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Von proprietären Diensten wie BMW ConnectedDrive bis zu Notfallsystemen Connected Car und Car-to-X-Kommunikation – Netz-Herausforderung 2.0

Autor / Redakteur: Timon Lutze / Dipl.-Ing. (FH) Andreas Donner

Zunehmend statten Autohersteller Fahrzeuge mit einer Internetanbindung aus. Laut einer aktuellen Umfrage des Branchenverbandes Bitkom wünscht sich jeder vierte Bundesbürger einen permanenten Internetzugang im Auto. Viel wichtiger als die Möglichkeit, unterwegs im Web zu surfen, ist jedoch die intelligente Vernetzung zwischen den Fahrzeugen untereinander oder mit anderen Internet-verbundenen Geräten und Services. Doch die Netzanforderungen einer solchen Car-to-X-Kommunikation sind enorm.

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Mit untereinander und dem Internet vernetzten Fahrzeugen kommen enorme Hereausforderungen auf die Netzbetreiber zu
Mit untereinander und dem Internet vernetzten Fahrzeugen kommen enorme Hereausforderungen auf die Netzbetreiber zu
( Archiv: Vogel Business Media )

Verschiedene Szenarien sind heute schon möglich oder können in der nahen Zukunft realisiert werden; breitbandige Datenverbindungen zu herstellereigenen Diensten wie BMW ConnectedDrive sind dabei erst der Anfang. Fast Standard sind sprachgesteuerte Kommunikations- und Navigationssysteme mit Touchscreen, die sich per WLAN oder Mobilfunk mit dem Internet verbinden. Diese Systeme ermöglichen es beispielsweise dem Fahrer und Beifahrer sich Straßenkarten von Google Maps, Wiki-Einträge oder andere Webinhalte anzusehen und Informationen zur aktuellen Umgebung sowie Radar- und Stauwarnungen in Echtzeit zu erhalten, oder aber auch ganz einfach zu kommunizieren. Auch möglich ist, dass bei einer Autopanne der Bordcomputer automatisch Hilfe ruft bzw. die nächste Werkstatt alarmiert. Dies ist auch im Falle eines Unfalls mit der jeweiligen Notrufzentrale denkbar. Und die Kommunikation mit Ampeln und die jeweilige empfohlenen Fahrweise würde es dem Fahrer ermöglichen, stets auf einer grünen Welle zu reiten.

Steigende Datenmengen führen zu einer höheren Netzwerkauslastung

Das Auto wird somit zur engsten Schnittstelle zwischen Mensch und Elektronik. Momentan sind etwa 57 Millionen Kraftfahrzeuge in Deutschland gemeldet, nur ein Bruchteil davon ist internetfähig. Doch je mehr Fahrzeuge und Objekte in der Zukunft untereinander oder mit zentralen Servern automatisiert kommunizieren bzw. eine zentrale Internetverbindung aufrechterhalten, desto höher wird auch die Belastung für die Netzwerke, die diesen Datenverkehr tragen müssen.

Dabei setzt sich der generierte Traffic aus kleineren Datenpaketen zusammen, die durch die Kommunikation der Objekte untereinander entstehen und aus dem normalen Traffic, der durch herkömmliche Internet- und Smartphoneanwendungen verursacht wird. Das Auto als weiterer Access Point und Empfänger bzw. Sender von Datenmengen erfordert also eine optimierte und flexible Infrastruktur, die die benötigte Bandbreite zur Unterstützung der Datenkommunikation bietet und eine Automatisierung, hohe Robustheit sowie verbesserte Effizienz aufweist.

Für viele Betreiber ist dies eine große Herausforderung, da bereits die Anforderungen des 3G-Wachstums sowie die auch ohne Car-to-X-Kommunikation stark steigende Nachfrage nach Bandbreite einen Ausbau oder eine Optimierung des Netzwerks notwendig macht. Angesichts dieses umkämpften Marktes müssen dabei gleichzeitig die Betriebskosten gesenkt werden.

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Flexible Netzwerke fangen Wachstum auf

Ein wichtiger Faktor ist hierbei die Fähigkeit, zwischen Daten mit niedriger und hoher Priorität zu unterscheiden und das Netzwerk dynamisch, On-Demand und in Echtzeit den schwankenden Kapazitätsanforderungen anzupassen. Die heute weitverbreiteten Netzwerkstrukturen auf Basis von SDH sind kaum in der Lage, die sich stetig verändernden Anforderungen zu unterstützen. Der gewaltige Anstieg der transportierten Datenvolumina macht eine flexiblere Infrastruktur notwendig, die wirtschaftlicher und effizienter ist.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, haben Service-Provider stark in die Architektur und den Aufbau von Next-Generation-Netzwerken (NGN) investiert. Nur Service-orientierte Netzwerke ermöglichen die flexible Ausnutzung der vorhandenen Kapazitäten, die sich nicht negativ auf die Servicequalität auswirkt. Durch ein Upgrade zu Next-Generation-Netzwerken (NGN) können Anbieter die Einführungszeit neuer Dienste verkürzen und schneller vom Potential der internetverbundenen Fahrzeuge profitieren.

Was diese Netzwerke auszeichnet, sind ein End-to-End Verbindungs- und Ressourcenmanagement, eine allgegenwärtige Konnektivität zwischen den Netzwerken, Ethernet-basiertes Switching und Übertragung, gesteigerte End-to-End Service-Orientierung in Access- und Metro-Netzwerken sowie Service-orientierte Daten-, Kontroll- und Managementebenen. Für eine End-to-End Konnektivität und die Verwaltung ist die Interoperabilität entscheidend, die Betreiber zwischen den verschiedenen Netzwerkkomponenten vom Access- über das Metro-Netzwerk bis hin zum Backbone/Core erreichen müssen. Mit Netzwerken, die entsprechend der jeweiligen Nachfrage skaliert werden können, sind Betreiber in der Lage, Service Level Agreements (SLA) zu garantieren.

Ethernet verleiht Flexibilität

Für flexible und kosteneffiziente NGNs eignen sich fortschrittliche ethernetbasierte Netzwerk-architekturen ideal. Eine Carrier Ethernet-basierte Umgestaltung des Netzwerks vereinfacht die Migration von bestehenden Systemen und Technologien auf IP/Ethernet-Dienste und -Infrastrukturen und schafft ein konvergiertes, zukunftsfähiges Netzwerk auf Basis einer differenzierten und paketoptimierten Netzwerkinfrastruktur.

Folgende fünf Eigenschaften zeichnen Carrier Ethernet aus:

  • Standardisierte Dienste
  • Skalierbarkeit
  • Zuverlässigkeit
  • Quality-of-Service
  • Service Management

Ein integriertes verbindungsorientiertes Ethernet befreit die Endvermittlungen von teuren, nicht ausgelasteten Routern. Multi-Layer-Service-Managementtools helfen bei eventuellen Netzwerkfehlern und minimieren auf diese Weise Ausfälle und Reparaturzeit. Gerade bei sicherheitsrelevanten Anwendungen im Fahrzeug sind eine gleichbleibende Dienstgüte, Carrier-grade OAM-Funktionen (Operation, Administration, Maintenance) sowie hohe Robustheit sehr wichtig.

Fazit

Die Datenkommunikation im Fahrzeug steigt kontinuierlich – Internet und Auto wachsen zusammen. Daher ist es nur noch eine Frage der Zeit, bis große Datenvolumen auch aus diesen Applikationen bei den Netzwerken ankommen. Das bedeutet, dass Betreiber bereits heute auf den Bedarf von morgen vorbereitet werden müssen.

Während Netzwerkbetreiber heutzutage bereits stark an der Kapitalisierung der neuen Umsatzmöglichkeiten arbeiten, muss sie gleichzeitig ihre Infrastruktur einem nie dagewesenen Anstieg des Datenverkehrs anpassen. Denn nur durch eine optimale Netzwerkinfrastruktur können die Explosion des neu aufkommenden Datenverkehrs des „Connected Cars“ aufgefangen und entsprechende Services kostengünstig, schnell und effektiv auf den Straßen eingesetzt werden.

Über den Autor

Timon Lutze ist Hub Leader Germany & Switzerland bei Ciena

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