原标题：合新通信 汽车光纤通信 无需光电光转化的硅光集成技术车载光纤通信网络
基于硅光集成技术的车载光纤通信网络，这种方案和850VCSEL方案,980VCSEL方案为IEEE标准协会验证的三种方案之一，其最大的特点在于使用了主动冷却的LD,且从每个节点接收光数据包，无需光-电-光的转换，来实现极高的可靠性，虽然大家都对这种方案保持怀疑态度，随着硅光子学极大程度成熟，这也会成为一种现实。
（1）使用具有主动冷却的半导体激光管 （LD），并且每个从节点接收或通过光数据包传播，无需光到电对光 （O/E/O） 转换，来实现极高的可靠性
目前，具有2级无人驾驶的新能源车辆已被各种汽车制造商广泛分布，预计很快就会有更高的自动化水平。在日本，计划到2025年推出4级无人驾驶。此类汽车必须配备各种传感器，例如：4k摄像头，雷达，激光雷达等，以实现更高的无人驾驶水平。导航和宽带车联网（V2X）服务也需要通过5G和/或B5G网络进行通信。传统的车载网络，如控制器局域网（CAN），只有Mbit/s的容量，不足以满足未来自动驾驶系统的宽带传输需求。此外，车载网络需要适应新颖的区域架构，其中每个区域电气控制单元（ECU）连接到车身每个部分中的各种传感器，CAN和本地互连网络（LIN），如图所示。1. 这些 ECU 根据每个 ECU 在传统域架构中执行的相对功能进行分组。区域架构优于域架构，因为布线简单、延迟低、功耗低。车载网络最重要的标准是安全驾驶的可靠性。可靠性要求很严格，因为全球有数亿辆汽车，这些汽车需要在十多年的常规使用的寿命内安全驾驶。此外，网络需要具有环境耐受性，例如能够在−40 C°至+ 150 C°的温度范围内安全运行。
随着车载网络的加快速度进行发展，用于多千兆车载网络，IEEE 802.3cy（大于 10 Gb/s 的汽车电气以太网 PHY）和 IEEE 802.3cz（OMEGA：多千兆光纤汽车以太网 PHY）分别针对高达 100-Gbps、11 m 传输和高达 50-Gbps、40 m 传输的目标，OMEGA研究中提出了使用光收发器的环状菊花链网络，然而，收发器模块中使用的垂直表面发射激光器（VCSEL）不能在超过+ 100°C°的温度下工作，即使进行了量子点活性层等改进，其寿命在较高温度下也会大大缩短。
于是就提出了一种基于硅光子学的车载光网络（SiPhON），旨在提供高度可靠的车内宽带通信。只有主站具有冷却的半导体激光管 （LD），并且每个从节点接收或通过光数据包传播，无需光到电对光 （O/E/O） 转换，从而提供极高的可靠性、高容量和低延迟。
它由主网关和从网关（GW）组成。每个GW都有一个与覆盖车身部分的区域ECU的接口。包括摄像头、执行器、雷达、激光雷达、CAN和LIN在内的各种设备都连接到ECU。主站中的LD经过冷却，大大降低了故障率。每个GW都有一个调制和检测（MD）设备，用于接收或调制或发射入射光。SiPhON有一个控制平面（C平面）和一个由2~4个通道组成的数据平面（D平面）。C平面的比特率为1.25或2.5 Gbps，D平面的比特率为10或25 Gbps/通道。D-Plane的总容量为100 Gbps。主站使用 C 平面向 GW 发送控制消息，主站和 GW 使用 D 平面交换大量信息。SiPhON物理层的延迟仅为100 ns（20 m），因为光纤环路中没有O / E / O转换器。备份网络连接到主服务器以实现冗余。如果主网络发生故障，主站将切换到备用网络，汽车达到最小的风险条件。
SiPhON基于光帧交换，其中多个以太网数据包封装在一个固定长度的帧中。主站通过C平面提前向所有GW广播一个地址和命令（监听/通话/直通），然后与地址匹配的GW按照D平面下一帧中的命令做相关操作，如图所示。3. （A） 如果命令为 Listen，则下一帧中的数据包被 MD 设备接收并丢弃到 GW。（B） 如果命令为 Talk，MD 设备在下一帧中调制 CW 光。该帧容纳GW的数据通过以光学方式通过其他GW发送到主站。（C） 如果命令为“通过”，则下一帧中的数据包正在通过。用这种帧切换技术，主站和GW之间的通信带宽是可变的。MD光学电路是与光电二极管（PD）集成的马赫曾德尔干涉仪（MZI）开关，如图所示。4. 通过改变偏置条件和馈电信号，可以再一次进行选择三种模式。帧宽约为2~10 μs，可发送多个最大尺寸的以太网数据包，交换保护时间约为0.1 μs。
铌酸锂（LN）调制器用于信号生成，而不是硅光子学主芯片。MD器件由耦合器、LN调制器、光栅极和接收器仿线 的伪随机二进制序列 （PRBS），调制速率为 10.3125 Gbps，长度为 1500 字节。保护时间为80 ns。图中显示了仿真GW处的主波、接收波和输出波形的输出波形。成功演示了三种操作模式，（A）聆听，（B）通线 dBm时，光数据包的误码率低于10。
一些硅光子学芯片被制造和封装。仿真网络是使用LN调制器构建的。帧交换操作在 10.3125 Gbps 下成功演示，使用 1500 字节长的光数据包。返回搜狐，查看更加多
