【導讀】5G網絡具有高速、低延遲的特性，隨著5G技術的快速發展與部署，提高了車聯網（Vehicle-to-everything或Vehicle to X, V2X）的實用性，也加快了車聯網應用的發展速度。本文將為您介紹車聯網與5G技術的應用發展，以及由Murara（村田制作所）推出的V2X模塊與用于V2X車輛追蹤應用的PoE類電源模塊的功能特性。
全面性的車聯網應用改善人類出行模式
車聯網（V2X）也稱為汽車互聯網（Connected Car），這是指在汽車上應用互聯網和通信技術，使汽車能夠實現與外部世界的連接和通信。這種連接可以是車輛之間的通信，也可以是車輛與基礎設施（如交通燈、路側單元等）之間的通信，以及與其他設備和服務的通信。這些通信系統包括V2I（汽車對基礎設施、汽車對道路系統）、V2N（汽車對網絡）、V2V（汽車對汽車）、V2P（汽車對行人）、V2D（汽車對裝置）等，若能全面性的導入車聯網技術，將會全面性的改善人類的出行模式。
車聯網的應用涵蓋了許多方面，包括車輛安全、導航和路線優化、娛樂和信息、故障診斷和遠程監控、自動駕駛、行為分析和保險定價，以及環境保護等領域。
車聯網技術可以使車輛與交通管理中心和其他車輛之間實現實時通信，從而提高駕駛安全。例如，車輛可以收到來自其他車輛的警示，以避免潛在的碰撞，提高車輛的安全性。此外，車聯網使汽車能夠與導航系統和地圖服務進行連接，提供實時交通信息和最佳路線，幫助駕駛者避開塞車和擁擠路段，提供導航和路線優化。
車上的娛樂和信息也是當前車輛設計的一大賣點，車聯網讓乘客可以連接到互聯網，享受娛樂和數字內容。這些娛樂和信息內容將包括車載媒體、流媒體音樂、社交媒體、以及其他數字應用。
另一方面，車聯網技術可以協助進行車輛的故障診斷和遠程監控，允許汽車實時將診斷信息傳送給車主或車廠，幫助識別和解決問題，這有助于提高汽車的維護和服務效率。
當然，自動駕駛已經是新世代汽車發展的重要方向，各大車廠莫不投入眾多心力來實現車輛自動駕駛功能。車聯網是實現自動駕駛技術的基礎之一，車輛間的通信和感知能力將可使汽車能夠相互配合，形成協同工作，提供更高的駕駛自動化水平。
車聯網技術還可以收集駕駛行為和車輛數據，保險公司可以據此評估駕駛風險并定制更個性化的保險報價，通過行為分析可以了解駕駛的開車習慣，以協助進行保險定價，當遇到車禍時，也可以依據所搜集到的駕駛行為數據，來判斷車禍肇事責任。
通過車聯網可以提高汽車的行駛效率，也可以協助監測和管理汽車的排放，將有助于改善交通效率和減少對環境的影響。然而，車聯網也引發了一些安全和隱私問題，例如黑客攻擊、數據泄露等，因此，在發展車聯網技術的同時，也需要重視安全性和隱私保護措施。
5G網絡特性對車聯網應用發展有重大影響
新興的5G技術則對車聯網應用具有重大的影響，它是實現更先進、更高效、更可靠的車輛連接和通信的關鍵技術。由于5G網絡提供了比之前通信技術更快的數據傳輸速度，這意味著車輛可以更快速地接收和傳輸數據，實現更實時的通信和反應，這對于自動駕駛技術和交通信息的實時更新非常重要。
另外，5G的低延遲特性將使車聯網系統能夠在極短的時間內完成數據傳輸和接收，從而實現更高效的交通管理和更快速的車輛反應，這對于自動駕駛車輛來說，低延遲是確保安全的關鍵因素。
5G還可提供更大的網絡容量，可以同時連接大量的車輛和設備，這有助于實現復雜的車輛間通信和交互。此外，5G還提供更高的可靠性，確保車聯網系統的穩定運行。
通過5G網絡可使車輛之間實現更直接的通信，車輛可以共享信息，如位置、速度、行駛路線等，從而實現更高效的交通協調和協作，這對于交通擁擠情況下的自動駕駛和交通流優化非常重要。此外，5G技術還支持車輛和交通基礎設施之間的連接，如與交通信號燈、道路監控系統的通信，從而實現更智能化的交通管理和路線優化。
5G還提供了更高效的數據傳輸和處理能力，使車輛能夠更好地收集和分析大量的數據，這對于駕駛行為分析、故障診斷和保險定價等方面具有重要意義。總體而言，5G技術的應用將大大推進車聯網技術的發展，提供更強大的車輛連接和通信能力，從而實現更安全、更高效、更智能的交通網絡。
目前在車聯網應用上的相關標準包括3GPP Release 14/15標準的蜂窩V2X（C-V2X），以及專為汽車單向或雙向、短距離至中距離的無線通信頻道使用而設計的IEEE802.11標準DSRC（Dedicated short-range communications, 專用短距離通信）。
采用Autotalks芯片組的先進V2X解決方案
Murata推出的V2X模塊包括Type 1YL與Type 2AN，這兩款支持DSRC與C-V2X兩種標準的模塊，可以支持V2V、V2I等V2X通訊，協助檢測進入交叉路口的車輛，防止前車發生碰撞，以及檢測盲區的車輛，可用于OBU（車載單元）與RSU（路側單元），并采用了符合AEC-Q100芯片組，支持天線設計，具備高可靠度，并是帶補償器的整體方案，Murata還可提供客戶豐富的場測經驗。
Murata一直與V2X通信解決方案的開拓者Autotalks合作，推出開創性的新技術，以促進協作安全和更高水平的自動化移動的發展。這使得Murata能夠推出V2X無線模塊解決方案組合，通過該組合可以支持直接V2V和V2I通信。
為了實現最大的多功能性，Murata的V2X解決方案可以根據客戶的要求進行調整。當打算用于無主機配置時，它將采用Murata的Type 2AN V2X模塊。在有內置主機的情況下，則可使用Type 1YL。這兩款汽車級單元均基于Autotalks的PLUTON2和SECTON V2X芯片組。這些模塊不僅性能一流，而且非常堅固，從而確保持續的可靠性，即使在最具挑戰性的操作條件下也是如此，且Murata V2X模塊能夠支持來自眾多不同供應商的V2X軟件堆棧。
使用Autotalks芯片組的Murata V2X模塊的與眾不同之處在于，客戶可以選擇他們想要使用的DSRC或C-V2X兩種V2X通信標準中的其中一種。因此，他們可以通過簡單的軟件配置，使用相同的模塊直接定址不同的地理區域（歐洲、亞洲、北美等）。這意味著系統設計可以保持不變，從而顯著降低相關的工程成本。
Murata推出的Type 1YL是支持V2X的無線通信DSRC與C-V2X兩種通信方式的模塊，其不僅可搭載在汽車上，也可搭載在信號機等基礎設施上。Type 1YL搭載了Autotalks公司的SECTON IC（ATK4055C）與PLUTON2 IC（ATK3200），供給電壓為5V /3.3V，支持USB /SPI /UART接口，僅有33.0mm × 27.0mm × 3.0mm的小尺寸，可支持?40℃～105℃的大溫度范圍，支持表面貼裝（SMD），模塊封裝采用金屬外殼，搭載硬件安全模塊（eHSM），提供編帶與卷盤封裝方式。
另一款Murata的Type 2AN也是支持V2X的無線通信DSRC與C-V2X兩種通信方式的模塊。此外，Type 2AN還搭載了可運行V2X中間件及應用程序與選配件Secure CAN MCU的處理器。Type 2AN搭載了Autotalks公司的CRATON2 IC（ATK4245C）與PLUTON2 IC（ATK3200），以及雙核ARM Cortex A7 CPU，僅有38.5mm × 37.5mm × 8.5mm的小尺寸，可在?40℃～85℃的大溫度范圍下工作，供給電壓為5V /3.3V，具有USB /SPI /UART /CAN /Ethernet（MAC）接口，還具有板對板連接器，以及搭載硬件安全模塊（eHSM）與半導體存儲器。Type 2AN模塊封裝采用金屬外殼，以淺盤封裝提供給客戶。Murata也可提供單個模塊及評估板（在PCB板上安裝了Type 1YL或Type 2AN的評估板），以加快客戶的評估速度。
智慧互聯的V2X應用之高度集成的PoE DC-DC轉換器方案
PoE是一種可以節省電源線，只需要通過以太網電纜就可以給設備供電以及傳輸數據信號的技術。它可通過以太網電纜傳輸數據以及對設備進行功率檢測和判斷，來傳輸設備所需要的電力，無需電源線即可在任何地方使用，如此一來V2X應用設備也可以減少電源布線的麻煩，加快智慧城市的布局。目前的IEEE PoE協議共有三個標準，分別是最早的2003年發布的PoE （IEEE802.3af），其中規定PD端設備功率為13W，PSE端為15.4W；再到2009年發布的PoE+（IEEE802.3at），其PD端設備功率上升到25.5W，PSE則更新為30W；現如今最新的PoE++（IEEE802.3bt）發布于2018年，其對應的PD端設備功率變更為71W，對應的PSE端設備功率為90W。
Murata的PoE DC-DC轉換器通過使用平面變壓器實現了小型化和薄型化，這意味著平面變壓器的初級和次級之間具有更高的電感耦合系數，因此功率損耗降低，效率也提高得更高。高電感耦合系數可降低漏感，使DC-DC轉換器實現低噪聲。
Murata的PoE DC-DC轉換器具有PoE所需的PD控制器，此外，還設計為無需外部電容器或最小化電容器即可運行，以便客戶能夠輕松為其應用安裝PoE系統。
Murata推出了用于PoE的PD和PSE隔離式DC-DC轉換器模塊，用于PD側的MYBSP系列有5V輸出或12V輸出，功率可達72W。此外，MYBSS系列則是用于PSE的升壓DC-DC轉換器，可提供54V輸出，功率為30W。
Murata的MYBSP／MYBSS系列產品融合了符合IEEE802.3af；IEEE802.3at；IEEE802.3bt和PoE通信標準的硬件分類協議功能，采用平面變壓器，實現了小型化設計和高隔離強度。其符合IEEE 802.3af或IEEE 802.3at和IEEE802.3bt標準，具有占板面積小、薄型與低噪聲的優勢，適用于-40至+85℃的工作溫度，擁有低電磁干擾的特性，支持2250Vdc輸入-輸出隔離，使用更少的外部電容器。
Murata的MYBSP／MYBSS系列不僅可節省空間與成本，還可以縮短上市時間，不僅可應用于V2X車輛追蹤方面，還可應用于無線接入點、邊緣計算系統、監視攝像頭、生物特征識別、會議系統、LED照明、IP電話、數字標牌等領域。
結語
5G與V2X技術的相結合，使得V2X應用的實現不再是紙上談兵，已經逐步朝向具體的應用實例發展，加快V2X應用的落實。Murata的多功能V2X模塊產品組合，能夠同時支持DSRC和C-V2X無線通信技術，此外還有小型化和薄型化的PoE DC-DC轉換器，將可幫助全球汽車客戶加速V2X的商業化，Murata的工程團隊還可以在天線設計和解決方案優化方面為客戶提供幫助，將有助于客戶及早搶進V2X應用的藍海新商機。
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