Lösen Lichtwellenleiter die Kupferkabel bei der Signalübertragung im Auto-Bordnetz ab?

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Eine PIN-Diode als Auge des Empfängers

Der optische Empfänger ist das Gegenstück zum Sender: Eine PIN-Photodiode wandelt das optische Signal wieder in ein elektrisches um. Analoge Schaltkreise verstärken und filtern daraufhin das Signal, bis es einen Pegel erreicht, der von CMOS-Halbleitern verarbeitet werden kann.

Elektrische und optische Übertragung im Vergleich

Eine elektrische Übertragungsstrecke besteht aus vergleichbaren Elementen wie eine optische: Der Sender wird in diesem Fall benutzt, um das rohe elektrische Signal in ein Format umzuwandeln, das sich besser für die Übertragung eignet, wie beispielsweise das LVDS-Format („Low Voltage Differential Signalling“). Oft wird eine Kombination aus einem Parallel-Serien-Wandler und einem Serien-Parallel-Wandler (Serialisierer/Deserialisierer, „SerDes“) eingesetzt, um mehrere parallele Kanäle in einen seriellen Kanal umzuwandeln. Bild 1 zeigt die Komponenten, die typischerweise bei optischen Kanälen und elektrischen LVDS-Kanälen in Fahrzeugen zum Einsatz kommen.

Übertragung mit Faseroptik-Transmittern und -Receivern

Zum Senden und Empfangen von optischen Signalen in Fahrzeugen werden häufig der Faseroptik-Transmitter AFBR-1010 und der Faseroptik-Receiver AFBR-2010 von Avago Technologies benutzt (Bild 2). Sie arbeiten mit 50 MBaud und verbrauchen im Ruhezustand sehr wenig Strom; außerdem reicht ihre Wärmebeständigkeit bis zu 95 C, was beim Einsatz im Auto äußerst nützlich ist. Beide werden im preisgünstigen 4-PIN Gehäuse für den direkten Anschluss an MOST-kompatible Kunststoffstecker ausgeliefert. Der Transmitter mit einer Niedrigstrom-Hochleistungs-LED (650 nm) und integrierter Optik garantiert eine verlustfreie Verbindung über 1-mm-Polymer-Fasern. Im Receiver empfängt eine großflächige Pindiode die Lichtsignale. Ein- und Ausgangsdaten (TTL) sind mit MOST Netzwerk Interface Controllern kompatibel.

LVDS-Treiber und –Empfänger für die elektrische Variante

In der elektrischen Variante unterstützen der 3,3-V-LVDS-Differenz-Leitungstreiber DS90LV011AQ und der LVDS-Differenz-Leitungsempfänger DS90LT012AQ von National Semiconductor Datenraten jenseits 400 MBit/s (Bild 3). Beide Bausteine werden in einem 5-Pin-SOT23-Gehäuse geliefert.

Industriestandards unterstützen Einsatz optischer Fasern

Im Jahr 1998 gründete eine Gruppe aus Automobilherstellern und Zulieferern, darunter Audi, BMW, Daimler, Harman/Becker und SMSC die MOST-Kooperation (www.mostcooperation.com), um einen weltweiten Standard für Multimedia-Vernetzung zu schaffen (MOST steht für „Media Oriented Systems Transport“). Heute entsprechen die meisten optischen Übertragungsabschnitte, die im Automobilbau eingesetzt werden, der MOST-Spezifikation.

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