{"id":25701,"date":"2024-12-16T09:22:45","date_gmt":"2024-12-16T08:22:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.md-elektronik.com\/?p=25701"},"modified":"2024-12-16T09:23:36","modified_gmt":"2024-12-16T08:23:36","slug":"automotive-ethernet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.md-elektronik.com\/es\/automotive-ethernet\/","title":{"rendered":"Automotive Ethernet"},"content":{"rendered":"\n

\u00bfQu\u00e9 es Automotive Ethernet?<\/strong><\/h2>\n

Automotive Ethernet es una variante del protocolo Ethernet desarrollada espec\u00edficamente para los veh\u00edculos. Ethernet es un protocolo ampliamente extendido en la capa f\u00edsica del modelo de capas ISO\/OSI, que se utiliza en aplicaciones est\u00e1ticas como las redes de edificios y empresas. Automotive Multi Gigabit Ethernet es una variante especialmente desarrollada para los veh\u00edculos, que alcanza velocidades de transmisi\u00f3n de datos de 2,5 a 10 gigabits por segundo y se encuentra definida en el est\u00e1ndar IEEE 802.3ch-2020.<\/p>\n

Creaci\u00f3n de Automotive Multi Gigabit Ethernet<\/h2>\n

Como consecuencia del uso de sistemas modernos de asistencia a la conducci\u00f3n, desde hace a\u00f1os aumenta continuamente la cantidad de datos que se han de procesar en los veh\u00edculos. El breve tiempo de reacci\u00f3n de estos sistemas se garantiza mediante la recopilaci\u00f3n de una extensa informaci\u00f3n sobre el entorno del veh\u00edculo a trav\u00e9s de sensores y c\u00e1maras. Cuantos m\u00e1s datos se recojan sobre la situaci\u00f3n actual del tr\u00e1fico, m\u00e1s r\u00e1pidamente detectar\u00e1n los sistemas el peligro y evitar\u00e1n las situaciones peligrosas. Para la transmisi\u00f3n de los datos a una unidad de control se necesitan est\u00e1ndares de transmisi\u00f3n con una velocidad elevada. Actualmente, esta velocidad est\u00e1 en el rango de cientos de Mbit\/s o incluso Gbit\/s. Las tecnolog\u00edas de transmisi\u00f3n de datos acreditadas en el sector de la automoci\u00f3n como CAN, MOST o FlexRay ya no son suficientes para cumplir estos exigentes requisitos. A lo largo de los a\u00f1os, han surgido soluciones propietarias de alto rendimiento como, por ejemplo, APIX o GMSL, tambi\u00e9n conocidas como tecnolog\u00edas SerDes (Serialiser\/Deserialiser). Como alternativa a estos desarrollos exclusivamente automovil\u00edsticos, se tuvo la idea de desarrollar protocolos de la tecnolog\u00eda de redes general para los requisitos especiales de los veh\u00edculos, y de este modo surgi\u00f3 Automotive Ethernet.<\/p>\n

Diferencias entre Automotive Ethernet y Ethernet convencional<\/h2>\n

El est\u00e1ndar Ethernet \u00abnormal\u00bb con una velocidad de transmisi\u00f3n de datos de 10\u00a0Gbit\/s (IEEE 802.3ae-2002) se defini\u00f3 ya en el a\u00f1o 2002, y requiere conexiones con fibra de vidrio. Los est\u00e1ndares Ethernet de 10\u00a0Gbit\/s para el uso de los cables de cobre habituales aparecieron en 2004 en el \u00abIEEE 802.3ak\u00bb para los cables de cobre twin axiales y en 2006 en el \u00abIEEE 802.3an\u00bb para los cables de par trenzado. En el caso de los cables de par trenzado, la denominaci\u00f3n tambi\u00e9n es \u00ab10GBASE-T\u00bb y requiere la transmisi\u00f3n a trav\u00e9s de cuatro pares de hilos dobles trenzados, al igual que en el est\u00e1ndar anterior 1000BASE-T (1\u00a0Gbit\/s). La velocidad de transmisi\u00f3n de 10\u00a0Gbit\/s como m\u00e1ximo se reparte en los cuatro pares con 2,5\u00a0Gbit\/s en cada uno. Esta velocidad de transmisi\u00f3n se alcanza en un funcionamiento Full D\u00faplex. Esto significa que se pueden transmitir simult\u00e1neamente 10\u00a0Gbit\/s en ambas direcciones del trayecto de comunicaci\u00f3n. Sin embargo, para el uso en veh\u00edculos se aplican requisitos m\u00e1s estrictos que para la instalaci\u00f3n en edificios. Los cables utilizados deben ser ligeros, econ\u00f3micos y mec\u00e1nicamente resistentes, adem\u00e1s de ofrecer una gran seguridad funcional. Asimismo, la comunicaci\u00f3n en el veh\u00edculo tiene que ser absolutamente fiable y, a ser posible, realizarse en tiempo real. Ethernet en su forma original no es adecuado para estos requisitos, y por ese motivo se desarroll\u00f3 Automotive Ethernet. Al principio surgi\u00f3 como la variante de 100\u00a0Mbit\/s \u00ab100BASE-T1\u00bb del est\u00e1ndar propietario BroadR-Reach de Broadcom, despu\u00e9s apareci\u00f3 una variante de 1\u00a0Gbit\/s \u00ab1000BASE-T1\u00bb y finalmente, con \u00ab10GBASE-T1\u00bb (IEEE 802.3ch-2020) lleg\u00f3 tambi\u00e9n una versi\u00f3n con capacidad de Multigigabits. Para alcanzar las velocidades de transmisi\u00f3n de datos m\u00e1s bajas, como 2,5\u00a0Gbit\/s y 5\u00a0Gbit\/s, el est\u00e1ndar 10GBASE-T1 tiene implementados lo que se denominan par\u00e1metros de escalado, con los que se puede reducir la velocidad de transmisi\u00f3n. As\u00ed, para las velocidades de 2,5\u00a0Gbit\/s, 5\u00a0Gbit\/s y 10\u00a0Gbit\/s se aplican los mismos requisitos para los componentes del tramo de transmisi\u00f3n. Automotive Ethernet apuesta por un solo par trenzado, que se reconoce por la abreviatura \u00abT1\u00bb. Esto es posible, entre otras cosas, porque las longitudes de enlace en los veh\u00edculos son significativamente m\u00e1s cortas que en las redes de los edificios. Los conectores 8P8C utilizados habitualmente en la tecnolog\u00eda de redes no son adecuados para el uso automovil\u00edstico, debido a su n\u00famero de contactos y a los requisitos para su estabilidad mec\u00e1nica. Se utilizan conectores especiales que est\u00e1n optimizados para el uso en automoci\u00f3n en lo que se refiere a robustez, rendimiento y costes. Como alternativa a la transmisi\u00f3n el\u00e9ctrica, en 2023 se public\u00f3 el est\u00e1ndar Automotive Multi Gigabit Ethernet \u00abIEEE 802.3cz-2023\u00bb para la transmisi\u00f3n de 2,5\u00a0Gbit\/s hasta 50\u00a0Gbit\/s a trav\u00e9s de cables de fibra \u00f3ptica.<\/p>\n

\u00c1mbitos de aplicaci\u00f3n de Automotive Ethernet<\/h2>\n

La arquitectura de la red de a bordo est\u00e1 pasando cada vez m\u00e1s de ser una arquitectura basada en dominios a una arquitectura basada en zonas con controladores zonales. Antes, las unidades de control se dise\u00f1aban seg\u00fan sus tareas espec\u00edficas y se distribu\u00edan por el veh\u00edculo, lo cual ten\u00eda como consecuencia mazos de cables complejos con m\u00e1s de 100 unidades de control en algunas ocasiones. Los SoC modernos permiten agrupar los datos de los sensores en zonas del veh\u00edculo que son gestionadas por potentes controladores zonales. Esto reduce el n\u00famero y la longitud de los cables, con lo cual disminuye tambi\u00e9n el peso y el coste de producci\u00f3n.<\/p>\n

La conexi\u00f3n entre el ordenador central y los controladores zonales se denomina conexi\u00f3n \u00abBackbone\u00bb y requiere un gran ancho de banda. Las soluciones SerDes actuales alcanzan velocidades de transmisi\u00f3n de datos similares a Automotive Ethernet, pero debido a su transmisi\u00f3n asim\u00e9trica, est\u00e1n optimizadas para aplicaciones como pantallas y c\u00e1maras. Por eso, Automotive Multi Gigabit Ethernet, que permite una transmisi\u00f3n Full D\u00faplex, es una tecnolog\u00eda adecuada para estas conexiones Backbone en los veh\u00edculos modernos.<\/p>\n

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