0 引言

    車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在國內(nèi)發(fā)展近十年，伴隨著蜂窩網(wǎng)從2G到4G的進化，經(jīng)歷了以在線語音導航為主的呼叫中心服務、到導航診斷和救援為主的基礎車載信息服務、再到豐富的交通出行輔助與車載信息娛樂增值服務的階段演進。以車企及車聯(lián)網(wǎng)服務商為代表的車聯(lián)網(wǎng)通道客戶對運營商提供的通道服務也在逐步提升需求，2G時代要求復雜生命周期管理和靈活計費；3G時代要求精準的達量斷網(wǎng)、連接診斷、通道安全、個性化的API定制；4G時代要求多APN并發(fā)和安全隔離、更精準的內(nèi)容計費、更高效的全生命周期連接管理等^[1]。5G為車、路、環(huán)境之間的高效協(xié)同提供通信基礎，MEC和切片等關鍵技術將促使運營商的車聯(lián)網(wǎng)通道服務從類型化管理轉向更為精細、開放和智能的場景化定制，同時也在流量經(jīng)營之外開拓出新的商業(yè)模式。

1 傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)通道服務運營支撐架構

    車聯(lián)網(wǎng)通道服務的運營支撐能力圍繞客戶“可管理”與“個性化”兩方面的需求而構建，其架構如圖1所示。

    當前，運營商普遍建設了自己的M2M連接管理平臺，該平臺整合了通信網(wǎng)絡能力與IT運營能力，提供以通信連接管理為核心的一站式服務，幫助物聯(lián)網(wǎng)服務提供商實現(xiàn)業(yè)務的快速開通、穩(wěn)定運行、快速排障和高效運維，以及通道服務的程序自動化處理和客戶自助管理。

    車聯(lián)網(wǎng)通道客戶對網(wǎng)絡通道、連接管理、安全接入和流量運營等方面有著更復雜精細的要求，通用的連接性管理平臺往往難以滿足，因而運營商需要在連接性管理平臺的基礎上再做二次封裝，提供如圖2所示的能力要素。

    以多APN為例，車聯(lián)網(wǎng)通道客戶通常要求數(shù)個相互隔離的業(yè)務通道，因而通道服務必須封裝數(shù)個APN通道并發(fā)接入能力，每個APN各自承載定向或非定向業(yè)務，都有獨立的計費方式和數(shù)據(jù)流量控制，各APN下的數(shù)據(jù)流量控制互不影響；單個APN內(nèi)也可承載兩個或多個不同的業(yè)務，并能夠根據(jù)IP或URL識別業(yè)務類型，按車聯(lián)網(wǎng)通道客戶要求統(tǒng)計流量到定向或非定向流量資費；通道內(nèi)所有業(yè)務可根據(jù)內(nèi)容區(qū)分不同的付費主體。這些繁復的需求，使得運營商必須在通用的蜂窩基礎通信能力管理和IT運營能力之上進行二次開發(fā)賦能，以求能夠快速響應車聯(lián)網(wǎng)客戶對通道服務的個性化需求。

    同時，為了提升通道服務的附加值，發(fā)展差異化競爭優(yōu)勢，運營商還引入第三方的車聯(lián)網(wǎng)應用使能服務，包括安全、定位、地圖、OTA、仿真、數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等。根據(jù)各類商用車、乘用車、新能源車的車聯(lián)網(wǎng)應用需求，與運營商自身通道能力融合，進行場景化關聯(lián)的二次封裝，形成車聯(lián)網(wǎng)領域的應用使能平臺，更好地滿足客戶的個性化需求。

2 未來車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對通道服務需求的挑戰(zhàn)

    2018年底，工信科2018[283]文關于印發(fā)《車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián))產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》的通知中指出：“車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)是汽車、電子、信息通信、道路交通運輸?shù)刃袠I(yè)深度融合的新型產(chǎn)業(yè)形態(tài)。發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，有利于提升汽車網(wǎng)聯(lián)化、智能化水平，實現(xiàn)自動駕駛，發(fā)展智能交通，促進信息消費”，同時提出了行動目標“到2020年，實現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)(智能網(wǎng)聯(lián)汽車)產(chǎn)業(yè)跨行業(yè)融合取得突破，具備高級別自動駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車實現(xiàn)特定場景規(guī)模應用……2020年后，……高級別自動駕駛功能的智能網(wǎng)聯(lián)汽車和5G-V2X逐步實現(xiàn)規(guī)?；虡I(yè)應用，‘人-車-路-云’實現(xiàn)高度協(xié)同”。

    由此可見，未來車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢是“自動駕駛、智能交通、信息消費、高度協(xié)同”。

    首先以出行服務或商用車營運管理為核心的傳統(tǒng)車載信息服務將進一步升級。5G、AR、VR、人工智能等技術將極大豐富乘用車車載導航、娛樂、診斷救援、資訊、支付的表現(xiàn)形態(tài)；實時在線的車內(nèi)高清視頻監(jiān)控和分析為網(wǎng)約車、共享車、網(wǎng)租車的安全運營提供保障；巴士客運、旅游觀光車輛車內(nèi)的5G全景直播、AR交互體驗促進了車聯(lián)網(wǎng)與智慧旅游的融合。該類車聯(lián)網(wǎng)應用對運營商通道服務的需求主要聚焦在帶寬的提升、對精細化的內(nèi)容和流量計費的支撐，現(xiàn)有的運營商通道服務的運營支撐能力要素需要基于5G網(wǎng)絡能力進行拓展調整。

    其次，以車路協(xié)同為基礎的智能交通新業(yè)態(tài)將快速發(fā)展。車端的智能化與路側的信息化在5G之前基本上是獨立的發(fā)展路徑，未來車聯(lián)網(wǎng)則要求車與路能夠進行信息交換，車端通過融合路側智能提升駕駛安全和通行效率，路側通過融合車與路的信息為全局交通管理、道路智能養(yǎng)護提供參考。車路協(xié)同的場景復雜多樣，對運營商提供的通道服務也提出了較高的新需求。如道路基礎設施的全面聯(lián)網(wǎng)、城市道路的車路協(xié)同與路權分配、交通樞紐的客流監(jiān)控，分別要求通道服務具有高密度連接、低時延可靠、高帶寬連接的能力，若干場景下還需要本地網(wǎng)絡為路側和車端提供輔助計算、存儲、決策、乃至人工智能；同時這些場景的運營主體、計費和管理模式對運營商也屬于全新的需求，運營商需要在5G和V2X網(wǎng)絡的基礎通信和連接管理能力之上為這些新涌現(xiàn)的場景進行能力聚類與封裝，使得對未來車聯(lián)網(wǎng)通道的運營支撐能力能夠快速靈活地滿足客戶需求。

    最后，以無人駕駛為目標的智能駕駛也在逐步落地。當前，景區(qū)的低速觀光擺渡車、工業(yè)園區(qū)或礦區(qū)的作業(yè)車輛、共享汽車的定點泊車等限定場景下，無人駕駛、編隊行駛或遠程駕駛需要聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)車路協(xié)同、輔助駕駛決策、視頻透傳、遠程控制等功能?？深A期的是，細分行業(yè)領域對智能駕駛的功能性能、運營支撐要求同樣存在較大差異，不僅要求運營商對網(wǎng)絡的通道能力進行全新封裝，還要求運營商的運營支撐平臺能夠融合第三方提供的智能駕駛使能能力。

3 5G關鍵技術為車聯(lián)網(wǎng)通道帶來的能力提升

3.1 與車聯(lián)網(wǎng)通道服務密切相關的5G關鍵技術

    如前所述，除網(wǎng)絡本身的基礎通信能力之外，車聯(lián)網(wǎng)通道客戶需要運營商提供靈活的“可管理”和“個性化定制”的支撐。多接入邊緣計算(MEC)以其本地分流、加速、計算、存儲等方面的特性，可作為本地服務托管環(huán)境而能部署更具地理和區(qū)域特色、更高吞吐量的車聯(lián)網(wǎng)服務，極大拓展了車聯(lián)網(wǎng)通道服務空間^[2]。網(wǎng)絡切片的設計理念更是能讓運營商根據(jù)客戶需求而提供定制化的專屬邏輯網(wǎng)絡和自助管理。因而MEC和切片是車聯(lián)網(wǎng)通道服務拓展的5G關鍵技術。

3.2 MEC拓展的車聯(lián)網(wǎng)通道服務能力

    (1)車聯(lián)網(wǎng)應用的托管與管理

    MEC在網(wǎng)絡的邊緣提供IT基礎資源以及虛擬化應用托管環(huán)境，車聯(lián)網(wǎng)應用可以部署在其中。MEC可為車聯(lián)網(wǎng)應用提供按需的資源規(guī)劃和編排。MEC可提供對車聯(lián)網(wǎng)應用的生命周期管理，如創(chuàng)建、消亡、注冊、授權等。MEC可提供對車聯(lián)網(wǎng)應用及用戶業(yè)務上下文信息遷移的管理。

    傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)通道服務并不包括車聯(lián)網(wǎng)應用托管?？梢哉f，MEC使得車聯(lián)網(wǎng)應用能夠集成在網(wǎng)絡邊緣，與語音和數(shù)據(jù)等基礎網(wǎng)絡能力一樣成為運營商網(wǎng)絡的固有服務，運營商有可能實現(xiàn)“通道即應用”。

    (2)能力開放

    MEC通過標準化的API接口將網(wǎng)絡能力或來自第三方的能力開放給車聯(lián)網(wǎng)應用。

    例如，MEC下沉至RAN側，可以獲取無線網(wǎng)絡信息，包括無線測量報告中終端用戶的信號強度、位置信息、業(yè)務承載等信息，輔助車聯(lián)網(wǎng)應用獲取更精確的用戶位置。

    傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)通道服務中也為客戶提供個性化的API定制，主要是根據(jù)客戶要求完成套餐、流量、連接監(jiān)控與診斷等方面的自助服務管理，同時對客戶平臺的API接口調用請求進行鑒權認證、授權。而MEC將極大地拓展車聯(lián)網(wǎng)通道能力開放的內(nèi)涵。

    (3)計算能力和存儲能力

    MEC在貼近用戶的邊緣側提供計算能力和存儲能力，可以為車聯(lián)網(wǎng)應用提供高精地圖的存儲和分析計算、傳感數(shù)據(jù)的存儲和分析計算，并進一步為各種車聯(lián)網(wǎng)應用的決策算法提供計算能力。

    (4)SDN輔助路由計算功能

    MEC服務器中可以軟件定義網(wǎng)絡(SDN)架構提供輔助路由計算。SDN將控制邏輯從底層基礎設施(如路由器、移動設備等)中分離出來。通過使用SDN，輔助路由計算功能允許車輛之間進行多跳的傳輸通信。

    (5)數(shù)據(jù)的分析和融合功能

    MEC服務器可對自動駕駛服務提供如實時數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)融合(包括視頻數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)等)等服務，從而降低到遠程云端的出入口帶寬。尤其，針對最常涉及的視頻數(shù)據(jù)，MEC服務器需要具備對視頻數(shù)據(jù)進行實時分析的功能。

    MEC服務器可對行人信息、車輛信息、交通流信息、交通指示燈信息、車輛路徑規(guī)劃信息、限速信息、交通事故信息以及天氣信息等進行實時收集，并將相應信息分發(fā)給不同的MEC應用和用戶端應用。其中，MEC服務器對車輛的動態(tài)信息進行監(jiān)控和收集。這些信息包括車輛的用戶請求、安全消息、可用資源等。除了以上信息外，MEC服務器還可以對停車場信息、充電樁信息、加油站信息或者周邊餐飲娛樂信息等進行收集和分發(fā)，以滿足不同客戶的應用需求。

    MEC服務器可根據(jù)本區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)等預測下一時間點的交通流量，并根據(jù)車輛的用戶數(shù)據(jù)預測特定車聯(lián)網(wǎng)應用的網(wǎng)絡流量。

    MEC服務器可根據(jù)地理位置或應用偏好等信息，對車輛節(jié)點進行分簇。針對不同簇，提供區(qū)別化服務，如根據(jù)地理位置相近的原則進行分簇，向簇中節(jié)點發(fā)送該地理位置周邊的路況信息或相應駕駛預警信息等。

    MEC對數(shù)據(jù)的分析和融合能力可以按場景進行封裝，作為車聯(lián)網(wǎng)通道服務的全新能力對客戶開放。

3.3 切片拓展的車聯(lián)網(wǎng)通道服務能力

    5G切片能夠為客戶按需定制網(wǎng)絡，實時部署、動態(tài)保障、安全隔離，并實現(xiàn)切片網(wǎng)絡的全生命周期管理?？梢哉f，切片的設計初衷與車聯(lián)網(wǎng)通道服務對網(wǎng)絡可管理和定制化的訴求高度一致，能實現(xiàn)傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)通道服務在5G時代的能力升級^[3]。

    (1)基本的3類切片適配典型車聯(lián)網(wǎng)場景

    5G的3大應用場景即增強型移動寬帶、超可靠低時延通信和海量物聯(lián)，3GPP為之定義了對應的3種類型的網(wǎng)絡切片支持^[4]。

    如前所述，出行服務或商用車營運管理將通過5G AR、VR、高清視頻等各種方式升級車載信息服務的業(yè)務形態(tài)，增強型移動寬帶切片能較好地滿足這類車聯(lián)網(wǎng)通道客戶的運營需求；與車路協(xié)同密切相關的道路與交通基礎設施、多源路側傳感器的全面聯(lián)網(wǎng)管理可適用海量連接切片；面向智能駕駛的輔助計算決策則應采用超可靠低時延切片來實現(xiàn)。這3類切片是5G車聯(lián)網(wǎng)通道服務的基礎能力。

    (2)更多策略組合的切片模板滿足更細分的行業(yè)需求

    車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)存在眾多細分領域，各自對通道服務存在個性化需求?；谇衅能嚶?lián)網(wǎng)通道定制策略除按網(wǎng)絡屬性之外，還可以與區(qū)域屬性、用戶群組屬性等加以組合，滿足客戶的差異化需求。

    例如，對共享汽車的運營公司，首先可以建立覆蓋所有運營區(qū)域的切片，共享汽車在上路行駛時駕駛員享受的高帶寬的車內(nèi)AR導航和娛樂資訊；同時針對特定的停車場或園區(qū)建立超可靠低時延的小微切片，當共享汽車駛入該區(qū)域時，車載終端按位置策略自動切換進小微切片網(wǎng)絡，共享汽車由此可開啟自動駕駛模式，并獲得網(wǎng)絡輔助支持。再如，對于長途客運巴士的運營公司，可以建立城市范圍內(nèi)的切片與高速道路范圍的切片組合，城市范圍內(nèi)的切片網(wǎng)絡滿足車路協(xié)同，高速道路內(nèi)的切片網(wǎng)絡滿足編隊行駛或自動駕駛。

    運營商對車聯(lián)網(wǎng)細分領域切片網(wǎng)絡的差異化定制能力，即是其面向未來車聯(lián)網(wǎng)的通道服務的核心競爭力。

4 車聯(lián)網(wǎng)通道的商業(yè)模式創(chuàng)新

    MEC的引入，首先更好地滿足了網(wǎng)絡能力開放、網(wǎng)絡能力靈活調度、網(wǎng)絡資源快速因需配置、網(wǎng)絡信息大數(shù)據(jù)分析等需求，增強了運營商對通道的精細化開放化智能化的運營能力，對車聯(lián)網(wǎng)通道的流量經(jīng)營能力是極大促進；其次，MEC的計算和存儲能力是車聯(lián)網(wǎng)通道在流量之外新的服務能力要素，無論是提供通用服務能力還是提供客戶按需定制，對車聯(lián)網(wǎng)通道客戶都是全新的產(chǎn)品體驗，具備合理的商業(yè)模式；最后，MEC的應用托管能力，使得那些具有強烈區(qū)域特色和更高吞吐量或低時延要求的應用有可能成為運營商通道的固有能力，實現(xiàn)“通道即應用”，而應用的訂購和使用就成為通道服務的商業(yè)模式。

    切片技術的引入使得客戶可直接定制生成一個專屬網(wǎng)絡，同時客戶在其專屬網(wǎng)絡內(nèi)享有類似于虛擬運營商的權限。以專屬網(wǎng)絡作為通道產(chǎn)品，這對車聯(lián)網(wǎng)通道已是顛覆式的模式創(chuàng)新。運營商還可在網(wǎng)絡切片的定制策略中加入更多空間、時間、用戶屬性，為細分領域的車聯(lián)網(wǎng)客戶提供更加精細、智能、開放的解決方案。

5 結束語

    本文詮釋了電信運營商在傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中提供的通道服務能力的演進路線；結合未來車聯(lián)網(wǎng)和智能交通發(fā)展趨勢，分析傳統(tǒng)通道服務面臨的增長瓶頸和能力挑戰(zhàn)；并探討引入邊緣計算、網(wǎng)絡切片等5G關鍵技術與車聯(lián)網(wǎng)通道融合，對通道服務能力帶來的更精細、開放和智能化的提升，以及運營商由此可開展的車聯(lián)網(wǎng)通道服務模式和商業(yè)模式創(chuàng)新。

    在傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中，運營商圍繞客戶對車聯(lián)網(wǎng)通道能力的“可管理”和“個性化定制”需求，對通信網(wǎng)絡能力與IT運營能力進行封裝，形成車聯(lián)網(wǎng)運營支撐平臺，快速響應客戶需求；同時引入第三方的車聯(lián)網(wǎng)使能服務，提升通道的附加值。

    然而，運營商流量經(jīng)營正在遭遇增長瓶頸；同時車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)也在向多行業(yè)融合的新生態(tài)演變，豐富多變的車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務對運營商的通道服務能力形成巨大挑戰(zhàn)。

    5G的兩大關鍵技術MEC和切片為運營商的車聯(lián)網(wǎng)通道能力帶來顛覆式創(chuàng)新。MEC技術帶來“通道即應用”的服務模式，切片技術讓運營商實現(xiàn)客戶定制專屬網(wǎng)絡，以此為核心形成全新的5G車聯(lián)網(wǎng)通道能力。

    MEC和切片技術尚未完全成熟，在車聯(lián)網(wǎng)中的應用還處于起步階段，在標準化和產(chǎn)業(yè)推動層面還有漫長的完善過程。然而運營商有必要深入?yún)⑴c、積極推動，找準車聯(lián)網(wǎng)通道的發(fā)展定位，在市場競爭形成自己的差異化優(yōu)勢。

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作者信息:

陳荊花，包楓葉，蔣  寅

(天翼物聯(lián)科技有限公司，上海200041)