OPEN联盟(开放技术),车载以太网电缆的基础

2011年11月9日,Broadcom、BMW、Freescale Semiconductor、Harman、Hyundai、NXP等科技及汽车产业的企业组织代表宣布成立开放技术联盟(SIG),以推动以太网汽车互连技术的广泛普及。致力于满足业界强化车辆安全、舒适及资讯娱乐方面的需求,同时大幅降低网络复杂度及线缆成本。博通(Broadcom)的BroadR-Reach技术是专门为满足汽车厂商严格要求所研发,通过单对非屏蔽双绞线上实现100Mbps的传输速率。此外,相对传统用于信息娱乐系统的LVDS(低压差分信号传输),BroadR-Reach系列产品不仅可以使系统成本降低多达 80%,还可以使电缆重量减轻多达30%。由于不需要昂贵且笨重的遮蔽缆线,汽车制造商可以大幅降低连结成本与缆线重量。所有OPEN联盟成员都可以在合理,而且没有差别待遇的条件(RAND Terms)下,通过博通的授权使用BroadR-Reach技术。在车载以太网的标准化方面,如下4个标准化组织或联盟起到了主要的推动作用,它们是IEEE 802.3和IEEE802.1工作组、汽车开放系统架构联盟除了我们所说的OPEN联盟,还有AUTOSAR、以及AVnu联盟。

汽车以太网电缆(不含连接器)的技术要求

OPEN联盟规范(TC2 100Mbps, TC9 1000Mbps)非常清楚地描述了汽车以太网电缆(不含连接器)的要求。OPEN联盟已经定义了所需电缆的基本要求- 相关性能参数(具体值基于不同的目标速率):

阻抗 Z —> 不同公差范围的标称100Ohm

插入损耗 IL —>不同速率水平的平滑的曲线- 取决于频率

回波损耗RL —> 根据不同频率的速率要求

平衡性能 LCL1和LCTL2 —> 速率和电缆设计取决于不同频率的要求

耦合衰减 —> 仅适用于屏蔽电缆

汽车以太网电缆头部企业,莱尼

莱尼(LEONI)目前是汽车电缆行业的领军者,目前大部分的线缆标准都是参考其定义的规格协议,其很早就加入了OPEN、IEEE3及SAE4等联盟组织,并与联盟成员一起合作开发了100Mbit/s和1Gbit/s的车载以太网电缆。LEONI Dacar是莱尼的汽车数据电缆品牌,其主要包含同轴和多芯数据电缆,莱尼车载以太网电缆因其数据特性要求也包含在Dacar系列,莱尼Dacar系列涉及汽车里不同的数据应用,目前莱尼Dacar百兆和千兆以太网产品已在全球德系、美系、自主品牌等各主机厂众多车型上搭载并有良好运用。莱尼并不止步于此,莱尼致力于超越这个标准。莱尼的Dacar以太网电缆定义了传输特性如对非屏蔽电缆的模式转换损耗要求。带护套电缆的设计能够确保线束被安装时,在诸如老化,杂质和湿度等条件下的不利影响降到最低。在EMC较敏感的安装场合,莱尼提供使用带屏蔽的LEONI Dacar以太网电缆。这些电缆已经量产并应用于全景摄像头系统。

以太网市场未来可期

由于以太网的发明时间太早,并没有考虑实时信息的传输问题。随着音视频娱乐大量进入汽车座舱,ECU数量,ECU的运算能力需求都呈现爆发式增长,在ADAS时代和即将到来的无人驾驶时代讲更加明显,同时对运算带宽的需求也开始爆发。这造成汽车电子系统成本大增,一方面是ECU系统数量和质量的增加,由于是分布式计算,大量的运算资源被浪费了,而我们说的车载以太网使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器,使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m),这种优化处理使车载以太网可满足车载EMC要求。并可减少高达80%的车内连接成本和高达30%的车内布线重量,100M车载以太网的PHY采用了1G以太网的技术,可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信。常规的PoE是为4对电缆的以太网设计的,因此专门为车载以太网开发了PoDL,可在一对线缆上为电子控制单元ECU的正常运行提供12VDC或者5VDC供电电压。当然,对带宽的需求也是一个因素,各种传感器,特别是激光雷达和高分辨率摄像头,必须用以太网传输数据.

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