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Expertenbeitrag

Martin Klapdor

Martin Klapdor

Senior Solutions Architect, NETSCOUT, Netscout

Warten auf 5G

So können Connected Cars funktionieren

| Autor/ Redakteur: Martin Klapdor / Redaktion IoT

Die Branche bereitet sich auf den Einsatz von Connected Cars vor. Doch dafür brauchen sie 5G. Was Hersteller heute schon tun können, um die Wartezeit zu überbrücken.

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Die Zukunft der Connected Cars hängt maßgeblich an einer schnellen Datenverbindung.
Die Zukunft der Connected Cars hängt maßgeblich an einer schnellen Datenverbindung.
( Photo by Matheus Bertelli from Pexels )

Verbraucher erwarten schon lange mehr von ihren Autos, als nur von A nach B zu fahren. Sie wollen digitale Fahrassistenten, ein Navigationssystem und Verkehrsnachrichten in Echtzeit. Laut McKinsey will bereits jeder zehnte Autobesitzer nicht auf einen Internetzugang in ihrem Wagen verzichten. Angefangen bei Kartenmaterial für die Navigation über aktuelle Verkehrsnachrichten wie Staus, Audiostreaming via Spotify bis hin zu autonom fahrenden Autos, sogenannten Connected Cars – Automobilhersteller und Zulieferer müssen also künftig immer mehr vernetzte Services bereitstellen. Und sie profitieren von dieser Entwicklung: Der prognostizierte weltweite Umsatz mit Technologien im Bereich Connected Cars soll auf bis zu knapp 156 Milliarden US-Dollar im Jahr 2022 steigen.

Mehr Services und Automatisierung im Auto

Seit April müssen neue Automodelle außerdem einen weiteren Service bieten: Sie sind verpflichtet, über ein automatisches Notrufsystem zu verfügen, den sogenannten eCall-Button. Dieser soll für schnelle Hilfe im Falle eines Unfalls sorgen. Die Autos werden dazu mit einem Satelliten-Empfänger und einer SIM-Karte versehen. Stellt das Fahrzeug einen schweren Unfall fest, etwa über die Airbag-Sensoren, löst es autonom einen Alarm aus. Dieser wird an die nächstgelegene Notrufzentrale weitergeleitet, die europaweit unter der einheitlichen Nummer 112 erreichbar ist. Das Auto übermittelt zudem einen Datensatz an die Leitstelle, der die genaue Position, die Fahrtrichtung, insbesondere auf Autobahnen wichtig, den Fahrzeugtyp, die Schwere des Unfalls sowie die Anzahl der Insassen enthält. Gleichzeitig wird eine Sprachverbindung aufgebaut. Die EU erhofft sich durch die flächendeckende Einführung eine Menge: So soll die Reaktionszeit nach Unfällen in ländlichen Gebieten um bis zu 50, in Städten um bis zu 40 Prozent verkürzt werden.

Entwicklungen wie der eCall-Button zeigen deutlich: zunehmend mehr Prozesse im Auto werden maschinengesteuert und automatisiert. Im Rahmen von Connected-Cars-Konzepten geht dieser Schritt noch weiter. Hier werden Fahrzeuge und Dienste, wie Entertainment oder autonom sprachgesteuerte Assistenzsysteme, über das „Internet der Dinge“ (IoT) verbunden. Doch dies stellt einige Herausforderung an die Netze dar.

Zu lange Latenzzeiten und schlechter Internet-Empfang

Physikalische Netze kommen bereits heute an ihre Grenzen. Sie sind durch die drastisch zunehmende Anzahl smarter Geräte und Autos – künftig muss jede Funkzelle 50.000 Endgeräte versorgen – überfordert. Der Grund dafür: Das Datenaufkommen steigt gewaltig. Daten zur Position und Zustand des Autos, Verkehrsdaten oder Informationen zur Wartung – all diese Daten müssen von den Netzen in Echtzeit verarbeitet werden. Das ist jedoch besonders in ländlichen Regionen ein Problem. Selbst mit einer guten LTE-Verbindung sind die heute erreichten Latenzzeiten noch viel zu lang, um IoT-Anwendungen wie die von Connected Cars zu unterstützen.

Und auch Fahrten ins Ausland können problematisch sein. Denn häufig geben Netzanbieter keine Garantie, dass im Ausland die gleiche Bandbreite zur Verfügung steht wie hierzulande. Von Herstellern angebotene Services wie Audiostreaming könnten also außer Landes möglicherweise nicht verfügbar sein.

Die Lösung für dieses Problem, nämlich 5G, ist zumindest in Europa noch nicht in Sicht. Zwar testet die Telekom bereits eine Übertragung von 5G am Hamburger Hafen und in Berlin. Doch eine Verbreitung wird hierzulande mindestens noch bis 2020 auf sich warten lassen. Erst Anfang 2019 soll die Versteigerung der Frequenzen für 5G durch Bundesregierung und Bundesnetzagentur erfolgen. Unternehmen müssen sich also überlegen, wie sie IoT-Services heute schon zuverlässig anbieten können.

 Edge Computing und LTE Cat M1 als vorläufige Alternativen zu 5G

Eine Möglichkeit, Latenzzeiten zu verkürzen, ist Edge Computing. Bei Edge Computing werden Daten dezentralisiert und am Rand des Netzwerks verarbeitet. Sie werden also nicht erst zu einem Rechenzentrum oder der Cloud und anschließend wieder zurück transferiert, sondern genau dort analysiert und verwertet, wo sie auch produziert werden. Auf diese Weise können Latenzzeiten stark verkürzt werden.

Aber auch eine Variante des LTE, das sogenannte LTE Cat M1, könnte die Kommunikation von Fahrzeugen verbessern. LTE Cat M1 ist eine LPWA‑Luftschnittstelle (Low‑Power Wide‑Area), mit der s ich IoT- und Machine-to-Machine‑Geräte verbinden lassen, bei denen mittlere Datenraten erreicht werden sollen (375 kbit/s Upload- und Download‑Geschwindigkeiten im Halbduplexbetrieb). Die Technologie ermöglicht außerdem längere Batterie‑Lebenszyklen und größere Reichweite verglichen mit Standard‑Mobilfunktechnologien wie 2G oder 3G. Vor allem im ländlichen Bereich wäre dies sehr hilfreich. Bisher wird die Technologie bei Connected Cars allerdings noch nicht angewandt, sondern eher bei Gadgets wie Trackern und weiteren IoT-Anwendungen. Es mangelt also noch an der entsprechenden Kommerzialisierung.

Datenaustausch überwachen und priorisieren

Damit digitale Fahrzeug-Services über Edge Computing und LTE Cat M1 allerdings richtig umgesetzt werden können, muss die Konnektivität des Netzwerks stets flächendeckend vorhanden sein – und das zuverlässig. Bei Edge Computing ist sicherzustellen, dass der Datenverkehr kontinuierlich on the egde verarbeitet, genormt und in Beziehung gesetzt werden kann. Dazu müssen Unternehmen genau wissen, wo welche Daten in ihrem Netz(werk) ausgetauscht werden. Egal, wie komplex die Infrastruktur ist – eine Ende-zu-Ende-Sicht in alle Prozesse ist zwingend erforderlich.

Diese Einsicht ist ebenfalls wichtig, um Daten priorisieren zu können. Wird beispielsweise über den eCall ein Notruf abgesetzt, muss sichergestellt werden, dass dieser auch beim Empfänger, also der Leitstelle ankommt, und im Zweifel im Netz Vorrang vor anderem Traffic erhält. Häufig werden Emergency-Technologien deswegen separat überwacht.

Servicequalität und Sicherheit sind erfolgskritische Faktoren

Und Sicherheit ist gerade beim autonomen Fahren ein kritischerer Faktor. Sind dann bestimmte Daten oder Dienste nicht verfügbar, kann es nicht nur zur Servicebeeinträchtigung kommen, sondern gar schlimmstenfalls zu Unfällen. Doch bis vernetzte Autos im Massenmarkt Fuß gefasst haben, wird es noch ein paar Jahre dauern. Das liegt unter anderem an den noch fehlenden technischen Standards. Doch Autohersteller können das Warten auf die ersehnte 5G-Technologie verkürzen. Etwa, indem sie heute schon damit anfangen, die Infrastruktur im Auto und ihre Netze auf den 5G-Einsatz vorzubereiten.

 

 

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