ISO 22738 - Inteligentní dopravní systémy – Lokální komunikace – Komunikace pomocí optické kamery

Úvod

Mezinárodní norma ISO 22738 zavádí skupinu funkčních požadavků na rozhraní komunikace pomocí optické kamery v rámci prostředí ITS systémů. Komunikace pomocí optické kamery mezi jednotlivými vozidly a vozidly a infrastrukturou představuje další způsob předávání dat mezi ITS stanicemi. Norma v úvodní části popisuje principy jejího fungování, v dalších částech normy jsou definovány jednotlivé komponenty komunikačního rozhraní zejména formou odkazů do navazujících standardů v souladu s architekturou popsanou v ISO 21217.

Poznámka: Extrakt uvádí vybrané kapitoly popisovaného dokumentu a přejímá původní číslování kapitol.

Užití

1. Předmět normy

Norma specifikuje požadavky na implementaci rozhraní optické kamerové komunikace do ITS stanice v souladu s požadavky ISO 21217 a ISO 21218 a zároveň specifikuje rozdíly v implementaci oproti požadavkům IEEE 802.15.7:2018.

Norma dále specifikuje:

• Komunikační profil podle IEEE 802.15.7 pro použití v CITS
• Požadavky na CAL (podle ISO 21218)
• Požadavky na MAE (podle ISO 21218 a 241023)

Komunikace pomocí optické kamery umožňuje:

1. spolupráci mezi kamerami a LED zařízeními
2. příjem zpráv z LED zařízení; vysílat zprávy ze zadních a předních světel ostatním vozidlům

Cílem optické kamerové komunikace je přenos ITS informací ze

1. světelných zdrojů (světelná signalizace, veřejné osvětlení, dopravní značky)
2. vozidel

do dalších vozidel (jeden do mnoha), tak jak je uvedeno na obrázku 1.

Obrázek 1 – Optická kamerová komunikace v prostředí ITS (obrázek 1 normy)

Optická kamerová komunikace je určena pro použití v:

1. ITS stanicích na infrastruktuře, a
2. ITS stanicích ve vozidlech

Struktura zpracování obrazové informace a její přenos do vozidla je znázorněná na obrázku 2.

Obrázek 2 – Struktura zpracování obrazové informace a její přenos do vozidla (obrázek 2 normy)

Optická kamerová komunikace využívá LED diody jako vysílače informací a kamery jako přijímače ve viditelném nebo infra pásmu. Základní charakteristiky jsou:

• Viditelnost (viditelná část světelného spektra)
• Žádná regulace v optickém pásmu
• Neškodné pro lidské zdraví
• Žádné interference se zařízeními pracujícími v pásmu rádiových vln
• Žádné licenční omezení

N obrázku číslo 3 je znázorněn princip mechanismu přenosu dat prostřednictvím optické kamerové komunikace.

Obrázek 3 – Mechanismus přenosu dat prostřednictvím optické kamerové komunikace (obrázek 3 normy)

2. Souvisící normy

Souvisejícími normami jsou zejména normy skupiny CALM. Výběr norem je uveden níže:

ČSN ISO 21217:2014- Komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení (CALM) - Architektura

ČSN ISO 21218:2018 - Inteligentní dopravní systémy - Hybridní komunikace - Podpora technologie přístupu k médiu

ČSN ISO 24102-3:2017, Komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení (CALM) - Management stanice ITS - Část 3: Přístupové body služby

IEEE 802.15.7:2018, IEEE standard for Optical Wireless Communication (OWC)

3. Termíny a definice

Norma nezavádí nové termíny; většina termínů a zkratek je uvedena v normách ISO 21217, ISO 21218 a IEEE 802.15.7:2018.

4. Symboly a zkratky

Norma obsahuje 29 zkratek. Zde je uveden výčet nejdůležitějších z nich (část zkratek použitých v normě je převzata z [[3336970|SUVFRQ==]] 802.15.7:2018):

CAL        adaptační vrstva komunikace (Communication Adaptation Layer)

ITS-OCC  název optického kamerového komunikačního rozhraní(name of the OCC communication interface)

MAE       adaptační entita managementu (Management Adaptation Entity)

OCC        optická kamerová komunikace (optical camera communication)

OCC-CI  optická kamerová komunikace – komunikační rozhraní (optical camera communication – communication interface)

OWC       optická bezdrátová komunikace (optical wireless communication

S2-PSK    prostorové klíčování fázovým posuvem (Spatial 2 Phase Shift Keying) – definice v [[3336970|SUVFRQ==]] 802.15.7:2018

HS-PSK   hybridní prostorové klíčování fázovým posuvem (Hybrid Spatial Phase Shift Keying) – definice v [[3336970|SUVFRQ==]] 802.15.7:2018

Další termíny a zkratky z oboru [[3336981|SVRT]] jsou obsaženy ve slovníku [[3336981|SVRT]] terminology (www.itsterminology.org).

5 Požadavky na OCC podle IEEE 802.15.7

Tato kapitola v rozsahu tří stran popisuje základní požadavky na OCC přenesené ze standardu IEEE 802.15.7:2018.

Kapitola je členěna do sedmi odstavců, kde jsou jednotlivé požadavky stručně definovány.

- základní požadavky – zde je odkaz na normu IEEE 802.15.7:2018 a předpoklady a omezení, které z této normy platí pro OCC

- OCC požadavky na fyzickou a linkovou vrstvu OSI modelu vycházející z IEEE 802.15.7:2018. Jedná se o požadavky na přenositelnost viditelnostního propojení, kompatibilitu se světelnou infrastrukturou, ošetření šumu z okolního rušivého osvětlení. Jsou zde rovněž požadavky na bezpečnost z hlediska nepřípustného oslnění.

- Kapitola zavádí v souladu s IEEE 802.15.7:2018 pro fyzickou vrstvu OSI modelu přípustné modulace signálu. Jedná se o modulace S2-PSK a HS-PSK. Pro linkovou vrstvu a formát MAC adresy nejsou specifikovány žádné dodatečné požadavky.

- Kapitola dále zavádí požadavek na funkci stmívání v souladu s IEEE 802.15.1“2018.

6 Požadavky na ITS stanici podle ISO 21217 pro implementaci OCC

Kapitola v rozsahu dvou stran stanovuje základní požadavky na implementaci OCC do jednotlivých komponent ITS-stanice podle ISO 21217. Jedná se o požadavky na:

• Strukturu OSI modelu OCC CI
• Požadavky na servisní body stanice ITS
• Požadavky na podporu hybridní komunikace podle ISO 21218

7 Požadavky na zásobník komunikačních protokolů

Kapitola na dvou stranách popisuje požadavky na implementaci OCC v rámci stanice ITS a parametry jejího zásobníku protokolů. Jedná s požadavky na implementaci následujících parametrů:

• Parametry fyzické vrstvy (použitá modulace, parametry použité modulace)
• Parametry datové vrstvy zde je pouze odkaz do standardu IEEE 802.15.7:2018

8 Požadavky řízení komunikačního rozhraní

Kapitola v rozsahu jedné strany shrnuje formou odkazů do dalších standardů požadavky na řízení komunikačního rozhraní.

9 Procedury

V kapitole v rozsahu jedné stran jsou popsány základní funkční procedury komunikačního rozhraní OCC. Jedná se o následující procedury:

• Procedura vysílání
• Procedura příjmu
• Řídící procedury

10 Prokazování shody

Kapitola v rozsahu jednoho odstavce popisuje způsob prokazování shody pro implementaci komunikačního rozhraní dle ISO 21218.

11 Zkušební metody

Kapitola v rozsahu jednoho odstavce a odkazem do dalších standardů popisuje způsob zkoušení komunikačního rozhraní.

Příloha A (normativní) – Parametry komunikačního rozhraní

Příloha obsahuje formou tabulky definice parametrů komunikačního rozhraní.

Příloha B (normativní) – MI-COMMANDs

Příloha obsahuje formou tabulky definice základních příkazů pro obsluhu komunikačního rozhraní.

Příloha C (normativní) – MI-REQUESTs

Příloha obsahuje formou tabulky definice základních požadavků na zjištění stavu komunikačního rozhraní.

Příloha D (normativní) – Moduly v ASN.1

Příloha obsahuje moduly v notaci ASN.1.

Příloha E (informativní) – Využití frekvenčního pásma a alokace frekvencí

Příloha obsahuje v rozsahu dvou odstavců způsob využití frekvenčního pásma a alokace frekvencí.

Příloha F (informativní) – Metody stmívání

Příloha obsahuje ve třech odstavcích popis metod stmívání. Jedná se o následující metody:

1. Stmívání regulací šířky pulzu
2. Stmívání řízením amplitudy signálu
3. Stmívání řízením frekvence signálu