车载光网络的新架构与技术.pdf

1、车载光网络的新架构与技术刘宁苏州大学目录团队介绍需求新架构与技术总结2 另有教授 3 人，副教授 6 人，讲师 3 人，博士硕士研究生 100 余人。江苏省重点实验室1个，江苏省工程研究中心1个，苏州市重点实验室2个，联合实验室1个，产业教授1名，主持国家级和省部级科研项目20余项（包括国内首个车载光网络国自然面上项目）。3苏州大学光网络技术研究中心 ONTRC沈纲祥光网络OSA Fellow院长Bis Mukherjee光网络IEEE/OSA FellowUC Davis讲席教授蔡轶相干光通信OSA Fellow前ZTE TX副主任刘宁短距光互连/硅光 前华为法国研究所光技术主任特聘教授实验

2、环境：光通信系统4DMLPDVOASGEAFPGAGPUFilterADC实验环境：硅光器件5目录团队介绍需求新架构与技术总结6汽车显示屏传输速率需求增长 智慧座舱需要更多的显示屏：中控台显示屏、抬头显（HUD）、后视镜更换显示屏 娱乐需求推动了数量、尺寸和分辨率的快速增长 带宽需求=分辨率帧频色彩深度 将未压缩的数据传输到汽车显示屏会导致数据率快速增长，但用于娱乐的显示屏可以通过视频压缩降低带宽需求7Source:IHS Markit,January 2020 Automotive Display Market TrackerIntro yearResHorVerFrame rate fps

3、Color depth bitDatarate Gb/s20236K614431601201069.89 6K6144316060827.96 20224K384021601441243.00 4K38402160601014.93 4K3840216030107.46 20202K19201080120128.96 2K192010802481.19 2020HD1280720240127.96 HD12807203080.66 传感器和传感器融合技术 智能驾驶带来传感器的类型和数量大大增加 o GPS，惯性测量单元(IMU)，超声波雷达o 激光雷达(LIDAR),毫米波雷达,高清摄像头 传

4、感器融合技术需要未压缩的原始传感器数据8车载摄像头发展9HW5/AI5,据传将引入配备光圈的800万像素摄像头，预计2026年推出HW3,120万像素2019年4月推出HW4,500万像素2023年10月推出1700万像素成像示例1700万像素实现的放大图像800万像素实现的放大图像索尼特斯拉汽车电子电气架构（EEA）演进10特斯拉23年公开的模块化布线系统专利分布式EEA（过去）域集中式EEA（现在）区域集中式EEA（将来）传感器带来的带宽需求11传感器数量参数速率/传感器摄像头514分辨率HorVer帧频色彩2K(2M)19201080308 bit1.5 Gb/s3K(5.4M)2896

5、18764010 bit6.5 Gb/s4K(8M)384021604510 bit11.2 Gb/s6K(17M)301757773010 bit15.7 Gb/s激光雷达1432线15 Mb/s128线48 Mb/s毫米波雷达57677GHz400600 kb/s总体净速率78Gb/s(典型417M+102M,范围7.5220 Gb/s)摄像头带宽需求=分辨率帧频色彩深度基于电缆的车载网络现状 非屏蔽电缆无法满足高速互连需求，自动驾驶需要多根并行屏蔽电缆。铜缆线束成本高重量大（几十到上百公斤），在整车中成本/重量占比第三。汽车电气化导致严重的EMI。铜缆容易受到EMI的影响，尤其是在电缆屏

6、蔽层破损或老化后。敷设难度高。12IVNCANLINFlexRaySerDes以太网速率10 Mb/s19.2 Kb/s20 Mb/s 8 Gb/s10 Gb/s成本低极低中高高传输媒介非屏蔽双绞线单线非屏蔽双绞线同轴电缆/屏蔽双绞线屏蔽双绞线光进铜退的分水岭：100Gb/sm13A.V.Krishnamoorthyet al.,Progress in Low-Power Switched Optical Interconnects,IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics,vol.17,no.2,pp.357-376,Mar