أعلنت شركة KD، المتخصصة في تصميم أشباه الموصلات والمتمركزة في مدريد، بالتعاون مع شركة Leopard Imaging الأمريكية المختصة بكاميرات الأنظمة المدمجة، عن إطلاق ترقية كبيرة في أنظمة الرؤية للسيارات، من خلال أول نظام بصري يعتمد على شبكة إيثرنت بسرعات تتجاوز حاجز 10 جيجابت في الثانية.
هذه السرعة تُعد نقلة هائلة مقارنة بالبروتوكولات التقليدية مثل CAN بسرعة 1 ميجابت/ثانية، وLIN بسرعة 20 كيلوبت/ثانية، وحتى إيثرنت 1 جيجابت. النظام الجديد يُمكنه دعم القيادة الذاتية، ومعالجة مركزية متقدمة، وأنظمة ترفيه الجيل القادم، وكل ذلك بزمن انتقال منخفض.
يقول بابلو بلاسكيز، مدير تطوير الأعمال في KD، إن التقنية التي أثبتت نجاحها في مراكز البيانات تم تكييفها الآن لتلائم المعايير الصارمة لصناعة السيارات، حيث البيئة أكثر قسوة وتطلبًا، مع تعرض مستمر للاهتزازات، ودرجات حرارة قصوى، وتلف مادي محتمل. على سبيل المثال، يتطلب معيار IEEE 802.3cz أن تدوم أجهزة الإرسال البصري في السيارات 15 عامًا على الأقل، مقارنةً بعدة سنوات فقط في مراكز البيانات.
مع التوسع المتسارع في أنظمة القيادة الذاتية، تزداد كميات البيانات داخل السيارات بشكل كبير. الكاميرات وأجهزة الاستشعار والشاشات تولد تدفقات بيانات ضخمة، ويتطلب الأمر شبكات قادرة على مواكبتها. ولهذا، يساهم استبدال كابلات النحاس التقليدية بالألياف البصرية في خفض التداخل الكهرومغناطيسي، وتقليل الوزن، وتحقيق أهداف الاستدامة والسلامة وخفض التكاليف.
يصف البروفيسور هيرويكي تسودا من جامعة كيو في طوكيو، المتخصص في الشبكات البصرية داخل المركبات، الوضع قائلاً:
“سيارة المستقبل ستكون أشبه بمركز بيانات متنقل مزود بحاسوب عالي الأداء، ومستشعرات عديدة، وأنظمة راديوية من الجيل السادس، وشبكة بصرية متكاملة.”
وأوضح أن هذا النوع من التكنولوجيا سيُمكن الركّاب من الاستفادة من وقتهم داخل السيارة للعمل أو الترفيه، بينما يتولى الذكاء الاصطناعي القيادة.
تعتمد تقنية KD على أجهزة إرسال ليزر من نوع VCSEL بطول موجي 980 نانومتر، المعروفة بكفاءتها العالية، وانخفاض الضوضاء، واستهلاك الطاقة المنخفض. ومن أبرز مزايا النظام أنه قابل للترقية المستقبلية؛ إذ يمكن استخدام نفس كابل الألياف والموصلات للانتقال من 2.5 إلى 100 جيجابت/ثانية بمجرد استبدال الأجهزة الطرفية.
اختارت KD الليزر 980 نانومتر عوضًا عن 650 نانومتر لأن مصادر الضوء المناسبة للأخير ليست متوفرة على نطاق واسع، رغم أن 650 نانومتر يتميز بانخفاض التوهين، إلا أن الأداء العام والتوافق الحراري والميكانيكي أفضل في نماذج 980 نانومتر.
وفقًا لبلاسكيز، هناك اهتمام كبير من شركات السيارات، خاصةً في آسيا وأوروبا، حيث تجري تجارب أولية ومشاريع تجريبية. ويتوقع أن يبدأ ظهور النظام في السيارات الفاخرة خلال سنتين إلى ثلاث سنوات، مع إمكانية اعتماده بشكل أوسع لاحقًا.
ميزة أخرى مهمة في الألياف البصرية هي قدرتها على القضاء على مشكلات التصميم المتكررة، فهي لا تتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي ويمكن تمريرها بسهولة في المساحات الضيقة. ويمكن لكابلات الألياف التي تمتد حتى 40 مترًا أن تنقل البيانات من الكاميرات إلى وحدات المعالجة بسرعات 10 جيجابت/ثانية، ما يجعلها مثالية للمركبات التجارية الكبيرة وأنظمة الرؤية بـ360 درجة.
الكاميرات عالية الأداء
اختارت KD التعاون مع شركة Leopard Imaging لما تمتاز به من خبرة في الكاميرات المدمجة صغيرة الحجم وعالية الأداء. يقول بلاسكيز:
“أردنا إثبات أن جهاز الإرسال البصري لدينا يفي بمعايير مثل IEEE 802.3cz حتى عند دمجه مع مستشعر بصري صغير الحجم.”
الكاميرا المستخدمة، LI-VENUS-ISX031، ذات دقة عالية وزاوية عرض واسعة، ولا يتجاوز حجمها 20 ملم، ما يجعلها مثالية للمرايا الجانبية والمواقع الأخرى التي تتطلب تقليل مقاومة الهواء.
والأهم من ذلك أن عرض النطاق الترددي العالي وزمن الانتقال المنخفض يعززان قدرة أنظمة السيارة على الاستجابة بسرعة، مما يحسن السلامة على الطرق.
في ظل التوجه العالمي المتسارع نحو القيادة الذاتية، يمثل هذا التحديث الخفي تحولًا تقنيًا بمزايا ملموسة: تصميم أنظف، بيانات أسرع، وسلامة أعلى.
