امروزه 5G، در حال تغییر مدل‌های کسب‌و‌کار و ایجاد روش‌‌های جدید در سازمان‌ها است. امکانات، سرعت و ظرفیت 5G، توانسته است فرصت‌های بی‌نظیری را برای صنایع مختلف ایجاد کند. در این میان، صنعت 4.0 و اینترنت اشیاء نیز پیشرفت چشم‌گیری داشته و همراه با 5G، به کمک توسعه‌ی خودروهای متصل آمده‌اند. استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل، نقش بسیار پررنگی را در افزایش کارایی، برنامه‌ریزی موثر برای دستیابی به خودروهای خودران، ماندن در چرخه‌ی رقابت و سودآوری بیشتر، ایفا می‌کند.
با افزایش تعداد خودروهای متصل، چاره‌ای جز بالا بردن سرعت انتقال داده‌ها و کم کردن تاخیر ارسال داده‌ها نداریم. برای حل این چالش، تکنولوژی 5G به کمک تولیدکنندگان آمده است. خودروسازان می‌توانند از 5G برای بهبود ویژگی‌های خودرو، به‌دست آوردن بهترین راندمان تولید، راه‌اندازی مدل‌های تجاری جدید و همچنین بالا بردن سرعت انتقال داده‌ها استفاده کنند.
از آنجایی که 5G یکی از کلیدی‌ترین تکنولوژی‌های به‌کار رفته در صنعت بزرگ خودرو است، ما در این متن از وبلاگ همران قصد داریم ابتدا تاثیر 5G در خودروهای متصل را بررسی کرده و سپس تعدادی از فواید و چالش‌های استفاده از این تکنولوژی را در این صنعت توضیح دهیم. پیشنهاد می‌کنیم تا انتهای این مطلب همراه ما باشید و نظرات خود را با ما به اشتراک بگذارید.
5G چیست؟
5G نسل پنجم شبکه‌های سلولی است. استفاده از این تکنولوژی، تا 100 برابر بیشتر از تکنولوژی 4G فرصت‌های طلایی و تجربه‌ای بهتر را برای مردم و کسب‌وکارهای مختلف ایجاد می‌کند. سرعت اتصال سریع‌تر، تاخیر بسیار کم، سرعت بالای انتقال داده و پهنای باند بیشتر، بخش‌های مختلف جامعه را از جمله اکوسیستم خودروهای متصل و بازیگران این اکوسیستم، متحول کرده و تجربیات روزمره را به‌طور چشم‌گیری بهبود می‌بخشد.
می‌توانیم ادعا کنیم که بسیاری از خدمات و تکنولوژی‌هایی که در گذشته آنها را آینده‌نگرانه و دور از واقعیت می‌دیدیم، مانند سلامت الکترونیک، خودروهای متصل، سیستم‌های پیشرفته‌ی بهینه‌سازی ترافیکی، خودروهای خودران و…، بسیار زودتر از آنچه تصور می‌کردیم در دسترس عموم قرار گرفته‌اند. با فناوری 5G، می‌توانیم یک قدم به ایجاد آینده‌ای هوشمندتر، ایمن‌تر و پایدارتر نزدیک شویم.
»»» مطالب پیشنهادی با فناوری‌های خودروهای متصل آشنا شوید
تاثیر 5G در خودروهای متصل، چگونه خواهد بود؟
امروزه، میلیون‌ها وسیله‌ی نقلیه برای استفاده از سرویس‌های مختلف، مانند ردیابی لحظه‌ای، بررسی رفتار و عملکرد راننده، بهره‌مندی از سیستم Keyless، نظارت تصویری بر وقایع جاده‌ای، استفاده از سیستم‌های اطلاعات-سرگرمی، خدمات اضطراری و…، به شبکه‌ی سلولی متصل شده‌اند. اما شبکه سلولی جدید، مانند 5G، به‌دلیل افزایش توان عملیاتی، قابلیت اطمینان بیشتر و تأخیر کم، کاربردهای اضافی را فعال می‌کند.
موارد استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل را می‌توان به سه دسته‌ی کلی طبقه‌بندی کرد:
- استفاده از 5G برای ارتقای ایمنی (Safety related use cases)
- استفاده از 5G در حوزه‌ی اطلاعات-سرگرمی (Infotainment related use cases)
- استفاده از 5G برای افزایش کارایی (Efficiency related use cases)
شبکه‌ی 5G می‌تواند اتصال C-V2X را فعال کند. C-V2X مخفف عبارت Cellular Vehicle-to-Everything یا اتصال خودرو به همه‌چیز با کمک تکنولوژی سلولی است. در اینجا، خودرو می‌تواند به همه‌ی اشیاء و حتی انسان‌ها، مانند وسیله‌ی نقلیه‌ی دیگر، زیرساخت‌های عابران پیاده، زیرساخت‌های جاده‌ای و ترافیکی، شبکه و… متصل شود و با سرعت باورنکردنی، به تبادل اطلاعات با یکدیگر بپردازند.
در ادامه، هر یک از موارد استفاده را بررسی می‌کنیم:
1. استفاده از 5G برای ارتقای ایمنی
هند دارای بالاترین تلفات جاده‌ای در سطح جهان است. از این‌رو، کاربردهای ایمنی جاده‌ای 5G در این کشور، از اهمیت بالایی برخوردار است. برخی از کاربردهای تکنولوژی 5G در خودروهای متصل برای افزایش ایمنی، عبارتند از:
- ارسال هشدارها در مواقع اضطراری: ارسال هشدار ترمز اضطراری، جلوگیری از برخورد و تصادف، اجرای سناریوهای Turn assist in non-line-of-sight (NLOS).
- کنترل سرعت: تنظیم سرعت به‌واسطه‌ی بسته بودن جاده، وقوع تصادفات و ازدحام برای جلوگیری از ازدحام یا برخورد. نکته‌ی قابل توجه این است که مقامات راهنمایی و رانندگی استرالیا در حال انجام بررسی‌های لازم جهت استفاده از 5G برای حفظ ایمنی و کاهش ازدحام و تصادف هستند.
- مدیریت بهتر تقاطع‌ها: هماهنگی بهبود‌یافته‌ی تقاطع‌ها باعث ایمن‌تر شدن آنها می‌شود.
2. استفاده از 5G در حوزه‌ی اطلاعات-سرگرمی
دومین حوزه‌ی استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل در حوزه‌ی اطلاعات-سرگرمی است. این موارد، به‌دلیل قابلیت پهنای باند 5G به‌طور تصاعدی در حال رشد است. برخی از موارد استفاده از این تکنولوژی، در زیر ذکر شده‌اند:
- رسانههای پخش و بازی: رسانههای HD را می‌توان مستقیما از طریق شبکه‌ی 5G به سیستم اطلاعات-سرگرمی متصل کرد. بازی‌های آنلاین سطح بالا را نیز می‌توان توسط این شبکه، پشتیبانی کرد.
- به‌روزرسانی‌های OTA: اکنون ارسال به‌روزرسانی رفع باگ‌ها و اشکالات، افزودن قابلیت‌های جدید و کاربردی، امکانات جدید سرگرمی و…، برای سازندگان خودرو آسان‌تر می‌شود.
- ارائه‌ی نقشه در فضای سه‌بعدی: تکنولوژی 5G، به‌روزرسانی دقیق‌تر نقشه در لحظه را همچنین در فضای سه‌بعدی، ارائه می‌دهد. به ارائه‌دهندگان خدمات نیز این امکان را می‌دهد تا با ارائه‌ی سرویس‌های مبتنی بر موقعیت جغرافیایی در وسیله‌ی نقلیه، کسب درآمد کنند.
3. استفاده از 5G برای افزایش کارایی
استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل، برای افزایش کارایی، در درجه‌ی اول برای ناوگان و وسایل نقلیه‌ی تجاری مفید است. از ویژگی‌های شبکه‌ی 5G می‌توان به‌صورت هوشمند برای ارائه‌ی ارزش به مشتریان تجاری و ناوگان استفاده کرد. برخی از موارد استفاده در زیر ذکر شده است:
- Platooning: وسایل نقلیه‌ی گروهی، بخشی از مجموعه ویژگی‌هایی بوده که ممکن است وسایل نقلیه‌ی آینده از آن استفاده کنند. در این روش، یک ردیف گروهی از وسایل نقلیه با خیال راحت و با سرعت زیاد می‌توانند با سایر وسایل نقلیه، ارتباط برقرار کرده و با هم تردد کنند. ایده‌ی اصلی این تکنولوژی از نوعی اتصال مکانیکی، مانند قطار شکل گرفته است. ارتباطات مدرن، نظیر بلوتوث، وایرلس، GPS و سیستم‌های سنجش رادار ، اجازه می‌دهند تا رایانه‌ها بتوانند کنترل اتومبیل‌ها را در دست بگیرند.
- بهینه‌سازی مسیر: بررسی لحظه‌ای ترافیک و داده‌های نقشه می‌تواند وسایل نقلیه را قادر سازد تا مسیرها را برای سفر سریع‌تر بهینه کرده و هزینه به‌ازای هر کیلومتر را کاهش دهد.
فواید استفاده از 5G در خودروهای متصل چیست؟
شبکه‌های سلولی 5G با افزایش توان عملیاتی، قابلیت اطمینان، قابلیت دسترسی و همچنین کاهش تأخیر، ارتباطات و قابلیت‌های جدیدی را مانند برنامه‌های کاربردی حساس به ایمنی و رانندگی خودکار ایجاد کرده است. این ویژگی‌های جدید، هم برای تولیدکنندگان و هم برای مصرف‌کنندگان سودمند خواهد بود. در ادامه، تعدادی از فواید استفاده از 5G در خودروهای متصل را بررسی می‌کنیم.
1. ایمن‌تر کردن خودروها
برای مصرف‌کنندگان، ارتباط وسیله‌ی نقلیه با همه‌چیز (V2X) که توسط تکنولوژی 5G در خودروهای متصل پشتیبانی شود، بدون شک نقش مهمی در کاهش ترافیک و تصادفات خواهد داشت؛ به‌عنوان مثال، ارتباط (V2V)، به وسایل نقلیه اجازه می‌دهد تا از وجود موانعی که خارج از محدوده‌ی دید رانندگان وجود دارند، آگاه شوند. به‌اشتراک‌گذاری اطلاعات بین خودروها یا عابران پیاده و زیرساخت‌های اطراف، رانندگی را بسیار ایمن‌تر می‌کند. اجتناب از تصادف، جان انسان‌ها را نجات داده و حدود 500 میلیارد دلار، حاصل از تعمیرات خودرو را کاهش می‌دهد.
2. هوشمندتر کردن خودروها
در خودروهای متصل، اتصالات و ارتباطات نیز در کنار هوش مصنوعی، نقش کلیدی ایفا می‌کنند. شبکه‌های 3G و 4G، امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا را فراهم می‌کند. با این حال، ارتباط ماشین با ماشین (M2M) به یک اولویت تبدیل شده و به پهنای باند بسیار بالایی نیاز دارد. برای فراهم کردن این پهنای باند بالا و انتقال داده‌ها با کم‌ترین تاخیر، استفاده از 5G در خودروهای متصل، بهترین گزینه است.
5G در خودروهای متصل، اتصالات قابل اعتمادی را ایجاد می‌کند. این تکنولوژی، حجم زیادی از داده‌های نقشه‌برداری سه‌بعدی را امکان‌پذیر کرده و داده‌های حسی را به اشتراک می‌گذارد. خودروهای متصل، به کاهش ازدحام کمک کرده و شناسایی و استفاده از پارکینگ‌ها‌ی خالی را راحت‌تر می‌کند.
3. بهبود انواع ارتباطات بین وسایل نقلیه
گسترش ارتباطی، مانند ارتباط وسیله‌ی نقلیه با وسیله‌ی نقلیه (V2V)، ارتباط وسیله‌ی نقلیه با زیرساخت‌ها (V2I)، ارتباط وسیله‌ی نقلیه با عابرپیاده (V2P)، ارتباط وسیله‌ی نقلیه با شبکه (V2N) و ارتباط وسیله‌ی نقلیه با همه‌چیز (V2X)، شرایط اتصال را بین خودروها و هرآنچه که اطرافمان وجود دارد، ایجاد کرده است. در این میان، ایجاد ارتباطی پایدار و مطمئن‌تر، یکی دیگر از ویژگی‌های فواید استفاده از 5G در خودروهای متصل است.
4. توسعه‌ی سیستم‌های کمک‌راننده‌ی پیشرفته (ADAS)
سیستم کمک‌راننده‌ی پیشرفته (ADAS)، مجموعه‌ای از قابلیت‌های کاربردی را در اختیار رانندگان قرار داده و ایمنی جاده‌ها را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد. اتصال، نقش مهمی در ADAS دارد و حسگرهای on-board را با داده‌هایی که از منابع مختلف جمع‌آوری شده‌اند، ترکیب و تکمیل می‌کنند.
این داده‌ها، می‌توانند از فضای ابری یا از منابع خارجی، مانند سنسورهای موجود در زیرساخت‌های شهری، وسایل نقلیه‌ی دیگر یا ارائه‌دهندگان خدمات ADAS جمع‌آوری شده باشند. قابلیت اتصال، امکانات ADAS خودرو را فراتر از محدودیت‌های حسگرها و پردازش on-board گسترش می‌دهد. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های استفاده از 5G در ADAS، دستیابی به پوشش خدمات جغرافیایی گسترده‌تر بوده که با ادغام یکپارچه‌ی 4G و 5G امکان‌پذیر شده است. گسترش پوشش خدمات بر اساس موقعیت جغرافیایی، کیفیت خدمات (QoS) را به طور مداوم بهبود می‌بخشد.
5. دستیابی به AD
رانندگی خودکار (Autonomous Driving)، یکی از اهداف نهایی استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل و دستیابی به خودروهای خودران است. انتظار می‌رود که OEMهای خودرو، به‌تدریج قابلیت‌های AD را در سرتاسر ناوگان تولیدی خود و احتمالا با قیمت بالاتری به‌کار بگیرند.
به‌روزرسانی‌های مداوم قابلیت‌های AD، امکانات کاربردی‌تری را در اختیار کاربران قرار می‌دهد؛ مانند امکان رانندگی خودران با سرعت بالا، دید بهتر در شرایط بد و درک بهتر در محدوده‌ی وسیع از جاده. به‌منظور استقرار و به‌کارگیری تدریجی این قابلیت‌ها، OEMهای خودرو، به توانایی به‌روزرسانی مکرر و اجرای الگوریتم‌هایی که ایمنی داده‌های کاربران و سرنشینان خودروها را تامین می‌کنند، نیاز دارند.
چالش‌های به‌کارگیری 5G در خودروهای متصل
- توسعه‌ی خودروهای خودران و آزمایش عملکرد خودروهای 5G، با کمک به‌روزرسانی چیپست‌ها (Chipset)، ماژول (modules) و TCU
- اطمینان از انطباق با استانداردهای درخواستی 5G/LTE تعریف شده توسط اپراتورهای سلولی 3GPP
- تایید برنامه‌های دارای 5G؛ به‌عنوان مثال ADAS و Infotainment
- مشاهده‌ی پوشش و کیفیت شبکه و درک تاثیر آن بر عملکرد برنامه
به‌عنوان یک جمع‌بندی می‌توان گفت
طبق گزارشات Gartner، در سال 2023، صنعت خودرو به بزرگ‌ترین بازار راه‌حل‌های اینترنت اشیاء و 5G تبدیل خواهد شد. این موضوع، تصویری از وابستگی رو‌به‌رشد خودروهای متصل به 5G را ترسیم می‌کند. یک خودروی متصل از دو جزء اصلی تشکیل شده است:
- خودرو
- وسایل اتصال آن
گستره‌ی استفاده از تکنولوژی 5G در خودروهای متصل، افزایش ایمنی خودروها، توسعه‌ی سریع‌تر سیستم کمک‌راننده‌ی پیشرفته (ADAS) و همچنین دستیابی به خودروهای خودروان هوشمندتر و ایمن‌تر را به‌همراه خواهد است. با این‌حال، چالش‌های بسیاری نیز در مسیر آزمایش خودروهای متصل و خودرانی که از 5G استفاده می‌کنند وجود دارد. باید منتظر ماند و دید که جایگاه تکنولوژی 5G در زندگی روزمره‌ی شهروندان، چگونه خواهد بود.