中國人常常選擇相信未來。
12月12日,華盛頓,美國通信領域的最高管理機構——聯邦通信委員會(Federal Communications Commission,簡稱:FCC)一錘定音,一場持續多年的汽車通信標準技術之爭暫且告一段落。
這場爭端無關5G,也沒有涉及到華為。但它帶來的影響,卻像漣漪一樣擴散出去,整個美國汽車行業乃至全球汽車行業的通信技術與標準格局,或將因FCC的決議改寫。
故事要從一項名為DSRC(專用短程通信)的技術講起。在美國交通運輸部的主導下,DSRC在美國已經有二十余年的發展歷史,并且,即將在美國投入大規模應用。在相當長一段時間內,它是V2X車聯網唯一可用的通信技術。大眾、豐田等國外車企, 甚至已經給出了產品時間表,將在北美車型上搭載DSRC技術。
但在關鍵時刻,FCC卻選擇了重新分配原本劃分給DSRC的75MHz無線電頻譜資源——其中最下層的40MHz向全社會開放,上層的20MHz則被劃分給了更新的C-V2X(Cellular Vhicle to Everything,基于蜂窩網絡的車聯網通信技術)。僅僅只留下10MHz,分給已經準備多年,箭在弦上的DSRC。并且,DSRC要拿穩這僅存的10MHz頻譜也不容易,它需要在評議期內證明自身的價值,否則將徹底在美國失去資格,被C-V2X取代。
然而,DSRC的支持者們,早已聽聞FCC態度搖擺的風聲,他們選擇了觀望。今年4月,豐田宣布暫停從2021年開始為美國市場的車型搭載DSRC的計劃。得知FCC的決議后,通用汽車未予置評。而福特早已站在了C-V2X技術的陣營中。如此以來,DSRC在美國大規模部署的希望正變得越來越渺茫。
據稱,美國交通運輸部已經為DSRC的推廣支出了超過7億美元;而在20年前,同樣是FCC,把處在5.9GHz頻段75MHz頻譜的資源劃給了DSRC。
那么,美國人為何選擇親手讓二十年付出的心血付諸東流呢?
這或許是一舊一新兩種車聯網技術爭鋒的自然結果,或許又有大國圍繞通信技術博弈的原因。但從本質而言,這是一道擺在企業、產業、國家面前的艱難選擇題——尊崇過去,還是相信未來?
同歸但殊途
上世紀90年代,發達國家的汽車產業已經高度發展,但隨之而來的交通問題造成了大量的擁堵、交通事故,帶來了嚴重的生命財產損失。懷著同一個目標,日本、美國、歐洲相繼出發,嘗試構建一個智能交通系統(ITS,Intelligent Traffic System)。讓交通智能起來的重要前提是,車輛彼此能夠“說話”, 還能夠和各種交通基礎設施溝通。因此,通信技術很自然地成為ITS規劃中不可或缺的一環。
看上去,ITS有著非常宏大的藍圖,但它率先發力的重要場景卻顯而易見——高速公路收費站的ETC(不停車電子收費)。
當時,如今被廣泛使用的蜂窩網絡技術還不夠先進,無法可靠地支持汽車場景的通信,人們轉而尋找新技術。1992年,美國率先提出了DSRC技術的概念,將其無線電頻段安置在915MHz波段。因低頻波段帶寬窄、干擾多,業界繼續向上尋找,來到了5.8-5.9GHz頻段。
以美國提出的DSRC為技術基礎,以發展ETC為契機,從上世紀90年代到20世紀初,美國、日本、歐洲相繼為車輛通信技術分配了頻譜,制定了標準,開始在汽車行業加以推廣。其中,美國選擇了5.9GHz,日本和歐洲則選擇了5.8GHz。雖然三地的標準有一定出入,但它們都基于同一套更基礎的標準——IEEE 802.11p。
我們可以據此簡略地認為,DSRC與WiFi是同源的技術——802.11本身就是為無線局域網(WLAN)定義的標準,我們平時所使用的的WiFi,遵循的就是802.1a、802.11ac等一系列協議。802.11p則是無線局域網技術針對車輛場景特別優化的一個子集。因此,無論是哪個國家的DSRC,它們與WiFi都有著血緣關系。
而WiFi具有的一些傳統優點,DSRC也都有——通信時延低且質量穩定。事實上,這正是DSRC被早期的車聯網通信選中的關鍵特質。但另一方面,它與WiFi技術相同的其他一些特質——比如本質上是局域網,需要鋪設“路由器”將車輛與其他通信設備連接起來,信號范圍有限。正是這些特質,為DSRC日后的坎坷,埋下了伏筆。
作為后起之秀,在DSRC提出超過二十年之后,C-V2X才開始嶄露頭角。2015年,國際通信標準組織3GPP開始針對C-V2X的概念和需求進行研究。當3GPP在R14中正式發布C-V2X的物理層標準時,已經是2017年。
從Cellular(蜂窩網絡)可以看出,C-V2X與我們手中的手機所使用的通信技術,同屬一個體系。這也是C-V2X在4G網絡實現部署之后才開始崛起的天然限制。因為蜂窩網絡技術迭代到4G時,其通信時延的指標、對高速運動物體的支持,才能滿足汽車安全通信的要求。事實上,直到今天,4G對超高速運動物體的信號支持仍然有些力不從心——當你搭乘時速300km/h的高鐵時,盡管鐵軌旁的4G基站一個接一個,手機的信號仍然不太好使。
盡管C-V2X相對老資格的DSRC來說,在車輛通信領域只是個楞頭青,但它背后站著的,卻是繁榮昌盛的移動通信產業,以及隨著產業興旺成長起來的大批蜂窩網絡領域的技術人才,還有,不計其數的可為其所用的通信基礎設施。
正因為如此,C-V2X雖姍姍來遲,但稍有進展便贏得了各方支持,其中包括全球各地的通信運營商、通信技術公司,如華為、高通等,乃至于一部分車企如寶馬、奔馳、福特也站在了C-V2X一方。
而DSRC一方的支持者則主要有豐田、通用、大眾等數家車企,以及處在它們供應鏈體系中的半導體公司恩智浦、瑞薩等。
對熱衷于做多選題的汽車行業來說,面對一項技術選擇旗幟鮮明地站隊,并不常見。對啊,為什么DSRC與C-V2X就不能共存互補?理論上, 兩種路線雖然可以共存,但現實的殘酷在于,這樣做需要付出難以承受的沉重代價,讓兩種技術事實上水火難容。
由于通信是基礎中的基礎,對利益相關方來說,兩種技術試圖兼容的代價是巨大的:
對政府機構來說,標準統一是推進建設、高效管理的前提;
對許多通信技術公司來說,技術的分化意味著它們必須選邊站,而不可能跳到對手擅長的領域作戰;
對汽車市場來說,兼容兩套車聯網標準,意味著要建設兩套不同的基礎設施,車企要測試、驗證兩套不同的功能模塊,消費者最終必然會在購車款中為此買單。
在面臨車載通信標準的重大抉擇時,對絕大多數利益相關者而言,正確的做法是選一個看上去會更好的。顯然,美國重新選擇了C-V2X。
大國的轉變
從曾經DSRC的堅定支持者,到“背棄”DSRC選擇C-V2X,美國人到底經歷了什么?直接的原因不復雜——DSRC推廣不成功。
根據原中興通訊副總裁、現高新興科技集團方案架構師吳冬升的數據,美國有35萬個交叉口,但在DSRC推廣過程中,對應的DSRC路側設備(也就是通信需要的“路由器”)只有5000余個。到2016年,美國的DSRC還處在多地試點階段。
通用汽車是身體力行應用DSRC技術的先鋒。事實上,通用汽車是在美國唯一將DSRC技術量產應用的車企。兩年前,通用汽車在美國市場推出了搭載DSRC的CTS(因為基礎設施限制,也就是“路由器”不夠,主要實現的是車輛間通信功能V2V),但擁有此功能的CTS車型壓根就未大規模銷售,連一萬臺都不到。
從1999年分配頻譜,到2004年首次確立標準,到如今卻成績寥寥。DSRC在美國難言成功。為什么?
除了美國普通人對車聯網似乎天生不太感興趣,更多的或許是對技術成本的考慮。美國路網發達,如果要推廣DSRC,意味著需要在美國大陸上鋪滿“路由器”。然而美國地廣人稀,這樣做的經濟效益堪憂。其實,就連幾乎人人都用的蜂窩網絡技術,美國通信運營商在搭建基站時,也是“挑三揀四”,第一目標是尋求利益最大化而不是信號覆蓋率和信號質量。
美國交通運輸部曾估算,實現DSRC的規模化部署,至少需要數十億美元的基建支出。?美國高速公路安全管理局(NHTSA)則計算了車輛端的DSRC部署成本——大約每臺車300美元。
高昂的支出和難以預計的回報,讓參與DSRC推廣的各方勢力,無論是美國政府,還是企業,都沒有付諸全力。
DSRC失意之時,C-V2X卻在快馬加鞭中顯露出更大的成長潛力。其實,C-V2X的技術還遠談不上完美,DSRC陣營隨手便可以挑出它在抗干擾性、安全協議等方面的不足,但3GPP頻繁的研討會,清晰的路線圖,和DSRC的“冷清”形成了鮮明對比。
它成功地吸引了美國最大的通信技術公司高通公司,與美國第二大汽車生產商福特的注意。
事實上,高通與福特曾經也支持過DSRC,并進行了相應的技術準備。直到2017年,高通還在技術方案中尋求DSRC與C-V2X的兼容。但在目睹了DSRC的慢與C-V2X的快之后,兩家公司都倒向了C-V2X陣營。
而FCC對DSRC與C-V2X的態度轉變,與來自高通與福特的游說脫不開關系。今年9月,在美國眾議院舉行的一場名為“Legislating to Secure America’s Wireless Future”聽證會上,高通公司負責頻譜戰略與技術策略的高級副總裁Dean R. Brenner稱,C-V2X的覆蓋范圍和可靠性都要比DSRC的大得多,“FCC須放棄或更改目前僅允許部署DSRC技術的5.9 GHz頻譜規則,以促進C-V2X技術在美國的部署。”
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