Figura 1: Protocoalele de comunicație care susțin V2X (Sursa: Mouser)
Anterior în această serie de articole, Articolul 3/6 Autonomia vehiculelor: Care sunt etapele cheie?, subliniam faptul că, pentru ca autonomia completă a vehiculului să fie atinsă (SAE Level 5), baza de cunoștințe instantanee a unei mașini autonome va depinde nu numai de senzorii proprii ai vehiculului, ci și de primirea de informații de la alte vehicule și de la infrastructura rutieră inteligentă din vecinătate. Doar atunci când sistemele vehiculului primesc o imagine completă și detaliată a mediului său apropiat, acesta poate naviga fiabil, în siguranță și ușor. Aceste surse suplimentare de informații vor proveni de la sistemele wireless V2V (vehicle-to-vehicle) și V2I (vehicle-to-infrastructure). Protocoalele fără fir care stau la baza acestora, utilizate pentru implementarea V2V și V2I, sunt încă în curs de revizuire și validare tehnică la nivel regional și național, dar este clar că ratele de transfer sincrone de mare viteză cu latență redusă sunt cerințe esențiale, la fel ca și securitatea datelor. Cele două opțiuni propuse sunt un protocol de comunicații dedicate cu rază scurtă de acțiune (DSRC – Dedicated Short-Range Communications) bazat pe Wi-Fi 5 (802.11p) și C-V2X, care utilizează rețeaua celulară 5G. Ambele protocoale funcționează în spectrul de 5,9 GHz, dar niciunul dintre ele nu suportă vreo formă de interoperabilitate.
Până acum, a existat o amplă dezbatere în cadrul industriei cu privire la metoda de comunicație care trebuie adoptată, ceea ce a determinat unii producători de vehicule și organizații naționale de reglementare să ia o decizie proprie. În cazul furnizorilor de semiconductori, unde există cicluri de dezvoltare lungi, unii au optat pentru dezvoltarea de chipset-uri care să suporte oricare dintre cele două protocoale. Având în vedere că rețeaua 5G necesară pentru a susține implementarea C-V2X este în curs de desfășurare, se pare că DSRC se află într-o poziție de forță, dar pe termen scurt. Potențial, așteptarea unei implementări complete a 5G ar putea întârzia testele cu autovehiculele autonome, motiv pentru care DSRC este mai atractiv.
DSRC
La prima vedere, DSRC pare să aibă cele mai bune acreditări tehnice. Cu o rază de acțiune de până la 300 m, viteze mari de transfer de date și o latență scăzută de aproximativ 5 ms, DSRC îndeplinește cerințele V2V și V2I.
Acesta a fost deja adoptat pentru sistemele de taxare auto în Japonia, iar agenția austriacă pentru autostrăzi, ASFINAG, l-a adoptat pentru V2V și V2I în întreaga sa rețea rutieră. Producătorul de vehicule VW a încorporat conectivitatea DSRC în noua sa platformă Golf 8. Orașul german Ludwigsburg a ales, de asemenea, DSRC pentru a echipa vehiculele de pompieri și de salvare, astfel încât acestea să poată controla și sincroniza semafoarele din oraș pentru a accelera traseul în caz de urgență.
Statele Unite ale Americii au implementat DSRC într-o fază incipientă, dar, de atunci, au realocat tot spectrul disponibil pentru C-V2X. Deși DSRC este relativ ieftin, temerile legate de securitatea și vulnerabilitatea sa la atacuri de tip “man-in-the-middle”, precum cele legate de C-V2X bazat pe tehnologia celulară, care va utiliza infrastructurile celulare existente, fac ca dezbaterea să persiste, ceea ce este de înțeles. Există, de asemenea, îngrijorarea că DSRC, deși este citat ca oferind viteze rapide de transfer de date, va fi surclasat de capabilitățile 5G odată ce se va începe implementarea. Cu toate acestea, în prezent, industria pare să fie cuprinsă de o dispută între cele două tabere pentru a afla care este cea mai bună soluție.
C-V2X
Faptul că C-V2X poate utiliza infrastructura rețelei 5G pe măsură ce aceasta va fi implementată reprezintă un avantaj evident. De asemenea, ponderea investițiilor și dezvoltarea continuă a rețelelor celulare reprezintă un avantaj considerabil față de DSRC, care pare să nu aibă alte cazuri de utilizare sau o foaie de parcurs viitoare și, prin urmare, va fi mai costisitor de implementat și de întreținut. 5G are o strategie bine definită de creștere a vitezelor de transfer de date până la zeci de Gbps, iar datele V2X pot beneficia de o latență extrem de scăzută și de o prioritizare a pachetelor.
Asociația 5G Automotive Association (5GAA) a efectuat o analiză a performanțelor obținute de C-V2X și DSRC pentru a simula scenarii de autostrăzi aglomerate, în care sistemele V2X ar trebui să deservească un număr mare de vehicule. Rezultatele au subliniat faptul că rețeaua 5G era mai bine echipată decât DSRC pentru a se adapta la aceste condiții și a menține în continuare rate de date, latență și parametri de rază de acțiune acceptabile. Ford a continuat să extindă domeniul de aplicare al testelor 5GAA și a concluzionat că C-V2X a obținut rezultate foarte acceptabile, în special în condiții de vizibilitate directă.
În cadrul propriei revizuiri a protocoalelor V2X, guvernul britanic a evidențiat mai multe aspecte ale C-V2X care necesită investigații suplimentare.
- Deoarece numărul de cazuri de utilizare pentru 5G continuă să se extindă, este nevoie de o mai mare colaborare pentru a menține securitatea în mai multe domenii și de la un capăt la altul.
- De asemenea, arhitectura 5G cu mai multe layere stipulează un cadru unificat de securitate care să se extindă pe fiecare strat.
- Pe măsură ce rețelele 5G evoluează, metodele de securitate puse în aplicare acum trebuie să continue pe parcursul ciclului de viață al modificărilor arhitecturale ulterioare.
Dezbaterea dintre DSRC și C-V2X va continua probabil pentru o perioadă de timp, dar, indiferent de rezultat, viitorul vehiculelor autonome se bazează pe accesul la o rețea de comunicații ultrafiabilă, care să aibă un nivel ridicat de redundanță și o acoperire geografică extinsă. În ceea ce privește C-V2X, în cazul în care implementarea 5G se concentrează în zonele dens populate, este posibil ca vehiculele autonome să fie inițial limitate la mediile urbane.
Nu pierdeți următorul articol despre conducerea autonomă oferit de Mouser Electronics.
Autor:
Mark Patrick
Mouser Electronics
Authorised Distributor
www.mouser.com
Urmărește-ne pe Twitter
