汽车电子宽带通信网络的传输介质分析

【摘要】随着科技水平的提升和人们物质精神追求的不断提高，汽车电子宽带通信网络技术的发展也越来越迅猛，并给人们带来了很大的便利。在汽车环境当中应用汽车电子宽带通信网络，其传输介质的特点会影响到汽车的可靠性、环境耐受性等。因此，对汽车电子宽带通信网络的传输介质进行分析是非常有必要的，能够促进汽车网络传输可靠性的提升。

【关键词】汽车电子宽带;通信网络;传输介质

现阶段带有视频功能的汽车影像服务越来越普遍，为了不影响驾驶员的注意力，在保证能够为驾驶员提供信息的同时，会提供更加高质量的网络传输服务。目前宽带通信已经从音响、多媒体、车载电视逐渐地发展到了全球定位系统、车载电话、传感器互连装置等方面，而这些装置也逐渐地进入到了汽车领域，这体现出了人们在要求汽车基本性能的基础上，对信息网络和传输介质的性能也提出了新的要求。

1. 汽车宽带通信网络

随着时代的进步和科学技术的快速发展，汽车宽带通信网络也由以往单一的音响、电视和多媒体向全球定位、传感器互连等方向发展。目前在汽车电子宽带通信中普遍应用的是塑料光纤和石英多模光纤与连接器相连的组件，这两种方式能够在汽车环境下，开展视频通信、安全监测、音频对话等网络功能。其中计算机、电视显示器、仪表盘、移动电话、GPS等等组合而成的是汽车电子娱乐信息多媒体系统。由发动机、变速箱、范策划和防抱死等装置与计算机相连接组合而成的是汽车控制高速局域网。由安全带拉紧器、气囊、压力传感器、温度传感器等组合而成的是汽车安全总线监控系统。因此，汽车电子宽带通信网络与计算机技术的结合，能够实现资源共享、满足现代人的需求，并规避风险。

2. 汽车电子宽带通信网络的传输介质

在最早期时低段的汽车电子宽带通信网络采用的是线束的方式，也就是控制器局域网络的方式，其传输速率能够达到250kb/s，之后出现了D2B，使得传输速率提高到了11.2Mb/s，在目前的高端汽车电子通信网络当中，信息网络传输、通信传输和娱乐传输实现了一体化，采用的是塑料光纤组网和石英多模光纤组网。应用比较普遍的是媒体定位系统传输技术，此项技术已经在全球的一百多种车型中得到了应用，并且可以进行海量视频的同步传输，能够高效地进行IP分组数据的传送，实现了150Mb/s的网络信息传输速率。根据此种发展趋势为了可以达到1Gb/s的传输速率，以下将进行具体分析。

2.1 汽车线束

线束在汽车电子网络中具有非常重要的地位，是对汽车的电子和电气部件 进行连接的重要部分，主要的作用在于对电能的传输和信息的传递。在经济型汽车和豪华型汽车当中，线束的编制具有一致性，都是由铜制的多芯软电线并将其包裹在塑料的绝缘管内制作而成的，并且需要与插件连接到一起。

汽车的线束产品主要功能是保证电能和电信号能够进行有效地传输，在具体的应用过程中由于用电设备的功率不同，在互连导线的过程中其所截面积的标称需要根据对额定电流的传输值进行确定，避免电气出现过热的现象，对周围的电路造成电磁干扰的问题。在这个过程中不仅要考虑电气的性能，还要对车载的环境和布线的条件等进行考虑。线束非常容易制造，并且价格低廉，可以多节点进行，并且对电磁辐射具有一定的抑制性作用。目前传输信号的频率是在不断地上升的，所以双绞线对的衰减现象也会随之提高，并且容易发生近端串扰的现象，进而对传输的速率产生一定的不良影响，所以说线束更加适合在低速信号和电能传输中进行应用。而随着科学技术的不断发展，汽车线束产品的传输速率会不断地提高，重量会不断地降低，更加适合在恶劣环境下的应用。

2.2 塑料光纤

塑料光纤在应用中具有波长、宽度宽、衰减系数适中，工作温度幅度大等特点，并且质量轻，芯径大，连接起来更加容易，柔韧性能好，使用时间长，传输效率高，可宽带使用，并且具有良好的抗电磁干扰性能，抗震动能力强，可靠性高，操作方便，维修简单，应用成本低。因此，在汽车电子宽带通信网络的传输中，利用塑料光纤介质具有较大的优势。

在塑料光纤的应用中，其是由渐变折射率塑料光纤和卡扣式连接器组合而成的，以一米长的塑料光纤连接线的插入耗损为例，耗损在3.0dB以下，抗拉强度在70N，在振动环境下具有光线不中断的性能，符合我国、美国及欧洲的产品标准。

2.3 石英多模光纤

当前的汽车电子宽带通信网络中采用的石英多模光纤芯径为62.5μm，外径为125μm，通信波长为850nm和1300nm，在850nm波长下最小模式宽带为100-800MHz·km，衰减系数在3dB/km。在1300nm波长下最小模式宽带为200--1000MHz·km，衰减系统在1dB/km。随着技术的不断更新，近年来推出了一种Gb/s以太网用石英多模光纤与发光二极管光源的传输特点相吻合，可以在850nm和1300nm下进行最大距离的传输，其在汽车电子宽带通信网络传输中的应用是非常合适的。目前石英多模光纤与通信光纤连接器组合而成的组件，已经被应用到了高档汽车当中，其外观与塑料光纤的组件具有相似性的特点。

3. 汽车光传输网络分析

在对汽车电子宽带通信网络的传输介质进行研究中，为了使传输的距离得到提升，使传输线的抗击干扰能力得到增强，能够实现一点到多点的传输，降低数字信号传输码的错误率，可以采用光纤连接线和光收发器组合而成的光传输网络，并用这用网络形式代替线束的应用。光网络在应用中拓扑结构分为树型、星型和环型。其中树型和星型需要应用光纤耦合器，在分支数的设立上应该参照节点数进行。在汽车中应用光传输网络，要求光收发器的体积要小，耗能量要低，可以采取直流低压的供电方式。只有这样才能够与汽车内的环境相适合，同时还要保证质量，确保光接口与光纤组件对应好。

在塑料光纤网络当中，光收发器采用的波长在650nm左右，宽带的MHz在75--100。在具体的应用过程中遇到高温环境就会出现塑料光纤氧化降解的现象，导致电子跃进出现加快的现象，进而造成了光纤损耗的增大，网络传输的质量下降。同时，塑料光纤的低耗损应用与石英光纤具有一定的差异，其适合应用在窗口在650nm附近。这两种光纤类型所应用的光收发器件存在不兼容的现象，但是目前适合塑料光纤网络应用的光收发器件价格昂贵，增加了使用成本。

石英多模光纤组网与塑料光纤具有一致性的特点，也就是要应用抗拉强度高、抗测压能力强、抗弯曲性能好的材料制成，在与光纤连接器组合后成为光纤连接线，目前该种技术的制造已经很成熟了，与之相配套的电子元件开发数量大，价格低，使用成本低。在汽车中应用石英多模光纤宽带具有耐温性强、损耗小等特点，从整个上来看与塑料光纤网络传输相比具有一定的优势，也可以将其称之为升级换代产品。

但是石英多模光纤组网也具有一定的缺陷，其中光纤芯径与塑料光纤相比较小，光纤连接器与光发射器之间的对接容易因为汽车在剧烈震动后出现错位的现象，这样就会造成耦合进光纤的光能量出现减少的现象，导致光传输信号出现中断，进而出现了误码或者信号传输中断等问题。这样一种偶发性的事故，容易发生在卡口式光纤连接器的组件上，也可能会发生在螺旋式光纤连接器的组件上，一般后者的发生概率更大。

4. 结束语：

综上所述，以往在汽车电子宽带通信中普遍应用的线束逐渐被塑料光纤和石英多模光纤所代替，这两种传输介质具有抗电磁干扰性强、无串扰无电波、弯曲性良好等特点。同时，芯径较大的石英多模光纤具有更高的稳定性能，而且光纤连接器的制备较为方便，消耗成本较低，在汽车电子宽带通信网络传输中的应用具有非常好的前景。

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作者简介：熊力，男，汉，职称讲师，本科，研究方向：汽车检测与维修。