下一代信息娱乐技术

When designing the basic data connectivity architecture for vehicles (internal combustion and electric engines), engineers must first address the following specific issues:

• How do engineers avoid crosstalk between circuits, especially electrified circuits? 
• How do they build a network capable of transferring vast amounts of data without boundaries? 
• How to ensure the security and reliability of transmitted data?
• How do they meet the ongoing demands for compactness and lightness while maintaining true automotive durability and robustness?

To increase the amount and speed of data transmitted in the car, engineers can increase the interconnection throughout the vehicle, which increases the size of the data packet and therefore requires high bandwidth capabilities. To achieve this, while automotive Ethernet provides the best cost-benefit ratio, it still requires a smart interconnection solution that can meet different EMC requirement levels and has flexibility, space economy and excellent performance. Our  MATEnet small automotive Ethernet interconnection system  has the following characteristics: reliable, affordable, scalable, fully automated processing, automotive-grade ruggedness, flexible, lightweight, and can be efficiently connected throughout the bridge vehicle.

随着面向安全的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 应用的增加，至云、自摄像头和天线以及周围环境和移动宽带连接的输入也会增加。 这样会提高数据速度。优化此类连接需要同轴和差分连接技术的射频 (RF) 传输信道。

我们的 MATE-AX 连接器系列专为单端解决方案中的高速数据而设计。它提供频率高达 20 GHz 的射频 (RF) 性能。这样也减少了空间消耗，从而可满足当今的汽车包装要求。电气性能符合链路段和元件级别信号完整性以及 EMC 要求。鉴于此，我们的同轴电缆专为具有高射频 (RF) 要求的安全链路而设计。

展望未来，下一代 4 级和 5级自动驾驶应用将需要新的电气和光学解决方案。这些解决方案包括基于 DWG（介电波导）的连接器，可支持超过 24 Gbps 的数据传输速率。在 TE，我们不断开发我们的数据连接产品组合，以满足制造商对功能、安全性、链接类型、芯片和电缆类型以及行业标准和原始设备制造商 (OEM) 或一级 (Tier1) 规范的要求。

将各种传感器嵌入到车辆中，使工程师能够在整个车载网络中进行更多自主性和人工智能方面的设计。通过采集和利用数据，传感器使得车辆能够跨多个车载系统以及向其他车辆和道路体系架构传递广泛的信息。要有效地做到这一点，工程师需要了解传感器可以处理的数据类型：

• 温度传感器，用来监测电池和电机状况
• 速度传感器，用来检测电机性能
• 电流传感器，用于跟踪电池充放电循环。
• 位移传感器，用于监视门锁和窗户
• 加速度传感器，用于测量振动和轴承状况

为了满足消费者对更安全、更互联的客车的需求，制造商越来越多地选择连接解决方案，以减轻关键系统的重量，并支持加速数据、降低功率和改善信号所需的稳健、高清晰度的通信，以提供更多数据驱动功能 – 先进的驾驶员辅助系统 (ADAS)、行人检测 (PD)和车道检测 (LD)。

这种效率使得 数据连接 成为内燃机和电动汽车中实现稳健架构的核心元素。 由此，它使得信息娱乐系统成为汽车技术生态系统中一个日益重要的部分，使汽车能够连接到其他车辆、道路基础设施和通信网络。

当前飞机有能力捕捉和共享大量数据，以提高安全性、便利性和整体性能。工程师们越来越多地通过使用电子接口代替手动控制来实现飞机的电气化。例如，飞行数据使飞行员能够轻松地监视和更好地管理关键的飞机系统。因为航空航天连接的进步，这种演变成为可能，包括  TE 的德驰 DMC-M 高速模块 和  369 系列连接器、 背壳、 电线和电缆产品、 高速铜线、 以太网，以及 光纤。

有了这些类型的电子元件，工程师就可以设计出这些新的功能。这使得飞机制造商能够从飞机技术中找到新的商业价值。

为了在关键系统中实现更多的电气化，工程师们在飞机上嵌入了更多类型的电子元件 – 传感器、连接器、继电器和光纤。例如，在飞机上使用电子设备已经从上世纪 80 年代建造飞机总成本的 10% 上升到如今飞机总成本的 40%。由于在飞机上有了这么多技术，工程师们面临着一个严峻的挑战：在飞机上获得足够的动力来运行这些系统的同时，还需要减少电气包装的尺寸和重量。

目标是提高整体效率、速度和成本；解决方案是使用更小、重量更轻的部件，能够在最恶劣的条件下 - 极端的温度和振动、暴露于元件以及 EMI 噪声和闪电 - 具有更快的速度和可靠的操作。

为了改善 飞行体验，工程师们正越来越多地寻找机会将更多的电子元件 - 尤其是传感器 - 集成到飞机中。传感器数据通常被发送到位于飞机前部的飞机电子舱。电子海湾是飞行娱乐前端网络和飞机核心电子设备的大脑，信息在这里被收集、处理并分发到整个飞机和乘客。

这些系统中的电气光缆，包括飞机的电源，通常沿着高架空间运行或在地板下面运行，然后根据具体的飞机配置和信息娱乐系统架构连接到高架监视器和各个座椅上。这种嵌入式启用 Wi-Fi 技术的复杂网络使得乘客能够直接从飞机座位上享受到许多便利。

建立飞行 Wi-Fi 系统尤其具有挑战性，因为这些系统通常由位于飞机顶部或底部的天线连接而成。为了提供云连接，天线必须连接到卫星或地面发射塔。尽管出现了无线连接，但重要的是要记住，这种 Wi-Fi 不是完全无线的：收集的数据通常通过飞机内部的前端服务器传输，然后沿着连接到机舱无线接入点 (CWAPS) 的高速铜和光纤组件分布。

为了使这种系统更加可靠，工程师们正在开发稳健的盒到盒连接。传统上，铜电缆用于速度相对较慢的短距离链路。但随着对数据速度要求的不断提高，工程师们开始使用更高速互连。这产生了一个有趣的困境，因为随着输入/输出速度的增加，管理信号完整性和功率要比使用低速信号更具挑战性。

例如，随着互连速度的提高，对回波损耗、插入损耗、串扰以及可能降低信号的类似因素的管理就越难。理想的布线系统是接线盒之间不存在中间连接，但是现实世界里，我们需要生产间歇，模块化也使回路中不可避免地存在各种连接器。

解决这些问题意味着要考虑四个挑战：重量、距离、速度和信号完整性。对于期望在较长距离上提供高速、高清晰度通信的信息娱乐系统，工程师们正在将光纤引入到骨干应用中。随着 10 G 甚至更高的以太网链路被部署，光纤将提供可靠性，这使得下一代飞机信息娱乐系统成为可能。这种技术也激发了让机场更智能的想法。这些新的理念可以提供更加交互的界面和高度沉浸式数字体验，从而实现实时信息、随选娱乐和人工智能的 3D 可视化。

在 TE，我们的工程师正与飞机制造商密切合作，为信息娱乐系统设计高密度包装，为旅客、飞行员、航空公司主管以及整个航空业提供所期望的持续连接。

了实现这一点，制造商正在使用这些元件： 多功能传感器、 坚固的连接器、 光纤布线和 重型电缆组件  来集成更多动态连接。这将支持在交互式屏幕、集成电气体系架构和高速多媒体网络中进行创新。当传感器收集和测量有关道路和车辆状况的数据，然后在交互式屏幕上显示这些数据时，驾驶员就可以获得快速的实时信息来操作车辆。对于乘客来说，他们可以很轻松地获得实时信息，这样他们就可以直接在座位上进行 工作、购物、看电影，并在社交媒体上分享他们的经历。

这种技术不仅使信息获得变得轻松，而且可自动化盲点、道路状况和发动机性能监测系统中的数据连接。这种级别的集成使得车辆能够与乘客设备、其他车辆、运输网络以及道路和铁路基础设施，（如收费亭、智能路灯和火车站）可靠地通信。在车辆内部，这种技术为检测昏昏欲睡的司机的摄像机提供电源，监控乘客的活动，并管理音频和环境系统，为乘客提供舒适、愉快的乘车体验。这项技术（以及使之成为可能的物联网构想）正在使数据能够与公共汽车终端、卡车运输站和火车站进行连接。

对于制造商来说，挑战在于寻找在重型车辆高密度封装中具有可靠高速连接能力的元件。例如，现有的 CAN 总线协议（如 SAE J1939）缺乏稳健的信息娱乐系统预期执行所需的数据速度和实时更新。尝试用传统电子设备实现创新也会显著增加车辆的总重量，并且需要更多的空间来容纳额外的元件，反过来又增加了功耗和更多元件发生故障的可能性。这会加重关键系统负荷，导致意外故障，从而增加运营成本。

为了在重型车辆技术中实现更宽的带宽，工程师需要 低压差分信号 (LVDS) 和 以太网（例如新型 100Base-T1 或 1000Base-T1）解决方案。这降低了用来支持实时、高精度系统的布线成本，提高了运行数据速度，如铁路的现代车载网络。在重型车辆上把握好这一点需要坚固、耐磨的电气部件，这些部件支持系统性能并满足 EMI/EMC 要求，尤其是在铁路工业中，还要求防火和防烟。

如今，先进的连接将更多启用 IoT 的技术应用到重型运输系统中。这使得将信息娱乐系统无缝地集成到车辆中，从而获得更好的驾驶和旅行体验成为可能。要实现这一点，需要经过工程改造的电子元件能够承受长途重载运输的高温和高振动。

我们的传感器 - 适合各种 温度、 压力，和 湿度  - 可以检测和测量数据，这些数据对驾驶员轻松监控车辆性能、道路状况和货物至关重要。我们的互连系统 支持诊断和预防性反应。尤其在商用客车中，我们的 RF 连接器 能够实现遥测、环绕视图系统和云计算。

在客运轨道车中，我们的 多单元 (MU) 连接器可提供有效的单点，以在整个列车上传输 27 个数据命令。同样对于铁路，为了解决设备数据网络比铁路市场增长快几倍的事实，我们的 M12 解决方案正在解决几个设计挑战：我们的  M12 连接器提供电缆组件以及客户专用电缆或可变长度预定义电缆的无尽组合；我们的  M12 电缆组件 通过支持高达 10 Gb/s 的数据速度在 铁路数据通信系统实现更多的数字化；我们的  M12 以太网交换机 - 采用冗余的输入功率和可选的旁路设计，以提供不间断的网络性能 - 支持数据速度可达1 Gb/s，并且充当网络中的节点，为诸如 CCTV 摄像机、乘客信息系统、传感器、照明、HVAC 等设备提供连接端口。

这些类型的组件，当用于将信息娱乐系统集成到 重型运输车辆的技术架构中时，在不牺牲信号完整性、数据吞吐量和功率性能的情况下可扩展系统容量。

虽然这些系统通常与汽车、飞机和大型运输车辆的信息娱乐系统相似，但它们是智能城市和智能建筑中操作复杂信息网络的骨干。该技术可以支持安全系统、LED 照明、智能停车和交通控制。集成时，可以帮助提高整体能效，减少拥塞，并可增加控制。这些信息娱乐系统当前所面临的挑战是如何尽量保障连接始终可用，以实现稳健的数据集成。现在需要的是一种向人们传递有关环境信息的更好方式，这种方式利用围绕增强现实 (AR) 和实时视频的创意，这些视频则是直接传送到智能手机、视频屏幕和交互式信息亭的。

在完全实现连接的公共空间和智能化建筑中，对各种视频、文本和音频内容，可能有无穷无尽的访问需求。而如何通过高速低延迟网络来改善数据基础设施和数据协调能力，进而优化环境数据和个人化信息的传输也包含在其中。

为城市景观和建筑设计信息娱乐系统需要考虑的远不止包装设计，重点是这些网络如何跨大而复杂的技术生态系统集成。这意味着需要研究地理同步卫星如何将数据传输到下一级，例如改善智能城市中的导航系统。

高级连接可以使卫星在 5G 通信和 IoT 连接方面发挥作用。在卫星中，我们的空间额定温度传感器可监测暴露于太阳辐射下（热）和卫星暗面（冷）的元件的温度，确保有效的高速性能。我们的 LVDT 位移传感器非常精确地控制微型推进器的位置，而微型推进器又控制和维持卫星在地球上方的位置。

在 TE，我们的工程师正在与各种规模的公司（从制造业领导者到技术企业家）合作，帮助他们创造机会，把新技术（人工智能、自主过程、跟踪世界各地的一切）集成到信息娱乐系统中，无论在哪里旅行，生活和工作，信息都随处可见。