Twisted Pair
Kabel s upletenom paricom trenutno je najčešći kabel fizičkog sloja u automobilskom Ethernetu. Sastoji se od dvije izolirane žice koje su međusobno upletene prema određenom uzorku (obično u smjeru kazaljke na satu). Ovaj oblik ožičenja može učinkovito smanjiti električne smetnje između susjednih parova i poboljšati pouzdanost prijenosa podataka. Kabeli s upredenim paricama dijele se na oklopljene upredene parice (STP) i neoklopljene upletene parice (UTP).
Neoklopljeni upleteni par (UTP)
UTP je najčešće korištena vrsta kabela s upredenom paricom u automobilskom Ethernetu zbog niske cijene i jednostavnosti instalacije. Dvije žice u UTP kabelu prenose signale jednake amplitude, ali suprotne faze, a ova metoda diferencijalnog prijenosa signala može se učinkovito oduprijeti vanjskim smetnjama. U automobilskom Ethernetu, UTP kabeli se obično koriste za istovremeni prijenos i prijam podataka, a kraj kabela mora biti opremljen hibridnim primopredajnikom kako bi se razlikovali poslani i primljeni podaci.
Uobičajene specifikacije UTP kabela uključuju Cat5e, Cat6 i Cat7. Cat5e kabeli podržavaju maksimalnu brzinu prijenosa od 1Gbps i prikladni su za većinu potreba interne mrežne veze vozila, kao što su audio sustavi, navigacijski sustavi i uređaji za zabavu. Cat6 kabeli su superiorni u pogledu brzine prijenosa i performansi, podržavajući brzine prijenosa do 10 Gbps, što ih čini prikladnima za scenarije koji zahtijevaju obradu velikih količina podataka, kao što je video prijenos visoke razlučivosti ili komunikacija u stvarnom vremenu između uređaja u vozilu. Cat7 je proizvod najviše razine, koji nadmašuje Cat6 u brzini prijenosa, propusnosti i sposobnosti sprječavanja smetnji, prikladan za vozila opremljena naprednim sustavima pomoći u vožnji, sigurnosnim nadzornim uređajima ili daljinskim dijagnostičkim alatima i drugim vrhunskim značajkama.
Oklopljeni upleteni par (STP)
STP kabel dodaje metalni zaštitni sloj između upletene parice i vanjskog izolacijskog pokrova, koji može učinkovitije zaštititi elektromagnetske smetnje i poboljšati stabilnost prijenosa podataka. STP kabeli obično se koriste u situacijama u kojima su elektromagnetske smetnje zahtjevnije, kao što su složena elektromagnetska okruženja unutar vozila ili situacije u kojima je potreban prijenos podataka na velike udaljenosti.
Fiber Optika
Optičko vlakno, kao prijenosni medij u nastajanju, također ima svoje jedinstvene prednosti u automobilskom Ethernetu. Kabeli od optičkih vlakana izrađeni su od čistog kvarcnog stakla ili plastičnih vlakana i mogu prenositi podatke u obliku optičkih signala, s većom propusnošću i sposobnošću zaštite od smetnji. Brzina prijenosa podržana optičkim vlaknima može doseći 100 Gbit/s, daleko više od kabela s upredenim paricama.
Svjetlovodna vlakna se dijele na dvije vrste: jednomodna vlakna i višemodna vlakna. Jednomodno vlakno može prenositi svjetlost samo jednog moda, bez disperzije između moda i prikladno je za prijenos velike brzine na velike udaljenosti. Višemodna optička vlakna omogućuju prijenos različitih modova svjetlosti na jednom vlaknu, ali zbog svoje velike disperzije između modova, uglavnom se koriste za prijenos na kratke udaljenosti u lokalnim mrežama.
U automobilskom Ethernetu, optičko vlakno se često koristi u aplikacijama koje zahtijevaju brz i stabilan prijenos podataka, kao što su ugrađene kamere, napredni sustav pomoći vozaču (ADAS) i sustav za automatsku vožnju. Elektromagnetske smetnje ne utječu na prijenos optičkim vlaknima, što je osobito važno za vrlo pouzdan prijenos podataka u automobilskim sustavima. Osim toga, prijenos optičkim vlaknima nije ograničen udaljenošću i prikladan je za scenarije koji zahtijevaju prijenos podataka preko velikog područja, kao što je suradnja voznog parka ili komunikacija između vozila.
Koaksijalni kabel
Koaksijalni kabeli također imaju određene primjene u Ethernetu vozila, posebno u nekim scenarijima s visokim zahtjevima za zaštitu od smetnji. Koaksijalni kabel sastoji se od središnjeg vodiča, izolacijskog medija, mrežastog vodljivog sloja i vanjskog izolacijskog sloja. Ova struktura može pružiti dobru zaštitu i učinkovito spriječiti smetnje od vanjskih signala.
Međutim, u usporedbi s kabelima s upredenim paricama i optičkim kabelima, koaksijalni kabeli se relativno manje koriste u automobilskom Ethernetu. To je uglavnom zbog visoke cijene koaksijalnih kabela i relativno složene instalacije i ožičenja. Stoga se koaksijalni kabeli obično koriste samo u situacijama kada je potrebna visoka kvaliteta prijenosa podataka, a cijena nije glavni faktor.
Razmatranja za odabir kabela
Prilikom odabira kabela za automobilski Ethernet potrebno je uzeti u obzir više čimbenika, uključujući zahtjeve za propusnost, udaljenost prijenosa, cijenu i izvedivost.
Zahtjev za širinu pojasa: Ako je potrebno prenijeti podatke velikog kapaciteta, optičko vlakno bi moglo biti bolji izbor jer može prenositi podatke većim brzinama i podržati zahtjev za većom širinom pojasa. Kabeli s upredenim paricama prikladni su za aplikacije s manjom propusnošću.
Udaljenost prijenosa: Ako je potreban prijenos podataka na velikoj udaljenosti, optičko vlakno je pouzdaniji izbor. Udaljenost prijenosa kabela s upletenim paricama obično je kratka i na nju uvelike utječu smetnje. Međutim, s razvojem tehnologije, neki novi kabeli s upredenim paricama (kao što su Cat6 i Cat7) uspjeli su stabilno prenositi podatke na veće udaljenosti.
Troškovi i izvedivost: Uzimajući u obzir čimbenike kao što su troškovi proizvodnje i instalacije, kao i izvedivost i prilagodljivost, ključno je odabrati prijenosni medij koji je prikladan za proračun projekta i ograničenja resursa. Kabeli s upletenim paricama naširoko se koriste u automobilskom Ethernetu zbog svoje isplativosti i jednostavnosti ugradnje. Iako optička vlakna imaju veće performanse, njihova je cijena relativno visoka.
