车载以太网及其常见结构-电子工程专辑

车载以太网及其常见结构

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随着新一轮科技革命和产业变革的到来，汽车工业进一步向轻量化、智能化和网联化方向转型升级和发展，车载以太网可提供最佳成本效益比的智能互联解决方案。

车载以太网是一种连接车内电子单元的新型局域网技术，在单对非屏蔽双绞线上可实现 100 Mbit/s 甚至 1 Gbit/s 的数据传输速率，同时满足汽车行业高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟以及同步实时性等方面的要求。

一、车载以太网基本技术的原理是什么？

车载以太网技术是在我们消费领域的以太网技术上发展过来的，是在物理层进行了优化以适应汽车电子要求的一种技术。 我们常用的以太网和车载以太网主要是在物理层不同，基本架构依然是MAC+PHY芯片+传输链路。主要有100M和1G两种标准。对于100M车载以太网在PHY层主要有两个规范：BroadR-Reach和100Base-T1，两者都是明确为汽车应用设计的，并且它们之间有很多重叠。而1000Base-T1这是千兆车载以太网的物理层技术标准。100Base-T1最显著的特点就是使用单对差分线实现数据传输，从成本上来说降低了线束的成本和重量。

二、车载以太网的优势有哪些？

车载以太网拥有的优势众多，其中最重要的优势集中于在数据传输速度、数据传输安全和可靠性三方面。

(1) 传输速度

车载以太网的速率最高可达1000Mbps，超过IEEE802.3u标准提出的千兆以太网100Mbps，支持1000Mbps局域网拓扑，数据传输速度快，具有可拓展性，满足物联网应用要求。

(2) 数据传输安全

车载以太网通过支持ARP、媒体访问控制（MAC）地址防嗅，主动监控（AIM）和安全传输模型（STM）的抗干扰机制，确保网络数据传输安全性高，可以有效防止侦察、拒绝服务攻击和木马病毒攻击等安全威胁。

(3) 可靠性

车载以太网使用专用以太网技术传输，可以将复杂的网络结构转换为简单的以太网拓扑，减少可靠性问题影响，在高速行驶环境中提供更可靠的连接。

三、汽车以太网电缆（不含连接器）的技术要求

OPEN联盟规范(TC2 100Mbps, TC9 1000Mbps)非常清楚地描述了汽车以太网电缆（不含连接)的要求。OPEN联盟已经定义了所需电缆的基本要求- 相关性能参数(具体值基于不同的目标速率)：

阻抗 Z —> 不同公差范围的标称100Ohm

插入损耗 IL —>不同速率水平的平滑的曲线- 取决于频率

回波损耗RL —> 根据不同频率的速率要求

平衡性能 LCL1和LCTL2 —> 速率和电缆设计取决于不同频率的要求

耦合衰减 —> 仅适用于屏蔽电缆

四、车载以太网线缆常见的三种结构

单对以太网 (SPE)是一种通过一对铜线提供以太网传输的技术，同时还通过数据线供电 (PoDL) 向连接的设备传输电力。

两对双绞线 OBD对外通信通常使用的是3、11、12、13 这四个引脚，外加一个引脚8做DOIP激活，在这里面，用于数据传输的是3、11、12、13，这四个引脚用了两对双绞线，这四根线跟外部网线中四根进行连接，从而实现跟诊断仪或PCG进行数据传输。

四对双绞线(线序分T568A和T568B)上图是常见的网线，网线的采用四对双绞线，一般一百兆网络的话会用到里面1，2，3，6四根。OBD口的四个引脚要跟网线里某四根线进行一一匹配才能进行车外通信。

来源:启威测实验室

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