光学以太网是汽车的未来?

2023-10-12 16:07

光纤以太网来了

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光学在汽车上广泛应用已是不争的事实。光器件在车内遍地开花,并引领未来。无论是车灯照明,车内氛围灯,光学影像,激光雷达还是光纤网络。


对于更高的速度,汽车要求要求从铜到光物理数据传输。由于其无与伦比的电磁兼容性、可靠性和低成本,光学以太网连接完美地解决了车辆的电磁干扰和各种挑战:


EMC:光纤本质上既不受电磁干扰,也不会发射干扰,从而节省了大量额外的开发时间和成本。


温度:光纤电缆可承受-40ºC 至+125ºC 的极端温度范围,用于环境运行。


功耗:更简单的信道允许比铜更低的功耗,这要归功于更简单的 DSP/均衡化,并且不需要回声消除。


可靠性/耐用性:980 nm 波长的选择使 VCSEL 设备符合汽车可靠性和寿命。


内联连接器:由于不需要屏蔽,连接器更小,机械更坚固。


功率开销:与铜相比,在 40 m 的长度上,最多可以插入 4 个内联连接器速度为 25 Gb/s2的和 2 个内联连接器速度为 50 Gb/s。使用铜只能插入 2 个内联连接器,最大长度为 11 m和 25 Gb/s。


成本效益:OM3 光纤的较低直径可实现显著的成本效益。相比之下,25GBASE-T1 的铜屏蔽差分对(SDP)的线芯是 AWG 26(0.14 mm2)和 AWG 24(0.22 mm2)。作为参考,Cat6A 电缆的线芯通常是 AWG 23。



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采用光纤的汽车多千兆比特以太网标准 IEEE 802.3cz-2023 发布

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IEEE 802.3cz-2023 标准即“IEEE 以太网物理层标准修正案 7:多千兆比特玻璃纤维光纤汽车以太网的物理层规格和管理参数”已经起草完毕并由 IEEE 标准学会(IEEE SA)最终发布。IEEE Std 802.3-2022 的这项修正案增加了汽车环境中玻璃光纤上 2.5 Gb/s、5 Gb/s、10 Gb/s、25 Gb/s 和 50 Gb/s 操作的物理层规范和管理参数。



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新标准定义了多千兆比特玻璃光纤汽车以太网的物理层规格和管理参数

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802.3cz 工作组成立于 2019 年,成员包括许多隶属于主要汽车制造商的人员,如标致、丰田、宝马、福特、通用和沃尔沃;也包括一级供应商以及零部件供应商的人员。经过 5 年努力他们使最高到 50 Gb/s 的车载光纤以太网网络标准成为现实。



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面向未来:坚固、低功耗、可扩展

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IEEE 802.3cz-2023(nGBASE-AU)标准是从零开始设计,旨在满足严格的汽车要求。玻璃纤维的使用降低了功耗。此外,它更能抵御老化问题。这是绝对面向未来的,因为 ECU 可以升级到更高的速度,同时保持相同的线束。


截至今天,IEEE 802.3cz 标准技术为 25 Gb/s 和 50 Gb/s 单信道连接提供了唯一的现有解决方案,该解决方案具有 4 个内联连接器,通过 OM3 多模光纤在汽车上的最大长度为40 m。


该标准规定每信道的速度为 2.5、5、10、25 和 50 Gb/s。它符合-40ºC 至+105ºC 的汽车温度要求和 OEM 可靠性要求,在 10 FIT(故障率)下至少运行 15 年。最大链路长度为 40m,配有最多 4 个内联连接器。该解决方案是经济实惠的,因为更高的光功率开销允许更低的连接器偏差。此外,OM3 光纤已被广泛使用,确保了大批量生产。几乎理想的通信信道允许更简单的物理层,具有较低的 DSP/均衡复杂度和不需要回声消除,从而降低功耗、更低的延迟、更小的硅区和整体成本更低的解决方案。一个专门的运营、管理和维护(OAM)侧信道可用于可靠性和链路管理。


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