以太网系列之“汽车以太网”

随着汽车内部越来越多的设备加入，车载系统的互联需求也越来越大，从LIN、J1850到VAN、CAN、FlexRay、TTCAN、MOST、IEEE1394等等，再到目前比较主流的车汽车以太网（10BASE-T1S、100BASE-T1、1000BASE-T1），本文主要介绍汽车以太网的相关标准及差异，汽车以太网的硬件设计等。

1、名词解释

下面介绍几个和汽车以太网相关的名词：

10BASE-T1S：也叫10SPE(10 Mbps Single Pair Ethernet)，IEEE组织对于传输速度为10Mbps的汽车以太网物理层的正式命名。
100BASE-T1：IEEE组织对于传输速度为100Mbps的汽车以太网物理层的正式命名。
1000BASE-T1：IEEE组织对于传输速度为1000Mbps的汽车以太网物理层的正式命名。
OABR：OPEN Alliance BroadR-Reach，在早期IEEE接手汽车以太网标准制定之前，OPEN(One Pair Ethernet Network) Alliance和Broadcom公司对于100Mbps汽车以太网物理层的命名，可以认为完全等同于100BASE-T1，这里BroadR-Reach是Broadcom公司针对自己汽车以太网产品的专用商标。因此可以认为100BASE-T1=OABR=BroadR-Reach，都是针对100Mbps汽车以太网物理层的命名。
IEEE802.3："IEEE"中专门负责以太网物理层和链路层标准制定的工作组，定制出的各种标准命名为IEEE802.3xx。其中与汽车以太网相关的标准有下面几个：
IEEE 802.3cg：指的就是10BASE-T1S的相关标准，是用一对双绞线传输的10Mbps汽车以太网。
IEEE802.3bw：指的就是100BASE-T1的相关标准，是用一对双绞线传输的100Mbps汽车以太网。
IEEE802.3bp：指的就是1000BASE-T1的相关标准，是用一对双绞线传输的1000Mbps汽车以太网。

2、汽车以太网简介

汽车以太网使用单对非屏蔽电缆以及更小型紧凑的连接器，使用非屏蔽双绞线时可支持15m的传输距离(对于屏蔽双绞线可支持40m)，这种优化处理使汽车以太网可满足汽车EMC要求。100M汽车以太网的PHY采用了1G以太网的技术，可通过使用回声抵消在单线对上实现双向通信。

汽车以太网的技术标准是基于单对双绞线以太网的BroadR-Reach（BRR）或OABR（OPEN Alliance BroadR-Reach）技术。

OPEN联盟是由博通、宝马和哈曼这几家公司在2011年创建，现在发展到300多家会员。博通将其BroadR-Reach专利汽车以太网技术免费放在这个联盟里，联盟里的任何会员都可以免费下载和使用。2013年，第一台采用汽车以太网的汽车——宝马X5（四个摄像头拼接的环视）量产。2014年，IEEE出了新的规范802.3 100BASE-T1（802.3 100BASE-T是传统以太网规范，1代表1对线），和OPEN联盟中的规范完全一样，这意味着BroadR-Reach成为了真正的国际标准。

100M汽车以太网（100Base-T1，IEEE 802.3bw）的物理层与标准的100BASE-TX的物理层主要区别如下：

与100BASE-TX所使用的扰频器相比，汽车以太网数字信号处理器（DSP）采用了高度优化的扰频器，可以更好地分离信号，比100BASE-TX系的频谱效率更高；
汽车以太网的信号带宽为66.7MHz，只有100BASE-TX系统的一半。较低的信号带宽可以改善回波损耗，减少串扰，并确保汽车以太网可满足汽车电磁辐射标准要求；
汽车以太网的MAC层采用IEEE 802.3的接口标准，无需做任何适配即可无缝支持广泛使用的高层网络协议（如TCP/IP）。

100Base-T1是IEEE针对100Mb/s汽车以太网的规范，也可以将其称为IEEE802.3bw，这两个名称指的是相同的规范。“-T1”后缀是一个重要的区别，让您知道是指汽车以太网，它与普通100Base-T不同。

“-T1”规范可与Open Alliance BroadR-Reach互操作，它们几乎相同（名称通常可互换使用），但有两个的小的差异，100Base-T1和BroadR-Reach的差异如下：