Single-LAN Vernetzung von Fahrzeugen

Die Vorteile vernetzter Fahrzeuge sind vielfältig und zahlreich: optimierte Arbeitsprozesse, verbesserte Produktivität, erhöhte Flottensicherheit und zeit- und ortsunabhängiger Zugang zu wichtigen Informationen wie Füll- und Zählerständen. [...]

Die digitale Transformation treibt Unternehmen zu stetigen Veränderungen. Konnektivität immer und überall ist verstärkt die Devise und in vielen Fällen ein Muss. Das gilt insbesondere für Logistik- und Transportunternehmen oder für den Einsatz im Rettungs- und Polizeiwesen. Die Verkehrstechnologie hat sich in den letzten zehn Jahren rasant entwickelt und die drahtlose Konnektivität hat eine neue Ära der Vernetzung im Fahrzeug eröffnet.

Neueste Forschungsergebnisse der Industrievereinigung Groupe Speciale Mobile Association (GSMA) sagen voraus, dass bis 2025 die meisten Autos der Welt mit irgendeiner Form von Netzwerkanbindung gebaut werden. Ein Beispiel dafür, ist die eCall-Verordnung des Europäischen Parlaments, nach der seit April 2018 alle Neufahrzeuge mit der eCall-Technologie ausgestattet sein müssen. Im Falle eines schweren Unfalls wählt eCall automatisch die 112, die einheitliche europäische Notrufnummer.

Vernetzte Fahrzeuge: Vielerorts längst State-of-the-art

Einer der Bereiche, in denen die Fahrzeugvernetzung längst Alltag ist, sind Rettungsdienste. Während man von intelligenter Bekleidung, die die Standorte der Feuerwehrleute, ihre Herzfrequenzen und Körpertemperaturen überwacht, noch weit entfernt ist, erreichen eine Reihe von Anwendungen im Fahrzeug bereits eine signifikante Nutzung bei den Rettungsdiensten.

Hier einige Beispiele:

• Rechnergestützte Betriebsleitsysteme (engl.: Computer-Aided Dispatch, CAD) und elektronische Datenübermittlungssysteme werden von Polizei und Rettungsdiensten verwendet, um beispielsweise den nächstgelegenen Rettungswagen zu einer Unfallstelle zu schicken.

• Über das Fahrzeug vernetzte Kameratechnik ermöglicht die Untersuchung von Vorfällen aus der Ferne. Notfallszenen können zum Beispiel in Echtzeit ausgewertet werden, um die richtige Anzahl an Helfern oder Rettungssanitätern zu bestimmen. Angeschlossene Kameras können auch gestohlene Fahrzeuge, Diebstähle oder verdächtige Aktivitäten aus der Ferne erkennen.

• Vernetzte Krankenwagen können in Notfällen den Sanitätern den Zugang zu elektronischen Gesundheitsakten für eine effektivere Entscheidungsfindung ermöglichen. Informationen wie Behandlungspläne, mögliche Wechselwirkungen von Medikamenten und frühere Krankheitsgeschichten sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Patienten unabhängig von ihrem Standort eine personalisierte und genaue Versorgung erhalten. Die Aufzeichnungen können auch mit neuen Informationen aktualisiert werden, um sicherzustellen, dass die Notaufnahme alle Statistiken hat, die sie benötigt, wenn der Patient eintrifft.

• In dünn besiedelten Regionen, beispielsweise in den USA, werden vernetzte Krankenwagen eingesetzt, um Patienten mit eingeschränkter Mobilität Standarduntersuchungen anzubieten, für die sie normalerweise in ein Krankenhaus oder ein Ärztezentrum fahren müssten.

• GPS-Ortungsdienste ermöglichen eine schnelle und genaue Ortung von Krankenwagen, auch wenn die Sanitäter zu beschäftigt sind, um telefonisch zu reagieren.

Connected Verhicles – Herausforderungen

Die Vorteile vernetzter Fahrzeuge sind vielfältig und zahlreich. Sie sorgen für optimierte Arbeitsprozesse, eine verbesserte Produktivität, eine erhöhte Flottensicherheit und den zeit- und ortsunabhängigen Zugang zu wichtigen Informationen, wie Füll- und Zählerständen, egal ob auf der Straße, der Schiene oder auf See. Für die Übertragung der in den Fahrzeugen auflaufenden Daten nutzen Flottenbetreiber überwiegend 4G LTE. Der Mobilfunkstandard ermöglicht eine zuverlässige, sichere und kosteneffektive Konnektivität. Über LTE können Flottenbetreiber außerdem ihren Passagieren Mehrwertdienste anbieten, etwa Bord-WLAN.

Die Kehrseite der Medaille betrifft – wie so häufig – die Komplexität der IT. IT-Verantwortliche stehen nicht nur vor der Herausforderung, wie sie die technologischen Lösungen im Fahrzeug am besten nutzen können, sie müssen auch entscheiden, welche Lösungen am besten zu ihren individuellen Bedürfnissen passen. Überdies sind gut 20 angeschlossene Geräte und mehr in diesen Hightech-Flotten eher die Regel als die Ausnahme. Ein „Multi-Service“-Ansatz für Fahrzeugnetze, bei dem individuelle SIM-Karten und separate Abrechnungsdienste für jedes vernetzte Gerät genutzt werden, lassen vernetzte Flotten schnell hochkomplex und vor allem teuer werden.

Ein einziges LAN für alles

Die Alternative ist ein Single-LAN-Ansatz, bei dem alle Geräte im Fahrzeug in einem Netzwerk miteinander verbunden werden und nur über eine gemeinsame Schnittstelle nach außen kommunizieren. Möglich machen dies spezialisierte Router für den Ruggedized-Einsatz. Diese robusten Geräte wurden speziell für Fahrzeuge entwickelt. Sie konsolidieren die gesamte Konnektivität im Fahrzeug in einem einzigen LAN bzw. WLAN, wobei diese Geräte entweder eine oder mehrere SIMs verwalten.

Über mitgelieferte Software können alle Aspekte virtueller und physischer Layouts sowie die voraussichtliche Nutzung berücksichtigt und justiert werden. Mithilfe der Cloud lassen sich die In-Vehicle-Netzwerke, aber auch die Router selbst aus der Ferne einrichten und steuern, was Flottenbetreibern in die Hände spielt, die logistisch nicht in der Lage sind, ihre Flotte mehrmals wöchentlich an einem zentralen Ort anzudocken, um Updates zu installieren, Probleme zu beheben oder Daten zu übertragen. Darüber hinaus können an den als Gateway fungierenden Router eine Reihe von Geräten angeschlossen werden, die für den Fernzugriff nicht geeignet sind, z.B. HMI-Touchscreen-Schnittstellen.

Der Punkt Sicherheit: SD-Perimeter versus VPN
Moderne Netzwerklösungen für Fahrzeuge setzen auf so genannte Software-definierte Perimeter, kurz: SD-P, um die übertragenen Daten zu schützen. Die Verwendung eines SD-P bedeutet, dass eine Active Directory-Domäne auf andere Geräte ausgedehnt werden kann, wodurch man eine Pseudo-Layer-2-Verbindung in das entfernte Fahrzeug–LAN erhält. Solange das Gerät eingeschaltet und online ist, ist das zentrale IT-Team über die Active Directory-Domäne verbunden und das Fahrzeug ist Teil des größeren Unternehmensnetzwerks.

SD-P ist gerade im mobilen Einsatz eine weitaus bessere Lösung als die Nutzung von Virtual Private Networks (VPNs). Für Fuhrparkmitarbeiter, vom Lkw-Fahrer bis zum Polizisten, zählt jede Minute und die Verbindung zu einem VPN kostet wertvolle Zeit. Die Notwendigkeit, sich mit dem VPN zu verbinden, kann zu Frust und Zeitverlust führen, wenn das Fahrzeug jedes Mal, wenn das LTE-Signal vorübergehend abfällt, neu verbunden werden muss. Weitaus effektiver ist ein Software-definiertes virtuelles Overlay-Netzwerk, das als mobiles LAN fungieren kann und die Autorisierung von Fahrzeugen im Netzwerk auch bei vorübergehender Unterbrechung des LTE-Signals aufrechterhält.

Erweiterung des Unternehmensnetzwerks auf die Straße

Das Netzwerk ist nicht mehr auf die vier Wände des Unternehmenssitzes beschränkt, sondern erstreckt sich auf alle Straßen und Wege, die eine Organisation erreichen muss. Für viele Unternehmen und Organisationen wird der effektivste Weg eine Lösung sein, die einen Überblick über das gesamte Netzwerk bietet und die Kontrolle und Sicherheit auch auf die Straße ausdehnt.

Der hier vorgestellte Single-LAN-Ansatz und die SD-Perimeter-Technologie sind wesentlich weniger komplex und sowohl unter Service- als auch unter Technologiegesichtspunkten einfacher zu handhaben als herkömmliche Ansätze und Technologien. Die Bereitstellung eines einzigen LANs bzw. WLANs bedeutet, dass mit weniger finanziellen Mitteln als bisher theoretisch beliebig viele Geräte angeschlossen werden können, während gleichzeitig Fernzugriffs- und Überwachungsfunktionen zur Verfügung stehen und sensible Daten geschützt sind.

*) Sascha Kremer ist Director Business Development bei Cradlepoint Deutschland