车载多吉比特（multigigabit）光通信网络协议对比

汽车技术正朝着更高数据速率快速演进，以支撑高级驾驶辅助系统（ADAS）、高分辨率传感器与车载信息娱乐系统。当前趋势显示，车内网络速率正从 100Mb/s 提升至 1Gb/s，再到 10Gb/s，最终将达到 25Gb/s 及以上（KDPOF，2021）。

面对这样的带宽需求，人们很容易想到直接沿用成熟的以太网标准，例如原本为高性能计算与数据中心设计的25GBASE-SR。但汽车应用环境存在极端温度、持续振动、成本与重量严格限制、长使用寿命、高可靠性要求等独特挑战，这些都是 25GBASE-SR 从未针对设计的场景（Pardo、Martínez、Rodríguez，2019；Gorski，2023）。

为应对这些挑战，IEEE 802.3 工作组制定了25GBASE-AU—— 它是 IEEE 802.3cz-2023 标准下，车载多吉比特以太网家族的全新成员，弥补了 25GBASE-SR 的不足，并加入面向严苛车载环境的定制化特性。 

25GBASE-SR：为数据中心优化

25GBASE-SR 基于IEEE 802.3by标准推出，用于在数据中心多模光纤上实现 25Gb/s 以太网连接，主要面向短距链路：OM3 光纤通常可达 70 米，优化型 OM4 光纤可达 100 米，且需在严格受控环境下运行（IEEE，2016）。其优势包括低时延、每吉比特成本低，以及复用成熟的 850nm VCSEL 技术。

图1 技术对比：为何车载场景下 25GBASE-AU 性能优于 25GBASE-SR（从链路预算、耐热性能、连接器适配能力及长期可靠性等维度对比，二者差距尤为显著。来源：KD）

尽管 25GBASE-SR 在数据中心机架内高速通信中久经考验，但它从未针对车载部署场景设计。它依赖洁净光纤通道、短距离与低连接器损耗，在温度剧烈波动、机械振动、电磁干扰频发的环境中极易失效。

此外，25GBASE-SR 的链路预算非常紧张，通道插入损耗仅允许 1.8dB，严重限制其在车载领域的实用性。哪怕单个连接器对准偏差或污染，就可能让链路超出损耗阈值。而一辆车的单条光通路中往往会有3–4 个连接器，每个都会引入损耗、反射与模式变化。

综上，25GBASE-SR极不适合车载环境，若要适配车辆使用，不仅需要加固，更需彻底重新设计 —— 而这正是 25GBASE-AU 已经完成的工作。 

25GBASE-AU：专为车载网络量身打造

25GBASE-AU 定义于IEEE 802.3cz-2023，是面向车规级多吉比特光通信的新一代物理层（PHY）方案。它并非改造 25GBASE-SR 这类数据中心技术，而是从零开始设计，可应对车辆内恶劣的物理、电气与环境条件，同时以高可靠性提供 25Gb/s 全双工以太网。

25GBASE-AU 核心技术特性

1. 光传输介质

采用 OM3 多模光纤，为车载做加固型结构设计。光纤通常为紧套、抗弯曲结构，外护套具备耐磨、耐温特性。支持至少 40 米链路长度，可容纳多达 4 个串接连接器，并在车辆全生命周期内保持性能（IEEE，2023）。

1. 工作波长

与 25GBASE-SR 的 850nm VCSEL 不同，25GBASE-AU 工作在980nm，具备更优的热稳定性与激光器寿命。该波长 VCSEL 对热衰减更不敏感，在最高 105℃环境下仍能维持光功率输出与调制性能（Pardo 等，2019），可在车辆持续温度循环中保持高可靠。

图2 对比结果表明，25GBASE-AU 是面向未来、适配车载数据传输的长效技术方案（来源：KD）

1. 调制与均衡

与 25GBASE-SR 一样采用NRZ 调制，降低信噪比要求；集成强前向纠错（FEC），并支持带实时反馈的自适应均衡。这些 DSP 功能可补偿温度变化、老化损耗、模式色散与连接器差异，确保长期无差错传输（KDPOF，2021）。

1. 链路预算与连接器损耗

25GBASE-AU 的核心优势之一是宽裕的链路预算：25Gb/s 速率下，总通道插入损耗最高支持8.5dB，比 25GBASE-SR 高出近 7dB。其中连接器插入损耗最高可容纳 8dB，可满足真实车载场景中多连接器、非理想连接的需求。这一裕量对车辆15 年寿命内 “零缺陷” 通信至关重要。

1. 环境认证

25GBASE-AU 收发器所有组件均通过AEC-Q100 Grade 2 或更高级别认证，支持 -40℃至 + 105℃环境工作，可在发动机舱、车顶摄像头、后备箱 ECU、座椅下传感器集线器等位置无特殊冷却稳定运行（Gorski，2023）。

1. 机械可靠性

25GBASE-AU 收发器与连接器经过冲击、振动、湿度、连接器对准偏差等严苛测试。与 25GBASE-SR 使用的 LC 连接器不同，AU 采用紧凑型车规光连接器，在持续运动中仍保持对准与信号完整性。

1. 诊断与维护

标准内置带内操作管理维护（OAM）功能，支持链路监测、唤醒 / 休眠、故障诊断，可实时检测光功率下降、连接器污染等劣化，实现故障前预测性维护（IEEE，2023）。

1. 能效与集成

车载系统要求紧凑、低功耗。25GBASE-AU PHY 在 25Gb/s 速率下功耗低于 1W，并可集成到共封硅模块，直接表面贴装（SMT）在 ECU 上，省去 25GBASE-SR 系统中笨重的光收发器。

图 3 KD7251 车载多吉比特收发器原理框图（支持 2.5G、5G、10Gbit/s 速率，符合 IEEE 802.3cz 车载高速通信标准规范，来源：KD） 

结论

随着车辆不断集成复杂传感器、高分辨率摄像头、激光雷达与中央计算平台，25Gb/s 车内网络已不再是未来概念，而是工程刚需。但这些网络面临的物理与环境要求，与数据中心截然不同，需要能在宽温范围工作、耐受连接器劣化、并在 10–15 年日常使用中实现零缺陷通信的技术。

25GBASE-SR 虽在数据中心洁净、温控环境中高效可靠，却无法满足车载实际部署需求。与之相对，25GBASE-AU 正是为填补这一缺口而设计。简言之，25GBASE-AU 让 25Gb/s 以太网在车载领域无妥协落地成为可能。