C114訊 5月30日消息（岳明）本周，“2025車載光通信產業發展論壇”在上海成功舉辦，活動匯聚了車載光通信領域的專家學者和上下游全產業鏈廠商，共同深入探討了車載光通信產業的標準體系、前沿技術、創新應用與未來發展戰略。
蘇州大學劉寧教授在期間發表了題為《車載光網絡的新架構與技術》的演講，并針對目前車載光網絡的需求、技術挑戰以及潛在解決方案進行了分享。作為國內最早進行車載光通信研究的學者之一，劉寧教授團隊搭建了完備的光通信系統與硅光器件實驗環境平臺，并對面向未來L4/L5級自動駕駛所需的車載光網絡新架構進行了深入研究。
他分析稱，從需求方面來看，汽車智慧座艙需要更多的顯示屏，這些顯示屏的傳輸速率需求快速增長。同時，智能駕駛帶來傳感器的類型和數量大大增加，傳感器融合技術需要未壓縮的傳感器數據。自動駕駛級別的提升也在推動車載攝像頭像素升級，如特斯拉HW5計劃采用800萬像素，索尼1700萬像素攝像頭探測距離可達250米。高像素攝像頭可部分替代激光雷達功能，但需超高帶寬支持。通過將這些需求進行量化發現，全高清像素方案的帶寬可能突破200Gbps，這成為推動新架構的主要原因。
如今，汽車電子電氣架構（EEA）已從分布式架構向域集中式架構進行轉變，未來則將進一步朝著區域集中式架構升級遷移。區域集中式架構將會類似現在通信網絡一樣分為骨干網+接入網兩個部分，骨干網承載多攝像頭/屏幕的匯聚流量，傳統點對點線纜無法滿足這樣的超高帶寬需求。
傳統電纜如車載以太網最多只能支持10Gbps，屏蔽線纜存在彎折損壞和距離限制的問題。因此，光纖成為可行的替代方案，但車載環境相較于數據中心環境存在不同的挑戰——高溫（引擎艙可高達125℃）、振動、灰塵等。特別是激光器在高溫下可能失效，連接器的灰塵問題會導致信號衰減。現有的IEEE 802.3cz標準支持50Gbps，面向未來L4/L5自動駕駛所需的更高帶寬是明顯不足的。
針對于此，劉寧教授團隊提出了兩種創新架構：一種是采用中央集中式處理架構，通過復用車載GPU算力替代專用DSP芯片，在接收端統一處理信號補償，采用NRZ+FTN技術，避免高成本PAM4調制，降低成本并利用現有算力；另一種是遠端集中式光源和硅光調制芯片搭配，將光源集中放置，激光器與調制器分離，激光器放在溫度可控區域（如駕駛艙），調制器靠近攝像頭，通過硅光技術實現高溫耐受。同時采用單模光纖加分光器結構，兼容點對多點拓撲，減少MPN噪聲，還支持激光器備份提高可靠性。據了解，劉寧教授團隊已在光通信領域頂級期刊Journal of Lightwave Technology針對前述創新架構進行了論文發表。
值得注意的是，劉寧教授在演講中給出了一組非常直觀且令人印象深刻的數據：相關光模塊市場規模增長預測，2020年至2025年期間，全球FTTx光模塊市場出貨量將從6289萬只增長到9208萬只；相比之下，潛在的汽車光模塊市場空間非常巨大，如今全球每年機動車產量近億臺，僅按4對光模塊/車進行計算，其規模已經是FTTx市場的4倍。
“利用車載網絡上下行非對稱帶寬需求特性，采用中央節點集中信號處理可以使用低帶寬器件實現上行信號的高速傳輸，提高光器件可靠性。”劉寧教授在對上述創新架構進行分析時指出，“通過將光源拉遠到駕駛艙或電池處集中放置，區域節點引入硅光調制器，可提高寬溫域下的光器件可靠性。同時，復用400G數據中心光模塊中的硅光芯片產業鏈可以降低硅光器件成本。”
最后，他強調，光纖不只是一個良好的通信的載體，同時也是一個分布式傳感的載體，因此未來可考慮將光通信和光纖傳感融合在一起。另一方面則是光無線通感的融合，也即復用激光雷達光源實現V2X光無線通信，補充射頻短板。此外還有車載網與車聯網的融合，車載網內的信息提供給車聯網，車聯網指導車載網實現超視距信息輔助下的自動駕駛決策，提高道路安全和交通效率。
