車載光網(wǎng)絡(luò)的新架構(gòu)與技術(shù)目錄2團(tuán)隊(duì)介紹需求新架構(gòu)與技術(shù)總結(jié)實(shí)驗(yàn)環(huán)境：硅光器件3目錄4團(tuán)隊(duì)介紹需求新架構(gòu)與技術(shù)總結(jié)汽車顯示屏傳輸速率需求增長(zhǎng)5Source:IHSMarkit,January2020AutomotiveDisplayMarket

Tracker智慧座艙需要更多的顯示屏：中控臺(tái)顯示屏、抬頭顯（HUD）、后視鏡更換顯示屏娛樂(lè)需求推動(dòng)了數(shù)量、尺寸和分辨率的快速增長(zhǎng)

帶寬需求=分辨率×幀頻×色彩深度將未壓縮的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡囷@示屏?xí)?dǎo)致數(shù)據(jù)率快速增長(zhǎng)，但用于娛樂(lè)的顯示屏可以通過(guò)視頻壓縮降低帶寬需求Intro

yearResHorVerFramerate

fpsColordepth

bitDatarate

Gb/s>20236K614431601201069.896K6144316060827.9620224K384021601441243.004K38402160601014.934K3840216030107.4620202K19201080120128.962K192010802481.19<2020HD1280720240127.96HD12807203080.66傳感器和傳感器融合技術(shù)智能駕駛帶來(lái)傳感器的類型和數(shù)量大大增加GPS，慣性測(cè)量單元(IMU)，超聲波雷達(dá)激光雷達(dá)(LIDAR),

毫米波雷達(dá),

高清攝像頭傳感器融合技術(shù)需要未壓縮的原始傳感器數(shù)據(jù)6車載攝像頭發(fā)展HW5/AI5,

據(jù)傳將引入配備光圈的800萬(wàn)像素?cái)z像頭，預(yù)計(jì)2026年推出HW3,

120萬(wàn)像素2019年4月推出HW4,

500萬(wàn)像素2023年10月推出1700萬(wàn)像素成像示例71700萬(wàn)像素實(shí)現(xiàn)的放大圖像800萬(wàn)像素實(shí)現(xiàn)的放大圖像索尼特斯拉汽車電子電氣架構(gòu)（EEA）演進(jìn)特斯拉23年公開的模塊化布線系統(tǒng)專利分布式EEA（過(guò)去）域集中式EEA（現(xiàn)在）區(qū)域集中式EEA（將來(lái)）8傳感器帶來(lái)的帶寬需求9傳感器數(shù)量參數(shù)速率/傳感器攝像頭5~14分辨率HorVer幀頻色彩2K(2M)19201080308

bit1.5Gb/s3K(5.4M)289618764010

bit6.5Gb/s4K(8M)384021604510

bit11.2Gb/s6K(17M)301757773010

bit15.7Gb/s激光雷達(dá)1~432線15

Mb/s128線48

Mb/s毫米波雷達(dá)576~77GHz400~600

kb/s總體凈速率78Gb/s

(典型4×17M+10×2M,

范圍7.5~220

Gb/s)攝像頭帶寬需求=分辨率×幀頻×色彩深度基于電纜的車載網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀非屏蔽電纜無(wú)法滿足高速互連需求，自動(dòng)駕駛需要多根并行屏蔽電纜。銅纜線束成本高重量大（幾十到上百公斤），在整車中成本/重量占比第三。汽車電氣化導(dǎo)致嚴(yán)重的EMI。銅纜容易受到EMI的影響，尤其是在電纜屏蔽層破損或老化后。敷設(shè)難度高。IVNCANLINFlexRaySerDes以太網(wǎng)速率<10Mb/s19.2Kb/s20

Mb/s8

Gb/s10

Gb/s成本低極低中高高傳輸媒介非屏蔽雙絞線單線非屏蔽雙絞線同軸電纜/屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線10光進(jìn)銅退的分水嶺：100Gb/s×mA.V.Krishnamoorthyetal.,"ProgressinLow-PowerSwitchedOpticalInterconnects,"IEEEJournal

ofSelectedTopicsinQuantumElectronics,vol.17,no.2,pp.357-376,March-April

2011當(dāng)前未來(lái)11光模塊需求量：汽車市場(chǎng)預(yù)計(jì)超傳統(tǒng)FTTx市場(chǎng)Statista

2024,

2000-2023

年全球機(jī)動(dòng)車產(chǎn)量Worldwidemotorvehicleproduction2000-2023https://www.stat/statistics/262747/worldwide-automobile-production-

since-2000/立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)光模塊市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)預(yù)測(cè)：預(yù)計(jì)2020年至2025年，全球FTTx光模塊市場(chǎng)出貨量從6,289萬(wàn)只增長(zhǎng)到9,208萬(wàn)只https://www.le/trend/view/7797.html9,700萬(wàn)輛9,400萬(wàn)輛12目錄13團(tuán)隊(duì)介紹需求新架構(gòu)與技術(shù)總結(jié)通過(guò)光模塊將車載網(wǎng)絡(luò)里的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，以光纖光纜作為傳輸介質(zhì)，并用光連接器連接光模塊和光纖光纜進(jìn)行信號(hào)傳輸。挑戰(zhàn)：布線對(duì)光纖光纜的彎折；光纖無(wú)法供電；振動(dòng)、灰塵對(duì)光連接器的影響；寬溫域下光模塊可靠性（DCI機(jī)房：0~70

℃。駕駛艙：─20~85

℃

，引擎艙或車頂：

─40~125

℃

）。車載光網(wǎng)絡(luò)的組成車載光模塊車載光連接器車載光纖光纜車載光模塊14采用光纖通信的車載網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)展15MOST:

面向媒體系統(tǒng)的傳送總線，以適應(yīng)車載視聽娛樂(lè)的不斷發(fā)展1998年發(fā)布o(jì)

25~150Mb/s采用RC-LED

（

帶寬低）

和PMMA SI-POF

（

模式色散大，

衰減窗口650nm）類似的還有光纖版本的Byteflight和FlexRay總線IEEE

802.3cz:

多千兆位石英光纖汽車以太網(wǎng)的物理層規(guī)范和管理參數(shù)2023年發(fā)布2.5

、5、10

、25和50

Gb/s

在汽車環(huán)境中的石英光纖上工作VCSEL+

OM318更精確的光纖耦合損耗模型徑向耦合錯(cuò)位容差大灰塵損耗容差大權(quán)重VCSELPD光連接器多模光斑單模光斑光連接器可用于光纖鏈路里的光功率預(yù)算分配和器件規(guī)格制訂利用VCS半E徑L的(μmE)

F數(shù)據(jù)Source:Y.Ma,…,andG.N.Liu,etal.,Opt.Commun.,vol.564,Aug.2024,Art.no.

130575.光纖類型對(duì)比17特點(diǎn)MMF

(OM3)POF(PF

GI-POF)BI-LCMMFSMF纖芯/包層

(μm)50/12555/490100/1259/125工作波長(zhǎng)

(nm)85098085098085098013101550等效模式帶寬

(MHz?km)2000950200200136003700//衰減

(dB/km)3210085~3~20.380.25低彎曲損耗一般好好好高抗拉/抗壓強(qiáng)度一般好一般一般耐高溫性/耐高濕性好一般好好標(biāo)準(zhǔn)化802.3cz802.3dh

中止暫無(wú)暫無(wú)PMMA

SI-POF:

芯徑1mm；0.15-3dB/m

(650-850nm)；高模式色散；曾用于1998年發(fā)布的MOST，25~150

Mb/s。光纖連接器：對(duì)接連接器vs擴(kuò)束連接器耦合錯(cuò)位容差大抗端面污染性能好成本高插損大對(duì)接連接器擴(kuò)束連接器18光纖連接器插損加大，802.3cz中定義的鏈路插損高達(dá)4-10dB。DCI標(biāo)準(zhǔn)802.3df中100G/lane定義的鏈路插損僅1.8dB。DCI中25G NRZ → 50G PAM4→ 100G PAM4，每一代接收機(jī)靈敏度下降約2dB。車載光網(wǎng)絡(luò)中25G和50G的鏈路功率余量和DCI中100G/lane

的相當(dāng)。25G以上速率時(shí)，鏈路功率余量面臨挑戰(zhàn)。增大的光纖連接器插損導(dǎo)致更小的功率余量Source:IEEEStd

802.3cz-2023.寬溫域下要求更高的光源可靠性22850nm

VCSEL廣泛應(yīng)用于DCI（0

~

70℃）。駕駛艙：─20

~

85℃，引擎艙或車頂：

─40~125℃。802.3cz推薦使用980nm

VCSELOM3(LOMMF:

2

→

0.9GHz·km)；帶寬低。50G需要PAM4：芯片成本高、模式分配噪聲（MPN）容忍度小。振動(dòng)帶來(lái)的耦合偏移將增加模式分配噪聲。Source:IEEEStd

802.3cz-2023.23上下行非對(duì)稱信號(hào)和中央節(jié)點(diǎn)集中信號(hào)處理使用低帶寬器件可以提高器件可靠性，降低器件成本上行信號(hào)帶寬需求通常更大，上行信號(hào)引入DSP算法提高傳輸速率區(qū)域節(jié)點(diǎn)無(wú)需PAM4

DSP芯片，降低成本，提高噪聲容限Source:Q.Liang,…,andG.N.Liu,JournalofLightwaveTechnology,Vol.43,No.4,February15,

202524利用車載計(jì)算平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可編程通信信號(hào)處理DMLEAGPUFilter

PDSGVOAFPGA ADC實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)結(jié)果降低ASIC開發(fā)成本加快TTM避免標(biāo)準(zhǔn)變化帶來(lái)的投入風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)端集中式光源和硅光調(diào)制芯片25遠(yuǎn)端光源：?jiǎn)吸c(diǎn)環(huán)境溫度可控單模光纖：避免模式分布噪聲硅光調(diào)制：耐高溫、支持50Gbps以上速率P2MP：降低成本，通過(guò)組網(wǎng)提高可靠性Source:Q.Liang,…,andG.N.Liu,JournalofLightwaveTechnology,Vol.43,No.4,February15,

2025目錄24團(tuán)隊(duì)介紹需求新架構(gòu)與技術(shù)總結(jié)總結(jié)25增大的光連接器插損導(dǎo)致更小的功率余量，寬溫域環(huán)境下的光器件可靠性面臨挑戰(zhàn)。利用車載網(wǎng)絡(luò)上下行非對(duì)稱帶寬需求特性，采用中央節(jié)點(diǎn)集中信號(hào)處理可以使用低帶寬器件實(shí)現(xiàn)上行信號(hào)的高速傳輸，降低成本，提高光器件可靠性。光源拉遠(yuǎn)到駕駛艙或電池處集中放置，區(qū)域節(jié)點(diǎn)引入硅光調(diào)制器，可提高寬溫域下的光器件可靠性。復(fù)用400G及以