IEEE 802.11p / pWLAN / WLANp / ITS-G5 (Car2Car)

ITS-G5 ist ein Standard für die Fahrzeugvernetzung, der auf dem WLAN-Standard IEEE 802.11p mit der Kurzbezeichnung pWLAN bzw. WLANp beruht. IEEE 802.11p wurde 2010 spezifiziert und basiert auf der veralteten WLAN-Spezifikation IEEE 802.11a. Mit IEEE 802.11bd gibt es einen Nachfolgestandard, der auf IEEE 802.11n basiert.

ITS-G5 bzw. WLANp ist ein Standard für Konzepte, wie Vehicle-to-Everything (V2X), Car2X-Kommunikation (C2X), Dedicated Short-Range Communications (DSRC) und Cooperative Intelligent Transport Systems (C-ITS), bei denen Autos und andere Verkehrsteilnehmer und mit der Verkehrstechnik in ihrer unmittelbaren Umgebung kommunizieren sollen.
Im Car-2-Car Communication Consortium (C2C-CC) haben sich europäische Automobilhersteller, Zulieferunternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen, um den WLANp-Standard zu entwickeln.

Hinweis: Die US-Regulierungsbehörde Federal Communications Commission (FCC) hat im Dezember 2019 angekündigt, der Autovernetzung mit pWLAN (IEEE 802.11p) das Funkspektrum zu entziehen. Die Entscheidungen hat oft Auswirkungen auf die Entscheidungen der Regulierungsbehörden in anderen Ländern.

WLANp-Technik

Für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen wurde die WLAN-Funktechnik auf die Funkübertragung zwischen sich bewegenden Sendern und Empfängern optimiert. Die Nachrichten werden als Broadcast gesendet. Es gibt keine Basisstationen, die den WLANp-Datenverkehr koordinieren. Diesen Betriebsmodus bezeichnet man als „Outside the context of a Basic Service Set“ (OCB). Es ist so eine Art Adhoc-Betriebsmodus. Während sich in üblichen WLANs die Geräte den Erhalt einer Nachricht bestätigen (CSMA/CA), wird im OCB-Modus darauf verzichtet. Dadurch sind bei IEEE 802.11p die Latenzen um 1 Millisekunde herum sehr kurz. Wenn man davon absieht, dass sich überschneidende Funksignale (Kollision) Pakete auslöschen können. Bei einer zu hohen Verkehrsdichte können Nachrichten durch Paket-Kollisionen nicht ankommen.
Die Reichweite beträgt maximal 800 Meter und im Schnitt 500 Meter. In der Praxis muss man mit einer deutlich kürzeren Reichweite rechnen.
Die Nachfolgetechnik mit dem Standard IEEE 802.11bd nutzt die mit IEEE 802.11n eingeführte MIMO-Technik (Multiple Input Multiple Output). Zusätzliche Redundanz und damit Zuverlässigkeit erfolgt mittels Space Time Block Coding (STBC).

Nachteile

  • Wenn aber zwei oder mehr Fahrzeuge Nachrichten gleichzeitig abschicken, kommt es zu Kollisionen, sodass die Nachrichten nicht zugestellt werden. Die Anzahl der Kollisionen durch gleichzeitige Nutzung des Frequenzbandes nehmen mit zunehmender Fahrzeugdichte zu.
  • IEEE 802.11p überbrückt nur ein paar hundert Meter. Es fehlt eine übergreifende Infrastruktur, wie bei Mobilfunk, damit sich die Verkehrsteilnehmer mit eine zentralen Leitstelle verbinden können. Diese Infrastruktur muss aufgebaut werden.

Kosten

Die Befürworter von WLANp weisen daraufhin, dass die Kommunikation zwischen Fahrzeugen gebührenfrei ist. Dabei ist WLANp nicht kostenlos zu haben. Denn die Integration der Technik in Fahrzeuge und Infrastruktur, sowie der Betrieb der Infrastruktur muss trotzdem bezahlt werden.

Dazu gibt es ein einfaches Beispiel. Die WLANp-Kommunikation erfolgt verschlüsselt, mittels Zertifikaten. Dafür müssen Zertifizierungsstellen aufgebaut und betrieben werden. Die Frage ist, wer baut die auf, wer betreibt sie und wer bezahlt dafür und wieviel?

C-V2X vs. ITS-G5

Neben dem älteren Standard ITS-G5 auf Basis von IEEE 802.11p konkurriert auch C-V2X als Funktechnik für die Kommunikation zwischen Fahrzeugen.
Die Mobilfunk-Spezifikation gilt als leistungsfähiger und baut auf einer bereits etablierten und verbreiteten Technik. Weltweit gibt es die Tendenz C-V2X zu bevorzugen.

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