V2X  (Vehicle-to-X) - מלחמת התקנים בעולם הרכב האוטונומי החכם והמקושר - רק מתחילה
מאת: צבי שחם, 7.6.16, 08:00

לפני כשנה הכריזו 2 ענקיות פתרונות הסלולר: קואלקום והוואווי, על פיתוח טכנולוגיית V2X המבוססת על תשתית סלולרית, תוך תחרות עם טכנולוגיית 802.11p הוותיקה. הכרזות אלו עלולות לעכב את המשך הפיתוח והניסויים של הטכנולוגיה הוותיקה ואולי לעכב את השוק כולו.

בכתבה קודמת, שהתפרסמה כאן, תארתי את ההתפתחות, שחלה לאחרונה בתחום המכוניות האוטונומיות (מכוניות ללא נהג) ביזמת מספר חברות ובמיוחד גוגל. הודגש, שהבעיה הראשונה במעלה, שצריכה להיפתר, היא בעיית הבטיחות, ומבלי שזו תיפתר לא ינועו מכוניות אוטונומיות מסחריות על כבישי העולם. בדיוק למען מטרה זאת מכוונת הפעילות הנקראת V2X.

למה דרושה טכנולוגיית V2X? בארה"ב בלבד מתרחשות יותר מ-6 מיליון תאונות דרכים בשנה, עם יותר מ-3 מיליון נפגעים, מתוכם כ-35 אלף הרוגים ונזקים של כ- 300 מיליארד דולרים לשנה. רשות התעבורה של ארה"ב  ( U.S. Department of Transportation) מעריכה, שכ-80% מהתאונות יכולות להימנע אם יבוצע שימוש מונע ב-V2X. כמובן, שזה מתייחס לנהגים כיום, ללא קשר למכוניות ללא נהג. אך כאמור, זה יוסיף אלמנט מחייב של בטיחות גם למכוניות אלו.
 
V2X (Vehicle-to-X) הוא פתרון לתקשורת בין כל המכוניות לבין כל האלמנטים בסביבה (X). הוא בעצם מורכב מ-2 תת-אלמנטים (ראה איור 1):

V2V    (Vehicle-to-Vehicle), כלומר קשר ישיר בין כל המכוניות בסביבה,
   V2I  (Vehicle-to-Infrastructure), כלומר קשר בין המכוניות לבין התשתית, המסומנת ע"י RSU (Road-Side Units ). אלמנטי התשתית יכולים להיות רמזורים, תחנות WiFi, תחנות בסיס וכו'.
 
 
 
 
V2V מחייב תקשורת אד-הוק ישירה ומהירה בין כל המכוניות בסביבה, כמתואר באיור 2:


הטכנולוגיה מאפשרת לכל מכונית לזהות את כל המכוניות הנוסעות בסביבה, לחשב את זמני ההגעה ולהזהיר את הנהג מפני התנגשות אפשרית בטווח של מאות מטרים לכל צד (360 מעלות).

V2I מחייב תקשורת בין כל מכונית לבין אלמנט תשתית מקומי (RSU) השולט על תחום מוגבל, או שרת תקשורת מרכזי (כמו בסלולר, ו-GPS), כמתואר באיור 3:
 


הפעילות בנושאים אלה אינה חדשה ולמעשה קיימת מזה למעלה מ-10 שנים. ארגון IEEE הקים את קבוצת העבודה802.11p ב-2004, שבה נבדקו הרבה חלופות (טיוטות), ולבסוף פורסמו גרסה ב-2010 ונספח ב-2015. התקן משתמש בערוצים ברוחב של 5,10,20 מה"צ בתחום 5.9 גה"צ (או במדויק 5.850-5.925 גה"צ), ומאפשר החלפת מידע מהירה, תוך הימנעות מהצורך להשתייך ולבצע אימות מול תחנת הבסיס. קצבי התקשורת הם 3 עד 27 Mbps בטווחים עד 1 ק"מ ותומך במכוניות הנוסעות במהירויות עד  260 קמ"ש. ראה איור 4.
 


מספר יצרנים כבר פיתחו רכיבים לטכנולוגיה זו, שהותקנו במכוניות ויש כבר ניסויי שדה.  קיימים בשוק גם ציודי בדיקה לפרוטוקול.

אולם, לפני כשנה הכריזו 2 ענקיות בעולם פתרונות הסלולר, קואלקום והוואווי, על פיתוח טכנולוגיית V2X המבוססת על תשתית סלולרית, תוך תחרות עם טכנולוגיית 802.11p הוותיקה. הטענה היא, ששכלולים מתאימים בטכנולוגיית הסלולר מדור 5 (ואולי אפילו כבר בדור 4) יוכלו לספק את כל הדרישות של V2X, תוך ניצול מושכל של הרשתות הסלולריות הקיימות, ומניעת הצורך בהקמת (או הרחבת) תשתית ה-WiFi הנדרשת לצורך תקשורת המכוניות.
 
ארגון 3GPP הקים קבוצת עבודה לבחינת הנושא, שכנראה תכריז על הכללתו בגרסאות 14 ואילך של LTE, והיישומים המסחריים יופיעו כנראה בעוד כמה שנים. ברור, שהכרזות אלו עלולות לעכב את המשך הפיתוח והניסויים של הטכנולוגיה הוותיקה ואולי לעכב את השוק כולו.
 
ראוי לציין, שיש הבדל עקרוני בין 2 השיטות: בשיטת 802.11p נוצרים קשרים מקומיים בין המכוניות והתשתית, ללא צורך בגישה לאינטרנט ולשרת מרכזי וללא שימוש בענן. כאמור, טכנולוגיה זו די בשלה ומוכנה להפעלה מהירה.
 
לעומת זאת, בשיטה הסלולרית, כל מכונית מקושרת לאינטרנט בנפרד, ללא קשר ישיר בין המכוניות ובין מרכיבי התשתית. ה"ענן" מחשב את מסלול המכונית, בודק את כל המכוניות בסביבה ונותן הנחיות לכל מכונית (ע"ע וייז). ברור, שקיימת כאן תלות מוחלטת בתקשורת לאינטרנט, בצפיפות הגישה לאינטרנט בכל נקודה במסלול הנסיעה, בכמות המכוניות באזור ויש מגבלות אחרות של פרטיות, שרידות, חשיפה לאיומים, עלויות הרחבת התשתית הסלולרית ועוד.
 
שוק הרכב הוא גדול מאד, והשינויים בו הם איטיים יחסית לשוק התקשורת (אינטרנט וסלולר). לראייה,  יש היום 3 שיטות לטעינת מצברים במכוניות חשמליות בארה"ב השונות זו מזו וכמובן אינן תואמות (זוכרים את בטרפלייס שלנו?).
 
מאידך, ברור לכל היצרנים, כישהבטיחות מעל לכל, והם ימשיכו לפעול ליצירת תקן משותף, למרות חילוקי הדעות. ההצעה של יצרני הסלולר הכניסה "רעש" במערכת וגרמה להתחלת מלחמת תקנים שאולי תגרום לעיכוב מסוים. הערכה שלי היא, שתקן 802.11p ימומש בטווח הקרוב ובשלב מאוחר יותר (כמה שנים) ישולב בתקן הסלולרי, או ישתמש בו לגיבוי.
 
מאת: צבי שחם, יוני 2016.
zvi.shacham@gmail.com
www.zvish.com