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从百兆到千兆,智能汽车带来的高速数据传输将如何保障?

作者:华一汽车科技    来源:www.itas-hk.com    发布时间:2018-04-18 14:26    阅读:

近年,智能汽车在我国的发展可谓热火朝天,而政府在此方面的扶持力度亦逐步增强。1月初,国家发改委公布了《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿),当中提到:到2020年,智能汽车新车占比达到50%,大城市、高速公路的车用无线通信网络(LTE-V2X)覆盖率达到90%;到2025年,新车基本实现智能化,高级别智能汽车实现规模化应用。“人–车–路–云”实现高度协同,新一代车用无线通信网络(5G-V2X)基本满足智能汽车发展需要……3月初,上海地区率先发放了全国首批智能网联汽车开放道路测试号牌,并展开首次道路测试。而北京、重庆、武汉等城市的自动驾驶测试区亦正逐步落地。
 
中国智能网联汽车规划
 
不仅仅是中国,其他国家政府对智能汽车的规划也正紧密锣鼓进行中,而在政府助推和市场消费大趋下,智能汽车将迎来快速发展浪潮。据IHS调查表明,智能汽车将在2020年至2040年之间以63%的速度增长。
 
这一新的行业浪潮带来了ADAS技术的不断革新、高品质车载信息娱乐系统的推进,以及OTA远程升级、V2X、云计算等一系列技术的发展;与此同时,汽车智能互联化的发展也意味着其数据传输量的剧增,如何满足并保障数据传输的安全性和可靠性成为行业亟待解决的重大难题。
 
全球连接和传感领域领先者TE Connectivity(TE)已经看到,随着智能汽车数据和信息量的不断增加,原有的CAN总线系统架构已经远远无法适应新的数据传输需求。TE汽车事业部亚太区高级副总裁兼总经理沈伟明在近期接受盖世汽车记者采访时表示,经过多方验证,行业普遍认为汽车以太网是当仁不让的方案,将成为新一代汽车主干网络。“不过就国内而言,现在汽车以太网解决方案主要用于百兆传输数据,这显然是不足够的,我们认为千兆很快就会到来。”
 
TE汽车事业部亚太区高级副总裁兼总经理 沈伟明
▲图为:TE汽车事业部亚太区高级副总裁兼总经理 沈伟明
 
而对于汽车以太网未来的发展趋势,以下这张在不少网站都刊登过的图表或可做为补充。据不完全统计,图表中之前预测的2017年的数据和实际主机厂的以太网节点数量基本吻合。而从表中可以看到,从2018年起车载以太网应用将呈高速增长状态。据有关专家预测,到2020年,汽车中部署的以太网端口将达5亿个。“现在欧洲一些豪华品牌正在筹备在其量产车型上用到以太网解决方案,而我们也正在推相关的产品。如果乐观预见的话,两年之内应该会有批量的变化,最保守的估计是三年。”沈伟明说道。
 
车载以太网
 
而从以太网未来传输数据增长情况上看,沈伟明所提及的由百兆到千兆的上升还仅仅是在自动驾驶的L1、L2的阶段,而据其公司内部预计到L3、L4的时候将会达到10Gbps甚至更高。为了更好地满足未来市场增长需求,作为前瞻性供应商,据悉TE从速率100Mbps、1 Gbps到之后的12Gbps、24Gbps等应用方面已经做了全面、详细的产品规划。
 
千兆以太网
 
尽管已经有整套的产品规划,然沈伟明告知记者,目前TE更多地着力推动自动驾驶L1、L2级别的技术,也即是先满足中国大部分整车厂“从百兆到千兆”跨越的数据传输需求。“近期,前科技部部长万钢的小范围讲话指出不要过多集中于L3、L4、L5的高级自动化,要尽快把可以实用化的技术用到汽车上去。这点恰恰就是我们公司一直在讨论的事情,在我看来什么事情都是千里之行始于足下,我们眼前要做的就是夯实基础技术,让广大的用户尽早享受由L1、L2这些层级导入的智能网联汽车所带来的优势和利益。今年年底前,我们绝大部分面向‘从百兆到千兆’应用的全系列产品将会准备就绪。”
 
汽车以太网
▲图为:“从百兆到千兆”TE汽车以太网连接解决方案
 
此外,沈伟明指出,对于车企来说,“从百兆到千兆”的技术过渡事实上已经较为迫切。“你想想看,生产一辆汽车到最后要把软件放进去的时候,发现用百兆系统要花上30分钟甚至一个小时,那这车子怎么生产?人们肯定希望瞬间就能完成,因此这通信的速度就必须上去,且采用的通信协议还要有一定的升级兼容空间。” 沈伟明指出,其又补充道:“在3月份举办的慕尼黑上海电子展上,有客户看到我们‘从百兆到千兆’产品后,表示希望尽快能拿回去做研究,还有些客户希望我们能尽快能在其公司内部做分享,这说明很多企业已经意识到此方面的问题。”
 
而“从百兆到千兆”的连接需求看, TE中国汽车事业部副总裁兼总经理李万祥指出,行业目前面临着通信连接节点的剧增;此外,安全冗余的设计至关重要,延时性也是不被容许的,比如到了5G的时候,延时是不能被主动安全所接受的。而TE所推出的以太网连接解决方案-MATEnet连接系统可以充分满足以上需求。该产品的创新主要呈现在以下几个方面:
 
智能汽车网络
智能汽车以太网
 
首先,该产品系列是可扩展的,从百兆到千兆全部可以覆盖。一些客户在当时的开发阶段或许只用到100Mbps,但是当未来对1Gbps有需求的时候,采用此方案无需重新开发设备,直接升级即可,可以节省大量更新换代工作。 “随着智能汽车进一步的发展,到了L3、L4的阶段,对以太网的速率要求会更高,我们的产品可以扩展到6Gbps。” 李万祥表示。
 
其次,该产品具备较高的灵活性和优化的屏蔽设计,可同时兼容UTP(非屏蔽双绞线)/STP(屏蔽双绞线)线束。 “对一些客户而言,在一定的应用下非屏蔽双绞线可能已经足够,但是有些应用对安全冗余要求高,需要屏蔽双绞线,而我们同一种产品即可兼容两种线材。”
 
还有一点是,其实汽车上的很多产品都是从消费类电子发展来的,要满足汽车级别的应用,就一定要达到汽车级别的安全可靠性,而此产品完全可以满足。
 
此外,据李万祥介绍,该产品很快将在TE的苏州工厂进行本地化生产,而TE还专门与全球知名设备供应商合作,采用全自动化生产线,确保产品的质量和交付时间。
 
据了解,除了MATEnet系列产品外,面向高速数据传输应用,TE还开发出了支持高达100Mbps 的数据速率的NanoMQS 连接器、为满足信息娱乐连接需求而设计的光信号连接器平台MOST 连接器以及可以通过单端解决方案来实现最高的数据传输速率的FAKRA 和MATE-AX 连接器系列等。
 
智能网联汽车
 
上述中,我们用大量的篇幅提及了数据传输剧增给智能汽车带来的挑战和解决方案,而今我们还看到,智能汽车的信息传输和交互除了车内外,车与车之间、车与基础设施之间等的连接亦增加,此外,随着功能和应用的增多,产品的小型化和集成化趋势也更加明显。沈伟明表示,从硬件层面,汽车与外部的通信连接方式主要有天线、光、雷达摄像头等传感器。TE则专注于天线,沈伟明表示: “去年TE成功收购了德国赫思曼汽车通讯设备公司,这家公司为全球主要的整车厂供应天线,收购后TE具备了全面的智能天线产品系列,包括4G天线、5G天线、LTE天线、V2X天线等,对于车和外部的连接我们已经做好了充分的准备。至于内部的连接,小型化、集成化是我们关注的重点,同时我们也在开发全新的产品,类似全新的高速高频产品系列以及传感器产品。”
 
智能网联汽车千兆以太网
 
 

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