Zkroucený pár
Kabel s kroucenou dvojlinkou je v současnosti nejběžnějším kabelem fyzické vrstvy v automobilovém Ethernetu. Skládá se ze dvou izolovaných vodičů, které jsou stočeny dohromady podle určitého vzoru (obvykle ve směru hodinových ručiček). Tato forma vedení může účinně snížit elektrické rušení mezi sousedními páry a zlepšit spolehlivost přenosu dat. Kabely s kroucenou dvojlinkou se dělí na stíněnou kroucenou dvojlinku (STP) a nestíněnou kroucenou dvojlinku (UTP).
Nestíněný kroucený pár (UTP)
UTP je nejběžněji používaným typem krouceného párového kabelu v automobilovém Ethernetu kvůli jeho nízké ceně a snadné instalaci. Dva vodiče v kabelu UTP přenášejí signály se stejnou amplitudou, ale s opačnou fází, a tato metoda přenosu diferenciálního signálu může účinně odolávat vnějšímu rušení. V automobilovém Ethernetu se UTP kabely běžně používají pro současný přenos a příjem dat a konec kabelu musí být vybaven hybridním transceiverem, aby bylo možné rozlišit mezi přenášenými a přijímanými daty.
Mezi běžné specifikace UTP kabelů patří Cat5e, Cat6 a Cat7. Kabely Cat5e podporují maximální přenosovou rychlost 1 Gbps a jsou vhodné pro většinu potřeb interního síťového připojení vozidel, jako jsou audio systémy, navigační systémy a zábavní zařízení. Kabely Cat6 jsou vynikající z hlediska přenosové rychlosti a výkonu, podporují přenosové rychlosti až 10 Gbps, díky čemuž jsou vhodné pro scénáře, které vyžadují zpracování velkého množství dat, jako je přenos videa ve vysokém rozlišení nebo komunikace v reálném čase mezi zařízeními ve vozidle. Cat7 je produkt nejvyšší úrovně, překonávající Cat6 v přenosové rychlosti, šířce pásma a schopnosti proti rušení, vhodný pro vozidla vybavená pokročilými asistenčními systémy řízení, zařízeními pro sledování bezpečnosti nebo dálkovými diagnostickými nástroji a dalšími špičkovými funkcemi.
Stíněný zkroucený párový (STP)
Kabel STP přidává mezi kroucenou dvojlinku a vnější izolační kryt kovovou stínící vrstvu, která může účinněji odstínit elektromagnetické rušení a zlepšit stabilitu přenosu dat. Kabely STP se obvykle používají v situacích, kde je elektromagnetické rušení náročnější, jako jsou složitá elektromagnetická prostředí uvnitř vozidel nebo situace, kdy je vyžadován přenos dat na dlouhé vzdálenosti.
Vláknová optika
Optická vlákna jako nově vznikající přenosové médium mají také své jedinečné výhody v automobilovém Ethernetu. Optické kabely jsou vyrobeny z čistého křemenného skla nebo plastových vláken a mohou přenášet data ve formě optických signálů s vyšší šířkou pásma a schopností proti rušení. Přenosová rychlost podporovaná optickými vlákny může dosáhnout 100 Gbit/s, což je mnohem více než u kroucených párů kabelů.
Vláknová optika se dělí na dva typy: jednovidové vlákno a vícevidové vlákno. Jednovidové vlákno může přenášet světlo pouze jednoho režimu, bez rozptylu mezi režimy, a je vhodné pro vysokorychlostní přenos na dlouhé vzdálenosti. Vícevidová optická vlákna umožňují přenos různých režimů světla na jednom vlákně, ale vzhledem k jejich velkému rozptylu mezi vidy se používají hlavně pro přenos na krátkou vzdálenost v lokálních sítích.
V automobilovém Ethernetu se optické vlákno často používá v aplikacích, které vyžadují vysokorychlostní a stabilní přenos dat, jako jsou palubní kamery, Advanced Driver Assistance System (ADAS) a systém automatického pohonu. Přenos optickými vlákny není ovlivněn elektromagnetickým rušením, což je zvláště důležité pro vysoce spolehlivý přenos dat v automobilových systémech. Přenos optickými vlákny navíc není omezen vzdáleností a je vhodný pro scénáře, které vyžadují přenos dat na velké ploše, jako je spolupráce vozového parku nebo komunikace mezi vozidly.
Koaxiální kabel
Koaxiální kabely mají také určité aplikace v Ethernetu ve vozidle, zejména v některých scénářích s vysokými požadavky na rušení. Koaxiální kabel se skládá z centrálního vodiče, izolačního média, síťové vodivé vrstvy a vnější izolační vrstvy. Tato struktura může poskytnout dobré stínění a účinně zabránit rušení externími signály.
Ve srovnání s kroucenými dvoulinkami a kabely z optických vláken se však koaxiální kabely v automobilovém Ethernetu používají relativně méně. Je to dáno především vysokou cenou koaxiálních kabelů a poměrně složitou instalací a zapojením. Proto se koaxiální kabely obvykle používají pouze v situacích, kdy je vyžadována vysoká kvalita přenosu dat a cena není hlavním hlediskem.
Úvahy o výběru kabelu
Při výběru kabelů pro automobilový Ethernet je třeba zvážit více faktorů, včetně požadavků na šířku pásma, přenosovou vzdálenost, cenu a proveditelnost.
Požadavek na šířku pásma: Pokud je třeba přenášet data o velké kapacitě, může být lepší volbou optické vlákno, protože může přenášet data vyšší rychlostí a podporovat požadavek na větší šířku pásma. Kabely s kroucenými páry jsou vhodné pro aplikace s menší šířkou pásma.
Přenosová vzdálenost: Pokud je vyžadován přenos dat na velkou vzdálenost, je spolehlivější volbou optická vlákna. Přenosová vzdálenost kroucených párových kabelů je obvykle krátká a je značně ovlivněna rušením. S rozvojem technologie však některé nové kroucené dvoulinky (jako Cat6 a Cat7) dokázaly stabilně přenášet data na delší vzdálenosti.
Náklady a proveditelnost: S ohledem na faktory, jako jsou výrobní a instalační náklady, stejně jako proveditelnost a přizpůsobivost, je zásadní vybrat přenosové médium, které je vhodné pro rozpočet projektu a omezení zdrojů. Kabely s kroucenými páry jsou široce používány v automobilovém Ethernetu kvůli jejich nákladové efektivitě a snadné instalaci. Přestože mají optické vlákna vyšší výkon, jejich cena je poměrně vysoká.
