Automobile Datennetzwerke
Nervensystem des vernetzten Fahrzeugs
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Frequenzbereich muss ausgeweitet werden
Um diese Bandbreite anbieten zu können, müssen Antennen einen größeren Frequenzbereich abdecken. Dazu wird ein neuer Standard benötigt, der derzeit von verschiedenen Gruppen erarbeitet wird. Dieser neue Standard – „5G V2X“ – soll dann einige 100 MBit, im Idealfall einige GBit/s an Bandbreite ermöglichen. Damit werden Fahrzeuge die relevanten Datenmengen zur Komforterhöhung empfangen und senden können. Da die Standardisierungsgremien derzeit tagen und Anwendungsfälle definieren, gehen Experten davon aus, dass erste Produkte Anfang der nächsten Dekade im Markt erscheinen und ab circa 2025 ein voll- und hochautomatisiertes Fahren unterstützen. Eine wichtige Frage, die derzeit noch geklärt wird, ist der Frequenzbereich, der für 5G V2X genutzt werden soll. Denn es gibt unterhalb von 60 GHz weltweit keinen freien und kostenlosen Frequenzbereich, der diese Datenmenge übertragen kann. Im Bereich von 60 GHz gibt es jedoch ein physikalisches Problem, denn dort liegt die Resonanzfrequenz des Sauerstoffmoleküls. Wird dieses in Schwingung versetzt, entzieht es den Funkwellen Energie, was dazu führt, dass die Reichweite auf wenige Meter sinkt. Anwendungen wie die Kommunikation verschiedener Fahrzeuge und der Infrastruktur sind dann nicht möglich.
Die Antennentechnik bietet eine Lösung dieses Problems: Anstatt einer rundumstrahlenden Antenne, die ihre Funkwellen ringförmig ausbreitet, werden mehrere gerichtete Antennen verwendet. Diese können ihre Wellen kontinuierlich in eine Richtung lenken und so die Reichweite auch während der Fahrt erhöhen. Sie werden benötigt, um die Signale anderer Verkehrsteilnehmer zu empfangen und eigene zu senden. Zudem müssen sie untereinander und mit den Rechnern des Fahrzeugs vernetzt sein. Dafür wiederum wird das Automotive Ethernet benötigt, das die Daten schnell überträgt.
Beschreibung zum Bild anbei: In welchem Umfang das Fahrzeug die Aufgaben des Fahrers bei Bedarf übernehmen kann und wie Mensch und Maschine auf der Straße heute und zukünftig interagieren, erfolgt in den unterschiedlichen Entwicklungsschritten. Experten sprechen von den fünf Level der Automatisierung des Fahrzeugs. Die Einteilung erfolgt schrittweise: Ausgehend von Level 0 mit "Driver only" – der Fahrer lenkt und fährt vollkommen ohne Unterstützung durch Fahrerassistenzsysteme – bis hin zu Level 5, bei welchem sich das Fahrzeug fahrerlos, also autonom, fortbewegt. Während Level 3 "Hochautomatisiertes Fahren", Level 4 "Vollautomatisiertes Fahren" und Level 5 „Autonomes Fahren“ noch Zukunftsmusik sind, sind die Fahrerassistenzsysteme von Level 1 heute weit verbreitet. Einige Fahrzeuge bieten mit Lenk- und Spurführungsassistenten und ferngesteuertem Einparken bereits Assistenzsysteme aus Level 2 "Teilautomatisiertes Fahren" an.
Die Zukunft beginnt jetzt
Die Automobilhersteller sind bereits dabei, automatisierte Fahrzeuge in Feldversuchen zu erproben. Daimler beispielsweise erhielt jüngst die Genehmigung, autonom fahrende Autos im Stadtverkehr Pekings zu testen. Auch Volvo erprobt selbstfahrende Autos auf schwedischen Straßen und testet darüber hinaus die Akzeptanz der Endkunden. Dabei wird das automatisierte System von den Endkunden nicht bewusst wahrgenommen, denn es arbeitet im Hintergrund: Durch den Einsatz des Ethernets im Auto – die Technologie kennen viele Verbraucher bereits aus dem Alltag im Büro oder Zuhause – werden Datenströme, die beim Fahren produziert werden, unterstützt. Sie helfen dem Auto, Entscheidungen zu treffen und autonom zu fahren. Die Antennen werden bidirektional, das heißt in beide Richtungen, zur Signalübertragung genutzt, an mehreren Stellen positioniert und ermöglichen so die Kommunikation mit den anderen Verkehrsteilnehmern wie auch der Infrastruktur. Die durch diese Kommunikation erzielbare Komforterhöhung wird wesentlich zur Akzeptanz des autonom fahrenden Automobils seitens der Insassen beitragen.
Guido Dornbusch, VP Product Management, Molex Connected Vehicle Solutions und Alex Bormuth, Director Business Development (Germany) bei Molex
- Nervensystem des vernetzten Fahrzeugs
- Frequenzbereich muss ausgeweitet werden
- Statements von Vitel und Here Technologies
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