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차량 내부 네트워크 기술 동향

한국자동차공학회
2026-07-26

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기차, 자율주행, 커넥티드카, OTA 업데이트가 확산되면서 차량 내부 네트워크는 단순 제어망에서 고성능 데이터 인프라로 전환되고 있다. 전자전기 아키텍처 역시 다수 ECU 중심의 분산 구조에서 도메인 구조를 거쳐 조날 구조와 중앙 컴퓨팅으로 이동하고 있으며, 이 과정에서 Automotive Ethernet, TSN(Time Sensitive Networking), AUTOSAR Adaptive, 사이버보안 및 소프트웨어 업데이트 관리체계가 핵심 기반이 되고 있다.


다만 양산 현장에서는 모든 링크가 곧바로 이더넷으로 대체되기보다, 백본은 이더넷, 센서·디스플레이 에지는 SerDes(Serializer/Deserializer), 저속 차체 제어는 CAN/LIN 또는 10BASE-T1S를 병행하는 하이브리드 구성이 가장 현실적이다.


미래 자동차에서는 카메라, 레이더, 라이다, 인포테인먼트 디스플레이, OTA(over the air), 클라우드 연동, 중앙 연산기의 소프트웨어 서비스가 동시에 증가한다. 이에 따라 차량 네트워크의 핵심 과제는 단순한 “ECU 간 신호 연결”을 넘어 멀티기가비트급 데이터 전송, 정밀 시간 동기화, 서비스 지향 통신, 기능 안전, 사이버 보안, 업데이트 가능성을 통합하는 방향으로 바뀌고 있다. 최근 SDV(SW defined vehicle) 관련 조사와 AUTOSAR 공개 설명 역시 분산 ECU 구조가 도메인, 조날(zonal), 중앙 컴퓨팅으로 진화하는 장기 흐름을 보여준다.


센서 중에서도 카메라는 네트워크 부담을 가장 크게 증가시킨다. 비압축 기준 4K 60fps 12bit 카메라는 약 6Gbps 수준의 데이터량을 만들며, 더 높은 해상도나 프레임 레이트에서는 단일 링크만으로도 10Gbps급 요구가 발생한다. 따라서 카메라 수가 늘어나는 ADAS와 자율주행 차량에서는 링크 선택이 전체 아키텍처 설계 문제로 이어진다.


카메라·센서 데이터가 빠르게 증가하면서 기존 도메인 중심 구조만으로는 배선 길이, 게이트웨이 복잡도, OTA, 유지보수 비용을 동시에 감당하기 어려워졌다. <그림 1>과 같이 조날 아키텍처는 물리적으로 가까운 장치를 존 컨트롤러 아래로 묶고, 존 간 통신을 이더넷 백본으로 단순화하는 방향이다. 다만 최근 산업 현장의 흐름은 “완전 조날 전환”보다는 “조날로 점진 이동”에 가깝다.


존/중앙집중형 아키텍처는 이미 최신 양산 차량의 핵심 경쟁 요소가 되고 있다. 테슬라는 사이버 트럭에서 48V 저전압 전원 아키텍처와 기가비트급 차량 내부 통신망 EtherLoop를 결합했다.


사이버 트럭은 연결 종단 노드 수가 기존 대비 약 35% 증가했음에도 차량을 가로지르는 배선 수를 490개에서 155개로 약 68% 줄였다. 이는 EtherLoop, 48V 전원망, 제어기 통합, 루프형 통신 토폴로지, 하네스 재설계가 결합된 결과이다. EtherLoop는 2선식 기가 비트 이더넷 물리 계층 기반의 양방향 루프 구조와 독자적인 시간 분할 프로토콜을 사용하며, 1Gbps급 대역폭, ms 단위 지연, μs 단위 동기화를 목표로 한다.


폭스바겐은 샤오펑과 공동 개발한 CEA에서 중앙 컴퓨터와 조날 구조를 활용해 제어기 수 축소, 개발기간 30% 단축, 중국 개발 플랫폼 기준 40% 비용 절감을 제시했다. 반면 포드는 비용과 차종 포트폴리오 문제를 고려해 차세대 완전 조날 구조를 기존 플랫폼과 통합하는 점진 전략으로 선회했다.


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<그림 2>에서는 미래 차량 네트워크의 실무적 귀결이 “전면 단일화”가 아니라, 중앙 HPC와 존 컨트롤러를 이더넷 백본으로 묶고 에지 링크와 저속 제어망은 목적별 기술을 병행하는 구조임을 보여준다. AUTOSAR Adaptive Platform은 고성능 ECU, 동적 업데이트, 재구성에 적합한 해법으로 설명되며, 최근 SDV 조사도 동일한 아키텍처 수렴 방향을 제시한다.


기존 차량 네트워크 기술의 역할도 완전히 사라지는 것은 아니다. LIN은 창문, 시트, 조명 등 저속 차체 제어에 적합하고, CAN/CAN FD는 검증된 제어망으로 남아 있다. CAN 계열은 CAN XL까지 확장되며 대역폭을 넓히고 있고, FlexRay는 결정성을 제공했으나 신규 설계에서는 Ethernet TSN과의 경쟁이 커졌다. 또한 10BASE-T1S는 멀티드롭 특성으로 기존 저속 서브버스를 이더넷 계열로 흡수할 수 있는 대안으로 부상했다. 따라서 미래 차량 네트워크는 기존 버스의 폐기가 아니라 역할 재배치 관점에서 이해해야 한다.


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Automotive Ethernet은 이제 차세대 백본의 주축으로 자리 잡고 있다. 100BASE-T1과 1000BASE-T1은 이미 기반 기술로 활용되고 있으며, 10BASE-T1S는 로컬 멀티드롭, 2.5/5/10GBASE-T1은 고속 센서 및 도메인·존 연결, 25GBASE-T1은 차세대 멀티기가비트 백본으로 이어지는 계층을 형성한다. 2023년에는 25GBASE-T1과 광 기반 Automotive Ethernet인 802.3cz가 표준 목록에 추가되었고, 2025년에는 차량용 TSN 프로파일 802.1DG가 현재 표준으로 정리되었다. 2026년 표준 목록에는 10BASE-T1M이 포함되고, 비대칭형 전기식 Automotive Ethernet 802.3dm도 예정 작업으로 제시된다. 즉, 이더넷은 단일 속도 기술이 아니라 차량 전 구간을 덮는 계층형 네트워크 패밀리로 진화하고 있다.2


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이더넷이 차량 백본으로 적합한 이유는 대역폭 뿐만이 아니다. TSN은 gPTP 기반 시간 동기화, 스케줄드 트래픽, 프레임 프리엠션, 신뢰성 향상 기능을 제공해 서로 다른 중요도의 트래픽을 하나의 이더넷 인프라 위에서 통합할 수 있게 한다. AUTOSAR Adaptive Platform 역시 고성능 ECU, 서비스 및 API 중심 인터페이스, 동적 업데이트와 재구성을 지원한다. 결국 미래 차량 네트워크에서는 PHY 속도와 소프트웨어 플랫폼이 분리될 수 없으며, Ethernet-TSN-AUTOSAR 조합이 중심축이 된다.


다만 서비스 지향 통신은 새로운 공격면과 감시·탐지 요구도 만든다. 최근 SOME/IP 기반 차량 내 트래픽 연구는 Ethernet과 서비스 지향 미들웨어가 유연성을 높이는 동시에 기능 안전과 사이버 보안을 함께 고려해야 함을 보여준다. 이에 따라 UNECE R155의 CSMS(Cybersecurity Management System), R156의 SUMS(Software Update Management System), ISO 24089의 소프트웨어 업데이트 엔지니어링 요구사항은 네트워크 설계의 필수 조건이 되었다. ISO 24089는 차량, ECU, 인프라, 업데이트 패키지 조립·배포를 다루며, R155와 R156은 개발·생산·운행 단계 전반의 보안 및 OTA 업데이트 관리체계를 요구한다.3


P802.3dm도 주목할 만하다. 기존 Ethernet은 대칭 양방향 링크에 강하지만, 카메라 링크는 고속 데이터 방향과 저속 제어 방향이 결합된 비대칭 구조가 많다. P802.3dm은 IEEE 802.3 프레임 형식을 유지하면서 Balanced-pair 및 Unbalanced coaxial cabling에서 한 방향 2.5/5/10Gbps, 반대 방향 100Mbps를 목표로 하며, 자동차 EMC/온도 환경, Power delivery, 빠른 Startup, 15m 이상 Reach를 고려한다. 이는 SerDes 영역으로 여겨졌던 Camera edge connectivity 일부를 Ethernet 생태계로 끌어오려 는 시도로 볼 수 있다.


SerDes는 여전히 차량 에지 링크에서 핵심적이다. 카메라와 디스플레이 영역에서는 비디오 친화적 전송, 전력·제어·영상 동시 전달, 긴 케이블 대응이 중요하기 때문이다. GMSL은 15m급 카메라·디스플레이 링크와 Ethernet 터널링까지 포함하는 방향으로 발전했고, GMSL3는 12Gbps급 세대로 설명된다. 동시에 Valens의 MIPI A-PHY 준수 칩셋처럼 개방형 표준 기반 제품도 상용화되고 있어, 에지 링크 영역은 독점 SerDes와 오픈 표준 SerDes가 병존하는 경쟁 구도가 이어질 가능성이 높다.4


이더넷이 중앙 백본망을 통합하는 동안, 비압축 고용량 비디오 데이터를 처리하는 에지 영역에서는 SerDes가 계속 중요한 역할을 한다. SerDes는 복잡한 상위 네트워크 계층과 패킷 오버헤드를 줄이고 비대칭 트래픽 처리에 집중해, 카메라와 디스플레이 데이터를 낮은 지연과 비교적 낮은 비용으로 전송하는 데 적합하다.


과거 SerDes 시장은 Maxim Integrated, 현 ADI의 GMSL과 Texas Instruments의 FPD-Link가 주도했다. 두 기술은 GMSL3와 FPD-Link IV로 발전하며 각각 12Gbps 및 13.5Gbps 수준의 대역폭을 제공한다. 그러나 독점 기술 특성상 완성차 업체의 벤더 종속성, 상호 운용성 한계가 발생했다. 이러한 문제를 해결하기 위해 MIPI A-PHY와 ASA 같은 개방형 차량용 SerDes 표준이 부상하고 있다.


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MIPI A-PHY는 CSI-2와 DSI-2를 추가 브리지 칩 없이 네이티브로 연동할 수 있다는 장점이 있다. A-PHY v2.0은 PAM8 및 PAM16 인코딩을 적용해 다운링크 대역폭을 단일 케이블 기준 기존 16Gbps에서 최대 32Gbps로 높였고, 업링크도 최대 1.6Gbps로 확장했다. 이를 통해 A-PHY 물리 링크 위에서 1Gbps 대칭형 이더넷 채널을 직접 구동할 수 있는 기반이 마련되었다. 개방형 표준의 양산 적용도 시작되고 있다. MIPI 회원사 Velinktech의 A-PHY 자동차용 SerDes 칩셋은 Geely와 Volvo의 합작 브랜드 Lynk & Co 06 모델에 탑재되었다. 이는 특정 기업의 독점 기술이 아닌 개방형 SerDes 표준이 글로벌 완성차의 양산 궤도에 진입한 사례로 평가된다.


BMW 주도로 설립된 ASA 생태계도 발전하고 있다. 2024년 중반 릴리즈된 ASA Motion Link Specification 2.0의 핵심은 ASAMLE(Motion Link Ethernet) 프로토콜이다. 이는 SerDes의 비대칭 직렬화 전송 장점을 유지하면서 상위 계층에서는 이더넷 패킷 캡슐화와 통신을 수용하는 하이브리드 구조다. 이를 통해 카메라 센서 데이터를 중앙 이더넷 백본으로 유입할 때 발생하는 프로토콜 변환 오버헤드와 지연을 줄일 수 있다.


ASA-ML 생태계에서 주목되는 기업 중 하나는 국내 차량용 통신 팹리스 VSI이다. VSI는 ASA 표준 규격을 준수하는 상용 SerDes 칩 VS775를 개발해 16Gbps 전송과 하드웨어 기반 보안 기술 ASAsec를 제시했다. 이후 2024년 Microchip Technology에 인수되었으며, 이는 개방형 SerDes 표준 기술이 대형 반도체 벤더의 제품 로드맵에 편입되고 있음을 보여준다. Microchip은 VSI 기술을 기반으로 AVIVA Links와 ASA-ML 상호 호환성 시연 및 일본 시장용 공동 카메라 개발 플랫폼을 추진하고 있다. NXP는 ASA 기술을 보유한 또 다른 스타트업인 AVIVA Links를 2024년 12월 2억4250만 달러에 인수했다.


Ethernet 영역에서는 Infineon이 2025년 4월 Marvell의 Automotive Ethernet 사업을 약 25억 달러에 인수했으며, NXP는 TTTech Auto를 6.25억 달러에 인수해 Safety-focused middleware를 강화했다. 이는 SDV 시대의 경쟁 단위가 단순 PHY나 스위치 칩을 넘어 네트워크 Silicon과 Safety software stack의 결합으로 확대되고 있음을 보여준다.


결론적으로 미래 차량 네트워크는 한 가지 기술로 전면 통합되지 않는다. 현실적인 대안은 백본(이더넷+TSN), 대용량 에지(SerDes), 저속 차체 제어(CAN/LIN, 10BASE-T1S)가 융합된 하이브리드 아키텍처다. 조날 아키텍처와 SDV 도입이 장기적인 방향이지만 양산은 점진적으로 진행 중이다. 


따라서 향후 핵심 경쟁력은 PHY 속도만이 아니라, 센서부터 AI 처리까지의 종단 간(End-to-end) 지연 시간 관리, 구역별 케이블 비용 및 중량 최적화, 스위치와 원격 진단을 아우르는 보안 확장성, 그리고 사양 변경에 대비한 물리적 대역폭의 충분한 여유 공간(Headroom) 확보 등 균형 잡힌 시스템 설계 능력에 달려 있다.


<참고자료>

1. P. Aberl, S. Haas, and A. Vemuri, How a Zone Architecture Paves the Way to a Fully Software-Defined Vehicle, Texas Instruments White Paper, No. SPRY345C, Rev. C, pp.1-12, 2024.

2. Wikipedia contributors, Single Pair Ethernet, https://de.wikipedia.org/wiki/Single_Pair_Ethernet

3. Q. Liu, X. Li, K. Sun, Y. Li, and Y. Liu, SISSA: Real-time Monitoring of Hardware Functional Safety and Cybersecurity with In-vehicle SOME/IP Ethernet Traffic, arXiv Preprint, No. arXiv:2402.14862, 2024.

4. Wikipedia contributors, Gigabit Multimedia Serial Link, https://en.wikipedia.org/wiki/Gigabit_Multimedia_Serial_Link


* 출처: 한국자동차공학회 제공, 오토저널 2026년 7월호


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