第五章 车载以太网【车载网络及信息技术】
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• 7） 媒介访问方式为CSMA / CD（载波侦听多路访问冲突检 测），原理简单，技术易实现，网络中各工作站地位平等， 不需集中或优先级控制；
• 8） 传输速度为10 Mbps，100 Mbps或以上，目前千兆以太 网和万兆以太网已经投入使用；
• 9） EMC性能——可以根据不同的实际应用情况进行设计， 以满足OEM的EMC要求。
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建立车载以太网规范总体上可归纳为两种基本做法
• 一种做法是保持以太网协议不变，只根据汽车环境的要 求提出特定的物理层规范，这种网络规范一般只用于传 输非实时性数据；
• 一种做法是根据汽车上网络通信对实时性和不同数据类 型传输的需求，保持基本特征不变，调整以太网协议以 更好满足车载系统通信功能的需求；这种车载以太网能 支持车上各种类型的数据传输。
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第一节 以太网简介
以太网基本特性： 1） 适用IEEE802.3 规范； 2） 数据以包的形式发送； 3） 主要是基带信号传输（数字）； 4） 每个端口4对的结构化布线（5类，5E） 5） 电缆类型为同轴电缆、双绞线以及光纤等 6） 网络拓扑结构比较成熟，并且相对更加多
样；
10
第一节 以太网简介
第五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 车载以太网
• 车载通信技术的发展是从串行通信，到工业总线，再到 总线网络。随着车载电子控制和信息装置的增加以及信 息服务需求的不断增加，更高级的计算机网络的应用是 必然的。
• 多媒体、电子地图、INTERNET网络信息等在车上的应用 • 在车上使用以太网，并对其适当修改，既要保持以太网
的优势特点，又要满足车辆环境的要求，这就是所谓车 载以太网
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第一节 以太网简介
千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z和 IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了使用光纤和短程铜线 为介质的标准。IEEE802.3ab制定了使用五类双绞线 介质长距离连接的标准。
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表5-1：车载网络性能对比
表 5-1 车载网络性能对比
帧数据
网络标准 带宽
触发方式 成本
（字节）
CAN 1Mbit/s
8
事件触发 低
LIN 20kbit/s
8
事件触发 低
TTP/C 10 Mbit/s
128 时间触发 高
FlexRay 10 Mbit/s
254 时间触发 中
LVDS 1.923Gbit/s
2015
2020
CAN、FlexRay
CAN、FlexRay
CAN、LIN
CAN
CAN 、 Ethernet 、 MOST150
CAN、 FlexRay
CAN、 Ethernet
CAN 、 FlexRay 、 Ethernet
LVDS 、 Ethernet 、 MOST150 CAN 、Ethernet
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第一节 以太网简介
2. 快速以太网 • 00Mbps快速以太网标准分为：100BASE－TX 、100BASE－FX、
100BASE－T4三个子类。 3. 千兆以太网 • 千兆以太网作为最新的高速以太网技术，采用了与10M以
太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方 式、数据流模式以及网络布线系统。
事件触发 低
MOST 150 Mbit/s 3072 时间触发 中
Ethernet 1 Gbit/s
1500 事件触发 低
AVB 100 Mbit/s 1500 事件触发 高
TT Ethernet 1Gb/s 1518 时间触发 高
说明
控制系统 控制系统 控制系统 控制系统
图像 多媒体系统 多媒体系统 多媒体系统 控制、多媒体
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第一节 以太网简介
➢二、以太网的分类与发展 • 1. 标准以太网 • 早期以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测
的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。这种早期的 10Mbps以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴 电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等 多种传输介质进行连接。
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车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
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表5-2：车载以太网络使用情况
动力传动系统 车身系统 车本身 功 能 需 信息娱乐系统 求 运行控制及安全系统
2010 CAN、FlexRay CAN、LIN CAN、MOST25/50
CAN、FlexRay
车载其 他应用 需求
图像装置
故障诊断 车载骨干数据网络
LVDS CAN、Ethernet
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表5-3 千兆以太网支持的网络类型
传输介质 1000Base－CX Copper STP 1000Base－T Copper Cat 5 UTP 1000Base－SX Multi-mode Fiber 1000Base－LX Single-mode Fiber
距离 25m 100m 500m 3000m
Ethernet Ethernet
Ethernet
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图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
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第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
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第一节 以太网简介
• IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层 协议的内容，只定义了OSI网络模型的第一层和第二层。
• 常见的IEEE802.3应用模式有： • 1） 10M: 10base-T （铜线UTP模式）； • 2） 100M: 100base-TX （铜线UTP模式）； • 3） 100base-FX（光纤线）； • 4） 1000M: 1000base-T（铜线UTP模式）。
• 8） 传输速度为10 Mbps，100 Mbps或以上，目前千兆以太 网和万兆以太网已经投入使用；
• 9） EMC性能——可以根据不同的实际应用情况进行设计， 以满足OEM的EMC要求。
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建立车载以太网规范总体上可归纳为两种基本做法
• 一种做法是保持以太网协议不变，只根据汽车环境的要 求提出特定的物理层规范，这种网络规范一般只用于传 输非实时性数据；
• 一种做法是根据汽车上网络通信对实时性和不同数据类 型传输的需求，保持基本特征不变，调整以太网协议以 更好满足车载系统通信功能的需求；这种车载以太网能 支持车上各种类型的数据传输。
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第一节 以太网简介
以太网基本特性： 1） 适用IEEE802.3 规范； 2） 数据以包的形式发送； 3） 主要是基带信号传输（数字）； 4） 每个端口4对的结构化布线（5类，5E） 5） 电缆类型为同轴电缆、双绞线以及光纤等 6） 网络拓扑结构比较成熟，并且相对更加多
样；
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第一节 以太网简介
第五ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 车载以太网
• 车载通信技术的发展是从串行通信，到工业总线，再到 总线网络。随着车载电子控制和信息装置的增加以及信 息服务需求的不断增加，更高级的计算机网络的应用是 必然的。
• 多媒体、电子地图、INTERNET网络信息等在车上的应用 • 在车上使用以太网，并对其适当修改，既要保持以太网
的优势特点，又要满足车辆环境的要求，这就是所谓车 载以太网
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第一节 以太网简介
千兆以太网技术有两个标准：IEEE802.3z和 IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了使用光纤和短程铜线 为介质的标准。IEEE802.3ab制定了使用五类双绞线 介质长距离连接的标准。
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表5-1：车载网络性能对比
表 5-1 车载网络性能对比
帧数据
网络标准 带宽
触发方式 成本
（字节）
CAN 1Mbit/s
8
事件触发 低
LIN 20kbit/s
8
事件触发 低
TTP/C 10 Mbit/s
128 时间触发 高
FlexRay 10 Mbit/s
254 时间触发 中
LVDS 1.923Gbit/s
2015
2020
CAN、FlexRay
CAN、FlexRay
CAN、LIN
CAN
CAN 、 Ethernet 、 MOST150
CAN、 FlexRay
CAN、 Ethernet
CAN 、 FlexRay 、 Ethernet
LVDS 、 Ethernet 、 MOST150 CAN 、Ethernet
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第一节 以太网简介
2. 快速以太网 • 00Mbps快速以太网标准分为：100BASE－TX 、100BASE－FX、
100BASE－T4三个子类。 3. 千兆以太网 • 千兆以太网作为最新的高速以太网技术，采用了与10M以
太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方 式、数据流模式以及网络布线系统。
事件触发 低
MOST 150 Mbit/s 3072 时间触发 中
Ethernet 1 Gbit/s
1500 事件触发 低
AVB 100 Mbit/s 1500 事件触发 高
TT Ethernet 1Gb/s 1518 时间触发 高
说明
控制系统 控制系统 控制系统 控制系统
图像 多媒体系统 多媒体系统 多媒体系统 控制、多媒体
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第一节 以太网简介
➢二、以太网的分类与发展 • 1. 标准以太网 • 早期以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测
的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）的访问控制方法。这种早期的 10Mbps以太网称之为标准以太网，以太网可以使用粗同轴 电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等 多种传输介质进行连接。
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车载以太网
• 由于车载以太网的特点，在车辆上主要作为信息主干网络和车载 信息系统的通信网络，图5-1是一个以车载以太网为骨干网的车 上通信网络示例。
• 其中，车辆电子控制系统、动力传动系统以及车身控制等这些要 求实时性可靠性高、传输的数据短、数据量少的系统会仍继续使 用CAN、FlexRay等网络
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表5-2：车载以太网络使用情况
动力传动系统 车身系统 车本身 功 能 需 信息娱乐系统 求 运行控制及安全系统
2010 CAN、FlexRay CAN、LIN CAN、MOST25/50
CAN、FlexRay
车载其 他应用 需求
图像装置
故障诊断 车载骨干数据网络
LVDS CAN、Ethernet
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表5-3 千兆以太网支持的网络类型
传输介质 1000Base－CX Copper STP 1000Base－T Copper Cat 5 UTP 1000Base－SX Multi-mode Fiber 1000Base－LX Single-mode Fiber
距离 25m 100m 500m 3000m
Ethernet Ethernet
Ethernet
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图5-1：以车载以太网为骨干网的车上通信网络架构
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第一节 以太网简介
➢一、定义 • 符合IEEE802.3规范的计算机网络就称为以太网。以太网最
早由Xerox（施乐）公司推出，于1980年DEC、Intel和Xerox 三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛 的局域网，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网 （100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。它们都符合 IEEE802.3。
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第一节 以太网简介
• IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层 协议的内容，只定义了OSI网络模型的第一层和第二层。
• 常见的IEEE802.3应用模式有： • 1） 10M: 10base-T （铜线UTP模式）； • 2） 100M: 100base-TX （铜线UTP模式）； • 3） 100base-FX（光纤线）； • 4） 1000M: 1000base-T（铜线UTP模式）。