Einführung in die seriellen Bussysteme im Kfz

Unentbehrlich für die Übertragung von Signalen ist eine physikalische Übertragungsstrecke. Diese kann entweder leitungsgebunden oder –ungebunden realisiert sein (siehe Grafik Übertragungsstrecken). Im Kontext der seriellen Datenübertragung zwischen elektronischen Steuergeräten im Kfz hat man es hauptsächlich mit leitungsgebundenen Übertragungsstrecken in Form von elektrischen Leitungen zu tun.

Zwar dämpfen und verzerren elektrische Leitungen Signale auf ihrem Weg vom Sender zum Empfänger. Jedoch sind diese Phänomene bei den im Kfz üblichen geringen Netzausdehnungen und Datenraten handhabbar und beeinflussen kaum die Signalintegrität. Allerdings sind elektrische Leitungen sehr störempfindlich: trotz elektromagnetisch verträglichem Design können galvanische, kapazitive und induktive Kopplungen nicht ausgeschlossen werden. Zudem trägt die Übertragung digitaler Signale aufgrund von Emissionen zur elektromagnetischen Unverträglichkeit bei, dies umso mehr je steiler die Flanken der Bits sind.

In Abhängigkeit der Anforderungen an die Übertragungssicherheit und Übertragungskosten kommen zur Verbesserung der Störfestigkeit und zur Reduzierung der Emissionen unterschiedliche Methoden zum Einsatz. Dazu zählen die Abschirmung der elektrischen Leitung und die symmetrische Signalübertragung. Wegen den höheren Kosten verzichtet man üblicherweise auf die Abschirmung, und oft auch auf die symmetrische Signalübertragung. Letzteres dort wo die Anforderungen an die Übertragungssicherheit nicht allzu hoch sind, wie beispielsweise im Komfortbereich.

In sicherheitskritischen Einsatzgebieten hingegen, wie zum Beispiel der Antrieb und das Fahrwerk, kommt man wegen der notwendigen Übertragungssicherheit nicht ohne symmetrische Signalübertragung aus. Deshalb erfolgt sowohl in CAN- als auch in FlexRay-Netzwerken die serielle Datenkommunikation symmetrisch unter Einsatz verdrillter Zweidrahtleitungen (siehe Grafik Übertragungsmedien serieller Bussysteme).

Optische Medien zeichnen sich zwar im Vergleich mit verdrillten Zweidrahtleitungen durch eine deutlich bessere Störfestigkeit und wesentlich geringere Emissionen aus. Allerdings verhindert der Kostenaufwand und auch die schlechtere Handhabbarkeit den breiten Einsatz im Kfz. Derzeit spielen optische Medien lediglich im Infotainmentbereich, vor allem in Oberklassenmodellen, eine Rolle. 

Die MOST-Technologie (Media Oriented System Transport), die im Infotainment in der Variante „MOST 50“ zur seriellen Übertragung von Audio- und Videosignalen zum Einsatz kommt, basiert auf einer polymeroptischen Faser (POF) und bietet eine Bandbreite von rund 50 MBit/s. Verläuft die Elektronifizierung des Kfz weiterhin so dynamisch, werden optische Übertragungsmedien auch für sicherheitskritische Einsatzgebiete zunehmend interessant. Dies nicht nur wegen der Gewährleistung deutlich höherer Datenraten, sondern auch aufgrund einer wesentlich besseren elektromagnetischen Verträglichkeit.