자동차 이더넷 케이블 처리

Jul 22, 2023

오늘날 차량의 전자 장치는 점점 더 복잡해지고 있습니다. 더 많은 센서, 제어 및 인터페이스가 모두 더 높은 대역폭을 사용하므로 더 빠른 데이터 처리량과 더 안정적인 네트워크가 필요합니다. 차량에 장착된 케이블과 하니스의 무게도 문제입니다.

이더넷 케이블은 이 문제를 해결합니다. 대용량 데이터를 처리할 수 있는 안전한 전송 매체입니다. 또한 컨트롤러 영역 네트워크(Controller Area Network)나 로컬 상호 연결 네트워크 케이블보다 30% 더 가볍습니다.

2016년 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 최초의 자동차 이더넷 표준인 IEEE 802.3bw 또는 100Base-T1을 발표했습니다. 안전 전문 자동차 공급업체인 Aptiv의 특수 제품 담당 글로벌 이사인 Mika Arpe에 따르면 초당 100메가비트의 대역폭은 컴퓨터 네트워킹을 위한 100Base-TX 고속 이더넷 표준과 비슷하지만 자동차 버전에는 주요 차이점이 있다고 합니다. 및 연결 기술.

두 표준 모두 케이블 길이를 따라 두 개의 구리선이 함께 꼬여 있는 비차폐 연선 배선에서 실행됩니다. 이는 다른 와이어나 구성 요소를 방해할 수 있는 전자기 복사 및 혼선을 줄이는 동시에 다른 소스의 간섭도 방지하는 효과가 있습니다.

그러나 100Base-TX는 두 개의 전선 쌍을 사용하는 반면 자동차 이더넷은 단일 쌍을 사용하므로 무게와 비용이 절약된다고 Arpe는 설명합니다. 쌍은 "균형"입니다. 즉, 신호의 전압은 동일하지만 반대입니다. 전송 및 수신 신호는 모두 별도의 100Base-TX 쌍이 아닌 단일 쌍에서 수행됩니다.

100Base-TX 표준은 또한 최대 길이 100미터로 지정되었으며, 이는 후속 이더넷 표준이 준수한 길이입니다. 자동차 애플리케이션은 차량 내 네트워크 구성 요소까지 더 먼 거리가 필요하지 않고 길이가 짧을수록 케이블 연결이 더 가벼워지기 때문에 자동차 이더넷은 최대 15미터로 지정되었습니다.

IEEE 802.3bw 표준의 데이터 전송 속도는 많은 초기 자동차 애플리케이션을 포괄할 수 있으므로 오늘날 널리 사용되고 있습니다. 그러나 자동차 컴퓨터에는 고화질 비디오 스트림과 여러 센서의 데이터가 통합되므로 더 빠른 속도가 필요하다고 Arpe는 말합니다.

따라서 IEEE 802.3bw가 확정된 직후 IEEE는 차폐 또는 비차폐 연선 배선을 통해 기가비트 속도를 제공하는 802.3bp 또는 1000Base-T1을 승인했다고 Arpe는 말합니다. 이 표준은 이전 표준과 많은 특성을 공유하지만 주파수는 600MHz로 거의 10배 높습니다. 이는 케이블이 누화에 더 취약하다는 것을 의미하며 엔지니어는 차량 전체의 전자기 잡음을 관리하고 엄격한 테스트를 거쳐 필요한 경우 차폐할 때 이를 염두에 두어야 합니다. 이 표준은 다음 2~3세대 차량 플랫폼에 충분한 대역폭을 제공할 것입니다.

2020년에 IEEE는 동일한 15미터에 걸쳐 초당 2.5, 5, 심지어 10기가비트의 표준 속도로 멀티기가비트 이더넷을 제공하는 802.3ch를 도입했습니다. 이러한 속도에서는 차폐 연선이 필요하지만, 7기가헤르츠를 초과하는 전기 주파수에서는 전자기 간섭을 최소화하기 위해 차폐 병렬 쌍선을 사용해야 할 수도 있습니다.

이더넷의 주요 이점은 유연한 네트워크이므로 쉽게 재구성할 수 있다는 점이라고 Arpe는 말합니다. 오류가 발생하면 이더넷 라우터는 데이터 트래픽을 다른 방식으로 라우팅할 수 있습니다. 이는 차량의 주요 컴퓨팅 구성 요소에 대한 중단 없는 연결을 보장하는 데 중요합니다.

또한 차량 네트워크에서 중요한 것은 데이터 신호와 함께 전력을 전달하는 이더넷의 능력, 즉 PoDL(Power over Data Line)이라는 기능이라고 Arpe는 말합니다. PoDL은 최적화된 위성 카메라와 같은 특정 센서에 충분한 최대 500밀리암페어의 전력을 지원할 수 있습니다. 이를 통해 차량 제조업체는 모든 요구 사항에 대해 일부 센서에 단일 쌍의 전선을 연결하여 무게를 줄이고 하니스 설계를 단순화할 수 있습니다.