차량용 이더넷(Automotive Ethernet)은 차량 안에서 쓰는 이더넷이다. ISO 21111-1:2020은 차량 내 이더넷(in-vehicle Ethernet)을 차량 안 구현에 맞춘 이더넷 네트워크 시스템으로 정의한다.[1] “automotive Ethernet”이라는 이름은 IEEE 802.3 작업 그룹과 OPEN Alliance가 쓴다.[2][3]
ISO 21111 시리즈는 차량 내 이더넷의 요구사항과 시험 계획을 담는다. 이더넷 요구사항은 대체로 ISO/IEC/IEEE 8802-3에 있고, ISO 21111은 웨이크업과 입출력 기능처럼 차량 응용에 필요한 보충 명세를 더한다.[1]
OPEN Alliance는 2011년에 설립되었다.[3][4] 설립 무렵 OPEN Alliance의 핵심 목표는 100 Mbit/s BroadR-Reach 물리 계층 명세를 개방된 업계 표준이자 사실상 표준으로 세우는 것이었다.[5]
물리 계층
IEEE 802.3-2022는 여러 속도의 이더넷을 공통 MAC(Medium Access Control) 명세 하나로 정하고, 속도마다 다른 PHY를 골라 쓰게 한다.[6] 차량용 PHY를 만든 IEEE 802.3의 네 태스크 포스(P802.3bw, P802.3bp, P802.3ch, P802.3cg)는 모두 MAC 클라이언트 서비스 인터페이스에서 IEEE 802.3의 프레임 포맷과 최소·최대 프레임 크기를 유지하고, EMC(Electromagnetic Compatibility)와 온도 같은 조건이 걸리는 차량 환경에서 동작하는 것을 목표로 두었다.[2][7][8][9]
IEEE SA에 따르면 차량 배선의 무게와 공간이 큰 과제여서 차량을 겨냥한 PHY가 여럿 나왔고, 10 Mbit/s(IEEE 802.3cg), 100 Mbit/s(IEEE 802.3bw), 1 Gbit/s(IEEE 802.3bp), 2.5·5·10 Gbit/s(IEEE 802.3ch)가 그 예다.[10] IEEE 802.3-2022와 그 개정 IEEE 802.3cy-2023, IEEE 802.3cz-2023이 정하는 차량용 PHY는 아래와 같다. 각 PHY를 넣은 개정은 IEEE 802.3의 개정 이력에서 다룬다.
| PHY | 속도 | 매체 |
|---|---|---|
| 10BASE-T1S | 10 Mbit/s | 평형 도체 한 쌍[6][11] |
| 100BASE-T1 | 100 Mbit/s | 평형 꼬임쌍선 한 쌍[6][12] |
| 1000BASE-T1 | 1 Gbit/s | 꼬임쌍선 한 쌍[6] |
| 1000BASE-RHC | 1 Gbit/s | 이중 플라스틱 광섬유[6] |
| 2.5GBASE-T1, 5GBASE-T1, 10GBASE-T1 | 2.5, 5, 10 Gbit/s | 평형 도체 한 쌍[6] |
| 25GBASE-T1 | 25 Gbit/s | 평형 도체 한 쌍[13] |
| 2.5GBASE-AU부터 50GBASE-AU까지 | 2.5, 5, 10, 25, 50 Gbit/s | 다중 모드 유리 광섬유[14] |
10BASE-T1S는 여러 노드가 한 쌍을 나눠 쓰는 멀티드롭 모드도 선택 사항으로 둔다.[6]
P802.3cy PAR(Project Authorization Request)는 차량 내 네트워크가 도메인 기반 구조에서 이더넷 링크로 이은 존 아키텍처로 옮겨 가며 완전 자율 주행을 지원하려면 차량 환경에서 10 Gbit/s를 넘는 속도가 필요해졌지만, IEEE 802.3은 아직 그 속도를 지원하지 않는다고 밝혔다.[15] P802.3dm은 IEEE 802.3-2022에 대해 진행 중인 개정안이다.[6] P802.3dm PAR는 이 프로젝트가 차량 끝 노드의 카메라 링크에 맞춰, 한 방향으로 10 Gbit/s까지 내고 반대 방향은 더 낮은 속도로 동작하는 비대칭 전기 물리 계층을 정한다고 밝힌다. 이 PAR는 이 범위의 물리 계층 부분이 MIPI A-PHY를 채택한 IEEE 2977-2021과 일부 겹치고, ASA(Automotive SerDes Alliance)의 MLE(Motion Link Ethernet) 명세도 일부 겹칠 수 있다고 밝힌다.[16]
케이블
P802.3ch 태스크 포스는 비차폐 꼬임쌍선, 차폐 꼬임쌍선, 차폐 쿼드, 차폐 평행쌍, 동축, twinax 같은 차량용 케이블 가운데 적어도 한 종류에서, 인라인 커넥터를 4개까지 둔 15 m 이상의 점대점 링크를 지원하는 것을 목표로 두었다.[2]
100BASE-T1은 비차폐 꼬임쌍선 한 쌍으로 동작할 수 있어 차폐 케이블이 필요 없고, 케이블의 무게와 비용이 준다.[4][5] IEEE 802.3 작업 그룹은 P802.3bw의 CSD(Criteria for Standards Development)에서, 선 쌍 수를 줄이면 무게가 줄어 설치와 운용 비용이 크게 떨어질 것으로 보았다.[17]
상위 프로토콜
DoIP를 정하는 ISO 13400-2:2025는 IP(Internet Protocol), TCP, UDP를 써서 진단 테스터와 차량 안 서버 사이의 진단 통신 요구사항을 정한다.[18] SOME/IP는 서비스 지향 통신을 제공하며, 메시지를 IP 기반 차량 내 네트워크의 UDP나 TCP 페이로드로 나른다.[19]
IEEE 802.1 TSN 태스크 그룹은 IEEE 802 네트워크에서 지연 상한이 있는 패킷 전달을 목표로 삼으며, 옛 AVB 태스크 그룹에서 이어졌다.[20] IEEE SA에 따르면 AVB 표준은 차량 인포테인먼트 시스템에 쓰인다.[10] IEEE 802.1DG-2025는 TSN 표준에 기반해, 지연 상한이 있는 차량 내 브리지 IEEE 802.3 이더넷 네트워크의 프로파일을 정한다.[21]
OPEN Alliance 명세
OPEN Alliance TC12는 100BASE-T1과 1000BASE-T1 PHY의 적합성 시험과 상호 운용성 시험 명세를 만들고 관리하며[22], OPEN Alliance는 두 PHY의 상호 운용성 시험 명세를 펴낸다.[23][24]
TC8은 OSI 일곱 계층 전체에 걸쳐 차량용 이더넷 ECU의 시험 명세와 적합성 명세를 만들고 유지해, ECU 적합성 인증의 통일된 바탕을 세우려 한다. 시험 서비스를 하는 시험 기관의 자격을 위한 시험 절차와 요구사항도 정한다.[25]
TC9는 케이블 채널과 그에 딸린 부품(커넥터, 케이블, 케이블 어셈블리)의 전기적 요구사항과 시험 절차를 정하며, 이를 속도별 IEEE 802.3 차량용 이더넷 표준의 링크 세그먼트 요구사항에 맞춘다.[26]
차량 응용
IEEE 802.3 작업 그룹은 차량용 이더넷 수요를 이끄는 것으로 카메라, 충돌 회피, 인포테인먼트처럼 대역을 많이 쓰는 차량 응용을 들었다.[17] 이더넷을 쓰면 차량의 펌웨어 업데이트가 빨라진다.[10][27] TI 기술 기사에 따르면 IEEE 802.3bw와 802.3bp의 차량용 요구사항은 인포테인먼트, ADAS(Advanced Driver Assistance Systems), 온보드 진단, 5G나 V2X(Vehicle-to-X) 같은 외부 연결이 퍼지는 바탕이 되었다.[4] 차량용 이더넷 PHY는 ADAS의 레이더, 라이다, 카메라 같은 센서에도 쓰인다.[28][29] TI 백서에 따르면 ADAS에서 카메라의 압축하지 않은 영상은 1 Gbit/s가 넘는 대역을 요구하기 쉽다.[27]
차량 버스와의 차이
TI 기술 기사에 따르면 이더넷은 스위치 네트워크를 이루어, CAN, LIN, FlexRay, MOST(Media Oriented Systems Transport) 같은 공유 버스 토폴로지로는 얻을 수 없는 대역과 데이터 속도를 낸다.[4] IEEE 802.1Q-2022는 브리지가 필터링 정보로 프레임을 출발지와 목적지 사이의 경로에 가두어 트래픽을 줄이게 한다.[30] IEEE 802.3-2022가 상정하는 전이중 동작의 가장 흔한 구성은 브리지(스위치)의 포트마다 장치 하나를 전용 링크로 잇는 것이고, 이때는 공유 매체를 두고 다투는 일이 없다.[6]
차량 버스 전반은 차량 버스에서 다룬다.