裂變之痛 不停車收費（ETC）擴展應用探討

　　“平均覆蓋率60%，車道數6000條，用戶量500萬”一串數字為我們勾畫的是到“十二五”期末，我國電子不停車收費（ETC）發展的目標。1996年ETC第一次被引入中國，在發展初期，由于沒有國家標準，受市場所限，各系統集成公司大多采用國外技術及器材進行集成，形成了國內公司擔當集成和市場推廣角色，外國公司充當設備供應商的局面，直到2007年，國家標準的出臺才平衡了各方利益的紛爭和實力的拉鋸戰。一路走來，我國電子不停車收費在技術、應用與產業方面雖然屢經波折和反復，但始終尋求出路與突破，自主創新的探索從未停止。從200萬到500萬，未來5年，我國ETC發展迎來熱浪。

　　然而，在ETC快速推進的過程中，仍然有不少技術上的難題需要盡快攻克，ETC注定要在極大的關注中，承受發展與裂變之痛，因為ETC既要快速發展，又將不得不面對擴展應用這一新的課題。

　　集成化，芯的現實與夢想

　　如同交通運輸要制定交通規則一樣，車與路的“對話”，也要找到彼此懂得的語言。DSRC（專用短程通信），這種高效的無線通信技術，通過信息的雙向傳輸，實現將ETC系統的OBU(車載單元)與RSU(路邊單元)有機地連接起來。國際上，ETC系統使用的通信頻道有915MHz，2.4GHz，5.8GHz３種，其中915MHz和2.4GHz頻段在移動通信、醫療、科研等領域具有廣泛應用，但因其頻率爭用嚴重，也不具備有效的安全機制，5.8GHz成為國際ETC系統的主流頻段，在2007年5月實施的ETC和DSRC中國國家標準GB／T20851—2007以及2007年10月國家交通部頒布的《收費公路聯網收費技術要求》中，規定了我國ETC系統的短程通信頻段為5.8GHz，從此我國ETC發展開始了“國標化”之路。

　　外來的和尚不總是會念經，傳統“舶來”技術也會遭遇“水土不服”。歐洲的“單片式”ETC不具備車道建設組網過程中按需而設的靈活性；日本制式的雙片式ETC有著對車載使用環境的高要求和系統與終端設備的昂貴造價；至于當時美國方面的ETC技術，由于采用了2.4GHz頻段的非主流DSRC技術，不符合國際發展的方向與潮流，由此，我國針對高速公路多地方主管部門、多業主、多運營管理單位、聯網收費、封閉式收費制式等特點，提出了“基于兩片式電子標簽＋雙界面CPU卡”的組合式收費技術方案。經過了16年的發展，我國ETC從設備、系統、施工由過去的完全國外企業完成，發展到如今完全由國內企業完成并且實現了具有中國特色。

　　夢想與現實總是僅有這一步之遙。OBU的硬件設計中，5.8GHz射頻收發單元最為復雜，目前國內外還沒有任何公司量產符合國家標準GB／T20851—2007規定的DSRC物理層通信協議的5.8GHz單片收發IC。大部分廠商的OBU和RSU采用的是分離元器件的方案，幾乎所有ETC廠家的OBU射頻發送部分都是采用最傳統的介質振蕩器，由于介質振蕩器對頻率沒有形成閉環控制，頻率隨溫度漂移嚴重，不同地區在不同季節的氣溫差異非常顯著，為了解決該問題，只能在介質振蕩器的選擇上采取嚴格的檢驗辦法，但受中國介質振蕩器工藝水平的限制，符合標準的產品較少，造成原材料成本升高。即使對來料進行了嚴格檢驗和篩查，采用分離器件的微波模塊的頻點漂移也是其無法克服的缺陷。同樣，由于采用分離元器件的方案造成產品的調試困難，從而帶來上市后產品一致性較差，工作不穩定，返修率高的問題。在OBU接收電路方面，國內大部分廠家使用電路復雜的二極管峰值檢波技術，造成OBU產品造價和銷售價格昂貴，令消費者望而卻步，嚴重阻礙了ETC產業在中國的大面積推廣。

　　我國目前ETC系統采用的5.8GHz車載電子標簽的集成芯片，大部分都是從國外直接引進的。美國，歐洲，日本等地的ETC集成芯片已經大量上市使用。然而這些集成芯片方案均不能滿足國標的要求，所能應用的只是在無線射頻發射部分，無線射頻接收部分都無法實現，更不要提其他功能的集成。因此開發出符合中國國標的ETC專用集成芯片是ETC行業的整體需求，也是關系到ETC行業持續發展的重要因素之一。想改變ETC芯片全進口的局面，芯片設計要符合《電子收費專用短程通信物理層》（GB／T20851．1—2007）和《電子收費專用短程通信數據鏈路層》（GB／T20851．1—2007）的標準，同時要嵌入電源管理模塊，最大限度優化芯片工作電流和待機電流，將射頻單元、基帶處理單元、安全模塊、讀卡單元進一步集成，從而降低成本，實現電子不停車收費系統的國產化。中國的ETC產品應該走的是集成化芯片的方案，中國“芯”的挑戰已經來臨。

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