Ethernet: Standard für die automobile Datenwelt

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Die komplexe Welt der Datenübertragungsstandards soll zukünftig auf Fahrzeugebene mit Ethernet vereinfacht werden. (Continental)

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Ethernet könnte im Auto in Zukunft insbesondere Aufgaben mit hohem Bandbreiten-Bedürfnis von anderen Datenprotokollen übernehmen. OEMs und Zulieferer arbeiten an einem Ethernet-Standard für die automobile Datenwelt.

Ethernet ist in anderen Branchen – wie etwa der Produktionstechnik oder in der Luftfahrt – bereits ein erfolgreicher Industriestandard für Echtzeitsteuerungen oder Sicherheitsanwendungen. Unter der Plattform OPEN Alliance SIG (One Pair Ether-Net Alliance Special Interest Group) wollen seit einiger Zeit etliche OEMs und Automobilzulieferer (unter anderem BMW, Hyundai, Bosch und Continental) Ethernet-Netzwerke auch als Standard im Fahrzeug voranbringen. Ziel ist eine breite Basis an Anbietern, die Ethernet automobiltauglich weiterentwickeln und kompatible Produkte auf den Markt bringen. Verwendet werden einfache zweiadrige und dabei ungeschirmte Kabel. Am 19. und 20. September 2012 wird sich die Branche bei Gastgeber Continental zum zweiten „Automotive-Ethernet-Tag“ treffen. Continental beschäftigt sich nach eigenen Angaben seit etwa 2007 mit dem Thema. Laut Helmut Matschi, Mitglied des Vorstands der Continental AG und zuständig für die Division Interior, zeichnen sich neue Ethernet und das darauf verwendete Internet-Protokoll (IP) hauptsächlich durch sieben Vorteile im Vergleich zu anderen Datenbussen aus:

• Geschwindigkeit: Die Datentransferrate von Ethernet und IP beträgt derzeit 100 Megabit pro Sekunde, und das in beiden Richtungen zwischen jedem einzelnen Knoten (full duplex), nicht nur im Gesamtnetz. Im Vergleich dazu sind ein Low-Speed-CAN mit 525 Kilobit, ein High-Speed-CAN mit einem Megabit sowie Flexray mit 10 Megabit pro Kanal deutlich weniger leistungsfähig. Selbst ein MOST mit nominell 150 Megabit ist durch seine Ringstruktur einem Ethernet-Netzwerk mit 100 Megabit pro Teilabschnitt nicht überlegen.
• Gewicht: Bei Ethernet sind nur Kabel mit 0,75 mm2 als Datenhighway erforderlich. Es kann zusätzlich auch die Energieversorgung übernehmen.
• Die Verlegung der Kabel mit geringerem Querschnitt ist deutlich einfacher und flexibler als bei anderen Netzwerken.
• Sollten einzelne Komponenten nicht genutzt werden, können sich Teile des Ethernet-Netzwerks abschalten, um Energie zu sparen. Dieser Teilnetzbetrieb ist besonders für Elektrofahrzeuge interessant.
• Bessere Funktionalität: Die Steuergeräte im Ethernet-Netzwerk können dank des offenen IP auf alle Daten anderer Steuergeräte leicht zugreifen. Ebenso einfach wird das Ethernet-Netzwerk durch ein zentrales Antennenmodul mit der Außenwelt verknüpft.
• Skalierbarkeit: Bei Ethernet sind neue Knoten problemlos in das Netzwerk einzubinden. Dadurch steigt sogar die Bandbreite. Ethernet bietet bei der Skalierbarkeit einer Architektur einen viel höheren Freiheitsgrad als andere Datenprotokolle.
• Preis: Ethernet ist wesentlich günstiger als andere Protokolle. Bei einem komplexeren Kamerasystem – ein exemplarisch durchgerechnetes Beispiel – sind Einsparungen von etwa zehn Euro möglich. Neben dem geringeren Materialwert sorgen die nicht erforderliche Abschirmung, die einfachere Verarbeitung und die einfachen Steckverbindungen für generelle Kostenvorteile von bis zu 20 Prozent.