Funktionale Sicherheit und Datenschutz

Sichere V2X-Kommunikation und autonomes Fahren

6. Juli 2017, 13:07 Uhr | Von Süleyman Berber
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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Ein klares Konzept für ein intelligentes Transportsystem

Diese hier nur kurz skizzierten Aspekte geben einen Eindruck von der Komplexität des Themas V2X. Um die damit verbundenen Anforderungen zu definieren und zu erfüllen, ist ein Gesamtkonzept für eine gemeinsame Kommunikationsarchitektur erforderlich, in die sich alle Akteure, Komponenten und Systeme einfügen können. Hierbei spielt die Normung eine entscheidende Rolle. Europa hat ein klares Konzept zum Aufbau eines Intelligent Transport System (ITS), das die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur eindeutig in Standards des European Telecommunications Standards Institute (ETSI) regelt. ITS zeichnet sich durch die Verwendung von Informations- und Kommunikationstechnologien innerhalb der definierten Verkehrsinfrastruktur für den Transport von Personen und Warengüter aus.

(a) Illustration für ITS-Kommunikation und (b) ITS Communications Reference Scenario.
Bild 1. (a) Illustration für ITS-Kommunikation und (b) ITS Communications Reference Scenario.
© ETSI EN 302 665 | ETSI TS 102 940

Analog zum in der Norm DIN SPEC 91345 spezifizierten Referenzarchitekturmodell der Industrie 4.0 (RAMI4.0) ist auch das für die Fahrzeugkommunikation geltende Referenzmodell standardisiert, jedoch im ETSI EN 302 665. Das Referenzmodell bildet die Grundlage für jeden Teilnehmer, der innerhalb des ITS (Bild 1) wirken möchte.

Angelehnt an das Open Systems Interconnection Model (OSI-Schichtenmodell) werden in der Referenzarchitektur die einzelnen Bestandteile einer jeden ITS-Station definiert und die einzelnen Protokolle voneinander getrennt (Bild 2). Der Informationsaustausch erfolgt über Schnittstellen, den sogenannten Service Access Points (SAP).

Die Applications-Schicht ist unterteilt in die Bereiche „Road Safety“, „Traffic Efficency“ und „Other Applications“. Die Anwendungen sollten zuverlässig, sicher und ohne Verzögerungen funktionieren. Manche Anwendungen werden vorrangig behandelt, um die Betriebsfähigkeit und die Funktionen einer ITS-Gesamtanwendung zu gewährleisten.

Im Facilities-Layer werden Informationen vom System für den Benutzer bereitgestellt, die dann über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) abgerufen werden können. Darüber hinaus werden Informationen zur geographischen Position (Longitude, Latitude, Altitude) sowie die aktuelle Uhrzeit bereitgestellt und verwaltet. Einer der wichtigsten Aspekte dieser Ebene ist die Verwaltung des Nachrichtenaustauschs. Dabei gibt es drei grundlegende Typen von Nachrichten:

  • Ereignis-basierte Daten,
  • periodisch basierte Daten (zu Position, Richtung und Geschwindigkeit) und
  • Service-basierte Daten.

Für die Kommunikation werden zudem geeignete Kommunikationskanäle ermittelt und ausgewählt. Mit dem Konzept der Service Oriented Architecture (SOA) werden Netzwerk-basierte Dienste unterstützt und angeboten, wodurch sich Software-Aktualisierungen vornehmen lassen.

Die Netzwerk- & Transport-Schicht (Networking & Transport Layer) beinhaltet die bekannten Funktionalitäten der Netzwerk- und Transport-Schicht des OSI-Schichtenmodells, erweitert um weitere Netzwerk- und Transportprotokolle. Unterstützung finden auf der Netzwerk-Ebene die Protokolle: GeoNetworking (ETSI TS 102 636-1 bis 6)3), IPv6 mit Mobilitätsunterstützung (ETSI TR 123 975 V14.0.0: 2017-05 und ETSI TS 129 275 V14.0.0: 2017-04), IPv6 mittels GeoNetworking (ETSI TS 102 636-6-1) und andere.

Die Zugangs-Schicht (Access Layer) schließlich wird unterteilt in eine physikalische Schicht, die physikalisch mit dem Kommunikations-Medium verbunden ist, und einer „Data-Link“- Schicht, die den Zugriff auf das Kommunikationsmedium verwaltet. Der Standard unterstützt sowohl drahtgebundene Technologien wie Ethernet als auch drahtlose wie WLAN oder Bluetooth.

OSI-Schichten-Modell angewandt für die ITS Station Reference Architecture.
Bild 2. OSI-Schichten-Modell angewandt für die ITS Station Reference Architecture.
© ETSI EN 302 665 | ETSI TS 102 940

  1. Sichere V2X-Kommunikation und autonomes Fahren
  2. Ein klares Konzept für ein intelligentes Transportsystem
  3. Risikoanalysen zur Steigerung der IT-Security
  4. Gratwanderung zwischen Sicherheit und Kontrolle
  5. Süleyman Berber

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