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ETC推广的背后,是决定未来的标准之争

 
 
 
发布日期:2020-01-02    来源:每日汽车    作者:综合报道    扫描到手机

ETC背后是一场DSRC跟C-V2X的技术标准大战。

最近“闹”得比较火的一件事是ETC的安装。而根据交通运输部的《取消高速公路省界收费站重点工作进展情况通报》,截至12月18日,全国安装ETC用户已经累计达到1.922344亿,ETC发展推广终于告一段落。

ETC推广,ETC安装

本来是件好事,但是中国的事情历来都是喜欢搞“突击”,唯上是从。反映到基层,对于未安装ETC的车辆,许多高速收费站的态度都不太友好。就像有媒体报道的,甚至有收费站工作人员这样说:“现在就说不办ETC就让他堵,就这么说的。我们多开了(通道),我们要担责任呀,谁来担这个责任?”

本文并不讨论这些ETC安装执行过程中的社会话题。我们关心的是,ETC背后反映了哪些技术和标准问题。因为,就在12月12日,大洋彼岸的美国发生的一件事,让我们对于这场未来的技术之争有了更加清晰的认知,也让我们嗅到了5G大战的气息。

ETC背后的C-V2X

实际上,我们回顾ETC(ElectronicTollCollection)的发展历程就能看到,从2007年交通运输部启动示范工程,到2015年ETC全国联网,再到今年政府工作报告提出而后ETC加速,用了十多年的时间。这个进程和执行力度在全球来看,还没有哪个国家能够做到的。

ETC推广,ETC安装

要知道,虽然最初中国的ETC技术标准是基于DSRC(DedicatedShortRangeCommunication,专用短距离通信技术),但是中国已经慢慢走出了自己的标准之路,并且在5G时代即将来临时走在了应用前列。

当然,这就涉及到了近几年很热门的V2X(vehicle-to-everything),也就是我们常说的“万物互联”。

V2X早期主要是基于DSRC。而DSRC最初正是欧美主导的通信技术,并且在美国已经经过多年开发测试,只是随着蜂窝移动通信技术发展才出现了C-V2X(CellularV2X,即以蜂窝通信技术为基础的V2X技术)。

就在我们国人狂欢购物的12月12日,美国通信领域的最高管理机构——联邦通信委员会FCC(FederalCommunicationsCommission)一锤定音,将应用的天平倾斜向了C-V2X。换句话说,原本20年前划分给DSRC的带宽75MHz的无线电频谱资源,这次被一分为三,其中最下层的45MHz向全社会开放,上层的20MHz给了C-V2X。而DSRC能分配到的只剩下10MHz。

ETC推广,ETC安装

实际上,早已风闻FCC态度摇摆的DSRC支持者们,一直在观望。今年4月,丰田就宣布暂停从2021年开始为美国市场车型搭载DSRC的计划。而在中国以“更福特,更中国”开始反攻的福特早已坚定地站在了C-V2X阵营中。一贯很保守的通用汽车,得知FCC的决议后保持了沉默(通用汽车是美国唯一实现DSRC技术量产应用的车企,但搭载此功能的CTS车型并未能实现大规模销售,这时候听到这个消息必定很纠结)。

我们可以看出,虽然欧洲还在摇摆,但至少DSRC在美国大势已去。而整个美国汽车行业乃至全球汽车行业的通信技术与标准格局,也正在被改写。

说起来,之前DSRC有美国和欧盟撑腰,但是C-V2X背后的3GPP最终在移动通信5G时代获得了主导,包含华为、爱立信、英特尔、诺基亚等成员的3GPP力量越来越强大,包括奥迪、丰田等车企都在这个阵营中。

ETC推广,ETC安装

2017年,3GPP宣布了第一套使用与IEEE802.11p技术不同的V2I和V2V通信的C-V2X物理层标准。随后,C-V2X在产业化进程方面与DSRC的差距快速缩小。2018年6月14日,3GPP全会(TSG#80)批准了第五代移动通信技术标准(5GNR)独立组网功能冻结。这也标志着,5G第一个版本标准出台。而2020年5G实现商用也即将成为现实。

而且,随着蜂窝通信技术的发展,中国在LTE布局多年,网络覆盖全国大部分地区,目前已经是全球最大的LTE市场,如果5G通信2020年开始商用,那么,无论从从技术持续迭代性、可靠性和信号传输迟滞性等来说,C-V2X都有较大优势,应该在中国市场有更广阔的前途。而美国FCC的选择,可谓无奈而又明智之举。

5G时代之争

DSRC是如何逐渐式微的呢?有其天然的短板。

ETC推广,ETC安装

拿我们现在非常熟悉的WiFi来说,DSRC是与之同源的技术,都是基于无线局域网(WLAN)定义的标准。

我们平时所用的WiFi,遵循的是802.1a、802.11ac等一系列协议。而DSRC遵循的是802.11p。虽然它们的优势都在于通信时延低且质量稳定,但是,由于它们本质上都是局域网,这也就决定了它们的信号范围有限。

此外,基于IEEE802.11p的DSRC的弱点在于,组网需要新建大量路侧单元(RoadsideUnit),这种类基站设备的新建成本较大,其硬件产品成本也比较高昂。而C-V2X直接利用现有蜂窝网络(就是手机用的网络)即可,使用现有基站和频段,组网成本明显降低。这也决定了在ETC应用上DSRC必将被淘汰的命运。

从C-V2X的首字母Cellular(蜂窝网络)就知道,C-V2X与我们的手机所使用的通信技术,同属一个体系。这也是C-V2X在4G网络实现部署之后才开始崛起的原因所在。所以,随着移动通信时代的到来,C-V2X就显出了强大的潜力。

而且,DSRC有一个致命弱点,就是不能向5G平滑过渡。这是因为底层通信协议不同,DSRC如果想与5G共存,除了必须建设两套基础设施,必须在一辆车里面搭载两套车端通信单元,切出两个互不干扰的频谱……

ETC推广,ETC安装

在5G时代快速到来的时刻,大规模部署DSRC,然后再向5G下的C-V2X硬切换的路线,肯定是件把自己拖向死亡深渊的傻事。美国交通运输部曾估算,实现DSRC的规模化部署,至少需要数十亿美元的基建支出。美国高速公路安全管理局(NHTSA)则计算出车辆端的DSRC部署成本为大约300美元/车。这也是美国FCC逐渐倒向另一边的原因所在。当然,FCC还是给DSRC留了那么一丝丝机会。

而C-V2X可以更顺利地向5G过渡,并被吸纳为5G技术的一个子集。事实上,C-V2X从4G步入5G时代的路线图——从LTEV2X到LTEeV2X再到NRV2X,就是这么干的。从某种意义上来说,如果一个国家加速推广C-V2X,就意味着这个国家的汽车产业将取得5G时代的先发优势。

所以,中国原本可能在DSRC这条路上走得更久。但当4G网络在中国大规模铺开之后,中国迅速投入到C-V2X的阵营中。

2017年的“2017年世界物联网博览会”上,基于C-V2X的商业应用开始演示。中国工程院院士李骏在接受采访时表示:“我们推的就是LTE-V(基于4G的C-V2X)。”2018年,工信部出台《车联网直接通信使用5905~5925MHz的管理规定》正式发布,明确规划5.9G频段作为基于LTE的C-V2X技术的车联网直连通信的工作频段。自此,C-V2X在中国取得了压倒性的地位。

未来属于C-V2X?

不过,我们也要清醒地看到,在ETC所代表的ITS(IntelligentTrafficSystem,智能交通系统)领域,对热衷于做多选题的车企和行业来说,面对一项技术选择旗帜鲜明地站队,此前并不多见。这是因为,C-V2X拥有强大的推进组织,就是2016年9月成立的5G汽车朕盟(5GAA)。

ETC推广,ETC安装

而在2018年4月的5GAA会议上,福特汽车发布了与大唐、高通的联合测试结果,对比DSRC和C-V2X(LTE-V2X)实际道路测试性能。测试结果显示,在相同的测试环境下,通信距离在400米到1200米之间时,LTE-V2X系统的误码率明显低于DSRC系统,而且C-V2X的通信性能在可靠性和稳定性方面均明显优于DSRC。

正是有了如此一个测试结果,才促使福特公司最终放弃DSRC而选择了C-V2X。事实上,高通曾经也支持过DSRC,直到2017年高通还在技术方案中寻求DSRC与C-V2X的兼容。不过最终倒向了C-V2X阵营。如今,5GAA联盟成员覆盖全球主要车企、运营商、芯片商、汽车电子企业及信息服企业等,包括华为、大唐等我国主要的系统厂商及运营商也是其成员,成员数量已经超过100家。

而从1999年分配频谱,到2004年首次确立标准,到如今放弃DSRC选择C-V2X,美国在这场标准竞争中明显落了下风,即使美国交通运输部已经为DSRC的推广支出超过7亿美元,也阻挡不了趋势。

ETC推广,ETC安装

此外,虽然欧洲目前还没有表明态度,保持着中立。但是在趋势到来之际,大概率地不会逆势而为。根据中国国际经济交流中心国经咨询有限公司去年8月发布的《中国车联网产业发展研究》白皮书预测,到2020年,全球车联网V2X市场规模将突破6140亿元,中国市场将达到2000亿元。这是一个充满机会的市场。

而从DSRC和C-V2X的对决中,我们可以看到大唐、华为等中国企业在这场面对未来的竞争中正在快速发力,已经站在了标准队伍的前列。这是我们的骄傲,但是从汽车行业整体而言,还有很多缺憾,并没有掌握真正的技术主导权,需要放弃“弯道超车”这种投机取巧的思维,要像曾国藩那样“扎硬寨,打硬仗”,砥砺前行。所以,以5G为鉴,汽车行业的自主品牌们没有理由不奋进。

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