采用光纖的汽車多千兆比特以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3cz-2023發(fā)布

IEEE 802.3cz-2023 標(biāo)準(zhǔn)即“IEEE 以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)修正案 7：多千兆比特玻璃纖維光纖汽車以太網(wǎng)的物理層規(guī)格和管理參數(shù)”起草完畢并由 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（IEEE SA）最終發(fā)布。IEEE Std 802.3-2022 的這項(xiàng)修正案增加了汽車環(huán)境中玻璃光纖上 2.5 Gb/s、5 Gb/s、10 Gb/s、25 Gb/s 和 50 Gb/s 操作的物理層規(guī)范和管理參數(shù)。

新標(biāo)準(zhǔn)定義了多千兆比特玻璃光纖汽車以太網(wǎng)的物理層規(guī)格和管理參數(shù)

802.3cz 工作組成立于 2019 年，成員包括許多隸屬于主要汽車制造商的人員，如標(biāo)致、豐田、寶馬、福特、通用和沃爾沃；也包括一級(jí)供應(yīng)商以及零部件供應(yīng)商的人員。經(jīng)過 5 年努力他們使最高到 50 Gb/s 的車載光纖以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)成為現(xiàn)實(shí)。

面向未來：堅(jiān)固、低功耗、可擴(kuò)展

IEEE 802.3cz-2023（nGBASE-AU）標(biāo)準(zhǔn)是從零開始設(shè)計(jì)，旨在滿足嚴(yán)格的汽車要求。玻璃纖維的使用降低了功耗。此外，它更能抵御老化問題。這是絕對(duì)面向未來的，因?yàn)?ECU 可以升級(jí)到更高的速度，同時(shí)保持相同的線束。

截至今天，IEEE 802.3cz 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為 25 Gb/s 和 50 Gb/s 單信道連接提供了唯一的現(xiàn)有解決方案，該解決方案具有 4 個(gè)內(nèi)聯(lián)連接器，通過 OM3 多模光纖在汽車上的最大長(zhǎng)度為40 m。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定每信道的速度為 2.5、5、10、25 和 50 Gb/s。它符合-40oC 至+105oC 的汽車溫度要求和 OEM 可靠性要求，在 10 FIT（故障率）下至少運(yùn)行 15 年。最大鏈路長(zhǎng)度為 40m，配有最多 4 個(gè)內(nèi)聯(lián)連接器。該解決方案是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的，因?yàn)楦叩墓夤β书_銷允許更低2的連接器偏差。此外，OM3 光纖已被廣泛使用，確保了大批量生產(chǎn)。幾乎理想的通信信道允許更簡(jiǎn)單的物理層，具有較低的 DSP/均衡復(fù)雜度和不需要回聲消除，從而降低功耗、更低的延遲、更小的硅區(qū)和整體成本更低的解決方案。一個(gè)專門的運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)（OAM）側(cè)信道可用于可靠性和鏈路管理。

光學(xué)是汽車的未來

光學(xué)在汽車上廣泛應(yīng)用，遍地開花，引領(lǐng)未來。無論是車燈照明，光學(xué)影像，激光雷達(dá)還是光纖網(wǎng)絡(luò)。

對(duì)于更高的速度，汽車要求要求從銅到光物理數(shù)據(jù)傳輸。由于其無與倫比的電磁兼容性、可靠性和低成本，光學(xué)以太網(wǎng)連接完美地解決了車輛的挑戰(zhàn)和電氣干擾：

EMC：

光纖本質(zhì)上不受電磁干擾，不會(huì)發(fā)射擊干擾，從而節(jié)省了大量額外的開發(fā)時(shí)間和成本。

溫度：

光纖電纜可承受-40oC 至+125oC 的極端溫度范圍，用于環(huán)境運(yùn)行。

功耗：

更簡(jiǎn)單的信道允許比銅更低的功耗，這要?dú)w功于更簡(jiǎn)單的 DSP/均衡化，并且不需要回聲消除。

可靠性/耐用性：

980 nm 波長(zhǎng)的選擇使 VCSEL 設(shè)備符合汽車可靠性和壽命。

內(nèi)聯(lián)連接器：

由于不需要屏蔽，連接器更小，機(jī)械更堅(jiān)固。

功率開銷：

與銅相比，在 40 m 的長(zhǎng)度上，最多可以插入 4 個(gè)內(nèi)聯(lián)連接器速度為 25 Gb/s的和 2 個(gè)內(nèi)聯(lián)連接器速度為 50 Gb/s。使用銅只能插入 2 個(gè)內(nèi)聯(lián)連接器，最大長(zhǎng)度為 11 m和 25 Gb/s。

成本效益：

OM3 光纖的較低直徑可實(shí)現(xiàn)顯著的成本效益。相比之下，25GBASE-T1 的銅屏蔽差分對(duì)（SDP）的線芯是 AWG 26（0.14 mm2）和 AWG 24（0.22 mm2）。作為參考，Cat6A 電纜的線芯通常是 AWG 23。