ISO TS 16460 - Inteligentní dopravní systémy – Komunikační infrastruktura pro pozemní mobilní zařízení (CALM) – Komunikační protokol pro přenos zpráv všeobecného použití

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.

Cílem této normy je standardizovat formáty komunikačních a servisních zpráv pro tzv. Single-hop Non-IP komunikaci, která je využívána C-ITS systémy.

Pro tento typ komunikace existují v rámci ISO a IEEE následující standardy:

• protokol ISO pro rychlý přenos sítí a přenos dat (FNTP) standardizovaný v normě ISO 29281-1: 2013;

• protokol krátkých zpráv IEEE WAVE (WSMP) standardizovaný v IEEE 1609.3,

• protokol ISO Fast Service Advertisement (FSAP) standardizovaný v normě ISO 24102-5: 2013,

• služba IEEE WAVE Service Advertisement (WSA) standardizovaná v IEEE 1609.3,

Ačkoli tyto protokoly z ISO a IEEE jsou velmi podobné, existují rozdíly ve formátech a funkčnosti jednotlivých zpráv. Tyto rozdíly identifikovala pracovní skupina EU / USA HTG 3. Výsledek harmonizace FNTP s WSMP a FSAP s WSA je shrnut v tomto dokumentu. Cílem je dosáhnout globální interoperability zařízení určených pro různé architektury.

Užití

Tato norma sjednocuje požadavky na protokoly single-hop Non IP komunikace v prostředí ITS.

Pro orgány státní správy přináší základní technické informace k získání představy o možnostech využití zpráv single-hop Non-IP komunikace v prostředí ITS, aby tak tyto znalosti mohly využít při definování požadavků na dodavatele při přípravě zadávací dokumentace.

Pro výrobce telematických zařízení a jejich provozovatele definuje požadavky na implementaci zpráv single-hop Non-IP komunikace do systémů ITS.

1. Předmět normy

Cílem popisované normy je standardizovat formáty komunikačních a servisních zpráv pro tzv. Single-hop Non-IP komunikaci, která je využívána C-ITS systémy.

Tato norma definuje typy zpráv vycházející z požadavků standardu IEEE 1609.3-2016.

2. Souvisící normy

Souvisejícími normami jsou zejména normy ze skupiny CALM:

ISO/IEC 8824-1, Information technology — Abstract Syntax Notation One (ASN.1): Specification of basic

notation

ISO/IEC 8825-2, Information technology — ASN.1 encoding rules: Specification of Packed Encoding Rules (PER)

IEEE 1609.3™-2016: Standard for Wireless Access in Vehicular Environments (WAVE) — Networking Services

3. Termíny a definice

Norma zavádí některé nové termíny; většina termínů a zkratek je uvedena v normách ISO 21217 a dalších normách CALM:

nesíťový komunikační protokol zpráv (non-networking communications protocol message) – komunikační protokol určený k rychlé komunikaci sousedních peer stanic

komunikační protokol servisních zpráv (service advertisement protocol message) – komunikační protokol určený k informování sousedních peer stanic o přítomnosti ITS-služeb

4. Symboly a zkratky

Norma nezavádí nové zkratky, využívá existující zkratky z norem ISO 21217 a ostatních norem CALM. Klíčové termíny jsou:

FNTP -síťový a transportní protokol pro rychlou komunikaci (Fast Networking & Transport Protocol)

FSAP- rychlý protokol zveřejňující seznam podporovaných služeb (Fast Service Advertisement Protocol)

FSAM- rychlá zpráva zveřejňující seznam podporovaných služeb (Fast Service Advertisement Message)

HSM- harmonizovaná krátká zpráva zveřejňující seznam podporovaných služeb (Harmonized Short Message)

HSAM- harmonizovaná servisní zpráva zveřejňující seznam podporovaných služeb (Harmonized Service Advertisement Message)

HSAP- harmonizovaný servisní protokol zveřejňující seznam podporovaných služeb (Harmonized Service Advertisement Protocol)

HSRM- harmonizovaná servisní reakční zpráva (Harmonized Service Response Message)

HSMP- harmonizovaný protokol krátkých zpráv (Harmonized Short Message Protocol)

VANET- automobilová ad-hoc síť (Vehicular Ad-hoc NETwork)

WAVE- bezdrátový přístup do prostředí vozidla (Wireless Access in Vehicular Environment)

WSA- Nabídka prostředí WAVE (WAVE Service Advertisement)

WSMP- WAVE krátké zprávy (WAVE Short Message Protocol)

4 Nesíťový komunikační protokol zpráv (Non-networking communications protocol message)

4.1 Účel protokolu

Komunikační protokol určený k rychlé komunikaci sousedních peer stanic.

Tyto stanice jsou jednoznačně identifikovány adresou vrstvy datového propojení OSI, obvykle pomocí Adresa MAC (MAC). IP adresace ve vyšších vrstvách modelu OSI není podporována.

Nicméně je podporován tzv. multi-hop:

N-hop vysílání nebo N-hop multicast, což vyžaduje pečlivé prostředky, aby se zabránilo zaplavení komunikace (musí být pečlivě ošetřeno, aby se zabránilo přetížení sítě)

Cílený forwarding do vyšších vrstev modelu OSI (využívá se např. pro šíření geografických informací pro vytvoření tzv. "vozidlové ad-hoc NETworks" (VANETs).

4.2 Ethertypes – identifikátor paketů v rámci ethernetových sítí

Na úrovni OSI linkové vrstvy je využit dle IEEE 802.11(p) tzv. Ethertype, který slouží k identifikaci typů jednotlivých paketů. Pro účely popisované normy se jedná o následující:

• WAVE Short Message Protocol (WSMP) definovaný v IEEE 1609.3 [10]: 0x88DC;

• Fast Networking & Transport Protocol (FNTP) definovaný v ISO 29281-1 [7]: 0x8950.

4.3 Formát zprávy

Kapitola popisuje základní formát zprávy HSMP, viz příklad v následující tabulce.

Kapitola dále popisuje význam jednotlivých příznaků v rámci formátu zprávy.

4.4 Síťové funkce

Kapitola definuje jednotlivé síťové funkce definované v příznaku subtyp v rámci N-hlavičky. Přehled je uveden v následující tabulce:

Kapitola dále podrobně rozvádí jednotlivé síťové funkce.

4.5 Transportní funkce

Kapitola popisuje jednotlivé funkce transportní vrstvy modelu OSI, viz příklad v následující tabulce.

Kapitola dále podrobně rozvádí jednotlivé transportní funkce.

5 Nesíťový komunikační protokol zpráv zveřejňující seznam podporovaných služeb (Service advertisement protocol message)

Tato kapitola popisuje komunikační protokol určený k informování sousedních peer stanic o přítomnosti ITS-služeb.

5.1 Účel servisních zpráv

Servisní zprávy slouží k informování peer stanic, např. ITS stanice nebo WAVE zařízení, o dostupných službách ITS ("push service advertisement"). Služby ITS jsou poskytovány prostřednictvím ITS aplikací viz ISO 21217. Aplikace ITS jsou identifikovány celosvětově jedinečnými ITS aplikačními identifikátory (ITS-AID) uvedenými v normě ISO/TS 17419.

V souvislosti s ITS stanicí uvedenou v ISO 21217 se šíření servisních zpráv provádí podle protokolu FSAP uvedeného v normě ISO 24102-5. V kontextu zařízení WAVE se služba provádí podle protokolu WAVE Service Advertisement (WSA) uvedeného v IEEE 1609.3.

Služby ITS jsou typicky poskytovány v relacích. Služba ITS však může být také informací služby šíření informací.

Služba šíření servisních zpráv zveřejňující seznam podporovaných služeb je poskytována v těchto úrovních:

a) Správce servisních zpráv:

• Správa serveru

přenos FSAM a příjem FSRM

• Řízení klientů

příjem FSAM, přenos FSRM

b) Poskytovatel služeb

• Poskytování služeb ITS

c) Uživatel služby

• Uživatel služeb ITS

5.2 Unikátní identifikátory

Kapitola zavádí unikátní identifikátory pro službu šíření servisních zpráv.

5.3 Harmonizovaný servisní protokol

Kapitola zavádí dva druhy servisních zpráv:

HSAM – Harmonizovaná servisní zpráva (Harmonized Service Advertisement Message)

HSRM – Harmonizovaná servisní reakční zpráva (Harmonized Service Response Message)

5.4 Harmonizovaná servisní zpráva (Harmonized Service Advertisement Message)

Kapitola zavádí strukturu zprávy, viz příklad v tabulce níže.

Pomocí tohoto typu dochází k volbě (přepnutí) zvolené (požadované) ITS služby.

V dalších subkapitolách kapitola detailně popisuje jednotlivé části zprávy.

5.5 Harmonizovaná servisní reakční zpráva (Harmonized Service Response Message)

Kapitola zavádí strukturu zprávy, viz příklad v tabulce níže:

Pomocí tohoto typu dochází k potvrzení volby (přepnutí) zvolené (požadované) ITS služby.

V dalších subkapitolách kapitola detailně popisuje jednotlivé části zprávy.

5.8 Zabezpečení zpráv

Kapitola definuje požadavky a možnosti zabezpečení zpráv.

6 Rozšiřující možnosti zpráv

Kapitola definuje možnosti dodatečného rozšíření přenosových zpráv.

Příloha A (normativní) Modul ASN.1

Příloha obsahuje ASN.1 struktury zpráv definovaných normou.