Đây là một cuộc đua công nghệ khốc liệt của các doanh nghiệp nhằm vượt qua những thách thức kỹ thuật và hình thành một phương thức điều khiển xe hoàn toàn mới, đưa cộng đồng đến kỷ nguyên tự động hóa và robot hóa của tương lai.

Ai sẽ giành chiến thắng trong cuộc đua? Và ô tô không người lái sẽ biến đổi xã hội như thế nào? Dù tương lai của ngành công nghiệp ô tô tự lái chưa hoàn thành, nhưng chúng ta biết rõ: Các doanh nghiệp hàng đầu phải nắm vững kết nối mạng để cung cấp V2X (xe đến vạn vật) mang đến khả năng lái xe tự động hoàn toàn. Tổng quan về 6 yêu cầu kết nối mạng với xe tự lái là:

1. Kiến trúc mạng phải có dự phòng và truyền tải thông tin thời gian thực

Lái xe tự hành ngày càng gia tăng nhu cầu các cấu trúc trên cơ sở mạng có độ tin cậy cao, những kiến trúc mạng truyển tải thông tin thời gian thực và cơ cấu dự phòng.

 

Những kiến trúc mạng dành cho xe tự lái được tổ chức các cụm hiệu suất cao trong các miền chức năng và được kết nối thông qua một cổng trung tâm trong cấu trúc đường truyền băng thông rộng, dữ liệu chia sẻ với tốc độ cao. Các cụm cảm biến và cơ cấu thừa hành được tổ chức theo phân cấp thực hiện.

Các miền chức năng cho phương tiện tự hành được kết nối, tự hành với mạng lưới tốc độ cao trong xe tự lái.

2. Nhu cầu về dữ liệu tốc độ cao chỉ gia tăng

Xe ô tô không người lái sẽ có hệ thống thông tin cực kỳ tinh vi là máy tính hiệu suất cao và số lượng ngày càng tăng các cảm biến hệ thống hỗ trợ người lái (ADAS) tiên tiến, nnhư âm thanh nổi, máy ảnh đơn sắc độ phân giải cao, RADAR, LIDAR, giao diện người – máy (HMI), có thể là màn hình 4K / 8K lớn hoặc màn hình hiển thị thông tin trong suốt head-up (HUD) trên kính.

Những hệ thống này sẽ cập nhật một lượng dữ liệu khổng lồ, đòi hỏi sự hỗ trợ điện tử phức tạp, bao gồm các nút dữ liệu tốc độ cao, các liên kết, cáp và tổ hợp cụm chi tiết. Đây là một xa lộ thông tin với những luồng dữ liệu chạy song song hoặc nhiều hướng khác nhau, được quản lý trong các bộ chuyển mạch mạng với cơ chế dự phòng đủ để đảm bảo xe ô tô hoạt động an toàn.

Các nhà sản xuất ô tô sẽ luôn phải tăng băng thông cho cả đường ống dữ liệu điểm-điểm và cấu trúc mạng phân tán để đáp ứng nhu cầu dữ liệu mới. Xe ô tô cấp độ 5 sẽ gửi 25 gigabyte dữ liệu lên đám mây điện toán mỗi giờ.

Công ty công nghệ Mỹ TE Connectivity (TE) đã phát triển các mạng tốc độ gigabit cho phép các OEM (nhà sản xuất phương tiên gốc) ô tô tự lái toàn cầu đáp ứng những yêu cầu kết nối này. TE giúp các nhà sản xuất ô tô hàng đầu đạt được mục đích bằng cách cung cấp những giải pháp kết nối, vượt qua mọi thách thức cơ, điện và phần mềm về khả năng tương thích giao diện và giao thức.

3. An toàn và các ứng dụng khác với yêu cầu kết nối ngoài

Truyền thông V2X phải liên tục thu thập và phân tích dữ liệu hoàn chỉnh liên quan đến môi trường xung quanh. Xe hoàn toàn tự động yêu cầu tất cả thông tin này để thực hiện chính xác những hành động như phanh, tăng tốc không cần sự hỗ trợ của người lái. Giao tiếp V2X sử dụng cả công nghệ cảm biến và giao tiếp sử dụng sóng vô tuyến. Cảm biến trên xe hỗ trợ hệ thống xe tương tác với môi trường xung quanh.

Hệ thống vô tuyến cho phép các phương tiện trao đổi thông tin với các phương tiện khác và với cơ sở hạ tầng giao thông như đèn, biển báo và thu phí. Những môi trường xung quanh chủ động truyền đạt trạng thái tình huống và nhưng điều kiện thay đổi xung quanh với phương tiện.

Cột đèn tín hiệu sẽ thông báo ánh sáng sắp thay đổi từ đỏ sang xanh, bảng hiệu cho thấy cua đường tiếp theo (turn-off) là năm dặm về phía trước, trên làn đường một xe khác truyền thông tin sắp ra tín hiệu và rẽ phải.

Tất cả những tín hiệu cảnh báo trước giúp lái xe an toàn hơn. Thông tin về điều kiện lái xe như đường bị đóng băng phía trước, tắc đường hoặc phí cầu đường, cũng có thể cho phép các phương tiện xử lý dữ liệu và quyết định tự động như chọn một tuyến đường khác.

Lái xe đưa ra quyết định trong tích tắc và xe ô tô hoàn toàn tự động cũng vậy. Để an toàn, công nghệ lái xe hoàn toàn tự động cần truyền tải dữ liệu theo thời gian thực. Những tiêu chuẩn vô tuyến di động hiện nay như LTE có độ trễ từ 30 đến 40 mili giây, gây mất an toàn cho các phương tiện không người lái.

Truyền thông di động 5G, triển khai vào năm 2019, cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn lên đến 10 Gbps với độ trễ thấp hơn so với LTE, phù hợp với những ứng dụng an toàn thời gian thực.

4. Chất lượng và độ tin cậy của Lái xe tự hành là vấn đề không thương lượng

Ngoài thời gian thực, cảm biến và truyền dữ liệu phải đạt độ tin cậy 100%. Có nghĩa là kết nối không thể bị lỗi do điều kiện đường xấu, sương mù, tuyết hoặc băng hoặc sử dụng kéo dài như nhiều nghìn giờ hoạt động.

Các nhà sản xuất xe chỉ có thể đạt được mục tiêu này khi sử dụng các hệ thống kết nối cấp ô tô công suất lớn, do những nhà cung cấp có năng lực và kinh nghiệm, chuyên môn sâu về kỹ thuật và khoa học vật liệu.

Các nhà cung cấp ưu tiên của OEM phải hiểu sâu vật lý tiếp xúc, những vật liệu tốt nhất cho các kết nối cơ - điện-âm thanh đã xây dựng những quy trình sản xuất hiệu quả cao và công cụ chính xác để chế tạo.

5. Ô tô điện khí hóa cần phương pháp tiếp cận mới đảm bảo an toàn

Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trong những ứng dụng chức năng an toàn chức năng là bắt buộc với lái xe tự hành đề bảo vệ tính mạng. Khi yêu cầu dữ liệu ngày càng tăng, ô tô sẽ ngày càng được điện hóa. Do đó, điều cần thiết là phải đảm bảo truyền tải dữ liệu an toàn ở cấp độ lớp vật lý và cung cấp các biện pháp bảo vệ an toàn dữ liệu và vật lý cao nhất có thể.

Các công ty ô tô đang nghiên cứu phương án sử dụng kết nối sợi quang nhằm tránh nhiễu điện từ. Truyền thông cáp quang không bị ảnh hưởng bởi điện từ, nhiễu xuyên âm hoặc biến dạng tín hiệu.

Điều này có nghĩa là các kênh mạng truyền thông quang có thể được đặt gần các thiết bị và cáp điện công suất lớn và cung cấp chức năng hoạt động đáng tin cậy mà không lo ngại về an toàn hoặc lo lắng về nhiễu.

Các nhà cung cấp cũng phát triển mạng trong xe ô tô toàn cầu trên tiêu chuẩn Ethernet, mạng dữ liệu được mã hóa, thay vì sử dụng những mạng đã có và độc quyền mà dữ liệu không mã hóa và dễ bị tấn công. Áp dụng những tiêu chuẩn này khiến ô tô không bị tin tặc tấn công và điều khiển từ xa.

6. Thiết kế ô tô thế hệ tiếp theo cần có những giải pháp thu nhỏ kích thước bộ phận

Để lắp hệ thống V2X trong ô tô, các nhà sản xuất cần phát triển những giải pháp kết nối thu nhỏ và tích hợp cao cấp. Các cảm biến và bộ truyền động phải ngày càng nhỏ hơn khi các liên kết tăng lên.

Ethernet ô tô cho phép các nhà sản xuất cung cấp nguồn và dữ liệu qua một cặp dây duy nhất, được bảo vệ hoặc không được che chắn. TE Connectivity có kinh nghiệm lớn trong việc xác định biên độ khe hở và biên độ rão cần thiết để thực hiện mục tiêu này.

Các nhà sản xuất cần xác định và đáp ứng khả năng chịu ô nhiễm và độ ẩm các hệ thống. Mạng trong xe là các cụm cáp và đầu nối nhẹ và gọn nhất – lắp đặt trong một cấu hình dày đặc.

TE đang giúp ngành công nghiệp ô tô thực hiện những đánh đổi này và tối ưu hóa các giải pháp của họ, để làm cho hệ thống truyền dữ liệu nhanh hơn và theo cách tiết kiệm điện nhất, nhưng với tổng vật liệu kết nối và vật liệu cáp ít hơn.

Đồng tạo ra tương lai của tính di động

Lái xe tự hành đang thay đổi cách quan điểm về phương tiện và khả năng di chuyển. Những chiếc ô tô thế hệ tiếp theo sẽ không chỉ vận chuyển mà còn nâng cao sự an toàn, thoải mái và giải trí cho người dùng. Hàng khách có thể nghỉ ngơi trong ô tô tự lái, tổ chức các cuộc họp trực tuyến, lướt mạng và hoàn thành một dự án trước khi đến nơi làm việc.

Hiện nay, di động vận chuyển là một quá trình cần thiết, nhưng thường vất vả. Ứng dụng công nghệ lái xe hoàn toàn tự động, hành khách được tự do thực hiện nhiều công việc, biến những giờ lái xe chết chóc thành những giờ làm việc hữu ích.

Công ty TE đi đầu trong sự phát triển công nghệ lái xe hoàn toàn tự động. Trong nhiều thập kỷ, doanh nghiệp đã phối hợp với các nhà sản xuất ô tô phát triển những giải pháp kết nối mạng, thiết lập các tiêu chuẩn mới. Hiện nay, doanh nghiệp vẫn tiếp tục cộng tác với khách hàng để áp dụng các tiêu chuẩn và cải tiến công nghệ mới, đồng thời cung cấp những kết nối, tạo ra sức mạnh cho thế hệ ô tô mới.

TE cung cấp danh mục sản phẩm kết nối dữ liệu ô tô toàn diện với những giải pháp đáp ứng các yêu cầu của nhà sản xuất về tính năng kỹ thuật, chức năng an toàn, chủng loại liên kết, chip và chủng loại cáp theo các tiêu chuẩn ngành và thông số kỹ thuật OEM hoặc Tier1. Các giải pháp cáp quang nhựa như Bộ kết nối MOST, chuyển tải dữ liệu với tốc độ lên đến 150Mbps và một giải pháp thế hệ tiếp theo, cho phép tốc độ chuyển tải dữ liệu từ 10 đến 24 Gbps.