当前位置：首页 > news >正文

车载以太网100/1000BASE-T1物理层的基础概念和应用注意事项

news 2025/9/27 6:27:08

前言

随着新能源汽车朝着智能化、网联化方向发展，传统的车载CAN通讯在带宽、传输速率上的短板愈发明显。100BASE-T1和1000BASE-T1等车载以太网协议顺势登场。

本文将系统解析100/1000BASE-T1协议的基础概念，梳理实际应用中的技术要点与注意事项。

基础概念

定义

2015 年针对汽车环境优化，发布了100BASE-T1（IEEE 802.3bw）100Mbps速率车载以太网物理层标准。

紧接着2016年，又发布了1Gbps速率标准，满足更高带宽场景。协议的核心目标在于，应对车载场景的强电磁、温度波动等严苛的环境下实现高速数据传输，同时简化线束设计。

特性

传输介质：单对非屏蔽双绞线（UTP），相比标准以太网减少 75% 线缆用量
传输距离：支持 15 米车内布线（覆盖车身各域控制器与节点距离）
抗干扰设计：通过回声消除、共模抑制技术，满足 ISO 11452-2 车载 EMC 标准
双工模式：全双工通信，支持同时收发数据，避免传统以太网冲突问题

与其它技术比较

CAN

通信速率上的差异显而易见，车载以太网与CAN的主要差别在于拓扑结构。

CAN采用 总线型拓扑，所有节点挂在一条总线上。车载以太网则是采用 星型拓扑，点对点通信大幅提升通信可靠性与紧急事件反应速度。

标准以太网

车载以太网对于标准以太网最明显的优势就是线缆，车载以太网使用单对双绞线，较标准以太网多对双绞线（多为 4 对双绞线）减少 75%，节省布线重量和成本。

综上所述，车载以太网对比传统车载通信技术有着显著提升

那么，在搭建车载以太网时有哪些前置条件，又有哪些要注意的事项？

建立车载以太网物理层连接-LINK UP 的前置条件

速率匹配

车载以太网需要在相同的速率下才能实现建立连接。

主从模式

不同于普通以太网自动协商主从，100/1000BASE-T1需要提前配置两端的主从角色，且对接时需严格遵循 “一主一从” 的对应关系。

注：主从模式是物理层traning的主从，不是上层通讯关系的主从，只要两端设备通过车载以太网建立链接（link up），无论主从模式都可以进行数据的主动发送和接收

车载以太网接口

在车载以太网发展的过程中，不同接口针对车载场景的特殊需求（如空间、速率、抗干扰性等）设计，逐渐形成了多样化体系。

车载以太网配套设备为了适应这种情况，通常选择提高设备成本使用定制的接口，或如下图所示提供更为方便的转接。

车载以太网T1 MDI极性和自动交换

简单来说，极性就是差分信号的正极和负极。

一般来说，车载T1差分信号需要正确连接至对端设备的差分信号（P ↔P； M ↔ M(N)）才能建立链接。

但实际根据不同速率和PHY芯片可能不同。

1000BASE-T1：

大部分1000BASE-T1物理层 PHY 芯片具备极性自动纠正功能。即使接线时正负极反接，PHY 可通过信号相位检测自动调整接收电路，无需人工重新接线即可建立基础电气连接。

100BASE-T1：

部分100BASE-T1设备的从(Slave)模式也支持极性自动纠正，还是建议在使用100BASE-T1时检查MDI极性。

通讯质量

SQI 值是判断车载以太网通信链路质量的重要依据。线束材质、长度、绞距以及接入连接器的特性等，都会引起通信链路阻抗匹配以及突变情况。在控制器通讯过程中，PHY 芯片能够实时监控 SQI 值。

线缆质量

线缆质量也有可能会影响到SQI值。

RAD.NEPTUNE也支持检测插入损耗（IL）和回波损耗（RL），使用时域反射法（TDR）来确定通讯线的质量、短路、断路、通讯线阻抗不匹配、不良连接器、端接不匹配等故障。该设备将已知振幅（+1V）的信号沿通讯线（MDIP/MDIN）向下传输，传输的信号将沿着通讯线继续传输，直到它从通讯线缺陷位置反射回来。

注：正规的线缆质量检测还是需要依靠专业的设备，本设备提供的参数可用以对比参考使用。