0 引言

    車聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在國內(nèi)發(fā)展近十年，伴隨著蜂窩網(wǎng)從2G到4G的進(jìn)化，經(jīng)歷了以在線語音導(dǎo)航為主的呼叫中心服務(wù)、到導(dǎo)航診斷和救援為主的基礎(chǔ)車載信息服務(wù)、再到豐富的交通出行輔助與車載信息娛樂增值服務(wù)的階段演進(jìn)。以車企及車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商為代表的車聯(lián)網(wǎng)通道客戶對運(yùn)營商提供的通道服務(wù)也在逐步提升需求，2G時代要求復(fù)雜生命周期管理和靈活計費(fèi)；3G時代要求精準(zhǔn)的達(dá)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(zhǔn)的內(nèi)容計費(fèi)、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(chǔ)，MEC和切片等關(guān)鍵技術(shù)將促使運(yùn)營商的車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)從類型化管理轉(zhuǎn)向更為精細(xì)、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(wù)運(yùn)營支撐架構(gòu)

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

    當(dāng)前，運(yùn)營商普遍建設(shè)了自己的M2M連接管理平臺，該平臺整合了通信網(wǎng)絡(luò)能力與IT運(yùn)營能力，提供以通信連接管理為核心的一站式服務(wù)，幫助物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速開通、穩(wěn)定運(yùn)行、快速排障和高效運(yùn)維，以及通道服務(wù)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(luò)通道、連接管理、安全接入和流量運(yùn)營等方面有著更復(fù)雜精細(xì)的要求，通用的連接性管理平臺往往難以滿足，因而運(yùn)營商需要在連接性管理平臺的基礎(chǔ)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(wù)通道，因而通道服務(wù)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(wù)，都有獨(dú)立的計費(fèi)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(wù)，并能夠根據(jù)IP或URL識別業(yè)務(wù)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(fèi)；通道內(nèi)所有業(yè)務(wù)可根據(jù)內(nèi)容區(qū)分不同的付費(fèi)主體。這些繁復(fù)的需求，使得運(yùn)營商必須在通用的蜂窩基礎(chǔ)通信能力管理和IT運(yùn)營能力之上進(jìn)行二次開發(fā)賦能，以求能夠快速響應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)客戶對通道服務(wù)的個性化需求。

    同時，為了提升通道服務(wù)的附加值，發(fā)展差異化競爭優(yōu)勢，運(yùn)營商還引入第三方的車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用使能服務(wù)，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(yīng)用需求，與運(yùn)營商自身通道能力融合，進(jìn)行場景化關(guān)聯(lián)的二次封裝，形成車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)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(wù)對通道服務(wù)需求的挑戰(zhàn)

    2018年底，工信科2018[283]文關(guān)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(yùn)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(jìn)信息消費(fèi)”，同時提出了行動目標(biāo)“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(yīng)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)模化商業(yè)應(yīng)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(fèi)、高度協(xié)同”。

    首先以出行服務(wù)或商用車營運(yùn)管理為核心的傳統(tǒng)車載信息服務(wù)將進(jìn)一步升級。5G、AR、VR、人工智能等技術(shù)將極大豐富乘用車車載導(dǎo)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(yùn)營提供保障；巴士客運(yùn)、旅游觀光車輛車內(nèi)的5G全景直播、AR交互體驗促進(jìn)了車聯(lián)網(wǎng)與智慧旅游的融合。該類車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對運(yùn)營商通道服務(wù)的需求主要聚焦在帶寬的提升、對精細(xì)化的內(nèi)容和流量計費(fèi)的支撐，現(xiàn)有的運(yùn)營商通道服務(wù)的運(yùn)營支撐能力要素需要基于5G網(wǎng)絡(luò)能力進(jìn)行拓展調(diào)整。

    其次，以車路協(xié)同為基礎(chǔ)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(cè)的信息化在5G之前基本上是獨(dú)立的發(fā)展路徑，未來車聯(lián)網(wǎng)則要求車與路能夠進(jìn)行信息交換，車端通過融合路側(cè)智能提升駕駛安全和通行效率，路側(cè)通過融合車與路的信息為全局交通管理、道路智能養(yǎng)護(hù)提供參考。車路協(xié)同的場景復(fù)雜多樣，對運(yùn)營商提供的通道服務(wù)也提出了較高的新需求。如道路基礎(chǔ)設(shè)施的全面聯(lián)網(wǎng)、城市道路的車路協(xié)同與路權(quán)分配、交通樞紐的客流監(jiān)控，分別要求通道服務(wù)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(luò)為路側(cè)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(yùn)營主體、計費(fèi)和管理模式對運(yùn)營商也屬于全新的需求，運(yùn)營商需要在5G和V2X網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)通信和連接管理能力之上為這些新涌現(xiàn)的場景進(jìn)行能力聚類與封裝，使得對未來車聯(lián)網(wǎng)通道的運(yùn)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(biāo)的智能駕駛也在逐步落地。當(dāng)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(yuǎn)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(yuǎn)程控制等功能。可預(yù)期的是，細(xì)分行業(yè)領(lǐng)域?qū)χ悄荞{駛的功能性能、運(yùn)營支撐要求同樣存在較大差異，不僅要求運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)的通道能力進(jìn)行全新封裝，還要求運(yùn)營商的運(yùn)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(guān)鍵技術(shù)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(wù)密切相關(guān)的5G關(guān)鍵技術(shù)

    如前所述，除網(wǎng)絡(luò)本身的基礎(chǔ)通信能力之外，車聯(lián)網(wǎng)通道客戶需要運(yùn)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(wù)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(wù)，極大拓展了車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)空間^[2]。網(wǎng)絡(luò)切片的設(shè)計理念更是能讓運(yùn)營商根據(jù)客戶需求而提供定制化的專屬邏輯網(wǎng)絡(luò)和自助管理。因而MEC和切片是車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)拓展的5G關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 MEC拓展的車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)能力

    (1)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的托管與管理

    MEC在網(wǎng)絡(luò)的邊緣提供IT基礎(chǔ)資源以及虛擬化應(yīng)用托管環(huán)境，車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以部署在其中。MEC可為車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(yīng)用的生命周期管理，如創(chuàng)建、消亡、注冊、授權(quán)等。MEC可提供對車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及用戶業(yè)務(wù)上下文信息遷移的管理。

    傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)并不包括車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用托管。可以說，MEC使得車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能夠集成在網(wǎng)絡(luò)邊緣，與語音和數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力一樣成為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的固有服務(wù)，運(yùn)營商有可能實現(xiàn)“通道即應(yīng)用”。

    (2)能力開放

    MEC通過標(biāo)準(zhǔn)化的API接口將網(wǎng)絡(luò)能力或來自第三方的能力開放給車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

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

    傳統(tǒng)的車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)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(wù)管理，同時對客戶平臺的API接口調(diào)用請求進(jìn)行鑒權(quán)認(rèn)證、授權(quán)。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(cè)提供計算能力和存儲能力，可以為車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(jìn)一步為各種車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)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(wù)器中可以軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)架構(gòu)提供輔助路由計算。SDN將控制邏輯從底層基礎(chǔ)設(shè)施(如路由器、移動設(shè)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(jìn)行多跳的傳輸通信。

    (5)數(shù)據(jù)的分析和融合功能

    MEC服務(wù)器可對自動駕駛服務(wù)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(wù)，從而降低到遠(yuǎn)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(wù)器需要具備對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行實時分析的功能。

    MEC服務(wù)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(jìn)行實時收集，并將相應(yīng)信息分發(fā)給不同的MEC應(yīng)用和用戶端應(yīng)用。其中，MEC服務(wù)器對車輛的動態(tài)信息進(jìn)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(wù)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(jìn)行收集和分發(fā)，以滿足不同客戶的應(yīng)用需求。

    MEC服務(wù)器可根據(jù)本區(qū)域的歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)等預(yù)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(yù)測特定車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)流量。

    MEC服務(wù)器可根據(jù)地理位置或應(yīng)用偏好等信息，對車輛節(jié)點進(jìn)行分簇。針對不同簇，提供區(qū)別化服務(wù)，如根據(jù)地理位置相近的原則進(jìn)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(yīng)駕駛預(yù)警信息等。

    MEC對數(shù)據(jù)的分析和融合能力可以按場景進(jìn)行封裝，作為車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)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(wù)能力

    5G切片能夠為客戶按需定制網(wǎng)絡(luò)，實時部署、動態(tài)保障、安全隔離，并實現(xiàn)切片網(wǎng)絡(luò)的全生命周期管理。可以說，切片的設(shè)計初衷與車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)對網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(yīng)用場景即增強(qiáng)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(yīng)的3種類型的網(wǎng)絡(luò)切片支持^[4]。

    如前所述，出行服務(wù)或商用車營運(yùn)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(wù)的業(yè)務(wù)形態(tài)，增強(qiáng)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(yùn)營需求；與車路協(xié)同密切相關(guān)的道路與交通基礎(chǔ)設(shè)施、多源路側(cè)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(yīng)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(wù)的基礎(chǔ)能力。

    (2)更多策略組合的切片模板滿足更細(xì)分的行業(yè)需求

    車聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)存在眾多細(xì)分領(lǐng)域，各自對通道服務(wù)存在個性化需求。基于切片的車聯(lián)網(wǎng)通道定制策略除按網(wǎng)絡(luò)屬性之外，還可以與區(qū)域?qū)傩浴⒂脩羧航M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(yùn)營公司，首先可以建立覆蓋所有運(yùn)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(dǎo)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(dāng)共享汽車駛?cè)朐搮^(qū)域時，車載終端按位置策略自動切換進(jìn)小微切片網(wǎng)絡(luò)，共享汽車由此可開啟自動駕駛模式，并獲得網(wǎng)絡(luò)輔助支持。再如，對于長途客運(yùn)巴士的運(yùn)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(luò)滿足車路協(xié)同，高速道路內(nèi)的切片網(wǎng)絡(luò)滿足編隊行駛或自動駕駛。

    運(yùn)營商對車聯(lián)網(wǎng)細(xì)分領(lǐng)域切片網(wǎng)絡(luò)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(wù)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(luò)能力開放、網(wǎng)絡(luò)能力靈活調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)資源快速因需配置、網(wǎng)絡(luò)信息大數(shù)據(jù)分析等需求，增強(qiáng)了運(yùn)營商對通道的精細(xì)化開放化智能化的運(yùn)營能力，對車聯(lián)網(wǎng)通道的流量經(jīng)營能力是極大促進(jìn)；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(wù)能力要素，無論是提供通用服務(wù)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(yīng)用托管能力，使得那些具有強(qiáng)烈區(qū)域特色和更高吞吐量或低時延要求的應(yīng)用有可能成為運(yùn)營商通道的固有能力，實現(xiàn)“通道即應(yīng)用”，而應(yīng)用的訂購和使用就成為通道服務(wù)的商業(yè)模式。

    切片技術(shù)的引入使得客戶可直接定制生成一個專屬網(wǎng)絡(luò)，同時客戶在其專屬網(wǎng)絡(luò)內(nèi)享有類似于虛擬運(yùn)營商的權(quán)限。以專屬網(wǎng)絡(luò)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(yùn)營商還可在網(wǎng)絡(luò)切片的定制策略中加入更多空間、時間、用戶屬性，為細(xì)分領(lǐng)域的車聯(lián)網(wǎng)客戶提供更加精細(xì)、智能、開放的解決方案。

5 結(jié)束語

    本文詮釋了電信運(yùn)營商在傳統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中提供的通道服務(wù)能力的演進(jìn)路線；結(jié)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(wù)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(luò)切片等5G關(guān)鍵技術(shù)與車聯(lián)網(wǎng)通道融合，對通道服務(wù)能力帶來的更精細(xì)、開放和智能化的提升，以及運(yùn)營商由此可開展的車聯(lián)網(wǎng)通道服務(wù)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(yùn)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(luò)能力與IT運(yùn)營能力進(jìn)行封裝，形成車聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營支撐平臺，快速響應(yīng)客戶需求；同時引入第三方的車聯(lián)網(wǎng)使能服務(wù)，提升通道的附加值。

    然而，運(yùn)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(wù)對運(yùn)營商的通道服務(wù)能力形成巨大挑戰(zhàn)。

    5G的兩大關(guān)鍵技術(shù)MEC和切片為運(yùn)營商的車聯(lián)網(wǎng)通道能力帶來顛覆式創(chuàng)新。MEC技術(shù)帶來“通道即應(yīng)用”的服務(wù)模式，切片技術(shù)讓運(yùn)營商實現(xiàn)客戶定制專屬網(wǎng)絡(luò)，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(shù)尚未完全成熟，在車聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用還處于起步階段，在標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)推動層面還有漫長的完善過程。然而運(yùn)營商有必要深入?yún)⑴c、積極推動，找準(zhǔn)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)