Moderni avtomobili so ves čas povezani z internetom. To jim omogočajo mobilna omrežja, prek katerih sicer običajno telefoniramo in brskamo po spletu. V prihodnosti bo pametnih naprav čedalje več, vse pa bodo potrebovale mobilna omrežja. Kartico SIM imamo res verjetno eno, čipov, ki počnejo isto, pa vsak dan več.
Približno vsak mesec lastniki vozil Tesla prejmejo programsko posodobitev, ki odpravi kakšnega hrošča ali odklene nove funkcionalnosti. Prav vsak dan pa lahko z aplikacijo na pametnem telefonu od koderkoli preverjajo stanje avtomobila, mu na daljavo kaj ukažejo ali pa ga zgolj odklenejo. Vse to je mogoče, ker so Teslini avtomobili povezani z internetom. Pri tem seveda niso edini, temveč je povezljivost dandanes standardna oprema novih avtomobilov.
Njihova povezava z internetom ni skrivnostni kiberprostor iz Nevromanta ali Matrice, temveč jo zagotavlja mobilno omrežje, s katerim se povezujejo tudi današnji pametni telefoni. Pametni avtomobili imajo kartice SIM – večinoma ne fizičnih, temveč čipe v obliki eSIM –, ki zadostujejo za povezavo z internetom povsod, kjer je na voljo mobilno omrežje.
Niso le telefoni in avtomobili
Z mobilnimi omrežji se dandanes povezujejo najrazličnejše naprave, ne le telefoni in avtomobili:
• pametni števci za oddaljeno odčitavanje in upravljanje (voda, elektrika, plin …),
• industrijski senzorji in krmilniki za nadzor ter avtomatizacijo v proizvodnji, infrastrukturi in kmetijstvu,
• plačilni terminali (POS),
• prodajni avtomati,
• varnostni sistemi (alarmi, kamere),
• sledilne naprave v vozilih, pošiljkah in na hišnih ljubljenčkih,
• osebne nosljive naprave (pametne ure, medicinski senzorji),
• brezpilotni letalniki za daljinsko upravljanje, prenos podatkov,
• naprednejši pametni gospodinjski aparati,
• elementi pametnega mesta: svetilke, parkirni senzorji, sistemi za upravljanje prometa.
Čeprav se 20 let stara vozila v Sloveniji neumna in ne vedo, da obstaja internet, je prehod od povsem analognih avtomobilov do današnjih računalnikov na kolesih potekal zlagoma več desetletij. Že davnega leta 1996 je General Motors v svoje kadilake vgradil sistem OnStar, ki ga je razvila Motorola. V prometni nesreči udeleženo vozilo je zmoglo vzpostaviti povezavo s klicnim centrom nujnih služb (v ZDA je to 911). Prve povezave so bile zgolj glasovne, kmalu so dodali še podatkovno, prek katere je vozilo poslalo koordinate GPS.
Od te prelomnice se je povezljivost avtomobilov le še razvijala. Na prelomu tisočletja so prvi avtomobili dobili diagnostiko na daljavo, kmalu tudi navigacijo in telematiko. Leta 1999 so mercedesi dobili GPS in sisteme za javljanje lokacije ob kraji, leta 2004 pa je BMW v vozila že začel vgrajevati kartice SIM.
Kot toliko drugih področij je iphone korenito predrugačil tudi avtomobile. Leta 2008 so se pojavile prve aplikacije za pametne telefone, ki so komunicirale s povezanimi avtomobili. Chryslerji so tedaj že nudili dostopne točke za dostop do interneta (hotspot). Še leto pozneje je bilo moč z pPhonom ali blackberryjem že odkleniti mercedese.
Ko v Koper pripluje ladja polna tesel, se to pokaže kot povečan mobilni podatkovni promet in včasih morajo celo okrepiti kapacitete baznih postaj!
Če so bili ti zgodnji poskusi povezljivosti bolj bonbočki za kupce, pa je Tesla leta 2012 z modelom S uvedla nadgradnje na daljavo (over-the-air updates) prek povezave 3G. Ne le posodobitev, ampak dejansko nadgradnjo. Če smo dokupili večje pospeške, so se na daljavo odklenili v avtomobilu. To obstaja še danes – v Modelu Y Juniper so lahko maja za približno 2.000 dolarjev odklenili dodatnih 75 kW moči, zato od 0 do 96 kilometrov na uro po novem potrebuje 4,2 sekunde in ne več 4,6.
Apple si je s CarPlayem leta 2014 zamislil tesno sodelovanje avtomobila s telefonom, ki sta komunicirala že prek omrežja 4G. V EU pa morajo biti od leta 2019 vse avtomobili sposobni vsaj osnovne povezave z mobilnim omrežjem, saj je v novih vozil odtlej obvezna funkcionalnost eCall oziroma samodejni klic na številko 112 iz vozila v primeru hujše prometne nesreče.
Vrste dostopa
Danes imajo vsi novejši avtomobili sposobnost povezave z mobilnim omrežjem, saj je tehnično to rešen problem, ki ne stane praktično nič. Razlikujejo pa se v funkcionalnostih, ki jih ponujajo, ali če nekoliko poenostavljeno prevedemo v jezik telekomunikacij: v paketih. Najosnovnejši modeli brez doplačil bodo ob nesreči poklicali 112, ker tak klic sprejme vsako omrežje od vsake naprave. Najdražji modeli, često z mesečno naročnino, pa bodo v avtomobilu nudili celo dostopno točko, prek katere lahko mobilni telefon dobi dostop do interneta. In vse vmes.
Proizvajalci avtomobilov so z nekajletno zamudo ugotovili isto kot proizvajalci programske opreme. Enkratni prihodek ob prodaji je nujen, a redni mesečni prihodki zaradi naročniških storitev so toliko slajši (Naročnine v avtomobilih – Mesec na mesec …, Monitor 02/22). Neredko se zato številne dodatne funkcionalnosti sploh ne dajo kupiti, temveč jih lahko le najamemo – po možnosti so prvo leto brezplačne, da se jih navadimo. »Dostop do interneta«, običajno v obliki upravljanja s pametnim telefonom in podobno, je značilni primer. Kot opažajo operaterji, so nameni uporabe internetne povezljivosti v avtomobilih trije: sistemi za informiranje in razvedrilo (infotainment), posodobitve na daljavo in klici v sili. Pretežni del komunikacije odpade na prvo kategorijo, kamor uvrščamo vse od prikaza prometnih informacij do poslušanja internetnega radia in odklepanja vozila na daljavo.
Tak primer je Tesla Connectivity. Standardni paket, ki zares nudi le navigacijo s trenutnimi prometnimi informacijami, je brezplačen osem let, Premium paket pa se plačuje kot naročnina 9,99 evra na mesec v aplikaciji ves čas. Trajne brezplačne povezljivosti torej sploh ne ponujajo! Pri tem Tesla sploh ni osamljena, temveč gre za zelo razširjeno prakso. We Connect Plus iz Volkswagna je brezplačen leto dni, podobno velja tudi za Renault, Hyundai, Volvo in druge. Pri povezljivosti z internetom zaračunavanje naročnin v resnici še najlažje razumemo, ker storitev zares stane. Proizvajalec ima s tem – v primerjavi s katero drugo funkcijo, denimo z ogrevanjem sedeža – strošek. Precej teže je Mercedes pred tremi leti utemeljil, da v modelu EQS dobimo spreminjanje smeri zadnjih koles za 498 evrov na leto. Ali BMW, ki še danes za naročnino ponuja samodejni vklop dolgih luči …
BMW za naročnino ponuja tudi tisto, kar je pri veliko cenejših avtomobilih vključeno v ceno nakupa.
Povezava z omrežjem
A pustimo naročnine to pot vnemar. Ključno vprašanje, ki nas na tem mestu zanima, je tehnična izvedba povezljivosti z internetom. Ta je zelo podobna pri vseh napravah, ne glede na njihovo primarno funkcijo, ki se lahko zelo razlikuje. Z omrežjem se namreč povezuje vse – od telefonov do sledilnih naprav in plačilnih terminalov.
Avtomobili imajo pretežno čipe/programsko opremo eSIM, proizvajalci pa sklepajo pogodbe s tujimi pravnimi osebami. V slovenskem omrežju jih zato opažajo kot gostovanje, so nam povedali pri A1. Mogoči modeli so trije. Proizvajalec avtomobilov ali dobavitelj komunikacijskega modula sklene neposredno pogodbo z operaterji, običajno na regionalni ali globalni ravni, ki zagotavlja povezljivost v njegovem omrežju (npr. Vodafone v Nemčiji) in v tujini kot gostovanje. Tak primer so Tesla, BMW ali Mercedes, ki imajo regionalne pogodbe.
Drugi model so pogodbe s specializiranimi globalnimi ponudniki platform IoT (kot so Thales, Telit ali Sierra Wireless), ki imajo lastno globalno platformo, partnerske pogodbe in pogodbe o gostovanju po vsem svetu, tudi v Sloveniji. Tretja možnost pa je sodelovanje z MVNO (mobilne virtual network operator), kar uporabljata tudi Volkswagen in Peugeot/Citroën. V Telekomovem omrežju torej avtomobili kot »uporabniki« gostujejo.
Razlika med telefonom in avtomobilom
Četudi se oba povezujeta z istim mobilnim omrežjem, so med modemi oziroma čipi za povezljivost v avtomobilih in pametnih telefonih pomembne razlike. Avtomobili imajo modeme, ki so prilagojeni za delovanje v širokem razponu temperatur, kljub tresljajem oziroma vibracijam in drugim posledicam vožnje. Avtomobili imajo seveda daljše in zmogljivejše antene, fizično pa nimajo kartic SIM, temveč eSIM (kar pa imajo tudi že številni novejši telefoni). Avtomobili lahko tudi uporabljajo tehnologijo LTE-M ali NB-IoT, ki ima manjšo porabo energije in boljšo pokritost, a manjšo hitrost prenosa podatkov. To niti nista tako zelo novi tehnologiji, saj ju Telekomovo omrežje podpira že pet let. LTE-M in NB-IoT sta sicer pogosti pri ostalih napravah IoT, avtomobili pa pogosto uporabljajo kar 4G/5G.
Pametni avtomobili pa lahko za dostop do interneta uporabljajo tudi mobilni paket, ki ga ima voznik sicer v telefonu. Primer je BMW-jeva funkcija Personal eSIM, prek katere voznik v aplikacijo oziroma avtomobil vpiše svojo telefonsko številko in aktivira eSIM. Avtomobil bo tedaj uporabljal naročniški paket in telefonsko številko, ki jo ima uporabnik v svojem pametnem telefonu, četudi telefona sploh nima zraven. Na tak način lahko povezljivost sledi končnemu uporabniku, ko se presede v drugo vozilo.
Operaterji večjih razlik pri gostovanju avtomobilov v primerjavi z navadnimi terminali ne opažajo, uporabljajo tudi enake tehnologije in frekvenčne pasove. Ta promet tudi nima nobene prioritete in se ne obravnava drugače, razen klici v sili, ki imajo po standardu 3GPP prednostno obravnavo.
Operaterji zato nimajo natančnih podatkov, koliko avtomobilov gostuje v njihovih omrežjih, jih pa ni malo. Telekom Slovenije je pojasnil, da je različnih pametnih naprav (ki niso telefoni) več deset tisoč. Uporabljajo različne dostope, najpogosteje 5G, 4G, LTE-M ali Nb-IoT, se pa najde tudi še mnogo naprav s starimi modemi za 2G. Omrežje 3G pa so operaterji že izklopili.
Telekom Slovenije zato ne more vedeti, katere aplikacije uporabljajo katere mobilne naprave, ker ne kukajo v prometne, osebne in komunikacijske podatke, se pa iz vrst naprav in APN (access point name) lahko sklepa o vrstah storitve. Kratica M2M (machine to machine) je termin iz interneta stvari (IoT). Teslini avtomobili imajo v APN izraza M2M in tesla. Ko v Koper pripluje ladja polna tesel, se to pokaže kot povečan mobilni podatkovni promet in včasih morajo celo okrepiti kapacitete baznih postaj!
Varnost
Pametni avtomobili, ki so nenehno povezani z internetom, prinašajo tudi svojevrstna varnostna tveganja. Charlie Miller in Chris Valasek sta že leta 2015 pokazala, kako lahko na daljavo prevzameta nadzor nad Jeepom Cherokee in ga ustavita. Izrabila sta ranljivost v razvedrilno-informacijskem sistemu Uconnect, da sta se povezala z avtomobilom, nato pa sta ugasnila njegov motor prek CAN (controller area network) v vozilu. Zadoščalo je zgolj poznavanje naslova IP. Kasneje je Fiat Chrysler vpoklical 1,4 milijona vozil Jeep Cherokee in zakrpal ranljivost.
Današnja vozila se na daljavo tudi posodabljajo, zato ni mogoče povsem izključiti napadov. Proizvajalci se trudijo sproti zakrpati odkrite luknje, za komunikacijo in prenos posodobitev pa uporabljajo šifriranje in podpisovanje. Kljub temu poročila o ranljivostih niso redka, le da običajno niso tragična, kot je zaustavitev vozila med vožnjo, temveč gre bodisi za krajo podatkov bodisi odklep vozil in krajo vozil.
Število naprav sicer ves čas raste, zlasti naprav LTE-M, a ne prenašajo velikih količin podatkov. Razdeliti jih je moč v tri kategorije: FWA (fixed wireless access), pametne telefone in naprave IoT (internet of things). Med seboj se razlikujejo po mobilnosti in količini podatkov, ki jih prenašajo. Naprave FWA ustvarjajo največ prometa, a so v glavnem nepremične; to so tudi brezžični usmerjevalniki 5G, ki jih uporabljamo doma za dostop do interneta. Pametnih telefonov je količinsko še vedno največ, mobilni so kakor ljudje, porabijo pa kar precej podatkov, dasiravno v povprečju manj kot FWA. Naprave IoT pa so lahko mobilne ali ne, podatkov pa prenesejo najmanj. Med njimi so tudi avtomobili, ki so seveda med bolj mobilnimi.
BMW ponuja uporabo osebne povezljivosti pametnega telefona v vozilu.
Prenos podatkov, ki ga ustvarjajo, pa raste. Za osnovne funkcije (navigacija, telemetrija, posodobitve) ne potrebujejo veliko prometa, se pa to precej poveča pri avtonomnih vozilih ali če uporabljamo vgrajene sistem za ogled videoposnetkov in podobno. Skupni promet, ki ga ustvarjajo vozila, je sicer manjši delež v primerjavi s celotnim omrežnim prometom, opažajo pri Telekomu Slovenije. Imajo pa tudi nekaj unikatnih zahtev, predvsem zelo nizke latence, visoko stopnjo zanesljivosti in hitro prehajanje med celicami.
Prihodnost bo povezana
Tako pri A1 kot Telekomu Slovenije se strinjajo, da bo prihodnost še bolj povezana. Pričakujejo rast števila povezanih vozil in drugih naprav, s tem pa tudi rast mobilnega podatkovnega prometa. Poleg povečevanja števila povezanih vozil je pričakovati tudi eksponentno rast prometa na vozilo. V avtomobilih so personalizirane razvedrilno-informacijske vsebine čedalje bolj prisotne, a to ni edini vir povečanja prenosa podatkov. Tu so še storitve na daljavo, pomoč vozniku, avtonomna vožnja itd.
Modem za povezljivost v tesli.
To bo zahtevalo tudi nekatere prilagoditve in uvedbo novih tehnologij, med katerimi so najpomembnejše omrežno segmentiranje (network slicing), robno računalništvo (edge computing) in SA (5G Standalone), da se bodo zagotavljale zanesljivost, nizke latence in čezmejna povezljivost. Z avtonomno vožnjo (V2X) bo potreba po prioritizaciji prometa za kakovost (QoS) ključna, kar bodo zagotavljala namenska virtualna omrežja znotraj fizičnega omrežja. To je glavni princip omrežnega segmentiranja.
Internet vozil
S krovno kratico V2X označujemo povezljivost vozil z okolico (vehicle to everything), ki jo lahko razdelimo v sedem podskupin:
– V2I: povezljivost z infrastrukturo (prejemanje podatkov infrastrukture)
– V2V: povezljivost z drugimi vozili (preprečevanje trkov, odpravljanje gneče, koordiniranje)
– V2C: povezljivost z oblakom (komunikacija z napravami v istem oblaku)
– V2P: povezljivost s pešci (zaznavanje okolice in komunikacija z napravami na ljudeh za izboljšanje varnosti)
– V2D: povezljivost z drugimi napravami (povezava z lokalnimi napravami, npr. prek bluetootha)
– V2N: povezljivost z omrežjem (dostop do mobilnega omrežja)
– V2G: povezljivost z električnim omrežjem (pametno polnjenje in praznjenje električnih avtomobilov)
