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車聯網時代 V2X和以太網將顛覆車載通信格局?

瀏覽次數:162 日期:2019-09-04 09:04:11

如今,隨著各項相關技術的突破,由汽車、電子、信息通信、道路交通運輸等行業深度融合而成的新型產業形態——車聯網正離人們的生活越來越近。不過,要實現汽車與一切事物的互聯網互通,就必須要有統一的標準。然而,業界對車聯網通信系統相關技術標準仍存在爭論。DSRC和LTE-V誰將成為移動通信最終標準?車載以太網標準將取代CAN總線?

陽光啊

車聯網通信技術分類

據華為領域總經理樊玉軻介紹:“車聯網主要依賴3方面的通信技術:車身有線通信、短距無線通信和遠距移動通信技術?!?

他進一步介紹說,有線通信主要是車載設備通過CAN-BUS現場總線與車身區域的控制單元通信,以獲取車速、胎壓、油量等信息。

而短距離無線通信主要是用于高速公路及停車自動繳費、無線設備互聯使的 RFID 傳感識別技術。

遠距離移動通信包括Wi-Fi、 DSRC等通信技術,后者主要使用的GPRS、3G、LTE/4G和未來的5G等移動通信技術,可實現V2X(車聯萬物)。

為此,車聯網要支持的有線通信方式包括CAN總線、雙絞線、USB接口等,要支持的無線通信方式包括5G、GSM/GPRS、CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA、LTE、WiMAX、Wi-Fi、DSRC、UWB、藍牙、IR、衛星通信等。

彎彎

LTE-V2X與DSRC誰主沉浮?

車聯網是智能交通系統的關鍵,其中V2X技術可實時感知車輛周邊狀況進行及時預警,成為當前世界各國解決道路安全問題的一個研究熱點。根據美國交通部提供的數據,V2V技術可幫助預防80%各類交通事故的發生。

V2X技術有四個主要組成部分:車輛到車輛(V2V),車輛到基礎設施(V2I)、車輛到行人(V2P)和車到互聯網(V2N)。但是,目前V2X通信技術有DSRC與LTE V2X兩大路線。既有人支持擁有長時間行車安全測試積累、相對成熟的DSRC,也有人力挺適用于更新應用場景、更具后發優勢的LTE-V2X。

高通技術標準高級總監李儼認為:“雖然DSRC技術開發多年,但并不等于成熟,除日本有局部部署外,到今天為止全球還沒有商用的DSRC系統。反之,雖然C-V2X標準2017年6月份才全部完成,但過去一年全球測試和驗證進展迅速?!?

據了解,DSRC是針對低移動場景的Wi-Fi技術,但測試性能并不穩定,技術具有局限性,比如在高速場景、高密度場景下可靠性差,時延抖動較大。主要靠歐美在推動。美國在2016年底發布V2X建議公告,計劃強推DSRC技術,并給出了具體時間表:2021年,50%的新推汽車需配備DSRC,2022年是75%,2023年是100%。

幾乎同時,歐盟委員會通過“歐洲合作式智能交通系統戰略”最終框架,目標是到2019年在歐盟國家道路上大規模配置合作式智能交通系統,實現汽車與汽車之間、汽車與道路設施之間的“智能通信”,而DSRC是推薦技術。

而C-V2X技術依托于網絡,通信速度更快,成本效益更高。目前,德國、法國、韓國、中國、日本和美國都已經針對C-V2X直接通信展開研究、測試工作。而且華為、愛立信、英特爾、諾基亞等也在積極推動C-V2X 芯片和設備產業化,奧迪、豐田等車企紛紛聯合通信企業開展C-V2X 技術測試。

中國方面則將力推LTE-V2X。日前,工信部印發《國家車聯網產業標準體系建設指南》,并提出要在2020年基本建成國家車聯網產業標準體系。同時,此次《指南》提出要著重研究LTE-V2X、5GeV2X等新一代信息通信技術。

對此,大唐電信科技產業集團副總裁陳山枝表示:“車聯網是跨行業跨領域的新方向,迫切需要一個整體的頂層設計。以此次著力推動的LTE-V2X無線通信技術為例,在標準完成之后,大唐、華為、高通等相繼公布芯片開發方案路標,對整個車聯網產業生態將產生積極作用?!?

在今年5月,無錫車聯網(LTE-V2X)城市級示范應用區開建,標志著全球第一個城市級的車路協同平臺——車聯網(LTE-V2X)城市級示范應用進入全面實施階段。

而華為和眾多政府部門也陸續達成協議,促使國家宏觀層面制定了非常明確的目標:計劃到2020年90%的道路應該由V2X覆蓋,到2025年確保網聯車的覆蓋率更高。

另外,車聯網領域正在盼望5G時代的到來,為V2X通信提供強大支撐。因為5G具有高速率、超高可靠性和低時延特性,可支持3D高精度地圖數據以及車輛、行駛環境數據的傳輸,可支持實現汽車自主性AI,可實現大規模機器間的相互通信。

中國信息通信科技集團童國華董事長表示,5G是新一代信息技術的發展方向和戰略高點,信科科技將會在5G研究成果上繼續深入開展LTE-V2X車聯網領域技術研究和產品開發工作。

在中國廠商大規模投入5G的背景下,LTE-V2X將會成為中國車聯網技術的主流。所以,在5G技術逐漸成熟、商業化之后,5G與V2X的融合成為另一關鍵。傳感器數據的融合、通信平臺對5G網絡的適配等都是下一步測試重點。比如,在中國移動與華為針對5G網絡環境下的測試中,無人駕駛車輛上安裝的多個高清攝像頭將240度駕駛視角的多路高清視頻實時回傳到遠程駕駛臺,現場實測達到50Mbps的上行傳輸速率。

網

車載以太網取代CAN總線?

汽車智能化、網聯化,甚至自動駕駛大浪已經來臨。ADAS、高品質車載娛樂影音、以及OTA遠程升級、V2X、大數據、云計算等一系列技術的發展,推進了車載網絡容量需求的爆發式發展,傳輸速度為1Mb/s,安全性有限的CAN總線,能否滿足自動駕駛和車聯網的需求?

瑞薩電子(中國)有限公司應用技術中心汽車電子部副部長趙坤表示:“為了更好的適應車上總線數據越來越多以及綠色節能的需求,很多車廠已經開始使用CAN FD和CAN PN。與CAN總線相比,CAN FD在傳輸速率和每幀的數據量上面都有很大的提高,CAN PN則是為了降低整車功耗,避免ECU在低功耗模式下被頻繁喚醒而推出的設計?!?

但Marvell汽車業務高級總監ChristopherMash認為:“迄今為止,車聯網使用了多種不同的技術,例如 CAN、Flexray 和 MOST,這些網絡需要借助網關設備。隨著以太網的出現,行業發展趨勢轉向整車部署同構IP網絡?!?

伴隨著車輛網聯化、智能化的推進,一直被汽車行業拒之門外的以太網不會放過這次絕佳的契機。據預測,到2020年,全球將部署4億個車載以太網端口,到2022年,車載以太網端口將超過所有其他以太網端口總和。另到2020年,對于低端車型每輛車將有6~40個節點,而豪華車和混動/電動車型上將會有50~80個節點,將有40%的車使用車載以太網,到2025年,滲透率將增加到80%。

汽車

由于車載電子變得日益復雜,其復雜性直接導致了對車內連線使用上的增長。車內線束已成為繼發動機和底盤之外的車內第三大成本支出的部分,生產環節中布置配線的人工成本占整車的50%,同時,線束在重量上也是底盤和發動機之外占第三位的部分。車載以太網能夠顯著降低互連成本和電纜重量。

車載以太網是一種連接車內電子單元的新型局域網技術,與普通民用以太網使用 4 對非屏蔽雙絞線電纜不同,車載以太網在單對非屏蔽雙絞線上可實現 100 Mbit/s 甚至 1 Gbit/s 的數據傳輸速率。

為此,博通公司中國區汽車市場銷售經理鄧超表示,以太網解決方案相比其他解決方案可以降低80%成本,包括線纜和連接器成本。另外可以降低30%線纜重量。傳統的100MBPS以太網是4根線,而博通的100MBPS BROADR-REACH以太網是2根線。它采用一對雙絞線就能達到傳統兩對的帶寬,并且是全雙工通信。此外,它可以用非屏蔽的線,來過EMI/EMC標準。

TE中國汽車事業部產品經理徐超表示:“百兆以太網架構已經被絕大部分整車廠所接受和應用,而下一個目標則是從百兆到千兆的升級,這才是汽車以太網真正發揮實力的戰場?!?

鄧超認為:“2021年以后,隨著ESN這個新以太網協議推出,估計汽車會陸續去掉CAN總線,而僅有以太網通信?!?

在汽車行業快速轉向基于以太網的解決方案的過程中,識別以使用滿足 USCAR 和其他行業規范的連接系統,這非常關鍵。與此同時,連接器系統必須符合以太網電氣性能標準的基線要求。

本文出自大比特資訊

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