Die Zukunft sicherer, nachhaltiger und intelligenter Städte erfordert intelligentes Timing.

Geschrieben von Simon Kenny, Chief Strategy bei Hoptroff

Digitale Transformation und Automatisierung verändern die Arbeitsweise aller Branchen, aber mit den jüngsten starken Steigerungen der Verarbeitungsleistung von Mikrochips, sinkenden Kosten der Chipproduktion und der schnellen Beschleunigung von KI, maschinellem Lernen (ML) und Cloud-basierten IoT-Anwendungen hat das Tempo abgenommen Der Wandel soll beschleunigt werden.

In den nächsten Jahren werden wir eine Dezentralisierung der Datenverarbeitung weg von Cloud-Zentren und hin zu mehreren Edge-Rechenzentren sehen. Von dort aus können KI- und maschinelle Lernanwendungen Kundeninteraktionen unabhängig bearbeiten und nur kleine Datenmengen an die zentrale Cloud zurückgeben, damit die Explosion neuer Daten, die von Geräten des Internets der Dinge (IoT) über 5G-Netzwerke kommen, nicht überlastet wird Telekommunikations- und Datenspeicherkapazitäten. In der Zukunft von Smart Cities können Gemeinden mit Hilfe des IoT die Energieverteilung verbessern, die Müllabfuhr rationalisieren, Verkehrsstaus verringern und die Luftqualität verbessern.

Jeder Standort und jedes Mobil- und IoT-Gerät muss dieselbe genaue Zeitskala haben wie die Rechenzentren, an die sie berichten, wenn die Datenqualität und die KI- und ML-Effizienz für verschiedene Branchen im Edge optimiert werden sollen. Wenn dies nicht der Fall ist, sind die Zeitsequenzen in den Datensätzen inkohärent und für die Verwendung durch Anwendungen unzuverlässig. Um dies zu verhindern, benötigen Sie standardisierte Zeitpläne, aber die erforderlichen Standards und die zu erzielenden Vorteile variieren je nach Branche. Nehmen Sie zum Beispiel IoT, 5G, autonome Autos, Metaverse und intelligente Netzwerke verbundener Objekte und Maschinen. Jede dieser Branchen wird einen wesentlichen Beitrag zum automatisierten Smart-City-Framework leisten, aber ihre Anforderungen an die Zeitsynchronisierung werden alle unterschiedlich sein.

Genaue und präzise Zeitsynchronisierung über 5G-Netzwerke

5G-Telekommunikation benötigt eine Genauigkeit von 1 µs (eine Mikrosekunde), die im gesamten Netzwerk aufrechterhalten werden muss, um die Bandbreite zu verwalten und sicherzustellen, dass verschiedene Datenströme im Netzwerk voneinander getrennt bleiben. Dies ist keine Wahl; Es ist eine technische Notwendigkeit, das Netzwerk effizient am Laufen zu halten. Ohne sie würden Anrufe verloren gehen und Datenströme ausfallen. Um diesen sehr hohen Standard zu erreichen, erfordert das Netzwerk eine GPS-Synchronisation und lokale Uhrenhardware, die im gesamten Netzwerk bereitgestellt und gewartet wird.

5G-Netze und IoT sind entscheidend, um die Smart-City-Vision zu verwirklichen. Sie bieten zuverlässige und cybersichere Hardware und Konnektivität, damit diese Systeme vernetzter Objekte und Maschinen funktionieren. Der Vorteil für 5G und seine Kunden, in die Infrastruktur zu investieren, um einen so strengen Standard aufrechtzuerhalten, besteht darin, dass 5G ein sehr breites Bandbreitenspektrum verwalten kann, das ihm eine hohe Zuverlässigkeit, geringe Latenz und die Fähigkeit verleiht, neue Bereiche wie die industrielle Automatisierung zu unterstützen. Dies ist etwas, was 4G in der Vergangenheit nicht leisten konnte. Damit Unternehmen und Verbraucher die Früchte von 5G ernten und Betreiber von Smart Citys das Beste aus den 5G-Netzen herausholen können, ist die Investition in eine genaue und präzise Zeitsynchronisierung und der damit verbundene ROI unbestreitbar.

Optimale Nutzung von IoT-Gerätedaten

Im IoT wird die Bedeutung der genauen Zeit nicht so akzeptiert. Wenn vernetzte Ampeln, autonome Autos und intelligente Gebäude nicht alle die gleiche Zeit teilen oder ihre Zeit nicht nachweisen können, hindert sie das nicht daran, ihre Funktion zu erfüllen. Es untergräbt jedoch die Qualität und den Nutzen der Daten, die sie über ihre eigene Funktion bereitstellen und wie ihre Daten mit Daten von anderen Geräten integriert werden können.

Wenn Sie beweisen mussten, dass eine Abfolge von Ereignissen aus IoT-Datensätzen verschiedener Geräte wahr ist, z. B. dass eine Tür zu einem bestimmten Zeitpunkt mit einem Ausweis geöffnet wurde, später, dass dieselbe Person von entfernten CCTV-Kameraaufnahmen erfasst wurde, und dann immer noch später, dass dieselbe Person von einer intelligenten Verkehrskamera an einem anderen Ort beim Tempofahren aufgezeichnet wurde, müssen die verschiedenen Geräte alle dieselbe Zeitskala haben.

Wenn dies nicht der Fall ist, können Ihnen die Zeitstempel mitteilen, dass die Person, die das Auto fährt, möglicherweise die Tür nicht geöffnet haben kann, da der Zeitstempel auf der Verkehrskamera besagt, dass sie genau zur gleichen Zeit meilenweit entfernt war. Der Unterschied zwischen den Uhren untergräbt Ihre Fähigkeit, eine Abfolge von Ereignissen zu beweisen. Wenn jedoch alle Geräte in einer gemeinsamen Zeitskala vereint sind, die von einer primären Zeitquelle verifiziert wird, können Sie alle Ihre IoT-Daten als Referenzpunkt verwenden, ohne dass eine weitere Verifizierung erforderlich ist.

Die genaue Zeit ist möglicherweise nicht für alle IoT-Funktionen unerlässlich, aber sie ist unerlässlich, wenn Sie die vom IoT generierten Daten vollständig nutzen möchten. Ein Standard von 10 Millisekunden würde die Funktionalität der meisten IoT-Geräte abdecken, aber Sie benötigen ein regelmäßiges Vergleichssystem mit einer vertrauenswürdigen Zeitquelle, damit Sie überprüfen können, ob die Zeit richtig ist, und Aufzeichnungen führen, damit Sie sie später bei Bedarf nachweisen können.

Der Aufstieg der Smart City erfordert eine genaue und präzise Zeitsynchronisation

Intelligente Städte brauchen genaue Zeit, weil sie sowohl für ihren Betrieb unerlässlich ist als auch weil sie in der Lage sein müssen, Ereignisse zu verfolgen und darüber zu berichten.

Damit autonome Fahrzeuge, einschließlich automatisierter, fahrerloser und Robocars, sicher in der Smart City operieren können, ist eine genaue Zeit mit einem Telekommunikationsstandard von einer Mikrosekunde unerlässlich. Die internen Komponenten der autonomen Fahrzeuge müssen dieselbe Zeit teilen, die autonomen Autos müssen mit verbundenen Sensoren in ihrer externen Umgebung synchronisiert werden, und sie müssen mit anderen autonomen Autos, intelligenten Straßenlaternen und verbundenen Verkehrskameras synchronisiert werden.

Die Rechtskommissionen von England und Wales und Schottland haben kürzlich empfohlen, dass Hersteller für Unfälle haftbar gemacht werden sollten, die passieren, wenn die Selbstfahrfähigkeiten unter Kontrolle sind. Wenn diese Empfehlung in ein Gesetz umgesetzt wird, ist es von entscheidender Bedeutung, dass autonome Fahrzeuge Aufzeichnungen mit verifizierten Zeitstempeln ihrer automatisierten Aktionen führen, damit die Versicherer im Falle eines Unfalls beurteilen können, was passiert ist, und die Verantwortung entsprechend zuweisen können.

Eine genaue und präzise Zeitsynchronisation ist eine Notwendigkeit für eine zunehmende Automatisierung

Da die Automatisierung eine größere Verantwortung für den direkten Umgang mit der Öffentlichkeit übernimmt, entweder als 5G, als intelligentes IoT-Gerät oder als Komponente einer intelligenten Stadt wie ein autonomes Fahrzeug, intelligente Straßenlaternen oder vernetzte Verkehrskameras, muss sie auch eine größere Verantwortung übernehmen. Einige automatisierte Funktionen benötigen möglicherweise keine genaue Zeit, um weiterhin effektiv zu arbeiten, aber jede Automatisierung benötigt eine genaue Zeit, um sicherzustellen, dass sie über Datensätze von ausreichender Qualität verfügt, um Maschinenaktionen nach dem Ereignis zu erklären/zu rechtfertigen.

Die Genauigkeits- und Berichtsstandards müssen nicht für jede Aktivität gleich sein, die Internetbereitstellungszeit wird viele Anforderungen abdecken, aber Branchen, die den maximalen Nutzen aus der Automatisierung ziehen und maximales Vertrauen bei ihren Kunden aufbauen möchten, werden unternehmensweit intelligent und präzise sein Zeitsynchronisation ohne die Notwendigkeit, dass ein Regler dies vorschreibt. Intelligentes Timing wird nur eine gute Geschäftspraxis sein.