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    目前，各種車輛內的數據傳輸使用的主要是銅纜，但現代汽車在控制、安全性、通信及娛樂功能方面包含了越來越多的電子裝備，產生了極大量的需要在設備之間傳輸的數據。數據率要求的不斷提升使由POF(塑料光纖)構成的光數據鏈路走向了應用。

　　物理層基于POF的總線系統在汽車應用中特別有優勢，與相應的電系統相比有許多優點：

    ●光纜重量比較輕；

    ●以低成本獲得高數據率；

    ●抗EMI噪聲干擾且傳輸安全性強；

    ●無光纖間串擾；

    ●完全電絕緣，無接地回路；

    ●操作/接連容易，系統成本低。

　　西門子及現在的英飛凌科技光纖器件組性能達5MBps的標準器件已廣泛用于火車列車和各個不同的工業領域中。

　　現有的汽車用光網絡

　　MOST系統由OASIS公司與合作伙伴共同開發，傳輸數據率22 MBps。該多媒體系統通過一個用戶友好的人機界面，與諸如GPS、電話、收音機、TV、有源揚聲器、CD、后座視頻及更多設備相連。

　　第二種光總線系統稱作Byteflight系統，由BMW公司開發。系統以10 MBps進行安全性與信息數據的處理，采用的是有源星形網絡結構。它將是第一個用于無源安全性、舒適性和車身控制的、基于光物理層的成批生產產品。

　　Byteflight總線對高優先級信息與低優先級數據加以區別。它通過一個確定性協議，借助總線對所有識別位的靈活訪問，保障安全性相關數據在一個典型的250 s SYNC幀內進行同步傳輸，而車身控制及診斷等低優先級信息會非同步填滿該SYNC幀。

　　汽車應用環境有一些基本要求需要通過光網絡的各器件尤其是收發器來達成。這些要求包括：設計緊湊、操作便利、成本低、可靠性高。

　　光收發器特性

　　MOST發射器

　　MOST發射器是一種結合了高速LED的高度集成CMOS IC，為高達50M波特的傳輸應用而設計。它將標準邏輯級的電輸入變換成一種符合MOST的光輸出。為改進光傳輸性能，數據經雙相編碼達到50M波特。LED驅動器與內部的峰化電路 (peaking circuit)協同工作以優化 眼圖。IC與高速LED配合使用，可實現光信號的開關時間為5ns。

　　MOST接收機

　　為在不額外添加外部電路的情況下實現所要求的光到邏輯的轉換，MOST接收機中包含了一個結合了高速PIN光電二極管的CMOS IC。該器件用來接收高達50M波特的光數據并將之轉換成CMOS兼容數據流。另外，器件還要有比較大的增益，以便即使在最小的光功率下也能將1 A 范圍的光電 流 (photo current)在輸出端放大到邏輯級。

　　這種高性能、低成本的CMOS接收機由一個低噪聲互阻抗放大器和數據通道上的比較器構成。當前，在整個溫度范圍內，輸入光功率為-25 dBm 到 -3dBm時可獲得完全的功能性。

　　作為客戶的一個重要要求是在8.5 s內(休眠狀態)沒有光數據接收時使接收機轉入低功率模式。在這種低功率模式下，PIN光電二極管仍在接收光信號，如果檢測到活動性的存在，IC將在4ms內重新回到全功率操作和全速度模式。STATUS腳指示調制光是否接收到。借助這種功能性，接收機可以用來在環路上沒有通信聯絡時關閉整個裝置(如收音機)的電源。而后在接收到光信號時將裝置喚醒，不需要額外增加電開關線路。

　　安全性和信息應用 ’Byteflight’收發器

　　鑒于Byteflight是采用需要POF鏈路數最少的星形拓撲結構，因此Byteflight系統的收發器須在單一POF上實施雙向、半雙工數據傳輸。

　　正常情況下，實施雙向傳輸需要使用分光器，而分光器為發射端和接收端都帶來各3 dB的 損耗 。這種收發器采用一種chip on chip(COC)技術實現雙向數據傳輸。集成到該器件上的CMOS IC構成發射器所需電流的供應源，另一方面還包括實現光到邏輯、邏輯到光完全功能性的低噪聲互阻抗放大器(前置)和后置放大器的功能性。

　　專為安全性相關應用的光雙向數據傳輸設計的ASIC，存在另外幾方面特性：

　　●IC器件可識別持續時間為3 s 的同步脈沖和2 s的報警脈沖等具體信號，并相應對一個特殊的輸出針腳進行轉換；

　　●在光功率水平降到某一具體值以下時，Data輸出腳給出一個診斷脈沖以示警告，而系統在此水平下仍在完好地工作；

　　●發射器和接收器電路相互鎖定，以使由發射器到接收器或反之，不存在干擾。

　　收發器的組裝

　　上面提到的每一種收發器都是將一塊特殊設計的IC和器件LED/光電二極管結合到一個封裝體內。光收發器的封裝不僅要必須滿足機械穩定性要求，此外光學參數還須在所要求的-40℃ 到85 ℃溫度限定范圍內得到保持。

　　MOST發射器/接收器

　　在MOST發射器中，采用0.5 mCMOS工藝制作的LED驅動器盡可能靠近高速 LED放置，做成一個具有邏輯-光功能的小型(緊湊型)發射器。

　　MOST接收器包括一個高速但大面積的光電二極管以便于與IC(在同一塊芯片上的前置、后置放大器)和附加電容器進行光纖耦合，實現電性能的改善。

　　為雙向數據傳輸應用而設計的Byteflight接收器采用先進的chip on chip (COC)技術。LED芯片安裝在大面積光電二極管上面的中心位置。這樣裝配的優勢是不會降低接收器的耦合效率。只使光電二極管的靈敏度減小，原因是LED芯片沉積區的遮蔽作用。

　　未來進展

　　新型多媒體應用的涌現和改進，遠程信息處理業務以及X-by-wire的進展，使未來汽車將要求至少100 Bps的更高數據率。下一代光收發器的設計存在幾種不同的方法。
 
　　一種可行方案是使用綠色光發射器，其優點是光纖衰減較低，在510 nm波長下約為0.1dB/m，而不是650nm波長下的0.2dB/m。英飛凌科技能夠完成100 MBps的設計。而由于存在510 nm下所發射的光功率和硅探測器的響應均較小的事實，目前，綠光發射器只有在應用距離超過約30m的情況下才能勝過紅光LED。

　　另一方面，在收發器端和改進型光電二極管上放置紅光RCLED的做法已經用于250 MBps POF數據傳輸應用中。

　　但在進行這下一步應用之前，必須對能夠滿足更高數據率要求的新型塑料光纖進行改進，使其適于大批量生產。