你了解车载以太网吗?车载以太网将称霸车载网络!

以太网是一种计算机局域网技术，大家对于以太网应该也具备最基本的认识。为增进大家对以太网的认识，本文将对以太网中的车载以太网予以介绍。通过本文，你将对车载以太网以及车载以太网在汽车中的应用有所了解。如果你对以太网具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、车载以太网

传统以太网协议由于采用的是载波监听多路访问及冲突检测技术。因此，在数据包延时、排序和可靠性上达不到车载网络实时性要求，所以，常见的车载局域网仍是基于CAN的实时现场总线协议。但随着汽车电子技术的爆发式发展，ECU数量不断增长，影音娱乐信号也纳入车内通信，这使得高实时、低带宽的传统车载总线开始不适应汽车电 子发展趋势。

国际电子电气工程师协会(IEEE)经过长期研究在2016年批准了第一个车载以太网标准 “100BASE-T1”，其基于博通公司的BroadR.Reach 解决方案，在物理层用单对非屏蔽双绞线电缆，采用更加优化的扰码算法来减弱信号相关性增加实时性，可在车内提供100Mbps高实时带宽。

高速以太网在汽车干扰环境下的通信质量是 需要重点考查的问题。特别对于100BASE.T1网络采用的是非屏蔽的电缆，更容易受到电流浪涌、电磁干扰的影响，导致其性能不稳定甚至功能失效。有基于以太网物理层的一致性测试方法，用于测试信号发射设备的回波损耗、定时抖动和最大输出跌落等性能;RFC2544标准提供了以太网时延、吞吐量和丢包率等主要性能指标的测试方法; 但这些常见方法都是基于传统以太网，不支持 100BASE-TI车载以太网，并且没有考虑到车载环境的干扰特征。

二、以太网逐步渗透车载网络

经过多年发展，车载网络已形成以 CAN 总线为主流，多种总线技术并存的解决方案。目前车辆使用的总线技术有 CAN、LIN、FlexRay、MOST、LVDS 及车载以太网等，主要以 CAN 总线为主，LIN总线为辅。CAN 主要用于车上控制数据的传输，是现役车载网络应用最为广泛的标准协议;LIN 是一种低成本通用串行总线，为 CAN 总线提供辅助功能，主要用于汽车内的车门、天窗、座椅控制等，CAN、LIN的成本和传输速率较低。FlexRay 是继 CAN 和 LIN 之后的新一代汽车控制总线技术，与CAN 相比拥有更高的带宽，但需加入标准组织、成本较高，主要适用于中高端车中的线控系统;MOST 在车载多媒体数据传输的应用较多，但由于供应商单一、基础开发成本较高。LVDS 是一种低压差分信号技术接口，在汽车领域主要用于显示屏和摄像头之间的图像数据信号传输。

车载以太网提供高带宽和轻量化线束、性价比较高，将成为下一代汽车网络的关键技术。由于CAN总线只能实现半双工通讯，且传输速度较低，不符合汽车智能化、网联化趋势下对实时高速双向数据交互的需求。随着近年来汽车电子化浪潮的快速发展，汽车内部电子电气元器件的数量和复杂度大幅提升，单车ECU 数量已逐渐从 20-30 个发展到 100 多个，部分车辆线束长度已高达 2.5 英里，传统分布式架构已经不能满足汽车智能化时代的发展需求，所以车载网络转向域控制和集中控制的趋势越来越明显，车内通信架构将逐渐向以太网升级。与传统的车载网络不同，车载以太网可以提供带宽密集型应用所需的更高数据传输能力，同时其技术优势可以很好地满足汽车高可靠性、低电磁辐射、低功耗、带宽分配、低延迟、轻量化等方面的要求，将成为下一代汽车网络的关键技术。

车载以太网具有规模经济性和互操作性，主要使用铜双绞线传输。根据Ethernet Alliance 在2020年的预测，2021 年全球将有超过 1 亿辆汽车搭载以太网端口，部署的全部车载以太网端口将多达5 亿个。车载以太网具有规模经济性和互操作性，可以同时提供数据和电力传输，极大程度上降低车辆的成本和重量，是以太网近年来的主要发展趋势之一。在传输介质方面，车载以太网主要使用铜双绞线，由于铜双绞线机械强度好、耐候性强、弯曲半径小，同时无需光电转换设备即可直接使用，因而成为数据传输“最后一百米”的最优解决方案。根据以太网联盟数据，目前基于铜介质的以太网传输速率主要介于10Mbit/s 至10Gbit/s之间，随着终端形态和数据类型的不断丰富，数据总量和传输要求不断攀升到新的量级，未来基于铜介质的以太网将不断向更高传输速率演进。

千兆以太网是高速网络技术的首选，车载以太网将从智能座舱等局部应用，逐步拓展成为车内通信主干网络。车载以太网是目前各类总线中传输速率最快的通信方案。随着汽车智能化发展，车载以太网技术有望率先应用于智能驾驶及智能座舱，并在未来实现对整车现有车内通信技术的逐步替代。车载以太网的发展主要可分为三个阶段。第一阶段为面向车载诊断系统和 ECU 软件刷新的 DoIP 协议的推广运用，以及使用 IP 摄像头的驾驶辅助系统;第二阶段将几个子系统整合，面向车载智能座舱和智能辅助驾驶的推广应用，如将多媒体，驾驶辅助和诊断界面结合在一起;第三阶段将使用以太网作为车载主干网络，集成动力总成、底盘和车身控制、智能座舱等，形成一个跨域汽车网络，并逐步引入 TSN 等新一代以太网技术。

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