Úvod

Tato mezinárodní norma je součástí skupiny norem, které standardizují rozhraní CALM (komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení). Rozhraní CALM vytváří univerzální komunikační model zajišťující jednoduchou a pružnou výměnu dat mezi vozidly a silniční infrastrukturou. Využití rozhraní CALM ve vozidlových jednotkách a na silniční infrastruktuře umožňuje snadnou realizaci nových telematických služeb jako je například automatický přenos informace o nehodě z havarovaného vozidla, inteligentní dopravní značení s přímou vazbou na projíždějící vozidlo, online sběr dopravních dat z plovoucích vozidel, internet a interaktivní multimediální zábava ve vozidlech. Kromě toho že CALM využívá stávající komunikační infrastrukturu, do budoucna zůstává otevřen i pro nové budoucí systémy komunikace. CALM nahrazuje různé jednoúčelové komunikační protokoly navržené výrobci vozidel a zavádí pro všechny jednotnou komunikační platformu.

Účelem této normy je definovat „Vrstvu rozhraní přizpůsobování médiu“ v angličtině „Medium Adaptation Interface Layer“ zkrácené MAIL. Tato vrstva umožňuje spolupráci systému CALM se systémy DSRC, které jsou kompatibilní se standardem ISO15628.

Užití

Tato norma slouží k normativnímu popisu „Vrstvy rozhraní přizpůsobování médiu“ – MAIL, která slouží k propojení systému CALM se systémy DSRC.

Pro orgány státní správy přináší norma doplňující informace k ISO 21217. Z normy lze získat základní představu o možnostech propojení systémů CALM a DSRC, které jsou základem některých mýtných systémů.

Pro výrobce telematických zařízení, zejména výrobce inteligentních vozidlových systémů, inteligentního dopravního značení a mýtných systémů, představuje tato norma soubor základních požadavků pro tvorbu aplikací v prostředí CALM.

1. Předmět normy

Tato norma definuje způsob využití komunikace DSRC v rámci komunikačního systému CALM. DSRC je přizpůsobeno standardnímu IP prostředí systému CALM. V rámci této normy je zavedena nová vrstva CALM tzv. „Vrstva rozhraní přizpůsobování médiu“ v angličtině „Medium Adaptation Interface Layer“ zkrácené a dále v textu jen MAIL. Vrstva MAIL je navržena tak, aby odpovídala následujícím normám pro DSRC:

• ARIB STD-T75; Vyhrazené spojení krátkého dosahu (Japonsko);

• TTAS. KO-06.0025; Norma vyhrazeného spojení krátkého dosahu (DSRC) mezi zařízením na straně infrastruktury RSE a palubním zařízením OBE v pásmu 5.8GHz (Korea);

• CEN EN 12253, Vyhrazené spojení krátkého dosahu (DSRC) – Fyzikální vrstva užívající mikrovlnu při 5,8 GHz,

• CEN EN 12795, Vyhrazené spojení krátkého dosahu (DSRC) – Datová vrstva DSRC: Řízení logických spojů a spojů středního dosahu,

• CEN EN 12834; Vyhrazené spojení krátkého dosahu (DSRC) – Aplikační vrstva (Evropa)

Začlenění MAIL do prostředí CALM je patrné z obrázku 1.

2. Souvisící normy

Architektura systému CALM je podrobně rozepsána v normě ISO 21217, která obsahuje rovněž základní odkazy na jednotlivé dílčí normy, které definují funkčnost jednotlivých subsystémů rozhraní CALM. Jedná se zejména o normy:

• ISO 21210 CALM – Síťové protokoly

• ISO 21218 CALM - Servisní přístupové body rozhraní

• ISO 24102 CALM Management

• ISO 15628 DSRC – aplikační vrstva

• ISO/IEC 8802-2, Informační technologie - Telekomunikace a výměna informací mezi systémy - Lokální a metropolitní sítě - Specifické požadavky - Část 2: Řízení logického spoje

• ISO/IEC 8802-3, Informační technologie - Telekomunikace a výměna informací mezi systémy - Lokální a metropolitní sítě - Specifické požadavky - Část 3: Metoda mnohonásobného přístupu reagujícího na nosnou a detekující kolizi (CSMA/CD) a specifikace fyzické vrstvy

3. Termíny a definice

DSRC – komunikace krátkého dosahu, která má aplikační vrstvu kompatibilní s ISO 15628

základová stanice – pevná stanice na straně komunikace, komunikuje s mobilními jednotkami

mobilní stanice – mobilní stanice schopná vysílat a přijímat data ze základové stanice

MAIL – Vrstva rozhraní přizpůsobování médiu - Medium Adaptation Interface Layer

CALM – komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení

DHCP – Dynamic Host Configuration Protocol

ELCP – Extended Link Control Protocol

LANCP – LAN Control Protocol

LPCP – Local Port Control Protocol

MAC – Media Access Control

MIB – Management Information Base

NCP – Network Control Protocol

OBU – Palubní jednotka

OSI model – standardizovaný popis univerzálního komunikačního rozhraní definovaný skupinou Open System Interconnection; OSI model je složen ze sedmi vrstev, od shora dolu je to vrstva aplikační, prezentační, spojová, transportní, síťová, linková a fyzická

PDU – Protocol Data Unit

SAP – servisní přístupový bod propojující jednotlivé funkční bloky jádra CALM

SDU – Service Data Unit

TCP – Transmission Control Protocol

5 Požadavky

Kapitola popisuje základní požadavky na výměnu dat mezi rozhraním DSRC a CALM s využitím MAIL. Základní konfigurace propojení je patrná z obrázku 2.

Předpokládá se, že MAIL bude plnit funkce dané normou ISO 15628 pro DSRC aplikační vrstvu a zároveň zachová všechny vlastnosti definované normami CALM a to zejména:

• ISO 21217 požadavky na architekturu

• ISO 21218 požadavky na C-SAP a M-SAP (komunikační a řídící přístupový bod)

• ISO 21210 požadavky na IP komunikační protokoly

• ISO 24102 požadavky na řízení rozhraní

V kapitole je dále podrobně rozepsaná struktura MAIL. MAIL je složen ze dvou základních komponent ELCP – Extended Link Control Protocol a NCP – Network Control protokol. Tyto komponenty mají následující základní funkce:

• ELCP

  • zajištění výměny dat se zásobníky rozhraní DSRC

  • management rozhraní

• NCP

  • zajištění komunikace s nadřazenými vrstvami CALM na bázi IP

  • zajištění komunikace s nadřazenými vrstvami CALM na bázi non-IP

V kapitole je dále podrobně rozveden způsob vykonávání jednotlivých subfunkcí MAIL (viz obrázek 3).

Na začátku komunikace vyvolá DSRC aplikační vrstva komunikační spojení s ELCP, který následně ověří dostupnost požadované služby. Poté následuje proces autorizace, po které ELCP aktivuje NCP. NCP poté provede inicializaci komunikační fáze. V případě, že se inicializace podaří, zahájí se vlastní komunikace (aktivace síťového protokolu IP).

V další části kapitoly je popsán způsob řízení komunikace. Způsob výměny dat mezi jednotlivými moduly komunikace mezi dvěmi zařízeními CALM vybavených DSRC rozhraním je patrný z obrázku 4.

7 ELCP – Extended link control protocol

Tato kapitola detailně specifikuje funkcionality ELCP. ELCP vykonává následující základní funkce:

1. Služba řízení přenosu

2. Řízení komunikace klient / server

3. Management řízení komunikace

7.2 Služba řízení přenosu

V článku jsou popsány následující služby řízení přenosu:

1. Rozhraní komunikační služby Extended link control – komunikační primitiva mezi ELCP a NCP

2. Rozhraní komunikační služby s DSRC aplikační vrstva - komunikační primitiva mezi ELCP a DSRC rozhraním

3. Extended link control procedury

   1. Služba datové výměny se základovou stanicí

   2. Služba datové výměny s mobilní stanicí

7.3 Řízení komunikace klient / server

Služba řízení komunikace klient /server je určena primárně pro komunikaci s mobilními stanicemi. V článku jsou popsány následující služby řízení komunikace klient/server:

1. Řízení komunikace se základovou stanicí

2. Řízení komunikace s mobilní stanicí

7.4 Management řízení komunikace

Management řízení komunikace nabízí služby pro kontrolu ELCP z NCP. Jedná se o následující služby:

1. Služba notifikace událostí

2. Služba ECHO

3. MIB přístupová služba

8 NCP – Network control protocol

Tato kapitola detailně specifikuje funkcionality NCP. Hlavní úkolem NCP je zabalení komunikačních protokolů nižších vrstev komunikace do protokolů vyšších vrstev (IP nebo non-IP protokoly). Norma se zabývá zejména problematikou IP protokolů. NCP vykonává následující základní funkce:

1. Zajištění průchodu datových jednotek z vyšších vrstev

2. Inicializace komunikace

3. Řízení komunikace z vyšších vrstev

V další části kapitoly je popsán tzv. LAN control protokol (LANCP), jehož úkolem je zabezpečit konverzi dat mezi MAIL a CALM IP vrstvami. V kapitole jsou detailně popsány jednotlivé procedury LANCP.

Příloha A (informativní) – ASN.1 definice

Příloha A obsahuje ASN.1 popis hlaviček proměnných a funkcí MAIL.

Příloha B (informativní) – Vztah mezi službami a jednotlivými protokoly MAIL

Příloha B ve formě obrázku 5 názorně ukazuje vztah mezi službami a jednotlivými protokoly MAIL. Z obrázku je rovněž patrný systém skládání komunikačních rámců v jednotlivých vrstvách komunikace.