Nach Angaben des Connected Car Industry Report 2014 ist das Interesse an einer Vernetzung im Auto (Connected-Car) bei den Verbrauchern sehr hoch. 71 % der befragten Autofahrer setzen Connected-Car-Services bereits ein oder ziehen es in Erwägung. Rund drei Viertel davon halten M2M-Lösungen vor allem für vernetzte Sicherheits- und Diagnosefunktionen für sinnvoll. Für etwa die Hälfte aller Befragten sind vernetzte Funktionen eines der wichtigsten Entscheidungskriterien beim nächsten Autokauf. Diese Entwicklung blieb auch der Automobilindustrie nicht verborgen, für die der Ausbau von Connected-Cars mittlerweile ein zentraler Bereich geworden ist, wie eine Vielzahl von Kooperationen mit IT-Unternehmen zeigen. Mit der Ausweitung von Hochgeschwindigkeits-Mobilfunk können OEMs und wichtige Zulieferer zudem hochwertige Software und Services für das Auto bieten. Von Anwendungen zur Ortung, die digitale Dienste mit den Standorten in Echtzeit verbinden, über Infotainment-Systeme bis hin zu Sicherheitsservices unterstützen den Automotive-Markt dabei, ein zentraler Bestandteil des Internets der Dinge zu werden.

Ziel ist es, die Connectivity über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg zu erhalten.

Ziel ist es, die Connectivity über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs hinweg zu erhalten. Peugeot/Sierra Wireless

Ähnlich wie bei M2M-Lösungen in anderen vertikalen Märkten ist die Komplexität vernetzter Anwendungen die größte Herausforderung bei der Entwicklung von M2M-Lösungen für den Einsatz im Automotive-Bereich. Die Anwendungen sind mehrheitlich auf individuelle Bedürfnisse zugeschnitten und folgen daher keinem vorgegebenen Standard. Anwendungen werden in der Regel für die Hardware beziehungsweise die Chipsets eines bestimmten Herstellers entwickelt, sodass ein Wechsel zwischen verschiedenen Plattformen nur schwer möglich ist. OEMs müssen für jede neue Generation grundlegende Funktionalitäten neu entwickeln lassen. Das ist zum einen sehr aufwendig und kostenintensiv, zum anderen nicht nachhaltig, denn schon geringere Änderungen haben einen großen Aufwand zur Folge. Solange jede neue Lösung immer wieder die Integration von Prozessoren, Modems, Speicherkapazität, die erneute Zusammenstellung der Software-Komponenten sowie Testdurchgänge und Validierung erfordert, kann keine kostenoptimierte Lösung entstehen. Wenn neue Anwendungen im Fahrzeug mit bestehenden Systemen oder Funktionen nicht kompatibel sind, müssen die Autohersteller die Anwendungen an jede einzelne Plattform anpassen – ein vermeidbarer, kostenintensiver Aufwand.

Lösung für den Bereich Automotive

Open-Source-Plattformen können die Anwender bei ihrem Einstieg in die vernetzte Automotive-Welt unterstützen und die Markteinführung bei geringerem Kostenaufwand beschleunigen. Über diese universelle Anwendungsplattform lassen sich identische Anwendungen auf unterschiedlichen Geräten nutzen. Die Open-Source-Technologie bietet umfangreiche vorintegrierte Funktionen, die die Entwicklungszeit erheblich beschleunigen. Dazu gehört eine entsprechende Anwendungsumgebung, die all die Elemente einschließt, die Entwickler für moderne Automotive-Lösungen benötigen und die individuell sowie flexibel auf unterschiedliche Produkte anpassbar ist. Sie erleichtert darüber hinaus die Installation, die Verwaltung und die Durchführung von Upgrades. Auf dieser Grundlage können Unternehmen neue vernetzte Anwendungen schnell und kostengünstig entwickeln.

Mit einer Open-Source auf Linux-basierten Softwareplattform lassen sich Dienste auch beliebig erweitern und Komponenten austauschen, ohne das gesamte System neu aufsetzen zu müssen. Da ein vernetztes Auto einige Jahre im Einsatz ist, müssen auch Embedded-M2M-Anwendungen und -Geräte entsprechend langfristig verfügbar sein. Die Lösungen dafür sollten einfach zu bedienen sein und während der gesamten Lebensdauer des Autos Updates ermöglichen. Es liegt auf der Hand, dass Hersteller für den Einsatz in Millionen von Fahrzeugen flexible und skalierbare Softwareplattformen benötigen, mit denen Updates und eine ständige Leistungskontrolle in Echtzeit möglich sind.

Connectivity nutzen

Eckdaten

In der vernetzten Welt kommt es darauf an, den Entwicklungsprozess und die Verwaltung der vernetzten Geräte möglichst einfach zu halten. Ein standardisiertes Applikationsframework basierend auf Open-Source ist die beste Voraussetzung, um Herausforderungen von Connected-Car-Lösungen anzunehmen. Zu diesen Herausforderungen zählen zum Beispiel die technologische Fragmentierung und die fehlende Kompatibilität zwischen proprietärer Firmware und Softwarekomponenten. So können Zulieferer und Automobilhersteller neue Dienste und Produkte schneller einführen und gleichzeitig Kosten sparen.

Die zunehmende Verbreitung des LTE-Standards im Mobilfunkbereich eröffnet auch der Automotive-Industrie neue Optionen und Geschäftsfelder. Größere Reichweiten sowie die Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit erlauben den Einsatz hochwertiger und komplexer Dienste für mehr Sicherheit und Komfort im Auto sowie zur Schonung der Umwelt, aber auch eine bessere Wetter- und Verkehrsübersicht zur Vermeidung von Staus und Unfällen. Viele Hersteller bieten heute schon eigene Lösungen an. Bereits 2014 enthielten weltweit rund sieben Millionen Neufahrzeuge eine integrierter Datenverbindung; das entspricht 8 % aller neuen Fahrzeuge inklusive Bussen und LKWs. Die Integration der LTE-Technologie im Fahrzeug stellt jedoch eine noch größere Herausforderung dar: die kontinuierliche Verbindung zum Mobilfunknetz.

Autofahrer von heute erwarten, überall und jederzeit mit der Cloud verbunden zu sein. Eine moderne Vernetzung im Fahrzeug ist somit zu einem wichtigen Kaufkriterium geworden. Schätzungen zufolge werden in 2018 zwischen 20 und 40 Millionen neue Fahrzeuge mit einem integrierten Mobilfunksystem ausgerüstet sein. Viele attraktive Leistungen des vernetzten Autos sind jedoch nur dann sinnvoll, wenn sie jederzeit und überall in gleicher Weise verfügbar sind. Um eine optimale Reichweite und Abdeckung gewährleisten zu können, müssen OEMs mit allen verfügbaren mobilen Technologien und Frequenzbändern in einem bestimmten Gebiet zurechtkommen. In Europa brauchen sie dafür heute mindestens 2G- und 3G-Geschwindigkeit und in Kürze auch noch LTE, um die Gefahr einer Verbindungsunterbrechung möglichst zu minimieren. Die „Digitale Dividende“ – ein niedriges Frequenzband, ursprünglich für analoges Fernsehen bei 700 MHz in den USA und 800 MHz in Europa eingesetzt – wurde an die LTE-Technologie vergeben. Niedrige Frequenzen können größere Gebiete abdecken und daher ist LTE gerade für ländliche Gebiete ideal geeignet. Es gibt in einigen europäischen Ländern wie in Deutschland zudem Vorschriften für Mobilfunkbetreiber, LTE-Services vordringlich in ländlichen Gebieten einzuführen. Aktuell gelingt eine unterbrechungsfreie Versorgung am besten mit einer modernen Telematiklösung, die auf LTE-Technologie basiert, aber auf 2G- und 3G-Geschwindigkeit zurückgreifen kann, falls LTE nicht verfügbar ist.

Ein weiterer Grund für die beschleunigte Entwicklung in diesem Bereich sind geplante internationale Vorschriften wie der eingebaute Notrufdienst (E-Call), die Embedded-Connectivity in neuen Autos voraussetzen. Zudem hat sich die Erwartungshaltung der Käufer gewandelt: es geht immer weniger um die Geschwindigkeit oder die Dynamik des Motors, sondern um eine permanente Konnektivität. In jedem Restaurant, an jedem Flughafen und vielen anderen öffentlichen Orten bemüht man sich um ein modernes Kommunikationsangebot inklusive kostenlosem Wi-Fi, und dem sollte ein Auto nicht nachstehen. Nicht zuletzt geht es den OEMs um die sinnvolle Verwertung der im Fahrzeug gesammelten Daten. Informationen in Echtzeit über den Einsatz des Scheibenwischers allein geben schon einen Ansatz für eine verbesserte Vorhersage der Regenwahrscheinlichkeit. Angaben über die Position und die jeweilige Geschwindigkeit des Autos während der Fahrt können in die Verkehrsbeobachtung einfließen, um an bestimmten Stellen Staus zukünftig zu vermeiden. Der individuell ermittelte Fahrstil könnte Versicherungen wiederum Hinweise zur Anpassung der jeweiligen Versicherungspolice geben.

Kostensenkung durch LTE

Die Kosten für die Hardware einer eingebauten Telematiklösung setzen sich zum größten Teil aus der eingesetzten Mobilfunktechnologie und der Anzahl der Antennen zusammen. In der Regel steigen die Kosten für das Mobilfunkmodem mit der Erhöhung der Bandbreite. Ein 3G-Modem ist knapp dreimal so teuer wie ein 2G- Modem, und ein LTE-Modem wiederum dreimal so teuer wie ein 3G-Modem. Für 2G und 3G reicht eine Antenne aus, LTE erfordert mindestens zwei. In den meisten Fällen wird die Telematics Control Unit (TCU) an einer geschützten Stelle im Fahrzeug platziert; Antennen sind typischerweise auf dem Dach angebracht. Daher ist eine lange und entsprechend teure Antenne notwendig, beim Einsatz von LTE sogar zwei. OEMs achten demnach genau darauf, wie viel Bandbreite die jeweiligen Dienstleistungen benötigen und wie viel die eingesetzte Technologie tatsächlich liefert.

Ein weiterer Kostenpunkt ist die Softwareentwicklung. Bisher ließen sich die meisten Telematikanwendungen auf einer TCU nicht wiederverwenden, sodass für jede neue TCU-Generation auch wieder eine Neuentwicklung anstand. Heutzutage greift man eher auf wiederverwendbare Anwendungsplattformen zurück. Hier bietet sich ein sicheres Embedded- und Open-Source-Application-Framework auf Linux-Basis an, das an den Einsatz für Telematik-Anwendungen angepasst ist. Um Kosten zu senken, geht man auch immer mehr dazu über, separate Anwendungsprozessoren zu entfernen und Multicore-LTE-Module mit eigenem Applikationsprozessor zu nutzen. Vorintegrierte Multicore-Lösungen erlauben eine schnelle und kostengünstige Entwicklung sowie die Implementierung von leistungsstarken vernetzten Anwendungen.

Microsemi kauft PMC-Sierra

Kurz vor Redaktionsschluss erreichte uns die Nachricht, dass Microsemi das Unternehmen PMC-Sierra zu 100 % gekauft hat. Weitere Infos finden Sie hier.

Der Vorteil einer schnelleren Datenübertragung zum Auto besteht darin, Dienste mit hoher Bandbreite anbieten zu können, darunter Infotainment-Services oder moderne Navigationsdienste. Noch wichtiger für Automobilhersteller sind aber wohl Dienstleistungen, die LTE sozusagen unter der Motorhaube anbietet. Wenn ein Fahrzeug Verbindungen mit Hunderten Megabit pro Sekunde bewältigt, sollte ein vollständiges Software-Update im Fahrzeug schnell und problemlos möglich sein. Für Basisdienste wie Car-Finder, Zentralverriegelung oder Standheizung mit Fernbedienung reicht allerdings 2G-Geschwindigkeit.

Die erwartete Lebensdauer eines Autos beträgt je nach Hersteller zwischen zehn und 15 Jahren. Hinzu kommen zwei bis vier Jahre von der Entwicklung bis zur Serienproduktion. Demnach muss sich ein OEM bei der Auswahl des Systems für die Vernetzung im Fahrzeug für eine Technologie entscheiden, die auch noch in 12 bis 20 Jahren einsetzbar ist. In den USA deutet sich für 2016 schon das Ende des 2G-Netzwerks an. Andere Mobilfunkbetreiber weltweit werden diesem Trend voraussichtlich folgen. Betrachtet man die schnelle Ausbreitung von LTE-Netzwerken, kann man vermuten, dass auch das 3G-Netzwerk in Kürze seinen Zenit bald überschritten haben wird. Das wiederum setzt OEMs unter Druck, denn die ungewisse nahe Zukunft von 2G- und 3G-Verfügbarkeit bedingt einen beschleunigten Übergang zu LTE – und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sie die gigantische Bandbreite wirklich benötigen. Die Fragen nach den höheren Kosten stellen sich erst gar nicht, denn die OEMs müssen sicherstellen, dass die eingebaute Verbindung zum Internet während der gesamten Lebenszeit des Fahrzeugs funktioniert.