6 nguyên tắc kết nối mạng của xe tự lái

1. Kiến trúc mạng phải có dự phòng và truyền tải thông tin thời gian thực

Lái xe tự hành ngày càng gia tăng nhu cầu các cấu trúc trên cơ sở mạng có độ tin cậy cao, truyển tải thông tin thời gian thực và cơ cấu dự phòng.

Các kiến trúc mạng dành cho xe tự lái tổ chức những cụm hiệu suất cao trong các miền chức năng và được kết nối thông qua một cổng trung tâm trong cấu trúc đường truyền băng thông rộng, chia sẻ dữ liệu tốc độ cao. Các cụm cảm biến và cơ cấu thừa hành được tổ chức theo phân cấp thực hiện.

Các miền chức năng cho phương tiện tự hành được kết nối, tự hành với mạng lưới tốc độ cao trong xe tự lái.

2. Nhu cầu về dữ liệu tốc độ cao chỉ gia tăng

Xe ô tô không người lái sẽ có hệ thống thông tin cực kỳ tinh vi là máy tính hiệu suất cao và các cảm biến hệ thống hỗ trợ người lái (ADAS) tiên tiến như âm thanh nổi, máy ảnh đơn sắc độ phân giải cao, RADAR, LIDAR, giao diện người – máy (HMI) màn hình 4K/8K lớn hoặc màn hình hiển thị thông tin trong suốt head-up (HUD).

Những hệ thống này sẽ cập nhật một lượng dữ liệu khổng lồ, đòi hỏi sự hỗ trợ điện tử phức tạp, bao gồm các nút dữ liệu tốc độ cao, các liên kết, cáp và tổ hợp cụm chi tiết. Đây là một xa lộ thông tin với những luồng dữ liệu chạy song song hoặc nhiều hướng khác nhau với các bộ chuyển mạch mạng và cơ chế dự phòng để đảm bảo xe ô tô hoạt động an toàn.

Ô tô tự lái sẽ luôn có nhu cầu tăng băng thông cho cả đường ống dữ liệu điểm đến điểm và cấu trúc mạng phân tán. Xe ô tô tự lái cấp độ 5 sẽ gửi 25 gigabyte dữ liệu lên đám mây điện toán mỗi giờ.

Nhu cầu dung lượng thông tin chuyển tải trong mạng ô tô khi cấp độ an toàn và giải trí tăng.

3. An toàn và các ứng dụng khác với yêu cầu kết nối ngoài

Truyền thông V2X phải liên tục thu thập và phân tích dữ liệu hoàn chỉnh liên quan đến môi trường xung quanh xe lái tự động để thực hiện chính xác những hành động điều khiển. Giao tiếp V2X sử dụng cả công nghệ cảm biến và giao tiếp sử dụng sóng vô tuyến.

Hệ thống vô tuyến cho phép các phương tiện trao đổi thông tin với các phương tiện khác và với cơ sở hạ tầng giao thông như đèn, biển báo và thu phí. Những phương tiện xung quanh chủ động truyền đạt trạng thái tình huống và nhưng điều kiện thay đổi xung quanh phương tiện.

Mạng liên kết các phương tiên giao thông trong thời gian thực đối với xe tự lái trên xa lộ.

Công nghệ lái xe tự động cần truyền tải dữ liệu theo thời gian thực. Chuyển tải vô tuyến di động hiện nay như LTE có độ trễ từ 30 - 40 mili giây, không đảm bảo an toàn. Truyền thông di động 5G, triển khai vào năm 2019, cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn đến 10 Gbps với độ trễ thấp hơn LTE, phù hợp với những ứng dụng an toàn thời gian thực.

4. Độ tin cậy phải đạt độ tin cậy 100%

Ngoài thời gian thực, cảm biến và truyền dữ liệu phải đạt độ tin cậy 100%. Kết nối không thể bị lỗi do điều kiện môi trường và thời gian sử dụng.

Các nhà sản xuất xe (OEM) chỉ có thể đạt được mục tiêu này khi sử dụng các hệ thống kết nối cấp ô tô công suất lớn, do những nhà cung cấp có năng lực và kinh nghiệm, chuyên môn sâu về kỹ thuật và khoa học vật liệu, ứng dụng những vật liệu tiên tiến cho các kết nối cơ - điện-âm thanh, có những quy trình sản xuất hiệu quả cao và công cụ chính xác để chế tạo.

5. Phương pháp tiếp cận mới đảm bảo an toàn

Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trong những ứng dụng chức năng an toàn chức năng là bắt buộc với lái xe tự hành đề bảo vệ tính mạng. Ô tô hiện nay đang dần được điện hóa. Do đó, điều cần thiết là phải đảm bảo truyền tải dữ liệu an toàn ở cấp độ vật lý và có những biện pháp cao nhất bảo vệ an toàn dữ liệu và thiết bị.

Các công ty ô tô (OEM) đang nghiên cứu phương án sử dụng kết nối sợi quang nhằm tránh nhiễu điện từ. Truyền thông cáp quang không bị ảnh hưởng bởi điện từ, nhiễu xuyên âm hoặc biến dạng tín hiệu.

Các nhà cung cấp cũng phát triển mạng trong xe ô tô toàn cầu trên tiêu chuẩn Ethernet, mạng dữ liệu được mã hóa. Áp dụng những tiêu chuẩn này, ô tô tự lái không bị tin tặc tấn công và điều khiển từ xa.

6. Giải pháp thu nhỏ kích thước bộ phận

Để lắp hệ thống V2X trong ô tô, các nhà sản xuất cần phát triển những giải pháp kết nối thu nhỏ và tích hợp cao cấp. Mạng trong xe là các cụm cáp và đầu nối nhẹ, gọn nhất, chịu được ô nhiễm và độ ẩm lắp đặt trong một cấu hình dày đặc.