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Car2X: die neue Ära intelligenter Fahrzeugvernetzung

„Warum auf den 5G-Mobilfunkstandard warten? Schon 2019 läutet Volkswagen eine neue Ära des vernetzten Fahrens ein: Mit Car2X und WLANp können Fahrzeuge direkt untereinander und mit ihrer Umwelt kommunizieren – und so für mehr Sicherheit sorgen.“

Ist 5G die beste Technologie für das autonome Fahren? Das kann heute noch nicht beantwortet werden. Vielleicht ergänzt es in der Zukunft bereits bestehende Technologien, denn es wird erst in circa fünf Jahren nutzbar sein. Dabei gibt es heute bereits eine Plattform, die vernetztes Fahren auf eine ganz neue Ebene hebt. Durch WLANp erhalten Fahrzeuge innerhalb von wenigen Millisekunden Informationen von anderen Verkehrsteilnehmern oder dem eigenen Umfeld, wie etwa von Ampeln an Kreuzungen oder Sperranhängern auf der Autobahn. WLANp ist ein speziell entwickelter technischer Standard für die lokale Fahrzeugkommunikation. Er macht es möglich, dynamische und temporäre Daten in Echtzeit zu übertragen. Je nach Umfeld kann das Signal über eine Reichweite von 150 m in der Stadt und bis 800 m auf dem Land oder der Autobahn übertragen werden. Dabei wird ein Bereich von 360° abgedeckt und es entstehen keine laufenden Kommunikationskosten. Car2X basiert auf einer Funkverbindung und benötigt kein WLAN oder eine mobile Internetverbindung. „Da bei der lokalen Datenübertragung im Vergleich zur Mobilfunkverbindung keine Daten im Backend gespeichert werden, ist auch die Datensicherheit gewährleistet“, erklärt Thomas Biehle, Leiter Kooperative Sicherheit und Elektronikprozesse bei Volkswagen.

Car2X ist keine Zukunftsmusik – Mobilität von Heute

Unfallschwerpunkt Abbiegen: Auto- und Radfahrer kommunizieren zuvor miteinander

Die Car2X-Technologie warnt in der ersten Generation den Fahrer etwa vor Pannenstellen, dem Stauende oder Unfallstellen. Aber auch vor Notbremssituationen: Tritt ein Fahrer stark auf die Bremse oder schaltet sich ein automatisches Bremssystem ein, wirkt sich das auf den nachfolgenden Verkehr aus. Durch Car2X wird über plötzliche Bremsmanöver anderer Verkehrsteilnehmer informiert, sodass die eigene Geschwindigkeit rechtzeitig reduziert werden kann. Auch stationäre Gefahrenstellen wie eine Straßenreparatur, kann dem Fahrer angezeigt werden. Ein weiteres Szenario: Nähert sich ein Rettungswagen, muss schnell eine Gasse gebildet werden. Fahrzeugscheiben werden jedoch stetig verbessert, um noch mehr Lärm abzuschirmen und den Komfort zu erhöhen. Das führt aber dazu, dass Geräusche später wahrgenommen werden. „Mit Car2X erhält der Fahrer die Information, dass sich ein Einsatzfahrzeug nähert und aus welcher Richtung es kommt, noch bevor er die Sirene wahrnimmt. Proaktiv kann eine Rettungsgasse gebildet werden – dass kann im Notfall wichtige Sekunden einsparen“, so Biehle. Noch viele weitere Szenarien sind denkbar.  

Auch vor der Einfahrt in unübersichtliche eng bebaute Kreuzungen kommunizieren Autos künftig miteinander

Das ist nicht nur in der Theorie möglich. Dass diese Situationen auch in der Realität funktionieren, zeigen Testversuche in Wolfsburg, Braunschweig und Frankfurt. Auf einer Hauptverkehrsstraße in Wolfsburg wurde ein Testabschnitt eingerichtet, in dem zehn Verkehrssignalanlagen die Ampelphasen durch diese Technologie aussenden. Das verbessert den Verkehrsfluss, indem unnötiges Bremsen und Beschleunigen verhindert wird.

Die WLANp-Technologie unterstützt damit auch eine nachhaltige Fahrweise. Einen weiteren Beitrag zur Verkehrs- und Fahrzeugsicherheit soll geschaffen werden, indem Fußgänger, Radfahrer und Motorradfahrer an Kreuzungen erkannt werden. Zwei Wolfsburger Kreuzungen wurden bereits mit moderner Sensorik ausgestattet und können genauere Informationen liefern als die im Vergleich ungenauen Positionsdaten eines Smartphones.

Seit längerer Zeit ist WLANp bereits nutzbar. Die Herausforderung lag allerdings darin, sich europaweit und herstellerübergreifend auf eine Technologie zu einigen. Alle Verkehrsteilnehmer müssen eine einheitliche Sprache sprechen, um miteinander zu kommunizieren. Diese einheitliche Kommunikation bedarf Kooperationen mit anderen Technologie-Herstellern. Werden nicht die gleichen Standards in Fahrzeugen, Ampeln oder Baustellenanhängern verwendet, ist es nicht möglich, die Informationen zu übertragen. „Wir müssen einen Standard und ein System haben, das nicht nur Volkswagen, sondern der ganze Verkehr nutzt“, sagt Thomas Biehle. Volkswagen ist es gelungen eine erste Infrastruktur durch eine Zusammenarbeit etwa mit Siemens, dem Verkehrsministerium sowie mit Behörden wie der Polizei sowie Städten wie z.B. Kassel und Wolfsburg, zu schaffen. Letztere soll die Vorteile der intelligenten Fahrzeugvernetzung frühzeitig erlebbar machen und eine digitale Modellstadt werden.  

Einfach erklärt: 2G, 3G, 4G und 5G

Bei den Begriffen Abkürzungen 2G, 3G, 4G und 5G handelt es sich um Mobilfunkstandards – das G steht dabei für die jeweilige Generation. Auf mobilen Geräten ist die Geschwindigkeit der Datenübertragung wichtig und genau da liegen die Unterschiede

  • Aktuell in Deutschland existent aber nicht in jeder Region flächendeckend: 2G, 3G und 4G.
  • Der Mobilfunkstandard 5G soll erst 2020 an den Start gehen. Dieser ist allerdings nicht ausschließlich für die private Nutzung gedacht, sondern soll auch für die Industrie nutzbar sein. Daher soll auch eine noch höhere Geschwindigkeit bei der Datenübertragung gewährleistet werden.
  • LTE-V2X ist eine Brückentechnologie auf dem Weg zu 5G-V2X und soll eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen ermöglichen. Die Verfügbarkeit dieser Technologie ist jedoch bisher stark eingeschränkt. Ein herstellerübergreifender Nachweis über die Massentauglichkeit wurde daher bisher nicht erbracht.
  • 5G-V2X soll basierend auf dem neuen 5G Standard die direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und Verkehrsinfrastruktur ermöglichen. Der Standard befindet sich noch in der Entwicklung.
 
Ein Überblick über die verschiedenen Generationen:
Generation Mobilfunkstandard Maximale Downloadrate
2G GPRS bis zu 54 kBit/s.
2G EDGE bis zu 220 kBit/s.
3G UMTS bis zu 384 kBit/s.
3G HSPA bis zu 7,2 MBit/s.
3G HSPA+ bis zu 42 MBit/s.
4G LTE etwa bis zu 300 MBit/s.
4G LTE+ etwa bis zu 4 GBit/s.
5G / etwa bis zu 10 GBit/s.

Es gibt keinen Grund zu warten

Ist 5G die beste Technologie für das autonome Fahren? Das kann heute noch nicht beantwortet werden. Vielleicht ergänzt es in der Zukunft bereits bestehende Technologien, denn es wird erst in circa fünf Jahren nutzbar sein. Umstritten ist allerdings noch der flächendeckende Ausbau, der alleine in Deutschland Kosten in Milliardenhöhe betragen kann. Ob die direkte Kommunikation mittels 5G-V2X eine Lösung darstellt, ist umstritten. „Da sich die 5G-V2X Technologie noch in der Standardisierung befindet, ist es bisher nicht abschätzbar ob alle Anforderungen für die Umsetzung von Verkehrseffizienz und Sicherheitsanwendungen erfüllt werden. Dies müssen Feldtests validieren, sobald die Technologie verfügbar wird.“, so Biehle. Volkswagen will die Möglichkeiten des vernetzten Fahrens aber bereits heute dafür nutzen, den Verkehr sicherer zu machen – auf der Grundlage des bereits funktionierenden WLANp. Die Frequenzen sind international zugeteilt und Technologie, Standards und Funktionen von Fahrzeug- sowie Infrastrukturherstellern sind erprobt und validiert. Thomas Biehle: „Sollte nach der Einführung von 5G neue Möglichkeiten bestehen, können wir die Technologie erweitern. Aber es gibt keinen Grund nicht heute schon das Thema anzugehen, Hürden zu nehmen und aus der Erfahrung zu lernen.“

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