Υποστήριξη Συνδεδεμένης και Αυτοματοποιημένης Κινητικότητας μέσω 5G σε Διασυνοριακές Συνθήκες: Προκλήσεις, Αξιολόγηση Απόδοσης και Μελλοντικές Προοπτικές

Abstract

Η έρευνα που παρουσιάζεται διερευνά τις προκλήσεις ανάπτυξης και λειτουργίας της Συνδεδεμένης και Αυτοματοποιημένης Κινητικότητας (Connected and Automated Mobility - CAM) μέσω δικτύων 5G σε διασυνοριακές συνθήκες. Μέσω μιας σειράς εκτεταμένων μετρήσεων και αναλύσεων, αυτή η μελέτη αξιολογεί την απόδοση των υπηρεσιών CAM σε διασυνοριακές συνθήκες υπό διαφορετικές διαμορφώσεις δικτύου 5G και ρυθμίσεων της εφαρμογής CAM για 5G Non-Standalone (NSA) δίκτυα, ώστε να κατανοήσει τον αντίκτυπό τους στη διασυνοριακή απόδοση που βιώνει ένα αυτόνομο όχημα. Η μελέτη ξεκινά με την περιγραφή της τρέχουσας κατάστασης των τεχνολογιών CAM, τονίζοντας τα οφέλη του 5G για το CAM και πραγματοποιεί μια εκτενή ανάλυση των εμποδίων στην υιοθέτηση και ανάπτυξη υπηρεσιών CAM πέρα από τα εθνικά σύνορα, συμπεριλαμβανομένων ζητημάτων που σχετίζονται με τη διαλειτουργικότητα του δικτύου, την τοποθέτηση edge nodes , τη διαμόρφωση των CAM εφαρμογών, το απόρρητο των δεδομένων και τον κατακερματισμό των ρυθμιστικών πλαισίων στα κράτη μέλη της ΕΕ. Παρουσιάζεται μια ολοκληρωμένη ανάλυση των απαιτήσεων της Ευρωπαϊκής βιομηχανίας, αποκαλύπτοντας ότι οι βασικοί παράγοντες για την επιτυχή ανάπτυξη CAM περιλαμβάνουν την απρόσκοπτη κάλυψη δικτύου, τα ισχυρά μέτρα κυβερνο-ασφάλειας και την εναρμόνιση των τεχνικών προτύπων. Επιπλέον, η μελέτη τονίζει τη σημασία της διασυνοριακής συνεργασίας μεταξύ των εθνικών κυβερνήσεων, των παρόχων τηλεπικοινωνιών και των κατασκευαστών αυτόνομων οχημάτων. Στα πλαίσια της μελέτης δημιουργήθηκε ένας υπερσύγχρονος διασυνοριακός διάδρομος 5G μεταξύ των συνόρων Ελλάδας και Τουρκίας όπου πραγματοποιήθηκαν εκτενείς μετρήσεις για τον εντοπισμό των βέλτιστων λύσεων για τον μετριασμό των διασυνοριακών προκλήσεων και τη βελτιστοποίηση της διασυνοριακής απόδοσης των εφαρμογών CAM. Η έρευνα παρουσιάζει μια λεπτομερή ανάλυση των βασικών παραμέτρων δικτύου, συμπεριλαμβανομένης της καθυστέρησης από άκρο σε άκρο (E2E), των χρόνων διακοπής υπηρεσίας και των επιπτώσεων διαφορετικών στρατηγικών περιαγωγής και διασύνδεσης, στην παρατηρούμενη απόδοση. Τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι το Home Routing (HR) με άμεση διασύνδεση των γειτονικών δικτύων προσφέρει την πιο αξιόπιστη απόδοση για υπηρεσίες CAM, με την καθυστέρηση E2E να ικανοποιεί σταθερά τις αυστηρές απαιτήσεις κάτω των 100 ms. Αντίθετα, η στρατηγική Local Breakout (LBO), αν και είναι ωφέλιμη για τη μείωση της καθυστέρησης δικτύου υπό ιδανικές συνθήκες, παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα ως προς την παροχή αδιάκοπης σύνδεσης. Η μελέτη υπογραμμίζει επίσης τον κρίσιμο ρόλο του edge computing στην σημαντική βελτίωση των χρόνων απόκρισης, καθιστώντας το μια προτιμώμενη λύση για εφαρμογές CAM. Συμπερασματικά, η συγκεκριμένη διατριβή προσφέρει μερικά από τα πρώτα παγκοσμίως διαθέσιμα συμπεράσματα σχετικά με τη διασυνοριακή απόδοση εφαρμογών CAM μέσω δικτύων 5G-Non-Standalone (5G-NSA), βασισμένα σε πραγματικές μετρήσεις δικτύου και εφαρμογών, εξερευνώντας τα όρια απόδοσης των εφαρμογών CAM μέσω δικτύων 5G-NSA σε διασυνοριακές συνθήκες, ενώ προσδιορίζει και τις κατάλληλες ρυθμίσεις δικτύων και διαμορφώσεις εφαρμογών για βελτιστοποίηση της απόδοσης. Η μελέτη παρέχει επίσης έναν οδικό χάρτη για τη μελλοντική ανάπτυξη του CAM στην Ευρώπη, τονίζοντας την ανάγκη για συνεχείς επενδύσεις σε υποδομές 5G (εξέλιξη προς δίκτυα 5G-SA), μεγαλύτερη διασυνοριακή ρυθμιστική ευθυγράμμιση και προληπτική προετοιμασία για την ενοποίηση των μελλοντικών δικτύων B5G και 6G. Αντιμετωπίζοντας αυτούς τους τομείς, η ΕΕ μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη του CAM, συμβάλλοντας έτσι σε ασφαλέστερα, αποτελεσματικότερα και φιλικά προς το περιβάλλον συστήματα μεταφορών.