Datenübertragung ZF arbeitet an Glasfaser-Ethernet für Fahrzeuge

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ZF will mit Glasfaser für eine ultraschnelle Übertragung bei künftigen Bordnetzen sorgen. Dafür hat es seinen Hochleistungsrechner ProAI für optisches Multi-Gigabit-Ethernet weiterentwickelt. 

ZF hat seinen Hochleistungsrechner „ProAI“ für optisches Multi-Gigabit-Ethernet in Automobilanwendungen erweitert. Mit neu entwickelten Chips und Steckern können Daten über automobiltaugliche Glasfasern nach Standard IEEE 802.3cz übertragen werden. Diese ultraschnelle Übertragung sei eine Schlüsseltechnik für künftige Bordnetze, heißt es seitens ZF. Ein Serieneinsatz soll bereits im kommenden Jahr möglich sein. Die ProAI-Einheit wurde gemeinsam mit MD Elektronik und KD um die optische Datenübertragung erweitert.

Optische Datenübertragung basiert auf der Übertragung von Lichtsignalen durch Glasfaser- oder Kunststofffaserkabel. Glasfaserkabel bieten eine hohe Bandbreite und geringe Verluste. Die Lichtausbreitung in diesen Fasern basiert auf dem Prinzip der Totalreflexion. Wenn Licht in die Faser eintritt, wird es an den Grenzflächen zwischen Kern und Mantel der Faser reflektiert, wodurch es im Kern gefangen bleibt und sich entlang der Faser ausbreitet.

Intensive Tests hätten die Einsatztauglichkeit von optischem Multi-Gigabit-Ethernet für Personen- und Lastkraftwagen, Busse und Shuttles bestätigt und die Robustheit unter verschiedenen Betriebsbedingungen bewiesen, teilt der Zulieferer mit. Die Ergebnisse zeigen, dass das optische Multi-Gigabit-Ethernet eine vielseitige und zukunftssichere Lösung für die Datenkommunikation darstellt.

Vorteile des optischen Multi-Gigabit Ethernets

ZF sieht folgenden Vorteile beim Einsatz von optischem Multi-Gigabit Ethernets für die Automobilindustrie:

• Hohe Datenübertragungsraten: Der Standard unterstützt Datenübertragungsraten von 2,5 Gbit/s, 5 Gbit/s, 10 Gbit/s, 25 Gbit/s und 50 Gbit/s. Das ist entscheidend für die wachsenden Datenmengen von modernen Anwendungen wie autonomes Fahren, Infotainment und vernetzte Dienste .
• Erhöhte Übertragungsdistanz:  Optisches Multi-Gigabit-Ethernet kann Daten über Entfernungen von bis zu 40 Metern übertragen, was für Kurz- und Langstreckenanwendungen geeignet ist.
• Gewichtsersparnis: Im Vergleich mit Kupferkabeln spart der Einsatz von Glasfaser deutlich Gewicht ein, was wiederum zur Reduzierung des Flottenverbrauchs beiträgt.
• Zuverlässigkeit und Langlebigkeit: Glasfasern sind nicht anfällig für elektromagnetische Störungen und ermöglichen eine galvanisch getrennte Datenkommunikation zwischen verschiedenen Spannungsniveaus. Zudem sind sie widerstandsfähiger gegenüber Alterungsproblemen.
• Energieeffizienz: Optische Datenübertragungssysteme benötigen weniger Energie für die Datenübertragung, was zu einer Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs im Fahrzeug führt. 
• Skalierbarkeit und Zukunftssicherheit: Neue Hochleistungsrechner, elektronische Steuergeräte und Multi-Domain-Rechner lassen sich auf höhere Datenübertragungsgeschwindigkeiten aufrüsten, ohne dass die bestehenden optischen Verkabelungskomponenten geändert werden müssen. Dies erleichtert die Integration neuer Technik und Funktionen in zukünftige Fahrzeuggenerationen.
• Geringere Kosten durch hohe Produktionsvolumen: Die im Standard IEEE 802.3cz-2023 spezifizierten OM3-Glasfasern sind weltweit verbreitet und werden bereits in großen Mengen produziert. Auch die Produktionsvolumen der VCSEL (Laserdioden) und Photodioden für den Einsatz in den spezifizierten Wellenlängen sind sehr hoch. 
• Verbesserte Kommunikationskanäle: Das optische Multi-Gigabit-Ethernet bietet nahezu ideale Kommunikationskanäle mit geringer Komplexität der physikalischen Schicht. Dies führt zu einer geringeren Equalization-Komplexität, keiner Echokompensation und somit zu einem geringeren Stromverbrauch und geringerer Latenz. Ein speziell dedizierter Operations-, Administrations- und Wartungskanal sorgt zudem für hohe Zuverlässigkeit und effizientes Link-Management.