Automotive Ethernet für IoT Peripheriegeräte

 

Automotive Ethernet Vernetzung der Zukunft

Für die fahrzeuginterne Vernetzung der nächsten Generation identifizierte die Automobilindustrie Ethernet neben CAN und FlexRay als vielversprechenden Kandidaten. Ethernet ist ein IEEE-Standard und wird häufig in Verbraucher- und Industriebereichen eingesetzt. Es wird eine Reihe von Änderungen für das Design und die Verwaltung von fahrzeuginternen Netzwerken mit sich bringen und eine erhebliche Wiederverwendung von Komponenten, Software und Werkzeugen ermöglichen. Ethernet ist für die Verbindung innerhalb des Fahrzeugs mit Hochgeschwindigkeitskommunikation vorgesehen, für die Subsysteme wie ADAS (Advanced Driver Assistant Systems), Navigations- und Positionierungssysteme, Multimedia- und Konnektivitätssysteme erforderlich sind. Für Hybridfahrzeuge (HEVs) oder Elektrofahrzeuge (EVs), Ethernet wird ein leistungsfähiger Teil der Kommunikationsarchitekturschicht sein, die die Verbindung zwischen der Fahrzeugelektronik und dem Internet ermöglicht, wobei das Fahrzeug Teil einer typischen Internet of Things (IoT) -Anwendung ist. Durch die Verwendung von Ethernet für die Fahrzeugkonnektivität wird die große Datenmenge, die zwischen der Außenwelt und dem Fahrzeug über Vehicle-to-X-Kommunikationssysteme (V2V und V2I oder V2I + I) und Cloud-basierte Dienste für fortschrittliche Energiemanagementlösungen übertragen werden soll, effektiv verwaltet. 

 

 

 

 

Wieso wird 100Base-T1 für IoT im Fahrzeug benötigt?

Ethernet ist eine Technologie, die die Einführung fortschrittlicher Funktionen in der Automobilbranche ermöglicht und weitere Optimierungen in Bezug auf Skalierbarkeit, Kosten, Leistung und elektrische Robustheit erfordert, um von der Industrie übernommen und weit verbreitet zu werden. Das Automobil-Ethernet kann die internen digitalen Subsysteme des Fahrzeugs verbinden, einschließlich aller IoT-Geräte, die zur Überwachung und Komponentensteuerung verwendet werden. Das interne Hochgeschwindigkeitsnetzwerk ermöglicht es dem Fahrzeug, die interne Latenz auf Werte unter 1 ms zu reduzieren und das Auto mit anderen Fahrzeugen und der Infrastruktur zu verbinden. Automotive Ethernet ist also aufgrund der hohen Geschwindigkeit von 100 Mbits/s und der sehr geringer Latenz die perfekte Lösung, um IoT Geräte in die Fahrzeugnetzwerkarchitektur einzubinden.

 

 

Forschritte der Automotive Ethernet Technologie

Eine große Anzahl von Unternehmen aus der gesamten Industrie arbeitet seit 2011 an der Industrialisierung von Automotive Ethernet in einer Reihe von Organisationen wie der OPEN Alliance, der Avnu Alliance, dem Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), der International Electrotechnical Commission (IEC) und der International Organization for Standardization (ISO). Die erste speziell für Automotive entwickelte Ethernet-Technologie, die die Übertragung von 100 Mbit/s über ungeschirmte Kabel im Fahrzeug erlaubt – inzwischen 100BASE-T1 genannt und 2015 als IEEE 802.3bw veröffentlicht – wurde bereits 2013 in Serienfahrzeugen eingeführt. Bis Ende 2021 werden alle großen Automobilhersteller 100BASE-T1 serienmäßig in ihren Fahrzeugen einsetzen. Die 1 Gbit/s-Technologien 1000BASE-T1/IEEE 802.3bp und 1000BASE-RH/IEEE 802.3bv der nächsten Generation sind seit 2019 im Serieneinsatz erster Automobilhersteller.

 

Probleme bei der schnellen Integration

Automotive Ethernet Entwickler stehen Jahr für Jahr vor einer neuen Herausforderung. Die Ethernet Spezifikationen sind so schnelllebig, dass wenn das erste Serienfahrzeug vom Band läuft der Standard schon wieder veraltet ist. Neue Ethernet-Physical-Layer-Technologien kommen schneller auf den Markt, als die Entwickler sie verstehen, industrialisieren und für den Einsatz in Millionen von Personenfahrzeugen qualifizieren können. Neu verabschiedete Standards unterstützen Datenraten von 10 Mbit/s und 2,5/5/10 Gbit/s (IEEE 802.3cg und IEEE 802.3ch). Und im Vorgriff auf vollständig autonome Fahrzeuge laufen innerhalb des IEEE bereits jetzt Projekte zur Standardisierung von Datenraten von über 10 Gbit/s bis hin zu 100 Gbit/s (IEEE P802.3cy und IEEE P802.3cz). Jedoch gibt es für zahlreiche Anwendungen im Automobil speziell Entwickelte Busse, wie den A2B Bus, der dieses Problem abzufangen vermag. Insbesondere im Jahr 2020 ist die schnelle Einführung der aktuellen Version des Automotive Ethernet aufgrund von erheblichen Entwicklungsfortschritt im Hinblick auf die enormen Bandbreiten von 5G IoT Geräten von Nöten.

 

 

 

 

Name Channel Standard Erste Anwendung (SOP) Technologie verwendet von Fahrzeughersteller in Serienproduktion
BroadR-Reach / 100Base-T1 UTSP Vervollständigt  2009 2013 ~18
100Base-T1 ummantelt UTSP oder stsp Vervollständigt 2016 2019 ~2
100Base-RH POF Vervollständigt 2017 2019 ~1
100Base-T1S UTSP Vervollständigt 2019 2024 0
2.5, 5, 10GBase-T1 STSP Vervollständigt 2020 2025 0
25, 50, 100 Gb/s unbestimmt 2020 mit der Entwicklung begonnen unbestimmt 0
2.5, 5, 10, 25, 50 Gb/s POF unbestimmt 2020 mit der Entwicklung begonnen unbestimmt 0

 

100BaseT1-Automotive-Ethernet-Analyzer-removebg-preview

 

 

Automotive Ethernet (100Base-T1) Protocol Analyzer

Der 100BASE-T1 Automotive Ethernet Protocol Analyzer von Prodigy Technovations bietet eine branchenweit erste Lösung für den nicht-intrusiven passiven Abgriff des 100BASE-T1-Busses auf der physikalischen Ebene und gewährleistet eine latenzfreie und genaue Erfassung der Protokolldaten. Leistungsstarke Basis- und mehrstufige Layer-2- bis Layer-7-Protokoll-Triggerfunktionen ermöglichen es dem Entwicklungsingenieur, Protokollaktivitäten bei einem bestimmten Ereignis zu erfassen. PGY-100BASE-T1-PA unterstützt kontinuierliches Streaming der erfassten Protokolldaten auf die Festplatte des Host-Computers SSD/HDD und ermöglicht so die Erfassung über lange Zeiträume.