车载光纤通信优势

车载光纤通信

随着ADAS（高阶驾驶辅助系统）、汽车智能网联、V2X和信息娱乐技术的不断发展，车载电子系统和应用数量迅速增加。不断增长的车内传输数据量对车载通信网络造成了巨大的数据带宽和安全性需求，传统的车载总线技术已经不能满足当今高速传输的要求。铜缆的广泛使用导致了严重的电磁干扰(EMI)，同时也存在CAN、LIN、FlexRay等传统总线技术不太容易解决的问题。在此背景下，车载光纤通信技术逐渐受到关注和重视，除了大大提高数据传输率外，还具有抗电磁干扰、减少电缆空间和车辆质量等优点，在未来具有很大的发展潜力。IEEE 标准化组织802.3 工作组在2019年就启动了标准的研究工作，要在车内实现短距离光纤通信，这些年相继推出了802.3.cy、802.3.cz等一系列技术标准。

车载光纤通信优势

来源：滨松光子学株式会社，车载网络
电气和自动驾驶结构大大推动了布线系统的挑战，其面临的问题主要包括电磁干扰、带宽和减重。通信速率超过100 Mb/s的铜线链路需要较重和昂贵的解决方案才能符合严格的EMC规范，所需电缆直径不断增大的重量与电动动力总成的续航距离之间存在严重的矛盾。此外，汽车应用、使用和安全对网络带宽提出了更高的要求。光网络技术得益于其固有的静电隔离、鲁棒性、低成本和低重量，从而具备了传统铜线链路难以达到的优势：
1.  减少车辆质量：塑料光纤（POF）是目前最可靠的解决方案之一，塑料光纤可以承受恶劣的环境、振动、错位、污染、湿度、宽温度范围等，POF允许快速动态弯曲、紧静态弯曲和浸泡在液体中。此外，光纤链路的使用也可以大大减轻系统的重量，有相关研究表明，与屏蔽双绞线（STP）相比，塑料光纤可将重量减少30％以上；在使用光纤后，头灯模块的质量可以从190.9g减少到81g。
2.  减少电磁干扰：光纤内部的光信号是通过光纤传输而不是以电流的形式传输的，对电磁场具有天然的免疫性和稳定性，使用光传输线时不会产生电磁干扰威胁，电磁兼容性能会变得更好。光纤传输的优势包括在非常嘈杂的环境中，如具有高电压和非常低开关时间的电力电子设备，具有更高的电磁兼容性，因其固有的接地隔离，可以保证安全性。此外，通过光学连接电子控制单元（ECU），可以将不同系统间的噪声限制在产生它的ECU中，避免其传播到整个车辆。而这些用基于铜的网络实现类似的隔离是非常困难和昂贵的。
3.  满足更高带宽的需求：ADAS和自动驾驶将使用许多传感器组件，并将在网络中传输和处理大量未压缩的高视觉图像数据流。在不久的将来，完全自动驾驶系统需要10Gbps或更高的数据速率，对于传统铜线网络需要付出的代价更高。光纤能够传输的带宽容量更大，可以支持更多的用户同时访问，因此在高流量和高带宽使用场景下，光纤更适合网络连接，也可以降低网络的传输延迟，提高网络的响应速度。