用于汽車千兆以太網的連接系統

用于汽車千兆以太網的連接系統

由于對汽車通信系統的要求不斷提高，因此未來車載網絡將采用傳輸速率達到1Gbit/s的千兆以太網。為實現千兆以太網較高的傳輸速率，需要采用通信電纜，而這些通信電纜產生的線束成本在影響汽車成本的因素中占到了第3位。因而，成本較低的非屏蔽雙絞線成為了汽車行業(yè)中最具前景的通信電纜。在應用非屏蔽雙絞線時，需要利用連接器實現雙絞線之間的連接。采用連接器，從物理學意義角度意味著中斷了信號的傳送路徑，可能導致信號失真或數據中的信息錯誤。因而，需要設計與非屏蔽雙絞線電子特點相匹配的連接器。對此，研究了一種無屏蔽雙絞線，以適用于汽車千兆以太網的連接系統。

在構建千兆以太網的連接系統前，需要對無屏蔽雙絞線的信號完整性和電磁兼容性進行分析。選定一段長15m、橫截面積0.23mm2的非屏蔽雙絞線，分別進行125℃、20℃和-40℃下，1～600MHz傳輸信號的信號完整性試驗和電磁兼容性試驗。結果顯示，所有情況下信號完整性均可達到95%以上，且能有效防止電磁干擾。對連接器進行設計，傳統8線連接器具有4個獨立的數據信道，其中2個信道交錯在連接器的內部，這不僅使連接器保持恒定阻抗的能力降低，而且提高了兩條連接線間的輻射能量。因而在設計連接器時，考慮千兆以太網的傳輸速度，保留原本的4個獨立數據信道，將原本交錯的信道改為與插座平行傳送，實現全雙工通信，以此消除信道交錯產生的影響，并提高連接器的傳輸性能。除此之外，為減少替換汽車千兆以太網時需要替換組件的數量，并增加其可擴展性，對連接系統的設計采用模塊化的設計方法。依據該方法制造連接系統原型，并對原型進行測試，結果顯示構建的連接系統能夠滿足1Gbit/s的傳輸速度要求，且具有較高的魯棒性。同時，由于使用的是非屏蔽雙絞線，減輕了整車質量，有利于改善燃油經濟性。

Eric DiBiaso et al.SAE 2016-01-0078.

編譯：李臣