什么是汽车以太网？

CAN 总线最有前途的继任者之一是汽车以太网，它是无处不在的 802.3 以太网标准家族的一个变体，专门为汽车环境而改编。其中最重要的要求之一是使用一种线路编码方案，该方案几乎不受汽车环境中许多部分存在的高水平电磁干扰（EMI）的影响。

此外，它必须支持通过一根双绞线进行通信，以最大限度地减少网络线束的重量。同样重要的是，收发器电子设备以及它们通信所使用的布线必须在 ISO 16750-4 和 AEC-Q100 标准规定的整个温度范围内（通常为 - 40 至 125°C）完美运行。

为了满足重量要求，所有汽车以太网变体都基于一根双绞线，用于支持同时发送和接收操作，也称为全双工模式。消除第二对导线可以使车辆的电缆线束重量减轻多达 30%，尽管它确实有一个潜在的缺点：大多数版本的汽车以太网的最大电缆长度限制为仅 15 米，不过这对于几乎所有汽车应用来说已经足够了（图 5）。

比较汽车以太网和标准以太网的布线要求

按照 IEEE 的命名规则，所有基于单根双绞线物理层的汽车以太网变体的通用名称都包含 “-T1” 后缀，从最初的 802.3bw（100Base-T1）接口开始。自推出以来，该标准已扩展到包括 802.3bp（1000Base-T1）以及 802.3.cg（10Base-T1S）。使用 802.3ch（2.5/5/10 Gbase-T1）标准甚至可以实现更快的数据速率，但对于超过 5 Gb/s 的速度，它需要使用屏蔽双绞线电缆，以最大限度地减少 EMI 问题（见表格）。

汽车以太网数据速率和特性

100Base-T1 和 1000Base-T1 版本的汽车以太网都采用三级脉冲幅度调制（PAM-3）调制，其中每个传输的符号由三个电压电平之一表示。这种信令方法能够在每个时钟周期传输 1.5 位，并与双电平信号相比，在相同波特率下提高了吞吐量。其他以超过 1 Gb/s 的速度传输的 XXBase-T1 以太网标准使用 PAM4 信令（即具有四个逻辑电平），这以降低噪声容限为代价提高了吞吐量

100Base-T1 和 1000-Base-T1 汽车以太网使用 PAM3 信令方案，该方案定义了三个级别，分别指定为逻辑 - 1、0 或 + 1

对于需要更长电缆长度的应用，IEEE 推出了 802.3cz。它是一种光物理层，支持 2.5/5/10/25/50 Gb/s 的数据速率，使用渐变折射率玻璃光纤时传输距离可达 40 米。

为了进一步减少车辆中所需的布线量，汽车以太网支持 IEEE -801.3bu，这是以太网供电（PoE）技术的一种新变体。IEEE 801.3bu—1-Pair Power over Data Lines（PoDL）工作组已成功推出了一项标准，只需对现有 PoE 标准进行微小修改，即可支持通过单根双绞线进行 PoE 供电。

汽车以太网实现极致实时性能

除了原始速度之外，汽车以太网标准还纳入了多种机制，以支持车辆内精确的实时功能：

1. IEEE 802.1AS（桥接局域网中对时间敏感应用的定时和同步）标准用于支持需要对多个传感器同时采样或知道测量时间的算法。它能够以亚微秒精度在不同节点进行同步测量。

2. 时间触发以太网支持需要单微秒通信延迟的控制功能。IEEE 802.3br 标准创建了一个系统，在该系统中，高优先级数据包（称为快速数据包）无需等待现有数据包传输完成，而是可以暂时中断现有数据包以立即传递。

3. 音视频桥接（AV Bridging）为汽车以太网提供了一个由两部分组成的机制，用于从摄像头和其他传感器流式传输数据包，且不受干扰并尽可能减少延迟。802.1Qat（流预留）是一种简单的预留协议，用于通知共享数据路径中的各种网络元素预留支持特定流所需的资源。801.1Qav（AV 桥接的排队和转发）定义了必要的规则，以确保 AV 流能够在预留中指定的延迟内通过网络。

汽车以太网MuLti-G产品测试要求

从 CAN 总线向汽车以太网过渡

尽管在未来十年中，CAN 总线可能在数字汽车系统中继续发挥重要作用，但汽车以太网卓越的速度以及支持精确的时间关键型通信的能力，最终将在大多数应用中取代它。在驾驶辅助和自动驾驶系统中尤其如此，在这些系统中，速度和可预测的响应时间至关重要。

在过渡期间，制造商将能够部署混合架构，使用网关节设备将 CAN 消息转换为以太网消息，可以使用 UDP 或 IEEE 1722 作为封装格式。这意味着原始设备制造商（OEM）可以过渡到基于以太网的网络，并且仍然能够连接到传统的 CAN 电子控制单元。

【重磅预告】由线缆朋友圈主办的2025消费电子线材创新技术峰会将于2025年6月6日在东莞松山湖盛大启幕！本次峰会联合多家权威行业协会及产业链头部企业，聚焦线材行业前沿趋势，深度解读最新技术标准与创新应用。参会嘉宾可现场免费领取《2025全球线缆技术黄页大全》（限量版），更有产学研专家面对面交流机会。席位有限，速戳报名二维码注册锁定参会资格！

本次会议已经邀请到GPMI接口参与方之一的企业嘉宾来现场解读规格参数

识别二维码，“码”上报名

平台参与近期的会议汇总

更多关于最新的线缆行业发展讯息，请关注我们的微信公众号！我们将第一时间搜寻到行业前沿讯息和您一起分享！不做盈利用途，文中观点都是基于公开数据及信息，仅供交流，不构成投资建议!