新型光网络技术推动汽车视觉系统革新

某半导体公司与某影像技术机构联合推出首款突破10Gb/s传输瓶颈的车载以太网系统,通过光纤替代铜缆减少电磁干扰,支持自动驾驶与高清影像传输,满足严苛车载环境要求。

高带宽车载网络达10Gb/s

提供360度环视功能的高分辨率摄像头对车载通信网络提出了更高要求。某半导体公司与某影像技术机构联合推出了车载视觉系统的重大升级方案,这是首款突破10Gb/s传输速度瓶颈的汽车级以太网主干系统。

10Gb/s速度是广泛使用的1Mb/s控制器局域网(CAN)协议的10000倍,标志着从传统车载网络(如20Kb/s的LIN协议甚至1Gb/s以太网)向高速主干网的转变。这种网络能同时支持自动驾驶系统、集中式计算和下一代信息娱乐系统,且保持低延迟。

符合车规级耐久标准

某半导体公司的业务发展经理表示,该技术最初在数据中心验证,现符合更严格的汽车耐久标准。与恒温无扰的数据中心不同,车辆及其安装的光收发器需耐受高温严寒、持续振动和物理磨损。IEEE 8023.cz等标准要求汽车光收发器最低寿命达15年,而数据中心设备每隔几年就会更换。

光纤在自动驾驶中的应用

随着车企推进高级驾驶辅助系统(ADAS)和全自动驾驶,车内数据量激增。摄像头、传感器和显示器产生海量数据流,连接线缆需同步升级。用光纤替代重型铜缆可消除电磁干扰、减轻重量,支持车企实现减排、降本和提高安全性的目标。

东京某大学电气与计算机工程教授指出:“未来汽车将是配备高性能计算机、众多传感器、6G无线电系统和光骨干网络的移动数据中心。这将使人们在车内进行商务或娱乐活动,而由AI驱动的高性能计算系统完成驾驶。”该教授的研究重点包括车载光网络和长途光网络光子集成电路。

移动数据中心的实现

“移动数据中心”的比喻恰当地描述了该技术。通过采用成熟的数据中心技术(如发射980纳米光脉冲的垂直腔面发射激光器VCSEL),收发器实现了高效率、低噪声和低功耗。关键的是,该技术具备未来适应性:车企升级从2.5Gb/s到25、50甚至100Gb/s时,可复用相同的光纤和连接器,只需更换收发器和外围设备。

某经理指出,选择980纳米激光器而非650纳米的部分原因是:适合650纳米激光器的光源尚未像主导光数据通信和传感的980纳米和850纳米VCSEL那样广泛应用。尽管650纳米VCSEL比850纳米版本信号衰减更低,但性能不及980纳米激光器。此外,980纳米激光器在高低温度下对功耗、机械应力和性能衰减的敏感性远低于850纳米对应产品。

车企高度关注光纤维方案

据透露,车企对该光纤维主干解决方案兴趣浓厚,尤其在亚洲和欧洲,已有预认证和试点项目开展。该光数据收发器可能在未来两到三年内出现在高端车型中,随后更广泛推广。

光网络还能解决持续的设计难题。由于光纤不受电磁干扰,车企可自由在紧凑空间布线。长达40米的线缆以10Gb/s速度将数据从传感器传输至处理器和执行器,使光缆系统非常适合需要高清360度摄像头系统的大型商用车辆。

高性能车载摄像头合作

选择与某影像技术机构合作,是因为其在紧凑型高性能车载摄像头领域的声誉。“我们希望证明光收发器与微型光学传感器配合时能达到IEEE 802.3cz等标准。”LI-VENUS-ISX031摄像头具备高分辨率和广角成像功能,单边尺寸小于20毫米,小到可安装在侧视镜或其他需最小化空气阻力的位置。

安全性也是重要因素:“更低延迟和更高带宽意味着车辆传感器反应更快、更可靠,从而提升人员安全。”在推进自动驾驶的过程中,这是具有明确收益的隐形升级:更简洁的设计、更快的数据传输和更安全的保障。

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