關于車載以太網傳輸鏈路,存在傳輸距離為15米和40米的兩種說法。這兩個說法出自于IEEE802.3,其針對不同應用領域分為兩種鏈路:A型鏈路和B型鏈路。
整條鏈路允許最多4對線對線連接器并且最大長度為15m的類型是IEEE802.3ch研究的汽車鏈路類型。
脈沖調幅調制PAM是脈沖載波的幅度隨基帶信號變化的一種調制方式,行業內成熟且常用的低壓差分信號(LVDS)采用的是PAM2等級,也稱之為NRZ。NRZ(Non-return-to-zero Code)不歸零編碼使用正、負兩種信號電平,正電平代表邏輯1,負電平代表邏輯0,單位時間內傳輸1bit的邏輯信息。
LVDS Signal
Ethernet Signal
Ethernet Signal
據IEEE802.3,千兆車載以太網采用的是第3等級脈沖(PAM3),Multi-Gig Automotive Ethernet(2.5GBASE-T1, 5GBASE-T1和 10GBASE-T1)采用的是第4級脈沖等級(PAM4)。PAM4使用四個不同的信號電平,單位時間可以傳輸2bit邏輯信息(如上圖示例):00、01、10、11。
圖片摘自IEEE802.3bp/IEEE802.3ch
2.5GBASE-T1、5GBASE-T1和10GBASE-T1研究的目的是在滿足IEEE802.3ch規定下的鏈路運行工作,即單對屏蔽平衡導體可同時支持各個方向2.5 Gb/s、5Gb/s、10Gb /s的有效數據傳輸。針對于三種物理層傳輸(PHY)類型來說,鏈路中的工作頻率都是不相同的,相應的工作頻率值是由IEEE802.3ch中的公式(149-17)Fmax計算得出。換算系數S則來源于公式(149-1),不同的PHY對應不同的系數,如下
10G(萬兆)車載以太網的工作頻率為
Fmax = 4000 X 1 = 4000MHz = 4GHz;
5G車載以太網的工作頻率為
Fmax = 4000 X 0.5 = 2000MHz = 2GHz;
2.5G車載以太網的工作頻率為
Fmax = 4000 X 0.25 = 1000MHz = 1GHz。
圖片摘自IEEE802.3ch
萬兆以太網系統鏈路的傳輸中,我們需要關注很多特性參數。
特性參數1——插入損耗Sdd21(insertion loss)
如下圖,黑色曲線代表的是IEEE802.3ch的10GBASE-T1的極限值,藍色曲線是手繪的羅森伯格H-MTD?鏈路測試值。插入損耗指的是發射端和接收端之間發生的信號損耗,數值越小表示性能越好。圖中藍線完全處于黑線范圍內,表示H-MTD?系統鏈路的性能完全滿足IEEE802.3ch的要求(2019年實測,被測件為15m長并且中間有4對inline的H-MTD?電纜組件)。
插入損耗(insertion loss)
被測件15m NG- Auto link with four in lines (1m – 1m – 1m - 8m – 4m)
發射端和接收端之間因接入元件、電纜造成的功率損失,通常也稱之為衰減。插入損耗的計算公式為 Sdd21=-10 lg(Pout /Pin),Pout指的是接收端的輸出功率,Pin指的是發射端的輸入功率。
電纜組件(cable assembly)的插入損耗包括連接器插入損耗和電纜插入損耗。而電纜的長度越長插入損耗也就越大,在電纜組件中需要選擇合適的電纜、合適的長度;在使用過程中需要關注電纜的彎折半徑,如果電纜被彎折過度會增加鏈路的損耗,甚至損壞電纜導體。
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