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M2M, Telematik, Logistik

Echtzeit für das vernetzte Auto

31. August 2015, 10:30 Uhr | Yvonne Nestler, Fachautorin, Köln

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Übertragung in Echtzeit nötig

Nicht alle Daten, die rund um das vernetzte Auto anfallen, sind sicherheitskritisch. Das Auto der Zukunft bietet seinen Mitreisenden zwei Arten von Services: Telematik-Dienste und Infotainment. Sicherheitskritisch sind nur die Telematik-Anwendungen. Dazu gehören alle Dienste, die das Fahren selbst unterstützen: etwa automatisches Bremsen, Navigation und die Kommunikation mit Ampeln. Dabei müssen nicht alle Daten den Weg über das Mobilfunknetz nehmen. "Schon heute produziert ein CAN-Bus ungefähr zwölf Gigabyte Roh-
daten pro Tag", sagt Christian Wietfeld. Der Leiter des Lehrstuhls für Kommunikationsnetze an der TU Dortmund forscht seit Jahren rund um Mobilfunk und vernetztes Fahren und erklärt: "Es macht keinen Sinn, die erzeugten Daten ungefiltert zu übermitteln." Dank Data-Mining lassen sich schon im Auto die Informationen herausfiltern, die zwingend übertragen werden müssen. Diese versendet oder empfängt das Fahrzeug nur in kleinen Datenpaketen, sobald ein bestimmtes Ereignis eintritt – zum Beispiel, wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich stark bremst. "Die Datenvolumen heute verfügbarer Telematik-Dienste stellen kein unlösbares Problem für die Mobilfunknetze dar", sagt Wietfeld. "Die Herausforderung bei den Telematik-Diensten ist aber folgende: Um sicheres Fahren zu ermöglichen, müssen die Daten zuverlässig in Echtzeit übertragen werden." Das LTE-Netz ist für eine solche Übertragung gut gerüstet: mit Spitzengeschwindigkeiten von bis zu 300 MBit/s und Latenzzeiten – also zeitlichen Verzögerungen – von unter 100 ms.

Die Herausforderung: Infotainment-Angebote im Auto könnten der Telematik die Netzkapazität streitig machen. Für solche Angebote baut zum Beispiel eine im Fahrzeug installierte Hardware einen Hotspot auf, an dem sich Mitfahrer mit WLAN-Geräten einwählen. Über Smartphone oder Tablet streamen sie Hörspiele oder Videos. Wenn aber in dichtem Verkehr gleichzeitig Mitfahrer in vielen Fahrzeugen über denselben Mobilfunkmast Filme streamen, kann das Netz an seine Grenzen stoßen. In der Folge würde sich die Datenübertragung für die Telematik-Dienste verzögern. Werden dann Gefahrenmeldungen über das Netz gesendet, könnte es eng werden. Daher müssen sicherheitsrelevante Informationen Streaming-Daten vorgezogen werden. Das ließe sich zum Beispiel bei der Übertragung über exklusive Frequenzbereiche realisieren. Dann hätten sicherheitskritische Dienste im vernetzten Fahrzeug stets Vorfahrt im Netz. Für die Frequenzlösung müssten feste Bandbreiten reserviert werden, die selbst im dichten Berufsverkehr genügend Kapazität bieten.

Allerdings schränkt dieser Weg auch die Flexibilität der Netze ein. In verkehrsruhigen Zeiten oder verkehrsärmeren Regionen würden teure Netzkapazitäten brach liegen. Alternativ könnten sicherheitskritische Fahrzeugdaten dank "Mobile Edge Computing" schneller verarbeitet werden. "Wir leiten die Daten dabei nicht mehr durch das gesamte Mobilfunknetz und über Gateways, um sie etwa zentral auf der Connected-Car-Plattform der Telekom zu verarbeiten" erklärt Edwin Fischer, Technology-Business-Partner bei der Deutschen Telekom. "Stattdessen erfolgt die Verarbeitung in einem 'Cloudlet' auf einem Server direkt in einer LTE-Basisstation in der Nähe des Fahrzeugs." Von dort wird die Information zum Beispiel an andere Fahrzeuge weitergegeben. Dank des verkürzten Transportweges lässt sich die Latenzzeit für die Datenübertragung schon heute halbieren. "Langfristig werden wir unter zehn Millisekunden kommen", schätzt Fischer.

Eine andere Lösung bietet die Quality-of-Service-Differenzierung, die etwa auch in Unternehmensnetzen zum Einsatz kommt. Dabei wird wichtigen Datenströmen Priorität im Netz eingeräumt. Im IP-Netz sind dies zum Beispiel die Sprachverbindungen. Wie sinnvoll diese Lösung auch für die Kommunikation der vernetzten Fahrzeuge ist, ist aber noch offen. "Wir beschäftigen uns intensiv mit dem Thema, können aber bisher noch keine Handlungsempfehlung dazu aussprechen", so Fischer.