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

Anbieter zum Thema

CSA Group Bayern GmbH

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

RECOM Power GmbH

Future Electronics Ltd

Future Electronics Deutschland GmbH

Optische und elektrische Schnittstellen in MOST

MOST stellt ein synchrones Netzwerkprotokoll bereit. Ein Timing-Master liefert mit einem kontinuierlichen Datensignal den Takt; alle anderen Geräte synchronisieren sich anhand dieses Master-Signals. Ein MOST-Netzwerk unterstützt mehrere synchrone Kanäle und einen Kontrollkanal. Digitale Daten wie z.B. Internet-Verkehr werden typischerweise als Pakete in kurzen (asynchronen) Signalbündeln gesendet. Um solche Signale aufnehmen zu können, definiert MOST Mechanismen, die den Versand asynchroner, paketbasierter Daten gemeinsam mit dem Kontrollkanal und den Streaming-Daten-Kanälen zulassen.

Bild 4 zeigt einen MOST-Daten-Frame. Die MOST-Spezifikation definiert nicht nur das Kommunikationsprotokoll, sondern spezifiziert auch optische und elektrische physikalische Schnittstellen, die mit bis zu 150 MBit/s arbeiten.

Problemloser Wechsel von Kupferleitungen auf Faseroptik

Der vorherrschende Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsstandard für Automobilanwendungen unterstützt also eine Migration von Kupfer- auf Faserkabel. Warum aber ist diese Migration dann bis jetzt so schleppend erfolgt?

Die Kosten sprechen für das Kupferkabel

Es gibt genau einen Grund, der die Automobilhersteller davon abhält, ihre Kupferkabel durch optische Kabel zu ersetzen: die Stückkosten. Optische Wandler, Empfänger und POF-Kabel werden zwar stetig billiger, bleiben jedoch bis heute viel teurer in der Anschaffung als die entsprechenden Kupfer-Alternativen.

Die Stückkosten sollten nicht allein ausschlaggebend sein

Allerdings ist die Entscheidung zwischen Kupfer und optischer Faser bei weitem nicht so einfach. Und sie sollte bestimmt nicht allein auf Grundlage der Stückkosten gefällt werden. Denn optische Fasertechnik kann sowohl den Wert des Fahrzeugs steigern als auch den Konstruktionsprozess beschleunigen.

Über Stromleitungen lassen sich auch Daten übertragen

Der vielleicht größte Vorteil optischer Fasern ist ihr geringeres Gewicht. Falls ein Knoten sowohl Strom als auch Daten benötigt, führt zu ihm sowieso ein Kupferkabel, und in diesem Fall ergibt es Sinn, auf diesem Kabel auch gleich die Daten mitzubefördern. Viele andere Knoten benötigen aber keine Stromzufuhr. In diesem Fall lässt sich durch Umstellung der betroffenen Übertragungsabschnitte auf Faseroptik eine erhebliche Gewichtseinsparung erzielen. Falls mehrere Kommunikationsleitungen auf einen einzelnen optischen Übertragungsabschnitt multiplexiert werden können, ist der Effekt noch deutlicher.

Der Spritverbrauch sinkt mit dem Gewicht

Hier ist somit eine komplexe Berechnung anzustellen: Wie viel Kraftstoff kann der Fahrzeughalter dank der Gewichtsreduktion einsparen, die sich durch die Implementierung optischer Übertragungsabschnitte ergibt? Um wie viel steigert sich dadurch der Wert des Fahrzeugs? Anders ausgedrückt: Wie viel mehr ist der Kunde für das Privileg einer höheren Kraftstoffeffizienz zu zahlen bereit?

Mehrkosten werden nicht von allen Käufern akzeptiert

Die Antwort hängt vom Fahrzeugmodell ab: Es ist offenkundig, das im Falle eines Autos wie dem Toyota Prius, das die Kunden im Wesentlichen über seinen extrem niedrigen Kraftstoffverbrauch ansprechen möchte, die Mehrkosten durch die Verwendung optischer Fasertechnik um ein Vielfaches durch das höhere Wertangebot des Fahrzeugs wettgemacht werden. Aber wie sieht es bei anderen Fahrzeugen aus, die Kraftstoffeffizienz nicht in diesem Maße zur Tugend erhoben haben? Es ist gut möglich, dass die schiere Komplexität und Schwierigkeit dieser Berechnungen die Autohersteller bisher vor dem Einsatz optischer Fasern zurückschrecken ließ. Doch angesichts eines schnell und nachhaltig ansteigenden Ölpreises setzt der Markt die Autohersteller unter Druck, die Kraftstoffeffizienz quer durch fast alle Fahrzeugklassen zu verbessern. Dies könnte sich als kräftiger Impuls für den Einzug von Fasertechnik ins Auto erweisen.

Keine Chance für elektromagnetische Störenfriede

Der zweite große Vorteil optischer Übertragungsabschnitte besteht in ihrer Störfestigkeit gegen elektromagnetische Interferenz und der Abwesenheit von Störemissionen. Elektromagnetische Störungen werden umso mehr zum Problem, je höher die Frequenz einer Übertragungsstrecke ist. Probleme mit der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) können auf der Leiterplatte, bei der elektrischen Kupplung am Treiber oder Verbinder und auf der Kabelstrecke auftreten. Der Einsatz von Faseroptik eliminiert das Risiko elektromagnetischer Beeinflussung – aber natürlich nur auf der eigentlichen Kabelstrecke. An beiden Enden muss der optische Übertragungsabschnitt an elektrische Signale angekoppelt werden, wo es wieder zu elektromagnetischen Störungen kommen kann.

(ID:297704)