C114訊 5月30日消息（水易）近年來(lái)，汽車(chē)智能化、網(wǎng)聯(lián)化的需求推動(dòng)整車(chē)網(wǎng)絡(luò)帶寬的增長(zhǎng)，尤其是隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)向著L3、L4級(jí)別邁進(jìn)，傳統(tǒng)銅纜通信日益捉襟見(jiàn)肘，車(chē)載光通信正成為支撐汽車(chē)高帶寬需求通信的有效途徑和關(guān)鍵方案，汽車(chē)行業(yè)的“光進(jìn)銅退”即將上演。
5月28日，“2025車(chē)載光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在上海舉辦，匯聚車(chē)載光通信領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者和上下游全產(chǎn)業(yè)鏈廠商，共同探討車(chē)載光通信產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系、前沿技術(shù)、創(chuàng)新應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與光通信技術(shù)深度融合，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)繁榮。
中國(guó)國(guó)際光電博覽會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)楊耕碩在開(kāi)場(chǎng)致辭中表示，車(chē)載光通信技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落地的快車(chē)道，產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)攻關(guān)陸續(xù)突破。隨著多傳感器融合與智能座艙的汽車(chē)市場(chǎng)滲透率持續(xù)突破，全光通信架構(gòu)有望率先在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，成為推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向“光速”躍遷的先鋒力量。
行業(yè)趨勢(shì)：應(yīng)用前景可期，挑戰(zhàn)仍不少
為什么需要推進(jìn)車(chē)載光通信的發(fā)展？北京理工大學(xué)深圳汽車(chē)研究院杜一鳴介紹，自動(dòng)駕駛傳感器的升級(jí)迭代、智能座艙的迅速興起以及車(chē)路云星協(xié)同發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸提出了極高要求；另一方面，汽車(chē)電子電氣架構(gòu)逐漸由“分散式”向“集中式”邁進(jìn)，通算解耦的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也給整車(chē)主干網(wǎng)帶寬上的挑戰(zhàn)。
這一背景下，傳統(tǒng)銅纜在面臨整車(chē)10Gbps以上帶寬需求時(shí)已逐漸力不從心，更是深陷電磁兼容性（EMC）難題與高昂成本的泥潭。光纖憑借其近乎無(wú)限的“理論帶寬”、卓越的抗電磁干擾能力以及輕量化優(yōu)勢(shì)，正成為破局的“金鑰匙”。
中國(guó)聯(lián)通研究院高級(jí)工程師沈世奎表示，從車(chē)載光通信系統(tǒng)主要組成來(lái)看，一個(gè)完整的車(chē)載光通信系統(tǒng)主要包括光纖線束、光模塊、連接器。光纖線束是當(dāng)前技術(shù)成熟度最高、產(chǎn)業(yè)鏈參與單位最多的部分，也是最早實(shí)現(xiàn)從純電向光纖演進(jìn)的關(guān)鍵組件之一。
而車(chē)載光模塊工作環(huán)境更為惡劣，因此對(duì)于光模塊有著更苛刻的要求，包括寬溫域適應(yīng)能力（-40℃至105℃以上）、超長(zhǎng)使用壽命（15年以上）、高可靠性和各種極端環(huán)境適應(yīng)能力。對(duì)于車(chē)載光纖連接器來(lái)說(shuō)，不僅要滿(mǎn)足常規(guī)的插入損耗、回波損耗等性能指標(biāo)，還需特別關(guān)注其在高頻振動(dòng)條件下的穩(wěn)定性。
Coherent高意市場(chǎng)總監(jiān)陳天明認(rèn)為，目前基于VCSEL的光模塊的最高工作溫度普遍在85度，如何在100度以上的溫度下長(zhǎng)期工作，并且達(dá)到車(chē)規(guī)級(jí)產(chǎn)品要求的百萬(wàn)分之一(PPM)級(jí)別是兩大主要的挑戰(zhàn)。雖然VCSEL激光器已經(jīng)被激光雷達(dá)行業(yè)廣泛應(yīng)用，可靠性和性?xún)r(jià)比非常高，但在車(chē)載光通信領(lǐng)域是否仍然適用，需要產(chǎn)業(yè)鏈共同努力。
蘇州大學(xué)教授劉寧介紹了其團(tuán)隊(duì)提出兩種創(chuàng)新架構(gòu)應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)。一種是采用中央集中式處理架構(gòu)，通過(guò)復(fù)用車(chē)載GPU算力替代專(zhuān)用DSP芯片，在接收端統(tǒng)一處理信號(hào)補(bǔ)償，采用NRZ+FTN技術(shù)，避免高成本PAM4調(diào)制，降低成本并利用現(xiàn)有算力。
另一種是遠(yuǎn)端集中式光源和硅光調(diào)制芯片搭配，將光源集中放置，激光器與調(diào)制器分離，激光器放在溫度可控區(qū)域（如駕駛艙），調(diào)制器靠近攝像頭，通過(guò)硅光技術(shù)實(shí)現(xiàn)高溫耐受。同時(shí)采用單模光纖加分光器結(jié)構(gòu)，兼容點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓?fù)洌瑴p少M(fèi)PN噪聲，還支持激光器備份提高可靠性。
值得一提的是，在車(chē)載光通信標(biāo)準(zhǔn)化層面目前有兩套方案。國(guó)際上主要圍繞以太網(wǎng)（IEEE 802.3cz）和石英光纖通信（ISO 24581）推進(jìn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定；國(guó)內(nèi)則更側(cè)重于在PON技術(shù)方向進(jìn)行創(chuàng)新，并由北京理工大學(xué)深圳汽車(chē)研究院等單位牽頭組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。
廠商方案：從芯片到系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈突破
面對(duì)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司技術(shù)部經(jīng)理徐進(jìn)認(rèn)為，光通信解決方案已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用到各種嚴(yán)酷復(fù)雜環(huán)境中接近30年，包括石油、航天、航空等，相信在車(chē)載環(huán)境中也能發(fā)揮出重要作用。
長(zhǎng)飛推出智能汽車(chē)光纖通信解決方案，基于車(chē)載以太網(wǎng)架構(gòu)和車(chē)規(guī)級(jí)石英光纖通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3CZ，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊將汽車(chē)自有的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，以車(chē)載光連接器和車(chē)載石英多模光纖光纜作為物理層傳輸介質(zhì)進(jìn)行信號(hào)傳輸，并開(kāi)展實(shí)車(chē)路測(cè)。
扇港元器件業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理李嵩介紹了車(chē)載光連接器的設(shè)計(jì)路徑。針對(duì)車(chē)載環(huán)境下的極端溫度，考慮調(diào)整連接器彈簧的力量和套管的力度；針對(duì)振動(dòng)，通過(guò)連接器的外殼做振動(dòng)隔絕，盡可能少的將振動(dòng)傳導(dǎo)到光纖；針對(duì)形態(tài)，一些防呆設(shè)計(jì)、防誤操作等需求，需要廠商提前提出，提前設(shè)計(jì)。
華工正源新技術(shù)中心副主任馮朝曦表示，全球許多汽車(chē)項(xiàng)目已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蚣惺紼/E架構(gòu)， 并將持續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域式E/E架構(gòu)，從而兼顧ADAS、整車(chē)供電及復(fù)雜高壓系統(tǒng)。華工科技打造的車(chē)載光網(wǎng)絡(luò)控制器OCU是面向下一代新能源汽車(chē)E/E架構(gòu)的整車(chē)級(jí)光纖骨干網(wǎng)提供解決方案的核心控制單元。
浙江老鷹半導(dǎo)體技術(shù)有限公司首席科學(xué)家莫慶偉介紹，VCSEL在汽車(chē)應(yīng)用場(chǎng)景有三大方向：一是激光雷達(dá)，二是智能座艙內(nèi)的駕駛員監(jiān)控、乘客在位監(jiān)控、手勢(shì)識(shí)別等，三是車(chē)載光通信。對(duì)于車(chē)載光通信，可以把未來(lái)的智能汽車(chē)想象成四個(gè)輪子上的超算中心就可以理解VCSEL各方面的優(yōu)勢(shì)。老鷹半導(dǎo)體專(zhuān)注于VCSEL的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首家，全球第二家100G VCSEL量產(chǎn)。
是德科技資深光通信應(yīng)用工程師顧磊從測(cè)試廠商的角度闡述了，車(chē)載以太網(wǎng)對(duì)智能汽車(chē)已是標(biāo)配，面對(duì)向萬(wàn)兆級(jí)高速車(chē)載以太網(wǎng)和串行信號(hào)的演進(jìn)，電路設(shè)計(jì)面臨高符號(hào)率和高階調(diào)制格式的挑戰(zhàn)，是德科技的硬件測(cè)試設(shè)備可以支持車(chē)載以太網(wǎng)物理層的所有電口、光口、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)電路的測(cè)試。此外是德科技目前的自動(dòng)化測(cè)試軟件也已覆蓋絕大部分速率電口的自動(dòng)化測(cè)試，光口的自動(dòng)化測(cè)試軟件在全力開(kāi)放中，以支持汽車(chē)行業(yè)的技術(shù)革新。
烽火通信科技股份有限公司戰(zhàn)略與市場(chǎng)部總師詹翊春認(rèn)為，基于PON方案的車(chē)載光通信可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)歸一、承載歸一，同時(shí)隨著車(chē)載業(yè)務(wù)種類(lèi)和數(shù)量的增多，成本優(yōu)勢(shì)日趨顯著。中國(guó)信科兼具光通信和車(chē)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基因，擁有車(chē)載光連接、車(chē)載光系統(tǒng)、車(chē)路/車(chē)云系統(tǒng)、車(chē)載光纖感知/照明等業(yè)務(wù)布局。他強(qiáng)調(diào)，車(chē)載光通信的成功需要汽車(chē)行業(yè)和通信行業(yè)雙向奔赴，共同開(kāi)創(chuàng)新賽道、走出車(chē)載通信的中國(guó)道路。
北京芯升半導(dǎo)體科技有限公司研發(fā)副總經(jīng)理李文軍介紹，以太全光網(wǎng)和PON是電信領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，應(yīng)用于車(chē)載網(wǎng)絡(luò)各有優(yōu)勢(shì)。芯升半導(dǎo)體聚焦智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)，國(guó)產(chǎn)化/智能化領(lǐng)軍車(chē)企，基于領(lǐng)先的TSN芯片及全協(xié)議棧解決方案，支撐汽車(chē)智能化演進(jìn)。
車(chē)企實(shí)踐：階段性成果驗(yàn)證光纖上車(chē)可行
技術(shù)要應(yīng)用于真實(shí)場(chǎng)景才能發(fā)揮其最大價(jià)值。比亞迪汽車(chē)工程研究院查寶博士表示，基于國(guó)內(nèi)強(qiáng)大的光通信產(chǎn)業(yè)鏈，解決車(chē)規(guī)物理層問(wèn)題后，需將目光聚焦在數(shù)據(jù)鏈路層，即車(chē)載光通信協(xié)議方面。針對(duì)整車(chē)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流情況，可結(jié)合單幀多突發(fā)、固定帶寬FBA和動(dòng)態(tài)帶寬DBA技術(shù)，構(gòu)建新一代高確定性車(chē)載光網(wǎng)絡(luò)。
他提到，若光通信成功應(yīng)用于汽車(chē)，結(jié)合汽車(chē)智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，可利用OTA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)中光參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整、光鏈路故障預(yù)測(cè)與修復(fù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭?dòng)態(tài)重構(gòu)以及DBA算法迭代，逐步邁向軟件定義網(wǎng)絡(luò)的智能光網(wǎng)絡(luò)。
東風(fēng)汽車(chē)集團(tuán)有限公司研發(fā)總院主任工程師賀琳曼表示，對(duì)于主機(jī)廠而言，光纖通信的引入不僅是硬件層面的升級(jí)，更涉及整車(chē)開(kāi)發(fā)流程的重構(gòu)。東風(fēng)研發(fā)總院對(duì)車(chē)載光通信研究階段性的成果和構(gòu)想，整體研究路徑分為兩個(gè)階段：階段一是通信介質(zhì)光纜總成實(shí)現(xiàn)；階段二是控制器光通信實(shí)現(xiàn)，打通真正的光通路。
據(jù)介紹，目前東風(fēng)與長(zhǎng)飛合作，已完成第一階段的研究，實(shí)現(xiàn)了光纜總成從工業(yè)級(jí)向車(chē)規(guī)級(jí)的跨越。研究過(guò)程中對(duì)高溫（125℃）、高振動(dòng)（V3等級(jí)）等極端環(huán)境進(jìn)行了全面驗(yàn)證，完成了從總成到單體、臺(tái)架到實(shí)車(chē)的完整驗(yàn)證流程，確保其適用于座艙、底盤(pán)、頂棚等全車(chē)環(huán)境。值得一提的是，在實(shí)車(chē)測(cè)試中，東風(fēng)奕派eπ007車(chē)型在襄陽(yáng)實(shí)際路況下完成了1.2萬(wàn)公里極限路況測(cè)試。
對(duì)于第二階段的研究，核心目標(biāo)是取消中間的光電交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)控制器之間的直接光通信，推動(dòng)光纖通信深度融入整車(chē)控制系統(tǒng)。目前東風(fēng)汽車(chē)已從“打通物理通路”的無(wú)源介質(zhì)階段，逐步邁向“實(shí)現(xiàn)功能通信”的有源系統(tǒng)集成階段。
蔚來(lái)汽車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人吳鑫表示，車(chē)載網(wǎng)絡(luò)面臨著帶寬跨度大、技術(shù)更迭緩慢且代際繁多的復(fù)雜問(wèn)題。各類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立設(shè)計(jì)，難以全局考慮，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜混亂，難以實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化，往往只能在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)進(jìn)行“補(bǔ)丁式”修復(fù)。面向傳感器融合成為剛需、顯示屏樣式及個(gè)數(shù)顯著增多、銅纜方案進(jìn)展迅速、AI上車(chē)帶來(lái)電子電氣架構(gòu)的不確定性等變化，光通信或成破局關(guān)鍵。
“2025中國(guó)光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”是由CIOE中國(guó)光博會(huì)與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的大型研討會(huì)系列活動(dòng)，通過(guò)多場(chǎng)專(zhuān)題論壇、線上研討會(huì)、閉門(mén)研討會(huì)等形式，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，瞄準(zhǔn)技術(shù)未來(lái)演進(jìn)方向，發(fā)掘熱點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，群策群力，貢獻(xiàn)行業(yè)價(jià)值，進(jìn)一步助力我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
最后一場(chǎng)線上研討會(huì)將于6月26日上線，主題為“新一代光纖技術(shù)專(zhuān)場(chǎng)：空芯光纖技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用探索”，探討空芯光纖的最新研究進(jìn)展和實(shí)際應(yīng)用情況，如何在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中加快步伐，發(fā)揮其在未來(lái)光通信網(wǎng)絡(luò)中的角色與作用。
