Unterhaltung und Information im Auto – ein Blick in die Zukunft

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Anwendungen wie USB 3.0 brauchen hohe Bandbreiten

Wenn es um die Entwicklung neuer Funktionen und Merkmale, Geschwindigkeiten und Physical Layer geht, fließen in die Entscheidungen der MOST Cooperation immer die tatsächlichen Marktanforderungen einer breiten Nutzergruppe ein. Ziel ist dabei immer das technische und wirtschaftliche Optimum statt des technisch möglichen Extrems.

Die wahren Anforderungen definieren sich aus den Dateninhalten, von denen die Autohersteller erwarten, dass sie tatsächlich ins Auto eingebracht werden. Dazu müssen die gesamten Systemkosten betrachtet werden, einschließlich einem für Automotive qualifizierten Netzwerkschnittstellen-Controller, dem physischen Medium und dem Steckverbindersystem. Die Herausforderung besteht darin, die Balance zwischen der höchsten Datenrate, Robustheit und Kosten zu finden. Die Größe der Bandbreite resultiert hauptsächlich aus den Anforderungen für die unkomprimierte Übertragung von Kamerasignalen, Monitorinhalten und Hochgeschwindigkeits-Anwendungen wie USB 3.0. Als Konsequenz dieser Faktoren werden als Bandbreite für die nächste MOST-Generation 5 Gbit/s untersucht.

Zusätzlich zur Geschwindigkeit des Datennetzes müssen auch die Schnittstellen des Netzwerkschnittstellen-Controllers zur CPU oder GPU betrachtet werden: Ansteigende Datenraten, Flaschenhälse und folglich Datenstaus sind zu erwarten. Über effiziente allgemeine Schnittstellen wie USB oder PCI hinaus besteht für die Übertragung von unkomprimierten oder komprimierten Video- und Audiodaten Verbesserungsbedarf in Form von applikationsspezifischen Schnittstellen.

Damit lassen sich die Daten ohne Protokoll-Overhead, zusätzliche CPU-Datenlast oder die Unsicherheiten von Software-Stacks direkt von einer Quelle zur Senke transportieren. Im Gegensatz zu den meisten Netzwerken benötigt MOST keine zusätzlichen Kommunikationsprozessoren, gewährleistet dafür aber den Transport von applikationsspezifischen Datenströmen mit garantierter Bandbreite und Latenz, die die Multiplexarchitektur inhärent bereitstellt.

Ein skalierbarer Physical Layer ist erforderlich

Mit der anvisierten Datenübertragungsrate von 5 Gbit/s über den optischen Physical Layer überschreiten wir die Grenzen der optischen Polymerfaser (POF), die MOST bisher eingesetzt hat. Daher untersuchen verschiedene Unternehmen bereits die Automobil-Tauglichkeit der Glasfasertechnologie, die in der Unterhaltungs- und Telekommunikationsindustrie bereits erfolgreich im Einsatz ist. Im elektrischen Bereich bietet der Koaxialstandard, der kürzlich für MOST vorgestellt wurde, einen skalierbaren Physical Layer.

Damit eröffnen sich auch neue Möglichkeiten im Automobilbereich und insbesondere für die Fahrerassistenz, da dieser Physical Layer die bidirektionale Kommunikation und Stromversorgung über dasselbe Kabel erlaubt. Koaxial ist das Standardkabel der Industrie für die Übertragung hochfrequenter Signale. Der Standard bietet inhärente Abschirmung sowie kostengünstige und standardisierte Kabel und Verbindungen. Die Symmetrie ermöglicht die automatisierte Steckermontage mit niedrigeren Montagekosten als bei geschirmten, verdrillten Kupferkabeln (STP). In Abhängigkeit von Bandbreite und der Kabel/Verbinder-Qualität ist es für Entfernungen bis 100 m reflexionsarm. Der Koaxialstandard funktioniert bereits bis zu mehreren Gigabit und ist voll in den INIC integriert. Damit bietet der Koaxialstandard den EMV-sicheren und kostengünstigen elektrischen Physical Layer für MOST (Bild 2).

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