如今，在各種前沿技術(shù)的引領(lǐng)下，汽車行業(yè)呈穩(wěn)步發(fā)展之勢(shì)。隨著高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)(ADAS)、信息娛樂系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛技術(shù)的巨大進(jìn)步，現(xiàn)代汽車對(duì)帶寬的需求也在與日俱增。日新月異的功能和層出不窮的技術(shù)產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)需求，利用全新的方式來處理數(shù)據(jù)已是大勢(shì)所趨。過去，傳統(tǒng)汽車內(nèi)的應(yīng)用需求僅限于底盤控制系統(tǒng)或車身控制系統(tǒng)，僅需要數(shù)千比特每秒(kbps)的數(shù)據(jù)傳輸能力。而如今，智能汽車配備了大量傳感器、高端信息娛樂系統(tǒng)以及基于人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)的導(dǎo)航控制系統(tǒng)，而且多個(gè)激光雷達(dá)(LIDAR)、雷達(dá)(RADAR)和攝像頭模塊也會(huì)產(chǎn)生數(shù)TB的數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致復(fù)雜性大幅增長(zhǎng)。因此，利用汽車以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速、可靠且超低延遲的連接已是勢(shì)在必行。

汽車以太網(wǎng)電纜（不含連接器）的技術(shù)要求

OPEN聯(lián)盟規(guī)范(TC2 100Mbps, TC9 1000Mbps)非常清楚地描述了汽車以太網(wǎng)電纜（不含連接器）的要求。OPEN聯(lián)盟已經(jīng)定義了所需電纜的基本要求- 相關(guān)性能參數(shù)（具體值基于不同的目標(biāo)速率）：

阻抗 Z —> 不同公差范圍的標(biāo)稱100Ohm

插入損耗 IL —>不同速率水平的平滑的曲線- 取決于頻率

回波損耗RL —> 根據(jù)不同頻率的速率要求

平衡性能 LCL1和LCTL2 —> 速率和電纜設(shè)計(jì)取決于不同頻率的要求

耦合衰減 —> 僅適用于屏蔽電纜

屏蔽效能 —> 僅適用于屏蔽電纜

汽車以太網(wǎng)電纜頭部企業(yè),萊尼

萊尼(LEONI)目前是汽車電纜行業(yè)的領(lǐng)軍者，目前大部分的線纜標(biāo)準(zhǔn)都是參考其定義的規(guī)格協(xié)議，其很早就加入了OPEN、IEEE3及SAE4等聯(lián)盟組織，并與聯(lián)盟成員一起合作開發(fā)了100Mbit/s和1Gbit/s的車載以太網(wǎng)電纜。LEONI Dacar是萊尼的汽車數(shù)據(jù)電纜品牌，其主要包含同軸和多芯數(shù)據(jù)電纜，萊尼車載以太網(wǎng)電纜因其數(shù)據(jù)特性要求也包含在Dacar系列，萊尼Dacar系列涉及汽車?yán)锊煌臄?shù)據(jù)應(yīng)用，目前萊尼Dacar百兆和千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品已在全球德系、美系、自主品牌等各主機(jī)廠眾多車型上搭載并有良好運(yùn)用。萊尼并不止步于此，萊尼致力于超越這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。萊尼的Dacar以太網(wǎng)電纜定義了傳輸特性如對(duì)非屏蔽電纜的模式轉(zhuǎn)換損耗要求。帶護(hù)套電纜的設(shè)計(jì)能夠確保線束被安裝時(shí)，在諸如老化，雜質(zhì)和濕度等條件下的不利影響降到最低。在EMC較敏感的安裝場(chǎng)合，萊尼提供使用帶屏蔽的LEONI Dacar以太網(wǎng)電纜。這些電纜已經(jīng)量產(chǎn)并應(yīng)用于全景攝像頭系統(tǒng)。

以太網(wǎng)市場(chǎng)未來可期

由于以太網(wǎng)的發(fā)明時(shí)間太早，并沒有考慮實(shí)時(shí)信息的傳輸問題。隨著音視頻娛樂大量進(jìn)入汽車座艙，ECU數(shù)量，ECU的運(yùn)算能力需求都呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，在ADAS時(shí)代和即將到來的無人駕駛時(shí)代講更加明顯，同時(shí)對(duì)運(yùn)算帶寬的需求也開始爆發(fā)。這造成汽車電子系統(tǒng)成本大增，一方面是ECU系統(tǒng)數(shù)量和質(zhì)量的增加，由于是分布式計(jì)算，大量的運(yùn)算資源被浪費(fèi)了，而我們說的車載以太網(wǎng)使用單對(duì)非屏蔽電纜以及更小型緊湊的連接器，使用非屏蔽雙絞線時(shí)可支持15m的傳輸距離(對(duì)于屏蔽雙絞線可支持40m)，這種優(yōu)化處理使車載以太網(wǎng)可滿足車載EMC要求。并可減少高達(dá)80%的車內(nèi)連接成本和高達(dá)30%的車內(nèi)布線重量，100M車載以太網(wǎng)的PHY采用了1G以太網(wǎng)的技術(shù)，可通過使用回聲抵消在單線對(duì)上實(shí)現(xiàn)雙向通信。常規(guī)的PoE是為4對(duì)電纜的以太網(wǎng)設(shè)計(jì)的，因此專門為車載以太網(wǎng)開發(fā)了PoDL，可在一對(duì)線纜上為電子控制單元ECU的正常運(yùn)行提供12VDC或者5VDC供電電壓。當(dāng)然，對(duì)帶寬的需求也是一個(gè)因素，各種傳感器，特別是激光雷達(dá)和高分辨率攝像頭，必須用以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù).

汽車以太網(wǎng)是一項(xiàng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)，其中每一個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)都依次相連。系統(tǒng)中部署了一個(gè)交換機(jī)，可幫助在多個(gè)ECU之間建立通信，并將流量路由至網(wǎng)絡(luò)中的其他各種單元。IEEE通過100BASE-T1和1000BASE-T1汽車專有以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。汽車以太網(wǎng)的一項(xiàng)重要優(yōu)勢(shì)就是比其他協(xié)議更具成本效益。CAN等前代產(chǎn)品僅能提供10Mb/s的吞吐量，而汽車以太網(wǎng)一開始就可以提供100Mb/s的基本通信速率。與傳統(tǒng)電纜線束相比，汽車以太網(wǎng)采用超輕量化且高效的布線，可有效節(jié)省空間、降低成本以及降低復(fù)雜性。

審核編輯：湯梓紅