NorthStar 5G網路如何激勵創新

無需重新配置即可實現遠端控制

NorthStar的5G創新網路的一個獨特之處是，它能夠在不同位置間共用設置，在不同地方之間建立連接。這意味著可以在不同位置上建立相同配置的測試場景。例如，這一功能允許AstaZero將遠端操作車輛的控制中心轉移到Telia  Sweden位於斯德哥爾摩的總部，或者參加測試的客戶公司內部。利用NorthStar的網路實例，AstaZero可以完美複製測試場地上使用的設置。這樣就可以從不同位置上遠端操作AstaZero測試場上的受測車輛，而無需進行任何額外的配置。

遠程操作測試設置

在遠端操作測試期間，會在一個遠端位置上搭建一個控制塔，而遠端操作的車輛仍在AstaZero測試場。測試車輛配備了攝影機，從駕駛員座位的角度傳輸影片串流。遠端控制中心可以設在商業合作夥伴的辦公室內，這樣就可以在無需人員親自在場的情況下遠端操作測試場上的車輛。

地理圍欄解決方案確保車輛永遠不會離開指定的安全駕駛區域，而且操作人員可以透過影片追蹤車輛的位置。這些資訊與速度及行駛方向等其他關鍵資料一同傳輸到控制中心。

各種影片透過影音串流軟體進行處理，以確保遠端操作人員能夠接收到進行測試所需的所有必要資訊。這種設置需要高效能的網路連接，適應需要高傳輸量和穩定低時延的特定工作負載。在整個測試過程中，所有關鍵基礎設施都連接到優先順序更高的切片，確保關鍵訊號始終得到優先處理。

利用多個切片

在AstaZero測試場，測試人員針對這樣一個測試場景對網路進行了配置，使車輛可以透過5G網路從遠端進行操作，同時利用不同的網路切片運行多個汽車應用程式。這就需要管理來自測試車輛的三個 4K影片串流和來自靜止車輛的一個影片串流，此外還要處理地理圍欄資料和監控實際測試的定位資料，並從車輛上傳大量測試資料。出現網路壅塞時，「盡力而為(best-effort)」切片上的影片串流品質出現了明顯下降，而使用「高優先順序 (premium)」切片的測試車輛沒有遇到這個問題。同樣，對遠端操作車輛的控制也未受影響。透過將關鍵資料分配到專用網路切片，就可以確保以定義的效能級別持續傳輸這些資料；相比之下，透過「盡力而為(best-effort)」切片傳輸的非關鍵資料可能會受到壅塞的影響，或可能無法滿足特定的頻寬或QoS要求。

遠端控制車輛的5G網路切片

測試場上有兩輛車，包括AstaZero的測試車輛。它配備了一個線控驅動套件，一個完整的硬體套件和軟體系統，實現對汽車刹車、油門和轉向的電子控制。這種設置使車輛可以完全自動駕駛。系統中整合了一個額外的軟體層，使其能夠連接到測試場上的測試編排平臺²和地理圍欄解決方案。這種配置還可以直接從任何已知位置上的方向盤和踏板向車輛發送控制信號，使遠端操作人員能夠從遠端控制車輛。此外，測試車輛中還安裝了一個用於精確定位的導航系統。這樣，測試工程師就能夠匯總和提取車輛的定位資料，並提供詳細記錄車輛各方面行為的時間同步日誌。

為了保持與5G網路的穩定連接，幫助執行特定測試應用案例，測試車輛還配備了汽車天線³、Wi-Fi路由器⁴和連接到一台工業5G路由器的全球導航衛星系統
（GNSS）天線⁵。

這種設置使測試車輛能夠接收衛星定位資料並連接到測試場上的4G/5G網路。這樣就可以直接在車輛中運行各種應用程式，並將相關資料發送到中央監控系統，如測試編排軟體或地理圍欄解決方案。重要的是，從測試場上的物體傳輸位置資料和其他資訊的能力不僅限於車輛。例如，展示中使用了連網背心來說明如何保護測試場上具風險的行人和工作者。透過將測試場上人員所穿的高識別背心連接到地理圍欄解決方案，就可以在測試期間有人進入限制區域時啟用緊急停止功能

AstaZero測試車輛連接到具有以下資料流程的高優先級切片。這些資料流程由各5G  QoS識別碼（5QI）值定義，對應切片內的不同QoS級別。5QI是3GPP定義的唯一識別碼，用於根據具體QoS要求來管理不同類型的網路流量並分配優先順序。它確保每種類型的流量都能獲得適當的服務品質級別，如低時延、高傳輸量或可靠性。一般認為，5QI等級越高，在網路中獲得的服務品質也越高：

• 高優先級車輛控制信號（5QI-235）⁶。在這個展示案例中，設置包括來自手動控制器的USB over IP信號，但配置設計得很靈活，使將來的演示可以與方向盤及踏板一同使用相同的軟體。這些信號連接到測試車輛線控驅動系統中整合的軟體層，實現對車輛的全面控制。
• 實際定位資料和大型二進位檔案形式的模擬數據流（5QI-9）。
• 影片和心跳流（5QI-6）。該影片使遠端操作人員能夠從控制中心看到與車內相同的視角。心跳功能確保影片的傳輸始終不間斷。

此外還為一輛車設置了低優先級別網路切片，其中包含數據流（5QI-9）。

數據網路名稱（DNN）用於識別流量並將其路由連接到特定網路切片。如本展示設置所示，在建立特定設置時，決定透過特定切片傳輸哪些資料至關重要，以確保能夠持續傳輸關鍵資料（在本例中為遠端操作車輛的控制信號和影片）。隨著網路變得壅塞，低優先級別切片上的固定（停放）車輛的影片串流開始出現品質下降，而對遠端控制的測試車輛的操作未受影響。當固定車輛移動至無壅塞的另一個細胞時，其影片串流品質得以恢復。

安全可靠的連接

本次展示的一個主要研究目標是探索自動駕駛車輛如何保持安全可靠的連接，並確定合適的切片和QoS級別。這樣就可以確保在將自動駕駛車輛的測試場地從 AstaZero的封閉區域轉移到公共道路時，可實現關鍵測試資料的無縫傳輸。在公共道路上使用NorthStar實施支援5G的通道⁷，就可以安全、無縫地將已在測試場內驗證成功的配置複製到這些通道中，而無需額外的網路配置。

例如，我們可以通過AstaZero的專用網路來操作自動駕駛卡車，複製港口或物流中心的場景，並無縫過渡到公共網路，反映車輛離開港口或物流中心等真實場景。然後，就可以在任何支持NorthStar的其他地點上部署控制中心，就如同AstaZero測試場的展示一樣，以允許從遠端操作車輛或顯示車輛性能。

1. 開始傳輸來自遠端操作車輛的影片串流   

2. 來自停放車輛的影片串流   

3. 更多負載用戶端開始增加資料負載：影片串流品質出現下降

4. 停放車輛開始移動並連接到另一個網路細胞：影片串流品質恢復

5. 測試結束

通過差異化連接創造價值

AstaZero測試場案例展示了5G SA的強大功能，凸顯了全新連接技術帶來的前所未有的價值。對於汽車產業，它展示了網路變化、中斷、壅塞或其他參數等基本方面如何影響系統元件及相關的數據流。例如，這有助於我們更好地瞭解如何確保車輛安全系統能夠即時、安全而可靠地接收資訊。而這樣就可以更深入地瞭解應用程式和功能的設計要求，以及需要滿足哪些網路效能要求才能支援其功能。

不同的連接特性會影響應用程式有效運行所需的網路效能級別。透過深入瞭解這些要求，就能確定哪種類型的連接適合特定任務。例如，在控制遠端操作車輛的移動方面，具有超低時延的切片至關重要，而對於處理車輛的背景狀態資料，如燃料水準，「盡力而為」網路切片就已足夠。瞭解這一點，應用程式和服務設計人員就可以依賴適合特定目的、基於性能的連接來開發新功能或顯著改進現有功能⸺，而不是依賴於「盡力而為」的連接方案。

為了推進智慧交通系統的發展，5G獨立組網必須能夠支持多種應用案例，說明開發能確保服務水準且吸引人的服務。此外，由汽車產業生產商和合作夥伴組成的更廣泛生態系統必須團結一致，發展支持車對車（V2V）、車對基礎設施（V2I）、車對行人（V2P）和車對網路（V2N）通訊的能力。

雖然AstaZero項目探索的是汽車產業的應用案例，但基於連接特性提供網路效能級別的模式能夠在所有產業引起共鳴。

NorthStar 5G網路

NorthStar是一個針對工業企業的5G創新計畫，旨在幫助開發和實施能提高效率、增強安全性和永續性的數位解決方案。它包含一個由Telia營運、與其公共 5G網路平行運作的專用行動網路。

NorthStar快速採用最新5G技術，並獨家提供給任何位置上的客戶和合作夥伴，使他們能在開發、測試和獲利方面搶得先機。除了5G技術層面，該計畫還尋求在企業、新創公司、學術界和公共部門之間建立新的合作模式，以打造更永續、更具韌性的社群。它將來自Telia及其客戶和各產業合作夥伴的專家及專業人士聚集一起。NorthStar的客戶還可以在測試現場和研發中心等地打造專用網路基礎設施，並將其連接到創新網路。客戶可以同時利用公共網路和專用網路，因此無論身在何處都能訪問創新中心。

客戶可以探索的技術領域例子包括網路切片、高精度定位、高可用性和低時延。Telia之所以能提供這種進階服務，部分是因為它致力於推動IT支援系統的發展，以適應產業和客戶需求。這一轉型之旅是Telia實現其宏偉目標-基於差異化連接來營運和擴展服務並從中盈利的關鍵工具。