C114訊 5月30日消息（水易）近年來，汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的需求推動整車網(wǎng)絡(luò)帶寬的增長，尤其是隨著自動駕駛技術(shù)向著L3、L4級別邁進(jìn)，傳統(tǒng)銅纜通信日益捉襟見肘，車載光通信正成為支撐汽車高帶寬需求通信的有效途徑和關(guān)鍵方案，汽車行業(yè)的“光進(jìn)銅退”即將上演。
5月28日，“2025車載光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在上海舉辦，匯聚車載光通信領(lǐng)域的專家學(xué)者和上下游全產(chǎn)業(yè)鏈廠商，共同探討車載光通信產(chǎn)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)體系、前沿技術(shù)、創(chuàng)新應(yīng)用與未來發(fā)展戰(zhàn)略，推動汽車產(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。
中國國際光電博覽會秘書長楊耕碩在開場致辭中表示，車載光通信技術(shù)已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化落地的快車道，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市場滲透率持續(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)�；瘧�(yīng)用，成為推動汽車產(chǎn)業(yè)向“光速”躍遷的先鋒力量。
行業(yè)趨勢：應(yīng)用前景可期，挑戰(zhàn)仍不少
為什么需要推進(jìn)車載光通信的發(fā)展？北京理工大學(xué)深圳汽車研究院杜一鳴介紹，自動駕駛傳感器的升級迭代、智能座艙的迅速興起以及車路云星協(xié)同發(fā)展，對數(shù)據(jù)傳輸提出了極高要求；另一方面，汽車電子電氣架構(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。光纖憑借其近乎無限的“理論帶寬”、卓越的抗電磁干擾能力以及輕量化優(yōu)勢，正成為破局的“金鑰匙”。
中國聯(lián)通研究院高級工程師沈世奎表示，從車載光通信系統(tǒng)主要組成來看，一個(gè)完整的車載光通信系統(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。
而車載光模塊工作環(huán)境更為惡劣，因此對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。對于車載光纖連接器來說，不僅要滿足常規(guī)的插入損耗、回波損耗等性能指標(biāo)，還需特別關(guān)注其在高頻振動條件下的穩(wěn)定性。
Coherent高意市場總監(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度以上的溫度下長期工作，并且達(dá)到車規(guī)級產(chǎn)品要求的百萬分之一(PPM)級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，可靠性和性價(jià)比非常高，但在車載光通信領(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)對上述挑戰(zhàn)。一種是采用中央集中式處理架構(gòu)，通過復(fù)用車載GPU算力替代專用DSP芯片，在接收端統(tǒng)一處理信號補(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，在車載光通信標(biāo)準(zhǔn)化層面目前有兩套方案。國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
面對機(jī)遇和挑戰(zhàn)，長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，相信在車載環(huán)境中也能發(fā)揮出重要作用。
長飛推出智能汽車光纖通信解決方案，基于車載以太網(wǎng)架構(gòu)和車規(guī)級石英光纖通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3CZ，通過光電轉(zhuǎn)換模塊將汽車自有的電信號轉(zhuǎn)化為光信號，以車載光連接器和車載石英多模光纖光纜作為物理層傳輸介質(zhì)進(jìn)行信號傳輸，并開展實(shí)車路測。
扇港元器件業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理李嵩介紹了車載光連接器的設(shè)計(jì)路徑。針對車載環(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；針對振動，通過連接器的外殼做振動隔絕，盡可能少的將振動傳導(dǎo)到光纖；針對形態(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、整車供電及復(fù)雜高壓系統(tǒng)。華工科技打造的車載光網(wǎng)絡(luò)控制器OCU是面向下一代新能源汽車E/E架構(gòu)的整車級光纖骨干網(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在汽車應(yīng)用場景有三大方向：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、手勢識別等，三是車載光通信。對于車載光通信，可以把未來的智能汽車想象成四個(gè)輪子上的超算中心就可以理解VCSEL各方面的優(yōu)勢。老鷹半導(dǎo)體專注于VCSEL的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)首家，全球第二家100G VCSEL量產(chǎn)。
是德科技資深光通信應(yīng)用工程師顧磊從測試廠商的角度闡述了，車載以太網(wǎng)對智能汽車已是標(biāo)配，面對向萬兆級高速車載以太網(wǎng)和串行信號的演進(jìn)，電路設(shè)計(jì)面臨高符號率和高階調(diào)制格式的挑戰(zhàn)，是德科技的硬件測試設(shè)備可以支持車載以太網(wǎng)物理層的所有電口、光口、發(fā)射機(jī)、接收機(jī)電路的測試。此外是德科技目前的自動化測試軟件也已覆蓋絕大部分速率電口的自動化測試，光口的自動化測試軟件在全力開放中，以支持汽車行業(yè)的技術(shù)革新。
烽火通信科技股份有限公司戰(zhàn)略與市場部總師詹翊春認(rèn)為，基于PON方案的車載光通信可以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)歸一、承載歸一，同時(shí)隨著車載業(yè)務(wù)種類和數(shù)量的增多，成本優(yōu)勢日趨顯著。中國信科兼具光通信和車聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基因，擁有車載光連接、車載光系統(tǒng)、車路/車云系統(tǒng)、車載光纖感知/照明等業(yè)務(wù)布局。他強(qiáng)調(diào)，車載光通信的成功需要汽車行業(yè)和通信行業(yè)雙向奔赴，共同開創(chuàng)新賽道、走出車載通信的中國道路。
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)用于車載網(wǎng)絡(luò)各有優(yōu)勢。芯升半導(dǎo)體聚焦智能網(wǎng)聯(lián)汽車，國產(chǎn)化/智能化領(lǐng)軍車企，基于領(lǐng)先的TSN芯片及全協(xié)議棧解決方案，支撐汽車智能化演進(jìn)。
車企實(shí)踐：階段性成果驗(yàn)證光纖上車可行
技術(shù)要應(yīng)用于真實(shí)場景才能發(fā)揮其最大價(jià)值。比亞迪汽車工程研究院查寶博士表示，基于國內(nèi)強(qiáng)大的光通信產(chǎn)業(yè)鏈，解決車規(guī)物理層問題后，需將目光聚焦在數(shù)據(jù)鏈路層，即車載光通信協(xié)議方面。針對整車業(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和動態(tài)帶寬DBA技術(shù)，構(gòu)建新一代高確定性車載光網(wǎng)絡(luò)。
他提到，若光通信成功應(yīng)用于汽車，結(jié)合汽車智能網(wǎng)聯(lián)化發(fā)展，可利用OTA技術(shù)實(shí)現(xiàn)對光網(wǎng)絡(luò)中光參數(shù)的動態(tài)調(diào)整、光鏈路故障預(yù)測與修復(fù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(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)汽車集團(tuán)有限公司研發(fā)總院主任工程師賀琳曼表示，對于主機(jī)廠而言，光纖通信的引入不僅是硬件層面的升級，更涉及整車開發(fā)流程的重構(gòu)。東風(fēng)研發(fā)總院對車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)級向車規(guī)級的跨越。研究過程中對高溫（125℃）、高振動（V3等級）等極端環(huán)境進(jìn)行了全面驗(yàn)證，完成了從總成到單體、臺架到實(shí)車的完整驗(yàn)證流程，確保其適用于座艙、底盤、頂棚等全車環(huán)境。值得一提的是，在實(shí)車測試中，東風(fēng)奕派eπ007車型在襄陽實(shí)際路況下完成了1.2萬公里極限路況測試。
對于第二階段的研究，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，推動光纖通信深度融入整車控制系統(tǒng)。目前東風(fēng)汽車已從“打通物理通路”的無源介質(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。
蔚來汽車通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人吳鑫表示，車載網(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)雜問題。各類型網(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上車帶來電子電氣架構(gòu)的不確定性等變化，光通信或成破局關(guān)鍵。
“2025中國光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”是由CIOE中國光博會與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的大型研討會系列活動，通過多場專題論壇、線上研討會、閉門研討會等形式，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，瞄準(zhǔn)技術(shù)未來演進(jìn)方向，發(fā)掘熱點(diǎn)應(yīng)用場景，群策群力，貢獻(xiàn)行業(yè)價(jià)值，進(jìn)一步助力我國光通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
最后一場線上研討會將于6月26日上線，主題為“新一代光纖技術(shù)專場：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)揮其在未來光通信網(wǎng)絡(luò)中的角色與作用。
