimmer, stabieler 

Het 5G-netwerk gaat een belangrijke bijdrage leveren aan oplossingen voor grote uitdagingen in onze samenleving. Een daarvan is de mobiliteitstransitie. Peter-Paul Schackmann, Projectleider connected mobility bij TNO: “5G maakt ‘connected’ en geautomatiseerd autorijden mogelijk, waardoor ons verkeer aanzienlijk veiliger, schoner en efficiënter kan worden. Overheden en wegbeheerders kunnen dankzij 5G bijvoorbeeld verkeerstromen optimaal sturen met behulp van dynamische traffic management systemen die gevoed worden door de ‘realtime’ datastromen tussen voertuigen en hun omgeving.” Een veelbelovend toekomstbeeld dus. Maar om het volledige potentieel van 5G te kunnen benutten, is één sleuteltechnologie essentieel: ‘network slicing’.

Veiligheidskritische datastromen 

“Voor zelfrijdende en ‘connected’ voertuigen is een snelle, betrouwbare uitwisseling van informatie tussen voertuigen en hun omgeving van groot belang”, benadrukt Schackmann. “De hoge bandbreedte en geringe ‘latency’ (responstraagheid, red.) van 5G kun je in de praktijk alleen verzilveren dankzij ‘slicing’.” Met die techniek kun je verschillende datastromen scheiden, oftewel ‘slicen’. Door aan iedere slice een prioriteit toe te kennen, garandeer je de kwaliteit van belangrijke datastromen. Schackmann: “Denk daarbij aan locatiegegevens of waarschuwingen aan andere weggebruikers. Dat zijn veiligheidskritische datastromen, die niet verstoord mogen worden door ander, minder belangrijk dataverkeer, zoals het streamen van een film.”

Met ‘network slicing’ profiteren deze automotive toepassingen van hun eigen gegarandeerde capaciteit en kwaliteit alsof ze over een ‘dedicated’ netwerk beschikken. Maar in werkelijkheid wordt ‘slicen’ aangeboden vanuit een mobiel netwerk voor algemene doeleinden.

Optimaal betrouwbaar 

Kan een mobiele operator met ‘network slicing’ aan de zware netwerkeisen voldoen voor betrouwbare automotive toepassingen? Om antwoord op die vraag te krijgen, testte TNO op de Automotive Campus in Helmond als een van de allereerste partijen met een eigen geavanceerd 5G ‘standalone’ (SA) netwerk. In tegenstelling tot een ‘non-standalone’ (NSA) netwerk is de hele SA-infrastructuur al ingericht op de voordelen van 5G. Voor de testen heeft TNO zijn eigen 5G zendmast en 5G core network ingezet. Pieter Nooren, Senior Scientist Networks bij TNO: “Voor het uitvoeren van dit soort tests hebben we een flexibele 5G testinfrastructuur gebouwd. We combineren core netwerken van Open5GS, Amarisoft en Fraunhofer met ons Ericsson radionetwerk en verschillende 5G modems van Fibocom, Quectel en Netgear. Zo kunnen we telkens de best werkende combinatie van hard- en software maken.” De slice-testen zijn uitgevoerd voor ’extended sensor’ toepassingen, waarbij voertuigen realtime informatie uitwisselen met de omgeving over hun positie en snelheid en die van andere weggebruikers. In de proeftuin bleek uit metingen dat de ‘slice’ volledig betrouwbaar functioneert, ook als er veel zware dataverbruikers en -producenten in hetzelfde mobiele netwerk actief zijn. Zelfs proeven met op afstand bestuurbare voertuigen, die nog hogere eisen aan ‘slicing’ stellen, werden succesvol afgerond. Schackmann: “Ook hebben we aangetoond dat ‘slicing’ functioneert over meerdere mobiele netwerken.”

Veelbelovende toepassingen

De ‘network slicing’ testen in Helmond gaan uiteindelijk veel betekenen voor de hele mobiliteitssector, voor alle betrokkenen, schetst Schackmann. “De Europese Green Deal dicteert stevige doelstellingen voor ‘sustainable & smart mobility’, die we alleen kunnen bereiken als we ons verkeer duurzamer, slimmer en toekomstbestendiger inrichten. Voor overheden en wegbeheerders is de ‘slicing’ technologie een belangrijke bouwsteen voor een robuust en veilig verkeerssysteem. Voor de automobielindustrie is ‘slicing’ voorwaarde om in de kopgroep te blijven voor ‘connected’ en ‘connected automated driving’, waardoor voertuigen écht veiliger, duurzamer en efficiënter worden. ‘Slicing’ maakt daarnaast voor de ICT-sector nieuwe kansrijke businessmodellen mogelijk inclusief baanbrekende toepassingen voor toekomstige draadloze netwerktechnologieën – binnen de automotive, maar ook daarbuiten.”

Van innovatie naar implementatie 

Ook al blijkt de technologie succesvol en zijn de toekomstbeelden veelbelovend, toch zijn er nog de nodige stappen te zetten voor een Europese of zelfs landelijke implementatie. De grote verscheidenheid aan mobiele operators en netwerken, de hoge eisen aan de robuustheid van het netwerk, wetgeving, en de vele stakeholders, maakt dit soort transitiepaden complex en uitdagend. Maar dat is juist het soort strategische vraagstukken waarin onze kennis en ervaring van grote toegevoegde waarde is, herkent Peter-Paul Schackmann. “Bij TNO nemen we graag de lead en helpen we onze partners niet alleen met ‘hands-on’ en ‘beyond-state-of the art’ technologische knowhow, maar ook met betrouwbare roadmaps en modellen voor ‘smart & connected mobility’. We nodigen stakeholders binnen overheden, wegbeheerders, automotive en ICT van harte uit om samen met ons constructieve stappen te zetten richting de mobiliteit van morgen.”