Parell trenat
El cable de parell trenat és actualment el cable de capa física més comú a Ethernet d'automoció. Consisteix en dos cables aïllats que es trenquen junts segons un patró determinat (normalment en sentit horari). Aquesta forma de cablejat pot reduir eficaçment les interferències elèctriques entre parells adjacents i millorar la fiabilitat de la transmissió de dades. Els cables de parell trenat es divideixen en parell trenat blindat (STP) i parell trenat sense blindatge (UTP).
Parell trenat no blindat (UTP)
UTP és el tipus de cable de parell trenat més utilitzat a Ethernet d'automòbils a causa del seu baix cost i facilitat d'instal·lació. Els dos cables d'un cable UTP transmeten senyals amb la mateixa amplitud però en fase oposada, i aquest mètode de transmissió de senyal diferencial pot resistir eficaçment la interferència de soroll extern. A Ethernet d'automòbils, els cables UTP s'utilitzen habitualment per a la transmissió i recepció de dades simultània, i l'extrem del cable ha d'estar equipat amb un transceptor híbrid per distingir entre les dades transmeses i rebudes.
Les especificacions comunes del cable UTP inclouen Cat5e, Cat6 i Cat7. Els cables Cat5e admeten una velocitat de transmissió màxima d'1 Gbps i són adequats per a la majoria de les necessitats de connexió de xarxa interna dels vehicles, com ara sistemes d'àudio, sistemes de navegació i dispositius d'entreteniment. Els cables Cat6 són superiors en termes de velocitat de transmissió i rendiment, admeten velocitats de transmissió de fins a 10 Gbps, el que els fa adequats per a escenaris que requereixen processar grans quantitats de dades, com ara la transmissió de vídeo d'alta definició o la comunicació en temps real entre dispositius del vehicle. Cat7 és el producte de més alt nivell, que supera Cat6 en velocitat de transmissió, ample de banda i capacitat anti-interferències, adequat per a vehicles equipats amb sistemes avançats d'assistència a la conducció, dispositius de control de seguretat o eines de diagnòstic remot i altres funcions de gamma alta.
Parell trenat blindat (STP)
El cable STP afegeix una capa de blindatge metàl·lic entre el parell trenat i la coberta d'aïllament exterior, que pot protegir de manera més eficaç les interferències electromagnètiques i millorar l'estabilitat de la transmissió de dades. Els cables STP s'utilitzen normalment en situacions en què la interferència electromagnètica és més exigent, com ara entorns electromagnètics complexos dins de vehicles o situacions en què es requereix una transmissió de dades a llarga distància.
Fibra òptica
La fibra òptica, com a mitjà de transmissió emergent, també té els seus avantatges únics en Ethernet d'automoció. Els cables de fibra òptica estan fets de fibres de vidre o plàstic de quars pur i poden transmetre dades en forma de senyals òptics, amb més amplada de banda i capacitat anti-interferències. La velocitat de transmissió suportada per fibra òptica pot arribar als 100 Gbit/s, molt més alta que els cables de parell trenat.
La fibra òptica es divideix en dos tipus: fibra monomode i fibra multimode. La fibra de mode únic només pot transmetre llum d'un mode, sense dispersió de mode a mode, i és adequada per a la transmissió d'alta velocitat a llarga distància. Les fibres òptiques multimode permeten transmetre diferents modes de llum en una sola fibra, però a causa de la seva gran dispersió de mode a mode, s'utilitzen principalment per a la transmissió de curta distància en xarxes d'àrea local.
A Ethernet d'automòbils, la fibra òptica s'utilitza sovint en aplicacions que requereixen una transmissió de dades estable i d'alta velocitat, com ara càmeres a bord, sistema avançat d'assistència al conductor (ADAS) i sistema de conducció automàtica. La transmissió de fibra òptica no es veu afectada per la interferència electromagnètica, que és especialment important per a la transmissió de dades altament fiable en sistemes d'automoció. A més, la transmissió de fibra òptica no està limitada per la distància i és adequada per a escenaris que requereixen transmissió de dades en una gran àrea, com ara la col·laboració de flotes o la comunicació entre vehicles.
Cable coaxial
Els cables coaxials també tenen certes aplicacions a Ethernet de vehicles, especialment en alguns escenaris amb alts requisits d'anti-interferència. Un cable coaxial consta d'un conductor central, un medi aïllant, una capa conductora de malla i una capa aïllant exterior. Aquesta estructura pot proporcionar un bon rendiment de blindatge i prevenir eficaçment les interferències de senyals externs.
Tanmateix, en comparació amb els cables de parells trenats i els cables de fibra òptica, els cables coaxials s'utilitzen relativament menys a Ethernet d'automòbils. Això es deu principalment a l'alt cost dels cables coaxials i a la instal·lació i cablejat relativament complexos. Per tant, els cables coaxials només s'utilitzen normalment en situacions en què es requereix una alta qualitat de transmissió de dades i el cost no és una consideració important.
Consideracions per a la selecció del cable
A l'hora de triar cables per a Ethernet d'automòbils, s'han de tenir en compte diversos factors, com ara els requisits d'amplada de banda, la distància de transmissió, el cost i la viabilitat.
Requisit d'ample de banda: si cal transmetre dades de gran capacitat, la fibra òptica pot ser una millor opció perquè pot transmetre dades a velocitats més altes i donar suport a la demanda d'ample de banda més gran. Els cables de parell trenat són adequats per a aplicacions amb un ample de banda inferior.
Distància de transmissió: si es requereix transmissió de dades a llarga distància, la fibra òptica és una opció més fiable. La distància de transmissió dels cables de parell trenat sol ser curta i es veu molt afectada per les interferències. Tanmateix, amb el desenvolupament de la tecnologia, alguns nous cables de parell trenat (com ara Cat6 i Cat7) han pogut transmetre dades de manera estable a distàncies més llargues.
Cost i viabilitat: tenint en compte factors com ara els costos de fabricació i instal·lació, així com la viabilitat i l'adaptabilitat, és crucial triar un mitjà de transmissió adequat per al pressupost del projecte i les limitacions de recursos. Els cables de parell trenat s'utilitzen àmpliament a Ethernet d'automòbils a causa de la seva rendibilitat i facilitat d'instal·lació. Tot i que la fibra òptica té un rendiment més elevat, el seu cost és relativament elevat.
