全球標準制定組織同心協力　車載資通訊標準互通可期

為此，相關組織也正在制定對應標準，以利未來應用的整合。圖1即為目前全球車載資通訊標準發展分布概況。

資料來源：Telcordia(2008) 圖1　全球車載資通訊標準的發展概況

這些標準大部分是建構在無線通訊基礎之上；不過值得注意的是，為因應V2V、V2R等隨意網路(Ad Hoc Network)應用的需求，相關標準也正在積極制定之中。

V2V的主要技術是採用專用短距離通訊(DSRC)，或更進一步說，如果是針對IEEE 802.11p的話，它是車用環境無線接取(WAVE)技術。DSRC是一種適用於高速移動之無線通訊技術，可用於車輛的安全應用(如協同式行車安全)或是即時性路況回報與交換(如探偵車)。然而，目前國際上的DSRC標準化因制定陣營的不同，各地區仍有不同的標準。圖2顯示各地域DSRC頻譜分配的差異。

資料來源：Hitachi Europe(2008) 圖2　各地域DSRC的頻譜分配

車載資通訊因地制宜　地域演進差異大  

以下將就DSRC相關之主要標準組織與車載資通訊標準，以及業界近期發展現況進行介紹。  

歐盟CEN盼整合多頭馬車  

歐洲長久以來擁有廣大的汽車市場基礎，但由於歐盟的多國特性，以及其特有的放射狀道路，在在增加該地域於交通/運輸服務規畫的複雜度。歐洲標準化委員會(Europeen Comittee for Standardization, CEN)於1991年成立一技術委員會(TC)並致力於智慧型運輸，其主要範圍涵蓋一般車輛、貨櫃車、可拆卸貨廂與鐵道貨車的分類、車輛與基礎建設間的通訊機制、車輛間的通訊機制、車內與車載資通訊有關的人機介面、交通與停車管理、使用者收費機制、大眾運輸管理與使用者資訊等。

如表1所示，此技術委員會CEN/TC 278相關的標準制定工作由十四個工作群組(WG)來完成。依照功能，這些工作群組可進一步區分為四大類：工作群組10與13處理非特定應用的共通規格與專業術語；工作群組1、2、3、4、5、6、12與14處理特定應用；工作群組7與8定義資料交換和座標參照的共通解決方案；而工作群組9與11處理通訊技術與介面。其中，CEN/TC 278標準以5.8GHz做為DSRC通訊頻率。

除了TC 278外，CEN還有一些與車載資通訊標準有關的技術委員會，其中包括TC 226(Road Equipment)、TC 287(Geographic Information)、TC 224(Machine-readable Cards)等。這些技術委員會彼此相互合作，以制定出更詳盡的規範，並與其他標準組織交流，以達全球標準共通之效。

ISO/CEN攜手打造透通性資通訊系統

  國際標準化組織(ISO)是由製作全世界工商業國際標準的各國國家標準機構代表所成立的國際標準機構。於1992年成立與智慧型運輸系統(ITS)相關的TC 204，由它負責陸運中有關資訊、通訊與控制的標準制定，並涵蓋ITS的相關應用，如旅人資訊、交通管理、大眾運輸、商業運輸、緊急服務與商業服務等；但不包含車內旅運資訊與控制系統(後者屬於ISO/TC 22的範疇)。

其中，WG16提出的中長距連續無線傳輸介面(Continuous Air-interface for Long and Medium distance, CALM)，現已更名為Communications Access for Land Mobiles，並已成為現今車載資通訊應用中一種廣為引用的標準。該標準是由其下的八個子團體(SWG)所共同制定的，涵蓋包括以下領域：SWG16.0負責CALM基礎架構、SWG16.1負責CALM媒體、SWG16.2專精CALM網路通訊協定、SWG16.3聚焦偵測車輛系統(Probe Vehicle System)、SWG16.4瞄準應用程式管理、SWG16.5則是緊急救援(eCall)、SWG16.6以CALM免IP機械(NonIP Mechanism)為主、SWG16.7則負責法律允可範圍內的攔截與安全(Lawful Intercept and Security)。

其目的是希望制定出一個可同時納入許多國際標準的通訊架構，使其能在移動的異質環境下提供一個適用於智慧型運輸系統的封包交換傳輸環境；而此傳輸環境必須是個通透的連續傳輸環境，並以不同的傳輸媒體為基礎，如IEEE 802.11、IEEE 802.11p、IEEE 802.15、IEEE 802.16e、IEEE 802.20、2G、3G、4G等。CALM的泛用架構如圖3所示。

資料來源：CALM(2006) 圖3　CALM的泛用架構

根據CALM的設計，它事實上是一個通訊協定、程序以及管理流程的集合，而非指實體的設備。為提供智慧型運輸系統通訊服務，只須確定必要元件的到位，便能達到它特定的功能，有V2I、I2I以及V2V等應用(圖4)。

資料來源：CALM (2006) 圖4 CALM運作於多種傳輸媒介的應用場景

如同CEN/TC 278於CEN的角色，ISO/TC 204為ISO中致力於智慧型運輸相關標準制定的單位。在維也納協定(Vienna Agreement)的贊助下，這兩個技術委員會經常一起合作，其中有些工作群組甚至彼此串連(表2)。

與CEN的組織架構一樣，ISO除了TC 204外，還有一些與車載資通訊標準有關的技術委員會，包括TC 22(Road Vehicle)、TC 104(Freight Containers)、TC 211(Geographic Information)等。  

IEEE強化WAVE標準  

802.11p為電機電子工程師學會(IEEE)所制定。它以美國材料試驗協會(American Society for Testing and Materials, ASTM)所提出之E2213-03為基礎，採5.9GHz頻段(5.850G～5.925GHz)，利用IEEE 802.11a作為通訊技術，除了原先所規畫的電子收費系統(ETC)應用外，更加強車用安全，包括碰撞警示、道路危險警示等。  

另外，IEEE亦積極發展WAVE通訊標準，以強化並完備DSRC的功能。最新提案中的WAVE標準架構包括：WAVE基礎架構(1609.0)、應用層(1609.1)、負責安全服務應用與管理訊息的安全層(1609.2)、網路層(1609.3)、多通道操作上層媒體接取控制(MAC)層(1609.4)、WAVE通訊管理層(1609.5)、設備(1609.6)以及下層MAC與實體層(PHY)IEEE 802.11p，如圖5。

資料來源：IEEE(2008) 圖5 最新提案中之WAVE標準架構

美國的汽車基礎設施整合聯盟(VII，現已更名為IntelliDrive)採用基於IEEE 802.11p/1609標準之WAVE/DSRC技術為其主要平台，透過V2V與V2I之資訊交換，來達到安全、效率、節能的目標。圖6為VII對於WAVE/DSRC的頻譜分配，圖7則顯示WAVE/DSRC不同應用的資料傳輸速率與距離。

圖6 VII WAVE/DSRC的頻譜分配

資料來源：VII(2005) 圖7　WAVE/DSRC不同應用的資料傳輸速率與距離

在此同時，為了避免規格不一而造成市場接受度受到影響，IEEE 802.11p與ISO/TC204的WG16已建立溝通管道，促成ISO/TC204 WG16支援最終的IEEE 802.11p版本。ISO/TC204 WG16制定的CALM M5(Microwave 5GHz)主要規範車子快速移動時，車對車通訊、不斷線通訊與多媒體影音下載等應用。CALM M5採用5GHz頻段，也是利用IEEE 802.11a作為傳輸技術。  

SAE加速進入DSRC領域  

為了在DSRC通訊基礎之上發展V2V以及V2R所需的訊息，包括資料結構與資料內容，自動車工程師學會(SAE)成立了DSRC技術委員會，而J2735正是這個技術委員會的研究產物。  

J2735標準定義了訊息集(Message Set)、資料訊框(Data-frame)以及基本資料單位(Data-element)，並於其第二版利用ASN.1 DER(Distinguished Encoding Rule)來進行資料編碼，有別於其第一版所使用的二進位制編碼(Binary Encoding)，以便利應用程式有效藉由DSRC/WAVE或是其他通訊協定來進行資料交換。SAE J2735資料發送與接收的處理如圖8所示。

資料來源：SAE(2008) 圖8 SAE J2735資料發送與接收的處理

J2735目前包含有五種訊息類別，包括一般訊息、安全訊息、地理位置(Geolocation)、旅遊資訊(Traveler Information)以及電子付款(Electronic Payment)等。  

TIA共同推動車載資通訊標準  

電信產業協會(TIA)為美國最大的電信與通訊產業協會及相關標準組織，協助ISO、國際電信聯盟(ITU)等國際標準組織及ASTM、聯邦通訊委員會(FCC)、美國電氣用品生產者協會(NEMA)等美國政府部門及國家標準組織制定標準及相關法規。TIA於2007年5月成立TR-48，專責制定車載資通訊標準。  

TR-48以發展應用案例與系統需求、並挑選一項既存的系統架構作差異分析，做為標準開發的起始點。根據一種透過車載資通訊技術達到緊急事故救援的系統COMCARE、次世代車載資通訊通訊協定(Next Generation Telematics Protocol, NGTP)等計畫的概念架構與標準，已經完成初步的研究討論，目前正在進行特定技術與應用領域的標準開發討論。TR-48已展開一個工作計畫，稱為緊急資訊傳遞通訊協定(Emergency Information Delivery Protocol)，未來將會制定出一個TIA標準。除此之外，TR-48亦透過會員管道與SAE及IEEE等其他相關標準組織進行交流。  

車載資通訊持續升溫有線/無線各擁山頭  

除了上述標準外，從整個車載資通訊的產業鏈來看，在業界於相關產品與服務推出的眾多環節中，處處都可見到其他標準化的需求(圖9)。

資料來源：The Fully Networked Car Workshop(2009) 圖9　車載資通訊產業鏈對標準化的需求

以車內網路(In-Vehicle Networks, IVN)而言，控制器區域網路(CAN)、區域互連網路(LIN)、FlexRay以及媒體導向系統傳輸(MOST)已經形成車用匯排流的四種主要業界標準。不過，這些標準均提供有線(Wired)的解決方案，為了克服其所伴隨的車內布線困擾，相關無線通訊技術的發展亦同樣勢在必行。  

在另一方面，就車載閘道器(Vehicle Gateway)(圖10)而言，在車輛製造、汽車電子與系統整合等廠商的努力之下，相關標準也被陸續 提出，包括AUTomotive Open System Architecture(AUTOSAR)、Automotive Multimedia Interface Collaboration(AMI-C)、 Open Service Gateway Initiative/ Vehicle Expert Group(OSGi/ VEG)以及Modular Vehicle Communication Interface (M-VCI)。在這個多為歐美所主導領域中，現在特別值得注意的是，南韓電子通訊研究院(ETRI)正積極參與ITU-T SG16(Vehicle Gateway Platform, VGP)，計畫以2009～2012年來研究並制定車載閘道器相關標準。

資料來源：The Fully Networked Car Workshop(2008) 圖10　不同的車載閘道器標準所扮演的角色

最後，從車載資通訊的整體應用來看，對於成功的產品與服務來說，連通性與互通性將扮演不可或缺的角色。以車載資通訊領域中應用最廣的圖資(Map Data)為例，它在導航、定位、行動廣告等應用中處處可見蹤跡。為了滿足這些應用程式間無縫隙的連通與互通，必須藉由許多的標準合作來達成(圖11)，而這些標準又需要更多的標準組織參與，始能完成制定(圖12)。

資料來源：OGC Reference Model(2003) 圖11　圖資應用所需的標準

資料來源：Global Spatial Data Infrastructure(2004) 圖12　制定圖資應用標準的合作組織

各地標準系統差異仍在在地化標準有助滿足特殊需求

車載資通訊系統的設計，基本上均以「安全、效率、便捷」為主要考量。如何將這三個基本考量依照不同的應用特性進行適性的整合，並讓使用者能很便利地使用這些系統所提供的服務，將是促成系統成功的重要因素(圖13)。

資料來源：資策會 (2008) 圖13　Telematics發展的基本考量

然而因為各地域的政府法令規範、社會經濟發展程度與對服務發展期待等客觀因素仍存在許多的差異性，現階段的車載資通訊系統仍以現地化的方式發展。如果各地域能從產業策略、技術發展與標準選擇、創新應用服務等幾個面向，去思考車載資通訊未來的發展性以及與全球應用接軌的可能性，將有助於大幅帶動相關標準的發展。  

在可預見的將來，車載資通訊系統將會更有效地結合車內感測裝置，如第二代車載診斷系統(OBD II)、全球衛星定位系統(GPS)等、通訊網路如DSRC、蜂巢網路(Cellular)、全球微波存取互通介面(WiMAX)等，以及後端平台與應用如導航、車隊管理、遠端診斷等，提供駕駛、乘客與行人更多元化的服務(圖14)。

資料來源：OKI(2007) 圖14　V2X的願景