Auto connesse, il 5G è la Rete

La tecnologia smart e l’essere connessi sempre e ovunque sono sulla buona strada per diventare un trend consolidato anche per le auto. Ma arrivare al punto in cui le auto possono essere considerate connesse al 100% non può avvenire con l'attuale rete 4G.

L’ auto del futuro non avrà bisogno di essere connessa solamente per offrire comodità e intrattenimento: il focus principale saranno i benefici associati a una vera automobile smart, capace di vedere dove sta andando e di capire l’ambiente circostante.

Portare l’auto a questo punto richiederà una rete completamente nuova capace di supportare l’incredibile quantità di dati inviati alla velocità della luce tra un'auto, i veicoli che la circondano, il semaforo che controlla il loro flusso e i passeggeri.

Per molti operatori del settore automotive, il 5G è visto come la Rete, quella con la erre maiuscola, ossia la dorsale di una trasformazione in cui le industrie automobilistiche e delle comunicazioni si intersecano.

Gartner prevede che, entro il 2020, 250 milioni di auto “connesse” saranno su strada, in aggiunta ai 20,4 miliardi di altri dispositivi che saranno connessi. Il settore automobilistico si trova ad un punto di svolta in cui l'auto non sarà più vista come una macchina “a silos”, ma come un dispositivo quotidiano, così come accade con uno smartphone. Nei prossimi quattro anni, il numero complessivo di auto di nuova generazione collegate a Internet potrebbe raggiungere i 220 milioni.

Questo è pertinente quando si prendono in considerazione le auto a guida autonoma e i dati associati, che dovranno essere comunicati nel loro ecosistema in modo abbastanza veloce ed efficiente da eseguire singole decisioni secondarie.

Anche prima che i veicoli completamente autonomi diventino popolari, questa rete promette di perfezionare i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) progettati per veicoli di livello 1, 2 e 3.

Tutta questa innovazione equivale a un significativo ricambio generazionale nella connettività di rete, poiché il 4G semplicemente non sarà in grado di gestire l'aumento dei dati. I requisiti tecnici per questo passaggio da 4G a 5G sono un tempo di latenza inferiore a 1ms e una velocità di downlink superiore a 1Gbps.

Durante il CES 2018, Harman, sussidiaria interamente controllata da Samsung, ha presentato la prima soluzione 5G-ready del settore automotive. La tematica dell'auto connessa viene affrontata dalla Telematic Business Unit, di cui Vishnu Sundaram è vice president, oltre che membro del board della 5G Automotive Association, Aravind Doss è associate vice president, Pratapaditya Singh è principal engineer e Pravin Samuel è senior manager.

Secondo Vishnu Sundaram di Harman il vantaggio tecnico del 5G rispetto al 4G è enorme. Durante le recenti prove sul campo del 5G, gli operatori di telecomunicazioni hanno dimostrato una velocità di trasmissione dati superiore a 70 Gbs.

Novanta operatori in tutto il mondo hanno partecipato a prove in laboratorio e sul campo del 5G con operatori multipli in America, EMEA e APAC che hanno utilizzato bande tra 6GHz e 80GHz.

La qualità dei miglioramenti del servizio in termini di affidabilità, densità di connessione, portata estesa e disponibilità a velocità di guida relativa fino a 500 km/h sono criteri di connettività essenziali per consentire la guida assistita e automatizzata.

Il 5G è stato concepito per soddisfare tre grandi categorie di servizi: Enhanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) e Massive Machine Type Communication (mMTC).

All’interno dell’auto, l'eMBB getterà le basi per esperienze immersive come la realtà aumentata, sarà in grado di gestire l'aumento della richiesta di larghezza di banda e la necessità di capacità elevata con sensori multipli che si scambiano dati.

Fuori dall'auto, l’URLLC sarà utile nelle comunicazioni vehicle to vehicle (V2V), vehicle to infrastructure (V2X) e durante la guida automatizzata.

Man mano che l'auto diventa sempre più connessa, lo sono anche città e case e l’mMTC fungerà da strada attraverso la quale questi sistemi possono comunicare tra loro.

5G in auto, casi d’uso

Non si sta evolvendo solo la tecnologia automobilistica, ma sta cambiando anche il modo in cui le persone utilizzano le auto. Si sta delineando un futuro in cui la proprietà dell'auto come la conosciamo oggi sarà riservata agli appassionati, mentre la maggior parte delle persone si rivolgerà a servizi di car sharing per utilizzare i veicoli on demand.

Questo avverrà sia attraverso l'uso della mobilità condivisa per auto di livello 2 e 3, sia attraverso veicoli completamente autonomi. Poiché questo cambiamento di rotta non avverrà da un giorno all'altro, risulterà cruciale per il successo della mobilità futura che questi tipi di veicoli interagiscano in modo sicuro con auto e camion ancora guidati da conducenti umani.

Ecco perché il 5G è così importante. Affinché tutto avvenga senza difficoltà, dovranno essere implementati sistemi V2X per consentire ai veicoli di comunicare tra loro, di condividere le informazioni raccolte dai sensori e di essere diretti dai sistemi di controllo dell'infrastruttura.

Questo sarà possibile grazie all'eMBB e all'URLLC, come dimostrato dalla figura seguente.

Il 5G contribuirà anche ad aumentare l'efficacia delle funzioni ADAS, comprese quelle già presenti sulle auto, come l’allarme di collisione anteriore, di sorpasso sconsigliato, di perdita del controllo e il monitoraggio degli angoli ciechi.

Man mano che le auto diventeranno più autonome, avranno bisogno di sistemi per gestire la guida cooperativa, la congestione del traffico, i segnali che indicano la presenza di pedoni, i semafori, le indicazioni di velocità e addirittura la segnalazione di stazioni di servizio dove poter fare rifornimento. Grazie a tutta la velocità del 5G, la connettività di rete e le capacità di comunicazione saranno indipendenti, così da rendere possibile un ecosistema di veicoli veramente interattivo.

Scenari in cui un'auto deve avere consapevolezza situazionale mentre viaggia in autostrada, con i passeggeri impegnati a rispondere alle e-mail sul sedile posteriore sono ancora, è vero, decenni nel futuro.

Alla luce di ciò, gli investimenti sulla tecnologia 5G non devono essere ignorati, per i molteplici vantaggi che questa rete ad alta velocità può portare in termini di sicurezza alle automobili di oggi e di domani. Gli ADAS saranno un mercato importante per il settore automotive e il 5G aiuterà queste caratteristiche a funzionare in modo ancora più accurato di quanto già facciano.

Tanti sensori richiedono banda maggiore

È stata fatta molta strada dall'auto completamente meccanica e il numero di sensori e unità di controllo elettronico (ECU) sui veicoli è solamente destinato ad aumentare. Man mano che le auto diventano più autonome, questi sensori dovranno avere funzioni visive, uditive e tattili che normalmente sarebbero riservate al cervello umano. Sensori ottici come fotocamere, telecamere a infrarossi e LiDAR saranno potenziati con sensori inerziali con sistemi satellitari globali di navigazione (GNSS) ad alta precisione. Tutti questi sistemi genereranno enormi quantità di dati che dovranno essere comunicati in tempo reale ad altri veicoli, infrastrutture e reti.

Ad esempio, entro il 2020 i sistemi LiDAR delle telecamere avranno bisogno di una larghezza di banda superiore a 1 Gbps per consentire un'esperienza utente coerente e affidabile. Per la potenza di calcolo delle auto autonome, sarà necessaria una larghezza di banda di almeno 5 Gbps.

Se guidare può essere naturale per la maggior parte degli automobilisti più esperti, l’enorme potenza di calcolo necessaria per farlo senza incidenti spesso passa inosservata. È così elevata, infatti, che si verifica un problema generale di "consumo energetico" con gli attuali veicoli autonomi che cercano di funzionare allo stesso livello di un guidatore umano. Una soluzione a questo problema potrebbe essere quella di diffondere i dati attraverso una rete wireless ad alta velocità: da qui l'importanza del 5G come base per le auto autonome.

Ci si sta muovendo, nel vero senso della parola, verso una grande quantità di informazioni essenziali che garantiranno la sicurezza sulle strade, offrendo allo stesso tempo servizi di intrattenimento che permettono di risparmiare anche tempo, denaro e problemi. Solo attraverso l’uso di reti 5G avanzate è possibile trasferire e scalare informazioni in modo efficiente e rapido verso altri veicoli e da/verso il cloud, così da essere sempre un passo avanti.

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