Highspeed-Fahrzeugvernetzung
HDBaseT – Anschnallen, Connected Car gibt Gas
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Historisch gewachsene Netzarchitektur
Die Integration von Ethernet ins Kraftfahrzeug sollte die Netzwerkarchitektur vereinfachen und auf ein ähnliches Niveau wie Computernetzwerke bringen. Das Netzwerk im Auto ist jedoch historisch gewachsen. Daher ist es eine echte Herausforderung, die ständig wachsende Anzahl an Steuergeräten, Displays, Sensoren und weitere Kundengeräte zu integrieren (Bild 2).
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Eine offene Netzwerkarchitektur, die verschiedene Netzwerktopologien unterstützt, kann die Komplexität im Kraftfahrzeug vereinfachen. Die entstehende Vernetzung der verschiedenen Domains und Systeme im Auto würde ein besseres Design erlauben und dem Fahrer weitere Funktionen anbieten. Das Fahrzeug kann als intelligente Einheit beispielsweise ADAS vor Infotainment priorisieren.
HDBaseT Automotive verfügt über Netzwerkfunktionen, die das Routing von Datenpaketen unterstützen. Damit sind Konfigurationen wie Multi Hop, Multi Streaming und Daisy Chaining möglich, was das Netzwerk im Fahrzeug vereinfacht. Das ermöglicht eine Reduzierung der Verkabelung, der Anschlüsse und des erforderlichen Platzbedarfs. Die Topologie-Flexibilität ist ein Vorteil für die fahrzeuginterne Vernetzung und reduziert die notwendigen Ports am zentralen Steuergerät.
Skalierbares Design
Unter dem Begriff Design sind viele Elemente zusammengefasst: Software, Konfiguration, Verkabelung, Erdung, Kompatibilität (aufwärts und abwärts) sowie die physikalische Schicht für hohe Bandbreite, um die Vernetzungsbedürfnisse zu erfüllen.
Die Automobilhersteller und die Tier-1- und Tier-2-Unternehmen sind stets bemüht, die neuesten Anwendungen schnell zur Marktreife zu verhelfen – genau dafür ist die Einfachheit des Designs von großer Bedeutung. Die Skalierbarkeit und Flexibilität der In-Car-Architektur ist entscheidend. Die Fahrzeugentwicklung ist ein Prozess über mehrere Jahre. Im Vergleich dazu muss der Entwicklungszeitraum der In-Car-Vernetzung deutlich kürzer sein, um beispielsweise neue Anpassungen bei Infotainment oder ADAS vorzunehmen. HDBaseT ist eine Technik, die auf einem Hochgeschwindigkeits-PHY basiert und sowohl Aufwärts- als auch Abwärtskompatibilität, Upgrades und Wartung unterstützt. Da HDBaseT das OSI-Schichtenmodell abdeckt, ist es auf Seite der Software einfacher zu entwickeln, was die Hardware-Anforderungen reduziert und zu Kosteneinsparungen führt. Eine modulare und flexible Architektur erlaubt es, weitere Schnittstellen zu integrieren.
Konvergenz ist das Ziel
Unabhängig von den Grund- oder Sonderausstattungen eines Fahrzeugs ist der Platz, den die verborgene aber notwendige Infrastruktur benötigt, teuer und nicht leicht verfügbar. Die Konvergenz verschiedener Systeme und Merkmale über die gleiche Infrastruktur kann wertvollen Platz und Aufwand sparen. Da die Netzwerk-Architektur im Auto meist auf etablierten Netzwerken aufsetzt, muss der Automobilhersteller gründlich planen, wo die Erneuerung der In-Car-Vernetzung beginnt.
Da HDBaseT Automotive auch USB 2.0 unterstützt, sind zahlreiche Zusatzfunktionen integrierbar. So sind Multi-Streaming, Verbindung zu Smartphones, Aufladen im USB-Port, bidirektionale und mehrere USB-Ports möglich. Masseschleifen werden bei Verwendung von UTP-Kabeln mit differenzieller Übertragung eliminiert.
Standardisierung – aber welche?
Im Automobilumfeld, in dem Hersteller und Tier-1, Tier-2 auf verschiedene
Lieferanten angewiesen sind, ist ein Standard in der Vernetzung von größter Bedeutung. Die Standardisierung ermöglicht Interoperabilität, Kompatibilität und Zuverlässigkeit. Außerdem vereinfacht ein Standard die Modularität und Skalierbarkeit – eine notwendige Basis, wenn noch weitere Displays oder Kameras folgen.
Die HDBaseT Alliance, eine Organisation von mehr als 180 Unternehmen in den Bereichen Unterhaltungselektronik, Automotive, Cybersicherheit und Industrie-PCs, standardisiert die HDBaseT-Technik. Die Allianz verfügt über langjährige Erfahrung in der Standardisierung und setzt dieselben Interoperabilitäts- und Kompatibilitätskonzepte ein, um HDBaseT Automotive zu entwickeln. Im Speziellen ist die Automotive Work Group der Alliance für die Definition des HDBaseT-Automotive-Standards verantwortlich, zum Nutzen der gesamten Branche. HDBaseT Automotive ist eine Variante der HDBaseT-Technik, die im Jahr 2010 eingeführt wurde, um die Herausforderungen der audio-visuellen Vernetzung zu bewältigen. Das Konzept wurde entwickelt, um Inhalte mit hohem Durchsatz über bereits vorhandene Kabel zu übertragen. HDBaseT ist eine ausgereifte, bewährte und standardisierte Technik, die für Elektronik- und Industrie-Anwendungen eingesetzt wurde, mit einer Vielzahl an HDBaseT-fähigen Geräten auf dem Markt. Vor diesem Hintergrund wurde HDBaseT mit der Einführung von HDBaseT Automotive eine Option für das Bordnetz.
Herausforderungen der fahrzeugseitigen Vernetzung
Wenn die gesamte Automobilindustrie an dem Erfolg des vernetzten Autos partizipieren möchte, ist das richtige Bordnetz im Fahrzeug der entscheidende Schlüssel. Dabei werden die Anforderungen an das Fahrzeugnetzwerk in Zukunft noch weiter zunehmen. Der Markt entwickelt sich fort und eine modulare und skalierbare Technik, wie HDBaseT Automotive, kann die Entwicklungszeit entscheidend verkürzen.
Der Autor
Micha Risling
führt bei Valens das Marketing des Unternehmens und das Business Development für mehrere Branchen und leitet die Automotive-Abteilung des Unternehmens. Er verfügt über 20 Jahre Kompetenz in Marketing sowie bei F&E in leitender Position bei etablierten NASDAQ und Startup-Unternehmen, hinzu kommen profunde Erfahrungen in der Mobiltelefon- und Telekommunikationsindustrie.
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