车载以太网 - 物理层

OSI模型与车载以太网对应关系

OSI标准模型:

        l、物理层

        II、数据链路层

        lll、网络层

        IV、传输层

        V、会话层

        VI、表示层

        VII、应用层

        车载以太网的OSI 参考模型如图所示，该模型中没有对5-7层进行严格的区分；比如SOME/IP、DolP、XCP等协议则是将5、6、7层描述为应用层:另有类似AVB/TSN协议，用于支持低延迟和高质量的流数据传专输;由于数据不会跨网络边界传输，因此至少在汽车中，可以不使用IP、TCP和UDP协议，AVB/TSN协议直接基于以太网之上

广义和狭义以太网的物理层定义：

1. 狭义上的Ethemet，包含最下方两层通信协议，物理层和数据链路层
2. 广义上的Ethernet，还包含上方的网络层、传输层、应用层对应的协议:
3. 以及直接基于数据链路层的AVB/TSN等等

        不同的物理层实现技术也意味着，不同的数字信号/物理信号间的转换规则、物理信号的传输规则和两个以太网设备的连接方式，目前在车载以太网应用中，主要的物理层技术包括:100Base-T1和1000Base-T1。

传统以太网和车载以太网:

车载以太网技术

100Base-T1和1000Base-T1

在一对双绞线上实现全双工通信，同样应用了“回波消除技术”

传统工业以太网技术

100Base-Tx和1000Base-T

接口：标准RJ45连接器:

        100Base-Tx，支持百兆通信，使用2对双绞线两对双绞线，分别是单工的形式，也就是一对用于发送，一对用于接收，两对双绞线共同实现全双工通信。

        1000Base-T，支持千兆通信，使用4对双绞线，每一对双绞线都可以实现全双工的通信， 也就是两个相互连接的节点可以同时在四个通道上进行发送和接收这里应用了"回波消除法"来实现在每1对双绞线上的全双工通信。

        直观的比较可以看出100Base-T1/1000Base-T1 较传统以太网而言，减少了线束数量同时又可满足EMC测试标准，所以车内通信普遍使用 100Base-T1、1000Base-T1技术。

车载以太网通信的拓扑网络

        如果是连接两个以上的节点,就需要使用到交换机作为连接设备车载以太网仅支持点对点的拓扑结构如果只有两个节点需要通信,可以将这两个节点进行直连交换机也可以负责报文的转发如果是大型复杂的拓扑网络也可以通过交换机的级联进行网络搭建

VectorVN5000设备

连接器方面老款 VN5000 设备VN5610A/VN5640，100Base-T1采用 DB9新的VN5000系列设备采用新的iXindustrial接口。

 

Vector VN5000设备也可选配其他几类连接头包括：H-MTD、HSD、MATEet、DSUB9、RJ45。

包括VN5240、VN5430、VN5620、VN5650和VT6306。

其中VN5240VN5650更适于在车内测试时使用便于固定和安装。

其中VN5640和VN5610已经停产，可支持 Channel-Based的配置方法。

如果进行TC8测试时涉及物理层故障注入可选用VT6306搭配VT 系统来实现。

回波消除法

        回波消除法(echo cancellation technique)克服二线全双工数字传输造成回波的一种技术. 它的基本原理是:建立对回波波形(参数)的估值，并把它从接收信号中减掉，达到消除回波的目的.对回波波形的估值可采用横向滤波器.它能产生一个与回波信号大小相等而极性相反的回波信号，用以抵消接收信号中的回波信号，从而达到无回波干扰接收之目的。