Úvod

Mezinárodní norma ISO 21214 (dále jen popisovaný dokument) zavádí skupinu funkčních požadavků na komunikační rozhraní stanice ITS.

Koncepce komunikací ITS (dříve CALM) je soubor požadavků, jejichž cílem je unifikovat komunikační systémy v rámci ITS. Zavádí pojem tzv. stanice ITS, která představuje základní stavební prvek této komunikační architektury.  Bližší informace viz. extrakt ISO 21217.

Základní vlastností stanice ITS je možnost využití různých komunikačních protokolů s různými přístupovými technologiemi. Popisovaný dokument specifikuje způsob výměny dat prostřednictvím infračerveného rozhraní na vlnové délce 850nm až 1010nm a rozšiřuje specifikaci rozhraní o kompatibilitu s ITS stanicí dle ISO 21217. Toto rozhraní je pro účely normy nazváno IR. Jedná se o druhé vydání  normy.

Užití

1. Předmět normy

Popisovaný dokument specifikuje požadavky na implementaci komunikačního rozhraní IR do přístupové vrstvy ITS-S stanice. Dokument dále specifikuje požadavky na vrstvu přizpůsobení média (CAL) a vrstvu řízení ITS stanice (MAE).

2. Souvisící normy

Souvisejícími normami jsou zejména normy skupiny komunikace ITS (CALM). Kapitola tyto normy blíže nespecifikuje.

Nad rámec norem komunikace ITS (CALM) odkazuje do následujících 2 norem:

ISO/IEC 8802-11:1999, Information technology — Telecommunications and information exchange between systems — Local and metropolitan area networks — Specific requirements — Part 11: Wireless LAN  Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications

IEC 60825-1, Safety of laser products – Part 1: Equipment classification, requirements and user’s guide

3. Termíny a definice

Norma zavádí 36 nových termínů; další termíny a zkratky jsou uvedeny v normách ISO 21217 a dalších normách CALM. V samostatném odstavci norma zavádí termíny pro optické vlastnosti rozhraní. Příklady termínů a definic:

komunikační zóna (communication zone) – oblast, ve které je schopno IR zařízení komunikovat v akceptovatelném výkonu

registrační fáze (registration phase) – fáze, během které master zařízení identifikuje dostupná zařízení vstupující do komunikační zóny

budící okno; WuW (wake-up window)– speciální případ komunikačního okna, které slouží k buzení jednotek vstupujících do komunikační oblasti

4. Symboly a zkratky

Norma obsahuje 82 zkratek. Příklad zkratek:

CIR                  typ kvadraturně amplitudové modulace (circular QAM)

HHH                kódování a modulace paketů vyvinutá speciálně pro IR komunikaci (Hirt, Hassner, Heize  coding system)

IR                    rozhraní na bázi infračervené komunikace (infrared interface)

McW                okno multicast (multicast windows)

TDMA              časově závislý přístup (time division multiple access)

θH                   horizontální úhel (horizontal angel)

θV                   vertikální úhel (vertical angel)

Další termíny a zkratky z oboru ITS jsou obsaženy ve slovníku ITS terminology (www.itsterminology.org).

6. Požadavky na vysílač a přijímač

Kapitola v rozsahu 3 stran definuje formou tabulek parametrů požadavky na IR přijímač a IR vysílač.

Článek 6.1 Vysílač - vlnová délka, šířka pásma a článek 6.2 - Vysílač vyzařovaný výkon v rozsahu jedné stránky definují technické požadavky na vysílač (vlnová délka, šířka pásma, vyzařovaný výkon). Příklad parametrů viz. Tabulka 1. Kapitola dále definuje 11 tříd vysílačů (dle vyzařovaného výkonu).

Tabulka 1 (tabulka 1 normy) - Parametry IR vysílače   

Článek 6.3 Přijímač - vlnová délka, šířka pásma a článek 6.4 – Třídy přijímačů  v rozsahu dvou stránek definují formou dvou tabulek technické požadavky na přijímač (vlnová délka, šířka pásma,).

Kapitola 6 dále definuje 16 tříd přijímačů (dle citlivosti přijímače).

6. Modulace a kódování

Kapitola v rozsahu 3 stran definuje základní sadu požadavků na modulování a kódování v prostředí IR. V kapitole je uvedena základní struktura datového paketu na fyzické vrstvě modelu OSI, včetně délek trvání jednotlivých pulsů v µs. Dále kapitola definuje komunikační profily rozhraní (viz. Tabulka 2 (tabulka 9 normy) - Komunikační profily).

Tabulka 2 - Ukázka části tabulky 9 normy: Komunikační profily

7. Směrovost a komunikační zóny

Kapitola v rozsahu 3 stran definuje geometrické a prostorové požadavky pro styk komunikačních rozhraní na bázi IR. V kapitole je nejprve graficky zobrazen geometrický prostor IR komunikace a pak je na dalším obrázku vyjádřen geometrický průsečík styku dvou komunikačních rozhraní IR (viz. Obrázek 1). V další části kapitoly jsou definovány tzv. komunikační zkratky, což je v podstatě soubor nejrůznějších způsobů geometrického uspořádání IR komunikace v prostoru s přiřazením konkrétních hodnot parametrům prostorového uspořádání uvedeného na Obrázku 1.

Obrázek 1 (obrázek 5 normy) - Vertikální a horizontální uspořádání IR komunikace

8. Komunikační rámce a okna

Kapitola v rozsahu 20 stran popisuje obecnou strukturu komunikačních rámců v komunikaci IR. Rovněž je zde definováno komunikační schéma pro simultánní komunikaci více IR jednotek. Datové rámce jsou od sebe oddělovány speciální rámcovou strukturou, která je rovněž popsána v této kapitole. Rámce jsou rozděleny do komunikačních oken, která jsou rovněž definována v této kapitole (řídící okno, privátní okno, okno multicast, okno broadcast, okno kompatibility, rezervní okno, okno probuzení).

9. Příkazy MAC

Kapitola v rozsahu 35 stran popisuje příkazy v úrovni linkové vrstvy modelu OSI, které slouží k signalizaci provozu rozhraní mezi jednotlivými účastníky MAC komunikace. Příslušné podkapitoly popisují tuto signalizaci na bázi požadavků různých řídících jednotek ITS stanice (konkrétně zde komunikační adaptační vrstvy IR-CAL, jednotky řízení přizpůsobení média IR-MAE a řídící jednotky IR-ME). Kapitola dále podrobně popisuje jednotlivé MAC příkazy formou textovou a tabulkami parametrů.

10. Registrační procedura

Kapitola v rozsahu 4 stran popisuje formou textu, tabulek a obrázků registrační proceduru, která slouží k přihlášení IR rozhraní do komunikace.

11. Řízení komunikačního okna

Kapitola v rozsahu 2 stran popisuje formou textu mechanismus řízení komunikačních oken v rámci IR komunikace. Jedná se zejména o alokaci dostatečného komunikačního času pro jednotlivá IR rozhraní v komunikaci, řízení komunikačního okna pro časově kritické aplikace, řízení požadované doby reakce IR rozhraní a další.

12. Řídící jednotka rozhraní IR

Kapitola v rozsahu 4 stran popisuje formou textů a tabulek základní vlastnosti jednotky řízení rozhraní IR (IR-ME), která je zodpovědná za řízení IR MAC vrstvy a IR fyzické vrstvu modelu OSI. Tato jednotka rovněž zabezpečuje vazbu na nadřazené vrstvy ITS stanice.

13. Adaptace

Kapitola v rozsahu 6 stran popisuje formou textů, obrázků a tabulek způsob začlenění IR rozhraní do struktury ITS stanice. Struktura přizpůsobení rozhraní IR do ITS stanice je uvedena na  obrázku 2.

Obrázek 2 (obrázek 17 normy) - Přizpůsobení rozhraní IR do ITS stanice

14. Přizpůsobení normy jiným standardům a mezinárodním zvyklostem

Kapitola v rozsahu jednoho odstavce s odkazem do standardu ISO 21217 popisuje způsob aplikace popisovaného dokumentu s využitím místních (lokálních) podmínek a standardů.

15. Označování

Kapitola v rozsahu jednoho odstavce definuje požadavky na označování zařízení obsahujících IR rozhraní kompatibilních s popisovaným dokumentem.

16. Ochrana duševního vlastnictví

Kapitola v rozsahu 3 stran odkazuje na patentové vlastnictví spojených s implementací IR rozhraní kompatibilních s popisovaným dokumentem.

Příloha A (normativní) – Kódování a korekce chyb pro komunikační profily 0 a 1

Příloha v délce 2 stran obsahuje formou textu a tabulek definice korekčních algoritmů pro dané komunikační profily.

Příloha B (normativní) – Kódování a korekce chyb pro komunikační profily 2 až 6

Příloha v délce 7 stran obsahuje formou textu a tabulek definice korekčních algoritmů pro dané komunikační profily.

Příloha C (informativní) – Implementace úsporného rozhraní

Příloha v délce 6 stran obsahuje formou textů, obrázků a tabulek popis implementace IR rozhraní, kde je spotřeba elektrické energie v systému “vozidlová jednotka a zařízení na infrastruktuře” přesunuta k zařízení na infrastruktuře. Tento model zjednodušuje implementaci IR rozhraní do vozidel.

Příloha D (informativní) – Implementace anténního rozhraní

Příloha v délce 2 stran uvádí formou textu a obrázků příklady umístění antén pro rozhraní IR na vozidlech.

Příloha E (informativní) – Kompatibilita CALM zařízení IR a non-CALM zařízení IR

Příloha v délce 2 stran popisuje formou textu základní mechanismy zajištění kompatibility rozhraní IR dle popisovaného dokumentu se zařízeními IR, které požadavky ISO 21214 nesplňují.

Příloha F (normativní) – Kompatibilita rozhraní MR-IR s požadavky ISO 21214

Příloha v délce 25 stran popisuje formou textu, tabulek a obrázků požadavky na přizpůsobení datové vrstvy stávajícího rozhraní MR-IR pro dosažení kompatibility s požadavky tohoto popisovaného dokumentu.

Příloha G (informativní) – Změny ve standardu ISO 21214

Příloha v délce 2 stran obsahuje seznam změn oproti původnímu vydání normy.