以太网上车 VS PON网络上车？

12/18/2023，光纤在线讯，12月15日，在深圳市坪山区人民政府等指导下，北京理工大学深圳汽车研究院联合中共深圳市新能源和智能网联汽车产业链委员等单位在深圳坪山举办了“2023大湾区汽车创新大会”，其中举办的“车载光通信工作组”会议，光纤在线有幸参加，了解车载光通信的进展。

     在今年7月份，光纤在线便组织光通信产业链相关企业与北京理工大学深圳汽车研究院进行了一次小型面对面交流，当时大家对于以太网上车的可行性，以及汽车智能网可能的网络架构方式进行了初步的交流。而今天的会议则有来自比亚迪、蔚来汽车从用户的角度对智能网络的需求；同时还邀请了北理工汽车研究院、北邮通信工程学院，以及来自光通信产业链条上的中兴通讯、烽火通信、旭创科技、长飞光纤等企业分享汽车电子通信产业的看法。



     分布式架构走向集中式：是时候引入光通信上车了！聆听完整场会议，汽车正成为超级智能移动终端已经成为业界的共识，因此车载通信网络正从分布式架构走向集中式电子电气架构，因此对车载网络通信提出新的需求：新一代的高带宽、低延时、高可靠的网络通信架构技术。

     蔚来汽车的嘉宾表示：当下的汽车智能网络中，算力越来越集中。有线方面最大的痛点在于摄像头的高带宽、长距离和低延时，传输速率需要10Gbps；传感器信号、显示器信号长距离传输；无线方面的换电站，手机，车路协同的模组、4G/5G的信号完善都需要光来解决。天线的场景中，射频信号如何解决光电同缆（光电混合缆）？算力&显示器场景中，如何实现高、低速数字信号传输？传感器&算力场景下如何解决协议转换+信号复制（无压缩）？

     关于车载网络通信：当下多采用“基于1Gbps的以太骨干网络+SerDes”方式，而业界正在开发基于IEEE的802.3cz（2023年初发布）标准，引入以光纤作为传输介质，传输带宽可达50Gbps的方式，且光纤本身具备高带宽、高抗电磁干扰、低损耗、质轻等优势，是时候引入石英光纤，以解决汽车线束的轻量化。

     以太网上车vs全光PON网络上车？针对基于集成中央计算架构下，车载光通信的方案，当下业界在考虑光纤以太网，或全光PON网络的方案。首先两种方案均可实现高带宽、低电磁干扰的优势。其次，光纤以太网的优势在于基于以太完整的生态链，采用以太网交换机为基础，融合性更好，且遵循IEEE 802.3cz协议，以及网交换机采用光接口，并采用基于VCSEL+PHY+PD+BGA封装的高度集成光电器件。但问题在于采用P2P架构，未能高效地利用光传输。

     全光PON网络的优势在于采用无源分光器为基础实现P2MP的网络架构，充分利用光传输的特性；但关键在于无车载光传输PON协议，车载PON供应链需重建，如具备高隔离度、低回损的无源分光器PLC芯片，基于耐高温、高响应度、高速率的LD、光接收、TIA等车规级的光电器件。而无论是采用以太网、还是全光PON网络，当下光通信业界中，来自昂纳，光迅，优迅，海信，三安，纵慧光芯等企业均已与相应的汽车厂家展开了实验网。
而无论采用哪一种光通信的车载方案，对于从事光通信产业的企业来说需要协同车厂解决如下的问题和顾虑，或方能开启光通信上车的新局面：
1) 车规级光电器件：耐高温+耐震动，特定场景需求。如：车载温度范围通常要求-40~105度，可靠性≤10 FIT；如光纤需耐高低温-55~150度，耐弯折、耐扭转等要求。同时要求车载随机震动下，光器件与光纤之间的连接与耦合。
2) 车载光网络的通信协议标准：如车载PON的协议标准，光电芯片、光电器件的标准。在场的光通信业界人员表示，每一家车厂均有自研标准且对成本敏感，本身就是矛盾。不妨借鉴光通信产业的产业协同标准先行，产业联动，快速推进相关的产品批量化，以实现低成本的方案。
3) 整车级的光系统测试设备及工具链。测试标装，适用于车载的测试设备、测试工具等等。
4）  产业联动。本次会议是一次非常好的尝试，但将车企与光通信产业进行密切联动，或许还需要多方的努力。光纤在线未来也会更关注汽车智联网络的动态，发动两个产业更多的互动与交流，推动光网络上车走向新局面。

     值得一提的是作为光模块领域的领导者，旭创科技自收购君歌电子后，首次对外宣布其光电子如何助力汽车智能化，分别在车载光电互联、智能驾驶、智慧座舱的场景，基于其光学、电子、封装、先进工艺等核心技术优势，开启汽车互联的新征程。

     关于光网络上车的时间点。北邮的嘉宾认为：L3既是自动驾驶等级的分水岭，也是车载通信网络变革的“分水岭”，将从传统总线型为主走向新型的车载通信网络。同时展望，未来的车载网络通信系统将走向以TSN有线骨干网+星闪无线边缘，同时软件定义的通信服务保障将成为通信架构变革的重要特征。