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全面分析车载以太网技术及其标准化

本文摘要:随着汽车电子的日益变得复杂、联网简化和宽带化,车载以太网迎合此发展趋势在车内具备辽阔的发展空间。本文对车载以太网技术,还包括其起源、定义、发展趋势、主要技术以及其标准化的概况展开了全面的分析和讲解。 1.章节 以太网作为一种局域网(LAN)技术自1973年发明者以来,已经历40多年的发展历程,沦为当前应用于尤为广泛的局域网技术。

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随着汽车电子的日益变得复杂、联网简化和宽带化,车载以太网迎合此发展趋势在车内具备辽阔的发展空间。本文对车载以太网技术,还包括其起源、定义、发展趋势、主要技术以及其标准化的概况展开了全面的分析和讲解。  1.章节  以太网作为一种局域网(LAN)技术自1973年发明者以来,已经历40多年的发展历程,沦为当前应用于尤为广泛的局域网技术。

以太网主要由IEEE802.3工作组负责管理标准化,以太网从最初反对10Mbit/s的吞吐量开始,经过大大的发展,反对较慢以太网(100Mbit/s)、千兆以太网(1Gbit/s)、万兆以太网(10Gbit/s)及100Gbit/s。同时,为了适应环境应用于的多样化,以太网速率超越了以10倍为一级来提高的惯例,开始反对2.5、5、25及400Gbit/s的速率。以太网技术不仅反对双绞线的铜线传输介质,也反对光纤传输。随着城域以太网论坛(MEF)大大将以太网技术作为互相交换技术和传输技术普遍应用于城域网建设,以太网早已某种程度局限于局域网应用于,可以更加普遍地应用于到城域网(MAN)和广域网(WAN)的领域。

  在转入汽车领域之前,以太网早已取得了普遍的应用于,同时还具备技术成熟期、高度标准化、比特率低以及低成本等优势。随着近年来汽车电子化的较慢发展,车内电子产品数量大幅减少,复杂性日益提升。

以太网所具备的技术优势可以很好地符合汽车制造商对车内互联网络的市场需求。但由于车内电磁兼容的严格要求,以太网直到近些年才获得了技术突破从而以求应用于到汽车内。  目前,主流的车载以太网的技术标准是基于博通公司的BroadR-Reach(BRR)技术,IEEE早已已完成对100Mbit/s车载以太网技术的标准化,正在对1Gbit/s传输速度的车载以太网展开标准化。

车载以太网在车内将主要应用于在对比特率市场需求较高的系统上(闻图1),如高级驾驶员辅助系统(ADAS)、车载诊断系统(OBD)以及车载信息娱乐系统等。与传统的车载网络有所不同,车载以太网可以获取比特率密集型应用于所需的更高数据传输能力,未来其将在车内具备普遍的应用于前景。  2.车载以太网技术  2.1什么是车载以太网  车载以太网是一种用以太网相连车内电子单元的新型局域网技术。

与普通的以太网用于4对非屏蔽双绞线(UTP)电缆有所不同,车载以太网在单对非屏蔽双绞线上可实现100Mbit/s甚至1Gbit/s的数据传输速率,同时还不应符合汽车行业对高可靠性、较低电磁辐射、低功耗、比特率分配、较低延后以及实时实时性等方面的拒绝。  车载以太网的物理层使用了博通公司的BroadR-Reach技术,BroadR-Reach的物理层(PHY)技术早已由单线对以太网联盟(One-pairEthernetAlliance,OPEN)标准化,因此有时也称之为车载以太网为BroadR-Reach(BRR)或OABR(OpenAllianceBroadR-Reach)。  车载以太网的MAC层使用IEEE802.3的接口标准,需要做到任何兼容才可无缝反对普遍用于的高层网络协议(如TCP/IP)。

  2.2车载以太网主要技术  车载以太网及其反对的上层协议的技术架构如图2右图。车载以太网主要牵涉到OSI的1、2层技术,本文分别讲解车载以太网各主要技术。

  (1)物理层PHY  车载以太网用于单对非屏蔽电缆以及更加小型灵活的连接器,用于非屏蔽双绞线时可反对15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可反对40m),这种优化处置使车载以太网可符合车载EMC拒绝。100M车载以太网的PHY使用了1G以太网的技术,通过用于Echo抵销在单线对上构建双向通信。车载以太网的物理层与标准的100BASE-TX的物理层主要区别有:  ●与100BASE-TX所用于的扰频器比起,车载以太网数字信号处理器(DSP)使用了高度优化的扰频器,可以更佳地分离出来信号,比100BASE-TX系由的频谱效率更高。  ●车载以太网的信号比特率为66.7MHz,只有100BASE-TX系统的一半。

较低的信号比特率可以提高脉冲损耗,增加串扰,并保证车载以太网可符合汽车电磁辐射标准拒绝。  (2)一对数据线供电PoDL  以太网供电PoE技术是2003年发售的,可通过标准的以太网线缆获取15.4W的供电功率。在一条电缆上同时反对供电与数据传输,对更进一步增加车上电缆的重量和成本很有意义。


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