Wie Automotive-Ethernet und 5G das autonome Fahren voranbringen


DAS NERVENSYSTEM VERNETZTER FAHRZEUGE


Menschen sind komplexe Wesen: Unser Gehirn überträgt Signale über unser Nervensystem an unsere Muskeln. Gleichzeitig werden Impulse, die wir über unsere Sinnesorgane wahrnehmen, von unseren Nerven an unser Gehirn übertragen. Dadurch können wir mit unserer Umwelt kommunizieren, handeln und reagieren. Autonomes Fahren funktioniert ähnlich: Das Auto muss auf äußere Einflüsse reagieren und gleichzeitig mit seiner Umgebung kommunizieren.


Die wichtigsten Anforderungen, die ein solches Fahrzeug benötigt, sind ein „Gehirn“ in Form von leistungsstarken Rechnern, die im gesamten Fahrzeug installiert sind; „Tastsinn“ in Form von Sensoren; Automotive-Ethernet und leistungsstarke 5G-Kommunikation. Ethernet im Fahrzeug bildet sozusagen das „Nervensystem“, und die Antenne(n) stellen „Ohren und Mund“ dar. Dies alles wird dazu beitragen, die Zukunft des autonomen Fahrens in die Realität umzusetzen.


SICHERHEIT IM VERNETZTEN FAHRZEUG KOMMT VON INNEN


Wie der Mensch muss auch ein autonomes Fahrzeug Sicherheit von innen heraus erzeugen und eigenständig funktionieren. Voll- und hochautomatisierte Fahrzeuge müssen in der Lage sein, Sicherheitsprobleme mit ihren eigenen Sensor- und Aktorsystemen selbstständig zu bewältigen. Und sie müssen dies bewerkstelligen, ohne sich auf Daten zu verlassen, die von anderen Fahrzeugen auf der Straße oder der Infrastruktur erzeugt wurden. Daher benötigt das Fahrzeug Daten von Sensoren und einem agilen Nervensystem, das die Daten an alle im gesamten Fahrzeug installierten Rechner weiterleitet. Hier kommt Automotive-Ethernet ins Spiel. Es kann als


Nervensystem für die Autohersteller dienen – denn die Technologien, die Ethernet aus der IT hervorgebracht hat und die sich dort bereits bewährt haben, erfüllen die Anforderungen der Automotive-Branche in Bezug auf Übertragungsgeschwindigkeiten, Fehlertoleranz und vor allem Sicherheit. Darüber hinaus gilt Ethernet als zukunftssicher – eine Funktion, die für autonomes Fahren von entscheidender Bedeutung ist.


HOHE DATENRATEN UND ZUVERLÄSSIGKEIT SIND ENTSCHEIDEND


Automotive-Ethernet ermöglicht es, hohe Datenübertragungsraten im Auto zu erzielen. Derzeit bieten Automotive-Datennetze Geschwindigkeiten bis 10 GBit/s.


Hohe Bandbreite und schnelle Signalverarbeitung sind für das autonome Fahren unerlässlich. Darüber hinaus muss das Ethernet ausfallsicher und zuverlässig sein und wird daher mit redundanten Kabelbäumen ausgestattet, die einen Teilausfall ausgleichen und den weiteren Betrieb des gesamten Systems sicherstellen. Eine weitere Möglichkeit, die Ethernet-Zuverlässigkeit im Auto zu erhöhen, ist die ringförmige Anordnung der Kabel. Dabei können einzelne Komponenten weiterhin miteinander kommunizieren, wenn an einer Stelle im Ring ein Totalausfall auftritt. Eine äußerst kritische Aufgabe, die das Ethernet erfüllen muss, besteht darin, die von Fahrzeugsensoren erzeugten sicherheitsrelevanten Daten schnell und zuverlässig an die Recheneinheiten zu liefern. Erst dadurch kann das Fahrzeug gerade im Stadtverkehr autonom fahren. Für das autonome Fahren werden aber noch weitere Daten benötigt, insbesondere um den Fahrkomfort zu erhöhen.


5G-KOMMUNIKATIONSSYSTEME FÜR MEHR KOMFORT IN AUTONOMEN FAHRZEUGEN


Antennen sind bereits ein wesentlicher Bestandteil des vernetzten Fahrens. Sie liefern die Signale, die von anderen Fahrzeugen oder der Infrastruktur über das Ethernet und eine Datenanbindungsplattform empfangen werden, an das Rechenzentrum im Fahrzeug.


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