abonneren

Internet in de auto - ethernet schiet te hulp

Never change a winning team. Als oude technologie goed werkt, waarom zou je dat dan veranderen? Dat is wat steeds meer autofabrikanten geloven als het gaat om auto’s die ‘connected’ worden. Ethernet blijkt namelijk erg geschikt voor internet in de auto te zijn.

De decennia oude ethernetstandaard is een goede methode om de groeiende connectiviteit van auto’s op te vangen. Dat is nodig omdat (semi-zelfrijdende) auto’s steeds meer features krijgen die meer data moeten verwerken, en de bestaande standaarden kunnen die data niet meer aan.

Op dit moment maken de meeste auto’s nog gebruik van CAN-verbindingen, wat staat voor ‘Control Area Network’. Dat protocol is al jaren oud, maar werkt in principe nog goed. “Het is erg robuust en betrouwbaar”, vertelt Toni Versluijs, manager van ‘In-Vehicle Networking’ bij semiconductorfabrikant NXP. “CAN-verbindingen worden nog steeds in grote aantallen gebruikt, maar hebben één groot nadeel: ze hebben een relatief lage bandbreedte van zo’n 500 Kb/s.” Dat is voor steeds meer nieuwe toepassingen niet meer genoeg. Daarom werkt NXP aan een oplossing: een ethernetaansluiting voor in de auto.

Moderne auto’s krijgen steeds meer applicaties die bovendien steeds meer bandbreedte vragen. Natuurlijk zijn dat features in zelfrijdende auto’s, zoals de beelden van camera’s en de gegevens van de vele sensoren, maar het gaat volgens Versluijs om nog veel meer. “Denk ook aan het motormanagement in elektrische auto’s. Die verwerken steeds grotere hoeveelheden informatie zoals hoe het met de batterijen gaat. Die software heeft veel meer bandbreedte nodig dan vroeger.” Daarnaast hebben die applicaties vaak software-updates nodig, en die zijn ook wel iets groter dan een paar kilobyte.

Nadelen van Control Area Network

CAN is niet tot 100 Mbit omhoog te schalen, dus moeten fabrikanten overstappen op nieuwe technologieën. Althans, op ethernet dan. Op zichzelf niet nieuw, maar het protocol moest volgens Versluijs wel geschikt worden gemaakt voor gebruik in auto’s.

Je kunt de bestaande ethernetaansluitingen niet één-op-één porten naar de auto. Een aantal jaren geleden zijn fabrikanten begonnen ethernet naar beneden te schalen om gewicht en kosten te besparen, door naar verbindingen van acht naar twee draadjes te gaan. Daardoor wordt de snelheid in de praktijk wel teruggebracht naar 100 Mb/s. Inmiddels wordt er ook steeds meer nieuwe hardware gemaakt om ethernet te ondersteunen. NXP maakte bijvoorbeeld een nieuwe switch en een nieuwe transceiver voor auto-ethernet op basis van 100BaseT1.

5G versus draad

Snelheid en bandbreedte zijn niet de enige voordelen van ethernet in de auto. Verrassend genoeg is ook gewicht een belangrijke factor. De huidige koperkabels kunnen tot wel een derde van het gewicht van de auto bevatten, dus heb je er veel winst bij om die kabels door ethernet te vervangen.

Als je denkt aan moderne zelfrijdende auto’s, dan gaat dat vaak vooral gepaard met de term 5G. En hoewel dat de standaard wordt waar vrijwel alle auto’s in de toekomst mee werken zit er wel een groot verschil tussen de functionaliteit van ethernet en mobiel internet. “Alles in de auto wat met serieuze dataoverdracht te maken heeft gaat nog via de draad. 5G komt binnen via de antenne van de auto, wat dan via het bedrade netwerk wordt verwerkt. Dat is veel sneller.”

Je wil het liefst één communicatiekanaal van en naar je auto hebben

Je kunt meer uit je gegevens in de auto halen als je ruwe data van de sensoren naar één centrale plek stuurt om ze daar te verwerken met een goede cpu, zegt Versluijs. “Je wil het liefst één communicatiekanaal van en naar je auto hebben. Dat wil je bovendien met een degelijke firewall goed afgeschermd hebben van de rest van je netwerk.” Ethernetverbindingen zijn daarom ook belangrijk voor de veiligheid van je auto.

Veiligheid

“Dat belang is er zowel op het gebied van security, dus dat er niemand van buitenaf met je gegevens of je auto kan knoeien, als op het gebied van ‘safety’, dus dat je veilig bent in je auto.” De veiligheid van zelfrijdende auto’s ligt al jaren onder een vergrootglas. Al jaren geleden toonden onderzoekers aan hoe makkelijk het is om een zelfrijdende auto over te nemen via een draadloze verbinding. Een voertuig met een externe verbinding is altijd kwetsbaar voor aanvallen, en verstuurt bovendien veel persoonlijke informatie.

Ethernetpoorten hebben nog een groot voordeel. Het maakt de auto, en de ingebouwde technologie, schaalbaar. “Ethernet is een IP-gebaseerd netwerk, dus je kunt met logische adressen werken. Dat maakt het makkelijker om nieuwe applicaties te installeren in een auto.” Dat is dan vooral handig voor fabrikanten die nieuwe features in een auto willen installeren. “Die kun je er bij wijze van spreken gewoon bij prikken. Je hoeft dan niet helemaal terug naar de kern om iets toe te voegen, je hoeft niet met eentjes en nulletjes te gaan werken.”

Het gaat dan niet alleen om bijvoorbeeld entertainment-units, maar ook om onderdelen om de auto beter zelf te kunnen laten rijden, zoals nieuwe detectoren of een ander camerasysteem. “Als die technologieën eerst in high-end auto’s worden geplaatst wil je dat ze na een paar jaar makkelijk over te zetten zijn naar goedkopere middenklassers.” Dat is zeker nu handig omdat de technologie van auto’s zo snel innoveert.

De toekomst

Belangrijk bij de ontwikkeling is wel dat er een eenduidige standaard wordt ontwikkeld. NXP zit in werkgroepen om die standaarden voor alle autofabrikanten te laten gelden. “De huidige standaard is geschikt voor 100 Mbit en 1 gigabit, maar er wordt nu al gewerkt aan een toekomstige standaard voor 10 gigabit, voor auto’s die straks nóg meer data verwerken.”

Er wordt dus al goed naar de toekomst gekeken. Van de andere kant is het voor veel applicaties echter helemaal niet nodig om over te schakelen op ethernet. Een sensor die meet of het portier wel dicht zit, of de knoppen voor raam kunnen het makkelijk af met snelheden tot 500 Kb/s als je er alleen simpele informatie over verstuurt. “Als het goed werkt moet je het niet zomaar veranderen”, zegt Versluijs.

Versluijs ziet veel toekomst in ethernet voor auto’s, met de voornaamste reden dat er simpelweg niet veel alternatieven zijn met zo’n brede acceptatie in de autoindustrie. “Vrijwel alle fabrikanten zijn er op dit moment mee bezig.”

Geschreven door: Tijs Hofmans op

Category: Expert, Smartphones

Tags: Ethernet, internet, slimme auto, Verkeer, Iot

Laatste Vacatures