차량 네트워크의 한계를 넘는 고속 이더넷의 필요성
현대 자동차는 단순한 이동 수단이 아니라, 수백 개의 센서와 수십 개의 ECU, 수 기가바이트의 데이터를 실시간으로 처리하는 ‘이동형 컴퓨터’로 진화하고 있다. 특히 ADAS(첨단 운전자 보조 시스템), 자율주행, 고해상도 디스플레이, 고성능 카메라, 라이다, V2X 통신 등 데이터 집중형 기술들이 등장하면서 차량 내부 통신망에도 고속화가 필수가 되었다. 기존의 CAN(Controller Area Network)과 LIN(Local Interconnect Network)은 저속·중속 데이터 전송에는 안정적이지만, 수 메가비트 수준의 대역폭 한계를 가지며 고해상도 영상 처리나 대용량 센서 데이터의 통합 처리에는 부족함이 있다. 이러한 요구를 충족시키기 위해 도입된 것이 바로 자동차용 이더넷(Automotive Ethernet)이다. 이더넷은 원래 IT 환경에서 활용되던 고속 유선 통신 기술로, 자동차 환경에 맞춰 경량화, 내진동 설계, 실시간성 확보 등 최적화 과정을 거쳐 적용된다. 단일 Pair 기반의 이더넷 기술은 차량 내부 배선 부담을 줄이면서도 수백 Mbps에서 최대 10 Gbps에 이르는 전송 속도를 제공하며, 자율주행 시대의 데이터 흐름에 적합한 통신 기반으로 자리 잡아가고 있다. 이 글에서는 자동차 이더넷의 기본 구성과 계층 구조, 기존 네트워크와의 차이점, 그리고 실질적인 차량 적용 사례를 중심으로 통신 방식의 진화를 살펴본다.
자동차 이더넷의 구조, 통신 계층, 적용 사례
자동차 이더넷은 기존 IT 기반 이더넷과 동일한 기본 원리를 따르지만, 차량의 제약 조건에 맞춰 다음과 같은 구조적 특징을 갖는다. 1. 물리 계층 (Physical Layer) 자동차 환경에서는 100BASE-T1, 1000BASE-T1 같은 단일 페어 이더넷(1쌍의 트위스티드 케이블) 방식이 사용된다. 이는 기존의 4쌍 케이블보다 가볍고 좁은 공간에 적합하며, 자동차용 EMC 요건을 만족시킨다. - 100BASE-T1: 100Mbps 속도, ADAS 및 인포테인먼트용 - 1000BASE-T1: 1Gbps 속도, 자율주행 센서, 고해상도 카메라용 2. 데이터 링크 및 네트워크 계층 TSN(Time Sensitive Networking) 기술이 통합되어 실시간 데이터 전송이 가능하도록 한다. TSN은 네트워크에서 시간 지연을 예측 가능하게 만들며, 자율주행 기능과 같이 정해진 시간 내 처리되어야 하는 작업에 필수적이다. 3. 프로토콜 계층 - DoIP(Diagnostics over IP): 차량 진단 데이터를 IP 기반으로 전송하는 방식 - SOME/IP: AUTOSAR 기반 통신에서 서비스 중심 메시지 전달 - AVB(Audio Video Bridging): 실시간 오디오/비디오 스트리밍을 위한 QoS 보장 기술 4. 장점 및 기존 네트워크와의 차이 - 고속성: 기존 CAN이 최대 1Mbps 수준인 것에 비해 이더넷은 수백~수천 Mbps 제공 - 통합성: 다양한 도메인(엔진, 섀시, 인포테인먼트)을 단일 백본으로 연결 - 유연성: IP 기반 아키텍처를 통해 OTA 업데이트, 클라우드 연동에 적합 5. 적용 사례 - 고성능 ADAS 차량: 카메라, 라이다, 레이더 간의 데이터 융합 처리를 위해 Gbps급 이더넷 채택 - 전기차: 배터리 관리 시스템(BMS), OTA 통신, 고속 충전 상태 모니터링 등에 활용 - 자율주행 차량: 차량 내부 전체를 고속 백본으로 묶어 대용량 센서 정보를 실시간 통합 분석 고속 이더넷은 단일 ECU 간 통신을 넘어, 차량 전체의 센서·제어기·디스플레이를 하나의 고속 네트워크로 통합하는 기반 구조다. 이로 인해 데이터는 단순한 전달이 아닌, 전체 시스템 최적화를 위한 자산으로 기능하게 된다.
차량 이더넷의 확장성과 통신 아키텍처의 미래
자동차용 이더넷은 단순히 통신 속도를 높이는 기술이 아니라, 차량 전체 구조의 설계 방식을 바꾸는 핵심 요소다. 복수의 도메인 컨트롤러, 수십 개의 센서, 수 기가바이트의 영상 및 감지 데이터를 실시간 처리하려면, 기존의 CAN, LIN 기반 통신 구조만으로는 한계가 명확하다. 이더넷은 차량을 하나의 통합된 ‘데이터 네트워크 시스템’으로 구성하게 하고, 클라우드 기반 차량 운영, 소프트웨어 정의 차량(SDV) 구조, V2X 통신 구조와도 자연스럽게 연결된다. 앞으로는 10Gbps 이상의 Multi-Gig 이더넷이 고급 차량에 탑재될 가능성이 높으며, 실시간 네트워크 가상화(VLAN), 동적 경로 재조정, 보안 기반 트래픽 관리 등의 기능이 표준화될 것이다. 차량 내부 이더넷은 이제 하위 시스템 간의 통신 수단이 아니라, 전체 시스템을 운영하는 인프라로 진화하고 있다. 차량 고속 이더넷에 대한 이해는 단순한 통신 기술 습득을 넘어, 자율주행차와 미래형 모빌리티 설계의 핵심적 출발점이다.