電子發燒友網報道（文/梁浩斌）今年以來，AI帶來的服務器需求激增，帶火了光通信產業鏈，800G光模塊成為香餑餑。以往光通信主要應用在電信和數通市場，不過隨著汽車智能化進程的加速，在新的算力需求下，光通信也開始邁進汽車領域。

智能化帶動汽車通信升級

在過去，汽車通信技術中最常見的是CAN總線，最初是由德國汽車Tier1巨頭博世在1986年推出，旨在改進當時汽車電子電氣系統中的通信需求。

CAN總線使用兩根不同的信號線（CAN_H和CAN_L）組成差分信號傳輸線路，采用分布式控制的方式，能夠連接汽車上各個部位的ECU電子控制單元，同時允許多個節點同時發送和接收數據。

為了滿足實時性，CAN總線的數據傳輸響應能達到毫秒級，但速率一般最高1Mbps，這在以往的汽車電子電氣系統需求中能夠輕松滿足需求。

但在汽車智能化的趨勢下，包括智能駕駛、智能座艙等應用場景中，產生海量數據，比如攝像頭、雷達等傳感器數據，以及娛樂系統等，都需要更高帶寬和更低延時的數據傳輸。

特別是在智能駕駛的需求下，高清攝像頭、多線激光雷達等大量傳感器的數據需要連接到自動駕駛域控制器進行數據分析處理，在安全性的考慮上，也需要這些海量數據需要具有實時性。

從數據傳輸帶寬需求來看，激光雷達單個的需求約在20Mb-1000Mb/s，雷達約0.1Mb-15Mb/s，每顆攝像頭帶寬需求在500Mb-3500Mb/s之間，傳感器的數據總帶寬需求高達3Gb-40Gb/s。

所以CAN總線通信已經滿足不了需求，如今逐漸演變成CAN FD甚至是往以太網發展。CAN FD的傳輸速率可以高達8Mbps，相比以太網而言，CAN FD轉換的成本更低，不過從速率來看，以太網完全碾壓CAN FD，可以達到1Gbit/s。

以太網通過交換機進行通信，所有終端節點都需要通過交換機才能互相進行連接通信，所有信息都要經過交換機進行轉發，所以以太網實際不能說是“總線”，已經屬于是網絡結構，覆蓋整車的通信網絡。

雖然相比CAN總線和CAN FD，以太網的容錯率較低，安全性、可靠性、穩定性、實時性都不如CAN總線，但畢竟其通信速率優勢太大，已經在智能汽車上用在雷達、攝像頭等對數據傳輸速率需求更高的應用上。

隨著智能汽車的發展，以太網或許能夠不斷提高穩定性和可靠性，逐步取代更多的CAN應用。

光通信也要導入車載通信架構？

在車載通信需求升級后，傳輸速率的提高，包括CAN FD和以太網在內都面臨新的問題。比如以太網在通過傳統非屏蔽銅雙絞線作為傳輸媒介時，由于運行的頻率較高，并且在車內較小的空間中，電子部件較為密集，所以線纜還要面對EMI電磁干擾、機械干擾等問題。

而采用光通信，傳輸媒介從銅轉為光纖后，能夠擁有更強的EMC電磁兼容性。首先在銅線加工的過程中，兩根非屏蔽銅雙絞線的長度或者阻抗可能會存在差異，這種情況下差分信號經過銅雙絞線進行傳輸時會產生時間偏差或信號幅度偏差，從而形成非必要的共模干涉，產生電磁干擾對車內其他的電子部件產生影響。

而使用光纖作為傳輸媒介后，因為光傳輸的特性，不會對電磁兼容性造成影響，所以從這個角度來看，光纖很適合用于車載高速通信。

另一方面，光纖通信由于不存在電磁兼容性的問題，相比采用銅的非屏蔽雙絞線通信時，物理層芯片和連接器等方面需要進行昂貴的EMC設計，所以實際上使用光纖時，物理層芯片上更加簡單，能夠節省開發調試的成本，降低開發周期，整體成本可以更低。

因此有不少廠商已經開始嘗試推出通過光纖連接的車載通信架構，比如赫千科技的高速光纖TSN集中式架構以10G TSN Switch作為核心單元，擴展出10G Fiber、10G electronic、1G POF以及100/1000Base-T1等網絡接口。TSN交換單元支持IEEE802.1 AS，IEEE802.1Qav，IEEE802.1Qbv的TSN協議，以及二層交換機相關標準協議。TSN交換單元還支持多路GMSL攝像頭/以太網攝像頭/激光雷達/4D毫米波雷達等傳感器的接入，傳感器采集的圖像或點云數據通過以太網1722封包后由10G TSN Switch進行轉發，傳送至終端網關進行圖像幀緩存、縮放、混合等處理，最終輸出至顯示接口。

高速光纖TSN集中式架構主要應用包括ADAS系統、自動駕駛系統、360°環視系統、車載信息娛樂系統、BMS系統和集中式計算架構，最高傳輸帶寬可以高達25Gbps。

鵬瞰科技基于光纖傳輸技術推出了新一代工業控制網絡總線架構PonCAN（TS-PON技術），融合無源光纖通信高速數據傳輸、超低時延和高可靠性控制功能，具有高安全性、易于布線和全網同步的特性。

TS-PON架構的傳輸速率可以達到10Gbps，時延達到微秒級水平，能夠應用在汽車、工業、機器人等領域。其中在汽車應用中，TS-PON未來將有望加速車載域架構往區架構的轉變。

小結：

隨著汽車智能化對于車載通信的需求不斷提高，不斷有更多新的通信架構以及傳輸形式將導入汽車領域。而車載通信的創新與發展，也將會隨之迎來一個新的爆發時期。