Rozhovor s Helmutem Pritzem o výhodách a možnostech optického přenosu dat v automobilovém průmyslu, o přenosových rychlostech až 100 Gbps a o inovačních projektech v MD k tématu optiky.
„Od přenosové rychlosti 25 Gbps se podle mého názoru bude od roku 2028 stále více využívat optický přenos dat.“
Tech Talk je série rozhovorů, ve které vám představíme inspirativní osobnosti nejen ze společnosti MD a ze světa technologií, inovací a dalších oblastí. V tomto díle jsme se sešli s Helmutem Pritzem, technickým produktovým manažerem. Hovoříme o jeho práci v MD, o fyzikálních limitech elektrického přenosu dat ve vozidlech a o výhodách optických řešení.
Helmute, řekni něco o sobě. Co tě na tvé práci nejvíce baví?
Jmenuji se Helmut, je mi 53 let, jsem ženatý a jsem otcem čtyř dospělých dětí. Do společnosti MD jsem nastoupil v roce 2013, vystřídal jsem několik pozic a nyní jsem technickým produktovým manažerem zodpovědným za divizi optického přenosu dat. Na této práci se mi líbí možnost ovlivňovat vývoj nových přenosových systémů a přímý kontakt se zákazníky. Ve svém volném čase jsem dobrovolným vedoucím lyžařského klubu a mám rád historická vozidla.
Děkuji za osobní informace, Helmute! Pojďme si nyní popovídat o tvé oblasti, tedy o optickém přenosu dat. Je podle tebe pro přenos dat ve vozidlech nad 10 Gbps lepší optické, nebo elektrické řešení?
To je opravdu těžká otázka. Stejně jako všechno v životě mají oba systémy své výhody a nevýhody. Podle mého názoru mají smysl oba systémy, protože jejich použití je pro určité aplikace ve vozidle předurčeno. Vezmeme-li například elektrický přenos dat, lze jej dobře používat v oblastech s malým elektromagnetickým rušením pouze s několika dodatečnými opatřeními. Pokud se však tato technologie používá v oblastech se silným elektromagnetickým rušením, nároky na zpracování signálů se exponenciálně zvyšují. Optický přenos dat zde nabízí významné výhody, protože není náchylný na elektromagnetické rušení.
Řeší optický přenos dat fyzikální problémy elektrického přenosu dat ve vozidle?
Optický přenos dat je v automobilovém průmyslu známý již více než 20 let. Díky své velké výhodě v oblasti EMC se v minulosti používal pro bezpečné aplikace i pro informační a zábavní systémy. Nedostatkem předchozí technologie bylo, že nebyla dostatečně robustní, byla příliš velká a drahá.
Hlavním problémem elektrického přenosu dat je náchylnost k elektromagnetickému rušení, která se zvyšuje s rostoucí elektrifikací vozidel a vyšší rychlostí přenosu dat. Proti působení těchto vlivů se používají elektronické součástky pro úpravu signálu, aby byl přijímaný signál čitelný. K tomuto účelu se používají komponenty, jako jsou ekvalizéry, tlumivky souhlasného napětí a filtry EMC.
Dalším problémem je, že s rostoucí rychlostí přenosu dat se musí zvyšovat přenosová frekvence, a tím exponenciálně narůstá útlum signálu v kabelu a konektoru. To vyžaduje nový design konektorů a kabelů, aby se útlum minimalizoval. To následně vede k nutnosti zvětšit geometrii, aby se vytvořily optimální podmínky. Studie IEEE802.3cz ukázaly, že fyzická hranice se při přiměřených nákladech ustálila na 25 Gbps.
Protože ze všech těchto opatření vyplývají stále větší náklady, je nutné vytvořit alternativu. Všechny technické problémy dokáže vyřešit optický přenos dat, ale v současné době ještě není k dispozici pro automobilový průmysl.
Jaké jsou podle vás výzvy při integraci optického přenosu dat do vozidla?
Stejně jako u všech nových technologií jsou výrobci OEM od počátku skeptičtí, protože zavedení nových systémů je nejprve považováno za riziko. Kromě toho má optický přenos dat z éry sběrnice MOST negativní konotaci, protože to nebyl optimální systém pro automobilový průmysl. Vyskytlo se zde mnoho problémů s kvalitou, které nelze nutně přičítat technologii.
Jedním z nejdůležitějších úkolů je tedy vytvořit důvěru v novou technologii a v dalším kroku implementovat tuto technologii do nové generace palubních sítí. Dále je třeba získat pro tuto technologii dodavatele systémů, protože ti se musí seznámit s integrací optických vedení do kabelového svazku a s optickými hlavami desek plošných spojů. Kromě toho je důležité, aby se všechny tyto společnosti podílely na standardizaci fyzické vrstvy, aby byla zajištěna hladká integrace do elektroinstalačního systému automobilů.
Jaké jsou hlavní výhody optického přenosu dat v palubní síti?
Podle mého názoru je hlavní výhodou optického přenosu dat flexibilita. Prostřednictvím stejného hardwaru mohu přenášet data rychlostí 1 Gbps i 100 Gbps a více, aniž bych musel cokoli měnit na řídicí jednotce nebo na straně linky. Další významnou výhodou je, že tato technologie je zcela odolná vůči elektromagnetickému rušení a zároveň umožňuje galvanické oddělení. Dalším důležitým bodem je, že poptávka po mědi v budoucnu prudce poroste, ale zdroje budou stále vzácnější. Optický přenos dat by tak navíc ulehčil vznikající problém se zdroji.
Skeptici vidí problémy v robustnosti, ale je třeba dodat, že vlákna OM3, která se dnes používají v technologiích datových center, již dosahují hodnot zatěžovaní tahem přes 200 N a poloměr ohybu je menší než 7,5 mm. Problém robustnosti je tak pro budoucí systémy minulostí.
Jaké další kroky jsou nutné k zavedení této technologie do vozidel?
Z mého pohledu je nejdůležitější prosadit standardizaci, propagovat technologii u výrobců OEM a intenzivně spolupracovat s výrobci čipů a Tier1, aby se tato technologie stala společensky přijatelnou.
Jak se na to připravuje MD?
To je důležité téma. Společnost MD ELEKTRONIK se zabývá optickým přenosem dat již více než 20 let a technologií optického Ethernetu od roku 2020. V té době byl zahájen první inovační projekt, v jehož rámci byl vyvinut první systém optických konektorů pro gigabitový Ethernet. Tento produkt se již diskutuje a testuje s různými výrobci OEM a Tier1. V současné době probíhá další inovační projekt, jehož cílem je vyvinout novou generaci pro multigigabitový sektor. Aby bylo možné při vývoji zohlednit potřebné požadavky, podílí se MD také na činnosti příslušných výborů, jako je IEEE802.3cz, který se zabývá specifikací rychlostí přenosu dat až 100 Gbps.
Helmute, velké díky za velmi zajímavý rozhovor!
Optický přenos dat jako stavební kámen pro palubní síť budoucnosti
Limitů elektrického přenosu dat ve vozidlech bylo dosaženo a optická řešení čekají v záloze. Kromě až čtyřikrát vyšších a flexibilnějších přenosových rychlostí nejsou optická řešení náchylná na elektromagnetické rušení a více šetří zdroje. Předchozí nedostatky týkající se robustnosti byly odstraněny. Nyní je úkolem tuto novou technologii propagovat a prosadit ji v širokém měřítku na trhu. Kontaktujte MD a získejte více informací o přenosu dat budoucnosti!
Helmut Pritz
Helmut Pritz je produktový manažer pro optický přenos dat ve společnosti MD Elektronik. S více než dvacetiletou praxí v oboru přináší pro rozvoj této pokrokové technologie velké množství odborných znalostí. Jeho profesním cílem je vyvíjet inovativní řešení pro automobilový průmysl ve spolupráci se zákazníky, startupovými firmami, výrobci řídicích jednotek a dodavateli.
Po svém působení v roli projektového manažera, kde byl zodpovědný za vývoj zásuvných komponent a souvisejících automatizačních systémů, vybudoval jako manažer vývoje RF technologií vývojové oddělení, které se zabývalo především vysokofrekvenčními technologiemi.
Mezi činnosti, kterých si na své pozici obzvláště cení, patří široký kontakt se zákazníky, dodavateli a globálním týmem MD.