Explorar la importancia de Ethernet para automóviles (100BASE-T1/1000BASE-T1) y su creciente demanda en pasarelas telemáticas

(Fuente de la imagen: iWave Systems)

La norma de Ethernet para automóviles 100 Base-T1 (IEEE 802.3bw) y 1000 Base-T1 (IEEE 802.3bp) está diseñada para mejorar el rendimiento y disminuir los costos dentro de las redes de vehículos. El crecimiento de las tecnologías de vehículos, incluidas ADAS, infoentretenimiento, diagnóstico y redes de sensores, ha dado como resultado un mayor volumen de datos transmitidos y generados. Las redes tradicionales como CAN, CAN-FD, LIN y FlexRay son incapaces de ofrecer las velocidades necesarias.

El protocolo Ethernet para automóviles 100BASE-T1 emplea un par único de cables trenzados sin blindaje para el intercambio de datos en ambas direcciones. A diferencia de 10BASE-T y 100BASE-TX, que asignan pares dedicados para transmisión y recepción, 100BASE-T1 introduce una interfaz física full duplex que permite que ambas funciones ocurran en el mismo par. La incorporación de medios compartidos no solo reduce los gastos de material, sino que también mejora la eficiencia del combustible al disminuir el peso total del cable dentro del vehículo.

Los cables Ethernet para automóviles están diseñados con longitudes más cortas para soportar las difíciles condiciones ambientales dentro de los vehículos. Además, utilizan un método de codificación de señal distinto para transmitir de manera eficiente una cantidad máxima de datos y al mismo tiempo minimizar el uso de ancho de banda.

La 100BASE-T1 utiliza un enfoque de codificación distintivo que incluye 4 bits a 3 bits (4B3B), 3 bits a 2 pares ternarios (3B2T) y modulación de amplitud de pulso de tres niveles (PAM3). Esta estrategia de codificación se implementa para minimizar las emisiones en comparación con Fast Ethernet. La 100BASE-T1 PHY gestiona todos los procesos esenciales de codificación antes de transmitir datos a través del cable de par trenzado único sin blindaje.

Comparación de Ethernet y Ethernet para automóviles.

La distinción entre Ethernet y Ethernet para automóviles surge principalmente de su capa física. Mientras que Ethernet estándar se basa en cables de par trenzado doble, que ofrecen rutas separadas para transmisión y recepción, Ethernet para automóviles emplea cables de par trenzado único para facilitar la comunicación full duplex.

El Ethernet estándar en el ecosistema automotriz se vio obstaculizado por su dependencia de dos cables de par trenzado, lo que plantea una limitación práctica en términos de espacio y complejidad de instalación. Además, no cumplió con los rigurosos límites de emisiones radiadas especificados en CISPR 25 Clase 5, lo que impidió aún más su integración en la industria automotriz, donde los estrictos estándares de compatibilidad electromagnética son primordiales para garantizar el rendimiento confiable de los componentes electrónicos de los vehículos.

El Ethernet para automóviles dentro de las redes de vehículos ofrece varios beneficios:

• Reducción del peso y los costos del cable en comparación con los arneses tradicionales CAN/LIN
• Mayores velocidades de datos y rendimiento al agregar múltiples buses CAN a un enlace central
• Comunicación de baja latencia con retrasos mínimos
• Facilita una fácil reconfiguración para una conectividad ininterrumpida
• Permite la reutilización de tecnologías de software de Protocolo de Internet (IP) de otras industrias
• Escalabilidad en redes de vehículos
• Integración de funciones de seguridad avanzadas para mejorar la seguridad de los datos

(Fuente de la imagen: iWave Systems)

Explore la integración de Ethernet para automóviles en pasarelas telemáticas de iWave.

Las pasarelas telemáticas desempeñan un papel fundamental como centro central de comunicación y procesamiento de datos en la arquitectura de vehículos zonales moderna. Al combinar las funcionalidades de una pasarela heredada, que facilita el intercambio de datos entre varias ECU, y una unidad telemática responsable del registro de datos, el diagnóstico y la comunicación de red externa, la pasarela telemática es un componente versátil.

Esta plataforma permite un intercambio de datos fluido entre múltiples unidades de control electrónico (ECU) y servidores, actuando como un puente que conecta las redes CAN heredadas con la red Ethernet para automóviles; la pasarela telemática incorpora módulos de conectividad inalámbrica como LTE y wifi. Se erige como un bloque arquitectónico fundamental en el panorama cambiante de las topologías de redes de vehículos y ECU.

La introducción de 100BASE-T1 como tecnología de pasarela impulsa aún más el desarrollo de redes en vehículos, permitiendo el avance de los sistemas automotrices. A pesar de las ventajas sustanciales que aporta el Ethernet para automóviles, la industria sigue profundamente arraigada en redes heredadas como CAN, lo que hace que una transición completa sea poco probable. El panorama futuro está preparado para una combinación de tecnologías tradicionales y nuevas, que abarcan ECU y pasarelas tanto basadas en Ethernet como no basadas en Ethernet.