車載乙太網路將迅速崛起。隨著車載電子產品數量和連線的複雜性增加，消費者也愈來愈重視駕駛和聯網體驗，特別是新的車載聯網應用相繼出籠，更使得頻寬需求不斷上升，進而掀動高頻寬的車載乙太網路導入熱潮，可望逐步取代傳統車用網路技術。
車載聯網系統複雜度大增，已帶動低成本、高傳輸速率和高頻寬網路解決方案需求持續湧現。對車廠而言，現有的汽車通訊技術如媒體導向系統傳輸(MOST)和低電壓差動訊號傳輸(LVDS)，皆缺乏可擴展性且頻寬不足，因而無法滿足新興車載服務和應用的開發需求。
相較於傳統車用通訊技術，乙太網路(Ethernet)則是一個符合成本效益並極具擴展性的方案，不僅能支援多個系統和設備，提供高資料傳輸速率，且每個埠都擁有自己專屬的頻寬，因而成為汽車聯網技術中的明日之星。
強化車內網路連結力 車載乙太網路規格升級
相對於既有乙太網路技術，較新的單對絞線車載乙太網路使用非遮蔽雙絞線(UTP)電纜，資料傳輸速率已達100Mbit/s，且可滿足車載網路對高可靠性、低電磁輻射和低功耗的需求；再加上該技術使用單對非遮蔽電纜及更小、更緊實的連接器，還可減少高達80%的連接成本和30%的纜線重量。
 |
| 圖1 單對絞線車載乙太網路架構圖 |
不同於100BASE-TX半雙工技術，新的單對絞線車載乙太網路可實現同時發送和接收(即全雙工)(圖1)，與100BASE-TX所使用的訊號相比，車載乙太網路採用高度優化的數位訊號處理器(DSP)，可以更精準的分離訊號並提升頻譜效率，為汽車應用提供更可靠和更高效率的訊號傳輸方案。
此外，車載乙太網路的訊號頻寬被限制在33.3MHz，只有100BASE-TX系統的一半，利用較低的訊號頻寬不但可以改善回波耗損、減少干擾，還可以確保車載乙太網路符合汽車電磁輻射標準。
與此同時，單對絞線車載乙太網路支援汽車纜線診斷(ACD)功能，對實現高可靠度的車用網路連結非常重要。ACD可透過分析反射訊號的幅度和延遲來檢測電纜的故障位置，由於車載設備是由電池供電，不須進行高電壓隔離，因而在輸出端採用交流耦合電容，而非一般標準乙太網路應用常用的變壓器。
 |
| 圖2 乙太網路技術演進藍圖，其中OPEN聯盟SIG組織負責推動車載乙太網路標準。 |
車載網路技術要求不斷增加，間接也促使乙太網路相關廠商加速平台標準化，並投入制定具開放、低成本、高性能、高可用性並可廣泛部署的技術規範。基於此一考量，2011年11月初，博通(Broadcom)、飛思卡爾(Freescale)、哈曼集團(Harman)及恩智浦(NXP)遂共同宣布成立單對乙太網路(OPEN)聯盟SIG組織(圖2)，以推動單對非遮蔽絞線乙太網車載連結技術的大規模應用。
互通測試臻成熟 車載乙太網路邁向標準化
OPEN聯盟SIG組織正攜手BMW和現代汽車等大廠，共同制定單對絞線車載乙太網路標準，以滿足汽車行業對安全性、舒適性和資訊娛樂等方面的高度要求，同時大幅降低網路複雜性和纜線成本。其中，聯盟主要成員博通已提出BroadR-Reach技術(圖3)，有助為新制定的OPEN聯盟SIG開放標準奠定發展基礎。
 |
| 圖3 BroadR-Reach乙太網路可支援的車載聯網功能與應用 |
無庸置疑，標準化對車載應用的創新是非常重要的一步，因為標準化可讓汽車品牌廠既可滿足客戶的期望，同時又能保證企業利潤不會受到損害。就乙太網路這樣廣泛部署的解決方案而言，天生即具有產品成本和供應鏈生態系統方面的優勢，對要求嚴格的工業與汽車應用來說是最佳的選擇。
正因為乙太網路已是標準化方案，引進汽車產業後，不僅可縮短產品上市時間，還可確保產品的可用性、生命週期、可升級性及互通性，對汽車網路化未來的發展，將起關鍵性的作用；大多車廠也偏好使用經驗證並符合嚴格環保要求的成熟平台，以降低設計風險。
和任何新技術一樣，BroadR-Reach在獲得行業認可並被採納之前，必須先證明其是一個可行並有效的解決方案。現階段，新罕布夏大學互通性實驗室(UNH-IOL)即致力於BroadR-Reach的研究工作。其為一個中立的協力廠商實驗室，為網通產業提供廣泛的測試和驗證服務，同時也是OPEN聯盟SIG組職授權進行BroadR-Reach標準一致性和互通性測試的首家實驗室，相關業者只要加入UNH-IOL在2012年8月成立的車載乙太網路聯盟(Automotive Ethernet Consortium)即可進行BroadR-Reach測試。
任何參與車載乙太網聯盟的半導體廠商，也可透過測試來驗證其晶片是否滿足BroadR-Reach的技術要求。在同一個聯盟內進行測試將帶來許多優勢，晶片商不僅可降低研發成本，並可將採用新技術的風險降至最低，此外，在BroadR-Reach獲得大規模市場採用之前預先進行準備工作，也可取得產品先發的優勢。據悉，2012年夏天已有幾家半導體公司在UNH-IOL完成第一輪的標準一致性測試，證明其產品符合單對絞線車載乙太網標準。
UNH-IOL除推動車載乙太網路標準一致性測試外，亦密切與OPEN聯盟合作，開發更多的單對絞線車載乙太網互通性規範；此外，該實驗室也將與乙太網路相關標準推廣部門合作，以定義未來的測試方法，並在國際電子電機工程師學會(IEEE)RTPGE(Reduced Twisted Pair Gigabit Ethernet)研究小組的組織框架內，制定更高資料傳輸速率的規範要求。
兼具高頻寬/成本效益 車載乙太網路後勢看俏
隨著汽車駕駛和乘客對數位技術的要求愈來愈高，相關網路技術規格也將變得愈來愈複雜，可以預見的是，車載頻寬需求將不斷增長，對品牌車廠來說，也意味著他們須採用更具成本效益的高性能網路，在提供高頻寬連接的同時，滿足汽車電子產品嚴格的行業標準。
未來，更多車輛導入單對絞線車載乙太網路後，將可帶動新的功能和應用創新，包括提高駕駛安全性和舒適度，以及為乘客提供更多的資訊娛樂價值等。值得注意的是，單對絞線車載乙太網路的開放式系統架構還可協助車廠降低網路複雜性和纜線成本，讓這些配備新系統的新一代車輛在提升聯網功能的前提下，兼具經濟效益。
(本文作者為博通基礎設施與網路事業群車載網路部門產品副總監)