用以太網(wǎng)提供車載連接，BroadR-Reach以太網(wǎng)勢不可擋

　　隨著技術(shù)的進步，消費者日益注重駕駛的連接性體驗，結(jié)果就是，車載電子產(chǎn)品的數(shù)量和復(fù)雜性日益增長。如今，車載應(yīng)用日益復(fù)雜和多樣化，比如碰撞警告、舒適度控制、信息娛樂系統(tǒng)以及高級駕駛輔助功能等等，而車載網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部以及車載網(wǎng)絡(luò)之間保持連接所需要的帶寬也日益增長。

　　由于車載電子設(shè)備的數(shù)量和復(fù)雜性顯著增加，對低成本、高傳輸速率和高帶寬網(wǎng)絡(luò)解決方案的需求呈上升趨勢?，F(xiàn)有的汽車通訊技術(shù)，如面向媒體的系統(tǒng)傳輸（MOST）和低電壓差分信號（LVDS）技術(shù)已不能滿足這些需求，因為這些技術(shù)沒有可擴展性，不能為新增加的服務(wù)和應(yīng)用提供支持。而另一方面，基于以太網(wǎng)的通信技術(shù)則是一個符合成本效益和可擴展的解決方案，能夠支持多個系統(tǒng)和設(shè)備，提供高數(shù)據(jù)傳輸速率，并且每個端口都擁有自己專屬的帶寬。

　　單對絞線車載以太網(wǎng)使用非屏蔽雙絞線（UTP）電纜，數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到100Mbps。這是一種相對較新的以太網(wǎng)技術(shù)，可以滿足車載網(wǎng)絡(luò)在高可靠性、低電磁輻射和低功耗方面的需求。使用單對非屏蔽電纜以及更小和更緊湊的連接器，可以減少高達80％的連接成本和高達30％的布線重量。

　　與100BASE-TX半雙工技術(shù)不同，單對絞線車載以太網(wǎng)可以在單對絞線上實現(xiàn)同時發(fā)送和接收（即全雙工）操作。為簡單起見，單對絞線車載以太網(wǎng)以下稱為車載以太網(wǎng)。與100BASE-TX所使用的擾頻器相比，車載以太網(wǎng)數(shù)字信號處理器（DSP）采用了高度優(yōu)化的擾頻器，可以更好地分離信號，為汽車應(yīng)用提供了強大和高效率的信令方案，比100BASE-TX系統(tǒng)的頻譜效率更高。這使得車載以太網(wǎng)的信號帶寬被限制在33.3MHz，只有100BASE-TX系統(tǒng)的一半。較低的信號帶寬可以改善回波損耗，減少串?dāng)_，并確保車載以太網(wǎng)符合汽車電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)。

　　

　　圖1 什么是BroadR-Reach®以太網(wǎng)？

　　圖1告訴我們什么是BroadR-Reach®以太網(wǎng)，關(guān)于BroadR-Reach®以太網(wǎng)，需要注意以下幾點：

　?。?）BroadR-Reach的物理層（ PHY）已經(jīng)被單對絞線以太網(wǎng)開放聯(lián)盟（One-Pair Ethernet Alliance（ OPEN））標(biāo)準(zhǔn)化，在一對非屏蔽雙絞線（UTP）上能夠進行雙向傳輸。

　?。?）BroadR-Reach車載網(wǎng)絡(luò)的物理層

　　利用了成熟的IEEE標(biāo)準(zhǔn)BASE-T PHYs技術(shù)；支持車載網(wǎng)絡(luò)單對絞線布線；具有較短的信道到達目標(biāo)（在UTP上為15米）；進行了優(yōu)化處理以滿足車載EMC要求。

　?。?）保持標(biāo)準(zhǔn)的IEEE MAC 接口：可以為更高層的以太網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)提供直接支持。

　　單對絞線車載以太網(wǎng)支持汽車電纜診斷（ACD）功能，這項功能對于車載以太網(wǎng)連接實現(xiàn)高度可靠至關(guān)重要。 ACD可以通過分析反射信號的幅度和延遲來檢測電纜的故障位置。由于車載設(shè)備是由電池供電，不需要進行高電壓隔離，因而在輸出端采用了交流耦合電容，而不是像標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)應(yīng)用那樣采用變壓器。

　　隨著對車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需求的不斷增加，促使行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者加速以太網(wǎng)平臺的標(biāo)準(zhǔn)化工作，盡早推出具有開放性和可以廣泛部署的技術(shù)，以便在成本、性能、可用性以及技術(shù)集成等方面獲得收益。

　　2011年11月初，博通、飛思卡爾、哈曼集團以及恩智浦半導(dǎo)體公司宣布成立一個特別興趣小組（SIG），以推動單對非屏蔽絞線以太網(wǎng)車載連接技術(shù)的大規(guī)模采用。該興趣小組與寶馬和現(xiàn)代汽車公司合作，共同制定了單對絞線開放聯(lián)盟SIG標(biāo)準(zhǔn)，以滿足汽車行業(yè)對安全性、舒適性和信息娛樂等方面的更高要求，同時大幅降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和布線成本。博通公司BroadR-Reach®技術(shù)的普及，為新制定的SIG開放標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

　　

　　圖2 以太網(wǎng)物理層（PHY）的演進：隨著數(shù)據(jù)速率的增加，以太網(wǎng)物理層必須采用更加先進的技術(shù)，以便可以在無屏蔽雙絞線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速正常傳輸