Los vehículos modernos están cada vez más conectados y dependen, en gran medida, de sistemas electrónicos, lo que ha provocado que la adopción del Ethernet 10BASE-T1S para el automóvil haya ido aumentando constantemente entre las plataformas OEM.
Actualmente, Ethernet se ha convertido en uno de los protocolos de red más importantes para instalaciones por cable integradas, y se puede usar en una amplia gama de funciones, como el diagnóstico, el infoentretenimiento, la navegación y las comunicaciones.
No cabe duda de que las características técnicas del Ethernet para el automóvil, como la alta velocidad de transferencia de datos, la escalabilidad y el nivel bajo de latencia, harán que sea una de las opciones principales para la próxima generación de vehículos. Sin embargo, la tecnología nunca deja de avanzar, y los ingenieros siempre están buscando maneras de desarrollar este protocolo de red para que siga satisfaciendo las necesidades del futuro.
En este artículo, describiremos el ascenso y la evolución del Ethernet para el automóvil, y analizaremos las características y ventajas de una de sus variantes más recientes, la 10BASE-T1S, para las nuevas arquitecturas zonales en automóviles. A continuación, veremos cuál es la distribución típica de una red de automóvil 10BASE-T1S y descubriremos cómo se pueden usar los cebadores en modo común y los varistores de TDK para proteger estas instalaciones con las medidas sólidas y fiables que necesitan.
Cómo llegó Ethernet al automóvil
A medida que el número y la velocidad de las unidades de control electrónico (UCE) en coches iba creciendo, el sector automovilístico empezó a darse cuenta de que se estaban exprimiendo demasiado los límites de ancho de banda de redes antiguas —como la red de zona del controlador (CAN, por sus siglas en inglés)— que, hasta entonces, habían funcionado bien.
A mediados de la década del 2000, los fabricantes de coches empezaron a valorar el protocolo Ethernet como opción para la conectividad de datos y, en 2016, el IEEE publicó el primer estándar de Ethernet para el automóvil, 100BASE-T1, en su documento IEE802.3bw. El IEEE trabaja junto con la One-Pair Ether-Net (OPEN) Alliance Inc., una asociación industrial abierta y no lucrativa compuesta principalmente por empresas de suministro tecnológico y del sector del automóvil, cuyos miembros trabajan para fomentar la adopción global de redes Ethernet en aplicaciones de red para automóvil y para desarrollar nuevas especificaciones para normativas y pruebas.
Aunque hay similitudes entre el Ethernet antiguo (10/100 BASE-T) y su equivalente automovilístico, también hay diferencias. Ambas versiones usan cables UTP, con dos hilos de cobre trenzados para reducir la radiación electromagnética y la diafonía hacia otros cables y componentes, además de mitigar la interferencia de otras fuentes. Sin embargo, el Ethernet antiguo usa dos pares de cables: uno para llevar la señal transmitida en un sentido y otro para llevar la señal recibida en el sentido opuesto.
A diferencia de esto, el Ethernet para el automóvil utiliza solo un par de cables (conocido como Ethernet de un solo par o SPE) para transmitir y recibir, así que los cables son más ligeros y baratos. Además, el par de cables está «equilibrado»: lleva las señales de cada hilo con la misma magnitud, pero con la polaridad opuesta. Ethernet puede usarse para una longitud de cable de hasta 100 m, mientras que el Ethernet para el automóvil tiene una limitación de 15 m, una distancia mucho más aplicable al tamaño de un vehículo.
Otra diferencia importante es que el conector RJ45, que se usa en redes de ordenadores, era demasiado grande para aplicaciones en los coches, así que se ha reemplazado por otro; sin embargo, aún no hay consenso sobre un tipo de conector estándar. Los estándares antiguos utilizan la codificación de transmisión multinivel (MLT-3), que pasa por tres niveles de tensión para codificar bits en un cable. En contraste, el Ethernet para el automóvil utiliza la modulación de amplitud de pulso (PAM) para codificar bits con tensiones de distinta amplitud, lo que permite enviar más bits con cada comunicación.
La combinación de esta estrategia con otras técnicas de codificación reduce la frecuencia de transmisión y contribuye a reducir la interferencia electromagnética (IEM) y la diafonía. La versión de 100 Mb/s del IEEE802.3bw del estándar de Ethernet ha logrado una amplia adopción en aplicaciones conmutadas entre pares para el automóvil, como se observa en la figura 1.
