Οπτικές ίνες: Η ZF φέρνει την ταχύτητα του φωτός στα ηλεκτρικά συστήματα των οχημάτων που καθορίζονται από το λογισμικό
Στο σπίτι ή στο γραφείο, τα δίκτυα δεδομένων με σύνδεση οπτικών ινών χρησιμοποιούνται ευρέως όταν απαιτούνται υψηλές ταχύτητες μετάδοσης. Στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, όμως, η τεχνολογία των οπτικών ινών βρίσκεται μόλις στο κατώφλι της καθιέρωσης.
Οπτικές ίνες: Η ZF φέρνει την ταχύτητα του φωτός στα ηλεκτρικά συστήματα των λογισμικά καθοριζόμενων οχημάτων
Η ZF ανέπτυξε περαιτέρω τον υπολογιστή υψηλών επιδόσεων ProAI για χρήση με οπτικό multi-gigabit Ethernet σε αυτοκινητιστικές εφαρμογές. Νέοι επεξεργαστές και συνδετήρες επιτρέπουν τη μετάδοση δεδομένων μέσω οπτικών ινών κατάλληλων για χρήση σε οχήματα, σύμφωνα με το πρότυπο IEEE 802.3cz.
«Αυτή η υπερταχεία μετάδοση είναι βασική τεχνολογία για τα μελλοντικά ηλεκτρικά συστήματα των λογισμικά καθοριζόμενων οχημάτων», εξηγεί ο Oliver Briemle, επικεφαλής του τμήματος Cross-Domain Computing της ZF.
Η τεχνολογία επιτρέπει τόσο μικρές όσο και μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης – έως και 40 μέτρα. Η μαζική παραγωγή μπορεί να ξεκινήσει ήδη από το επόμενο έτος.
Το οπτικό multi-gigabit Ethernet προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα για διάφορες κατηγορίες οχημάτων. Εκτενείς δοκιμές επιβεβαίωσαν την καταλληλότητα της τεχνολογίας για χρήση σε επιβατικά αυτοκίνητα, φορτηγά, λεωφορεία και αυτόνομα οχήματα (shuttles), καθώς και την αντοχή της σε ποικίλες συνθήκες λειτουργίας. Τα αποτελέσματα αποδεικνύουν πως αποτελεί μια ευέλικτη και μελλοντικά βιώσιμη λύση για την επικοινωνία δεδομένων.
Βασικές αρχές της οπτικής μετάδοσης δεδομένων
Η οπτική μετάδοση δεδομένων είναι βασική τεχνολογία σε πολλά σύγχρονα συστήματα επικοινωνίας, και πλέον και στην αυτοκινητοβιομηχανία. Βασίζεται στη μετάδοση φωτεινών σημάτων μέσω γυάλινων (GOF) ή πλαστικών (POF) οπτικών ινών. Οι οπτικές ίνες προσφέρουν υψηλό εύρος ζώνης και μικρές απώλειες.
Η διάδοση του φωτός μέσα στις ίνες βασίζεται στην ολική εσωτερική ανάκλαση. Όταν το φως εισέρχεται στην ίνα, αντανακλάται στα όρια μεταξύ του πυρήνα και του περιβλήματος, παραμένοντας παγιδευμένο στον πυρήνα και διαδίδεται κατά μήκος της ίνας.
Οπτική μετάδοση δεδομένων στην αυτοκινητοβιομηχανία
Οι υψηλοί ρυθμοί μετάδοσης και η αξιοπιστία αποτελούν βασικά πλεονεκτήματα των οπτικών συστημάτων μετάδοσης στην αυτοκινητοβιομηχανία.
Συστήματα όπως το MOST (Media Oriented Systems Transport) χρησιμοποιούνται εδώ και περίπου 20 χρόνια και βασίζονταν σε πολυμερικές ίνες. Αντίθετα, τα νέα πρότυπα όπως το IEEE 802.3cz-2023 βασίζονται σε γυάλινες ίνες, οι οποίες προσφέρουν μεγαλύτερο εύρος ζώνης και μικρότερες απώλειες.
Πλεονεκτήματα του οπτικού multi-gigabit Ethernet για την αυτοκινητοβιομηχανία:
-
Υψηλές ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων: Υποστηρίζει ταχύτητες 2.5, 5, 10, 25 και 50 Gbit/s – απαραίτητες για εφαρμογές όπως ADAS (αυτόνομη οδήγηση), IVI (συστήματα ψυχαγωγίας) και δικτυωμένες υπηρεσίες.
-
Μεγαλύτερες αποστάσεις μετάδοσης: Μέχρι 40 μέτρα, κατάλληλες για χρήση σε όλα τα είδη οχημάτων.
-
Μείωση βάρους: Οι οπτικές ίνες είναι ελαφρύτερες από τα χάλκινα καλώδια, μειώνοντας τη συνολική κατανάλωση καυσίμου/ενέργειας.
-
Αξιοπιστία και μακροχρόνια αντοχή: Δεν επηρεάζονται από ηλεκτρομαγνητικά πεδία και λειτουργούν απρόσκοπτα σε ακραίες συνθήκες. Επιτρέπουν επίσης απομόνωση μεταξύ διαφορετικών ηλεκτρικών επιπέδων τάσης.
-
Ενεργειακή απόδοση: Χρειάζονται λιγότερη ενέργεια για τη μετάδοση, συμβάλλοντας στη συνολική ενεργειακή αποδοτικότητα των οχημάτων.
-
Κλιμάκωση & μελλοντική αναβάθμιση: Οι υπάρχουσες οπτικές καλωδιώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μελλοντικές αναβαθμίσεις σε μεγαλύτερες ταχύτητες χωρίς αντικατάσταση καλωδίων.
-
Χαμηλότερο κόστος: Οι γυάλινες ίνες τύπου OM3 και τα VCSELs (laser) παράγονται ήδη σε μαζική κλίμακα, μειώνοντας το κόστος εφαρμογής.
-
Βελτιωμένα κανάλια επικοινωνίας: Προσφέρουν απλοποιημένη φυσική μετάδοση με χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, ελάχιστη καθυστέρηση και αξιόπιστη διαχείριση συνδέσεων μέσω ειδικού καναλιού OAM (λειτουργία – διαχείριση – συντήρηση).
