Optische Datenbussysteme sind zunehmend für verschiedene Anwendungen der Vernetzung elektronischer Geräte in Fahrzeugen attraktiv. Alle momentan eingesetzten Bussysteme (MOST Bus, ByteFlight Datenbus) verwenden Polymerfasern aus Polymethylmethacrylat (PMMA) als Lichtwellenleiter mit einem großen Durchmesser von 1mm und rote Leuchtdioden als Sendeelemente. Wegen der Verwendung dieser Komponenten ist die Vernetzungstechnologie auf einen Temperaturbereich von kleiner 85 Grad Celsius beschränkt. Zukünftig wird der Bedarf an Übertragungsrate in Fahrzeugen nicht nur für Telematikanwendungen sondern vor allem auch für sicherheitsrelevante Systeme wie drive-by-wire-Systeme oder kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme deutlich steigen und damit optische Übertragungssysteme auch für diese Anwendungen mehr und mehr erforderlich werden. Die Herausforderungen liegen neben der Brandbreite im erforderlichen erhöhten Temperaturbereich bis 125 Grad C, in der Forderung nach kostengünstigen und gleichzeitig ausfallsicheren passiv gekoppelten Topologien sowie in der Forderung, kompatibel zu Fahrzeuginstallations- und Wartungsprozessen zu sein und einfache Nachrüstlösungen zu unterstützen. Als sehr attraktive optische physikalische Busschicht wurde eine Lösung entwickelt, die Mehrmodenglasfasern (PCS; polymer clad silica fibers) mit einem Kerndurchmesser von 200 Mikrometern als Lichtwellenleiter und oberflächenemittierende Laserdioden mit Vertikalresonator (VCSEL) als Sendeelemente benutzt. Da diese Fasern in Kombination mit leistungsfähigen Sendeelementen im Wellenlängenbereich um 850 nm verwendet werden, kann die Dämpfung der Leitungen für typische Fahrzeuglängen vernachlässigt werden. Außerdem können die Fasern im erweiterten Temperaturbereich eingesetzt werden. Der Kerndurchmesser von 200 Mikrometern kann als Kompromiss zwischen Faserflexibilität und möglichst großem Kerndurchmesser angesehen werden. PCS-Netzwerke weisen wesentliche Vorteile (Temperaturstabilität, großes Leistungsbudget, hohe Datenrate) gegenüber den zurzeit eingesetzten PMMA-Netzwerken auf, ohne zusätzliche Kosten zu verursachen. Im Beitrag werden beispielhaft prototypische Fahrzeugdatenbussysteme mit PCS Fasern und VCSELs dargestellt.
Robuste, kostengünstige und breitbandige Datenübertragungssysteme für Kraftfahrzeuge
Robust, cost effective, and wide band automotive data transmission systems
2003
10 Seiten, 6 Bilder, 1 Tabelle, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Robuste, kostengunstige und breitbandige Datenubertragungssysteme fur Kraftfahrzeuge
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