作者序言

您好，各位技術專家！最近，我們公司的專案涉及車用乙太網路，一開始我完全沒有頭緒。花了半個多月研究材料和測試設備，終於摸清了竅門。想到網路上藏龙卧虎，一定有很多高手對這項技術感興趣，所以寫下這篇文章，分享我的經驗，同時向大家尋求指教。

以下是我的初步結論：車用乙太網路確實是一項很棒的技術，但也有許多缺點。 如果您正在從事汽車電子工作，或是對連結車輛技術感興趣，我建議您耐心閱讀這篇文章。

為何汽車乙太網路會存在？

 

要瞭解這一點，我們需要從傳統的汽車網路說起。在此之前，汽車主要使用 CAN 匯流排、LIN 匯流排和類似技術，這些技術的速度慢得令人痛苦：

• CAN 匯流排:最高 1Mbps，甚至不夠現在的倒車攝影機使用
• LIN 匯流排:在 20kbps 時更差，基本上只用於控制視窗向上/向下功能
• FlexRay:雖然能夠達到 10Mbps，但對大多數製造商而言，其價格過於昂貴

現代汽車越來越智慧化，各種攝影機、雷達和感測器產生爆炸性的資料成長。一台 1080p 攝影機每秒會產生數十 MB 的資料，傳統的匯流排根本無法處理。更別提自動駕駛、8K 車載顯示器和 OTA 更新等應用。因此，車用乙太網路成為一種解決方案 - 基本上是將網路技術導入汽車，但需要經過專門的修改。

汽車乙太網路的核心技術分析

物理層黑科技

車用乙太網路最令人印象深刻的地方在於，只需使用乙太網路即可達到 100Mbps 甚至 1Gbps 的速度。 一對雙絞線!Broadcom 的 BroadR-Reach 技術讓這一切成為可能。一般乙太網路需要 4 對電線，而汽車乙太網路則只需要 1 對，因此可帶來許多好處：

• 30% 減輕線束重量 (為汽車製造商節省實質金錢）
• 80% 降低成本 (更多實質的金錢節省)
• 傳輸距離最遠可達 15 公尺 (足以覆蓋整個車輛內部)

通訊協定支援：一個網路適用於所有網路

不同於 CAN 匯流排的專門性，車用乙太網路可同時執行多個通訊協定：

• DoIP:車輛診斷，取代傳統的 OBD 介面
• AVB:音訊/視訊傳輸具有保證的延遲與頻寬
• TCP/IP:連網汽車應用、無縫網路整合
• SOME/IP:以服務為導向的溝通，非常有前景

這就像是一條高速公路，任何類型的車輛都可以在此行駛，比專用道路靈活得多。

真實產品體驗分享

說到理論，讓我分享一些實際經驗。我最近測試了幾款車用閘道器產品，包括 SV910 5G 車輛閘道 .這也是我們公司目前的主要產品 - 如果您有興趣，可以搜尋「SV910 車用閘道器」：主要功能：

• 3 x 1000/100BASE-T1 介面 (這些是車用乙太網路介面)
• 2 x 傳統 1000/100BASE-TX 介面
• 支援 5G、WiFi 6、V2X 及許多其他功能

當我第一次收到它時，我很好奇他們為何要設計這種混合配置。實際使用之後，我發現我們正處於一個技術轉型時期，車上既有支援車用乙太網路的新裝置，也有傳統的 CAN/Ethernet 裝置。混合配置確實非常實用。測試期間的有趣發現：

1. 散熱是關鍵 - 本裝置的工作溫度範圍為 -35°C 至 +75°C。夏季車內溫度通常超過 60°C，一般的網路設備根本無法應付。

2. 貼心的介面設計 - 使用 M12 航空連接器，比一般 RJ45 堅固得多，具有 IP40 防護等級。在車輛的震動和高溫環境中，介面的穩定性確實至關重要。

3. 高度功能整合 - 不只是閘道器，還整合了邊緣運算、5G 通訊、GPS 定位等功能。一個裝置可取代多個裝置，這對於空間有限的車輛環境非常有價值。

深入技術分析

時間同步：關鍵的關鍵

汽車乙太網路使用 IEEE 802.1AS 標準，以亞微秒精度進行時間同步。這有多重要？想像一下自動駕駛的情境：前攝影機偵測到障礙物，雷達則確認距離。如果這些資料沒有進行時間同步，系統可能會做出錯誤的判斷。在高速行駛時，即使是幾微秒的誤差也可能是致命的。

AVB 音訊/視訊橋接

AVB 技術解決了一個關鍵問題：如何在網路擁塞時確保重要資料的傳輸。透過串流預留通訊協定，它可為重要的音訊/視訊資料保留頻寬，即使在網路繁忙時也能確保優先傳輸。這對於汽車應用是非常重要的 - 您不能讓導航語音引導因網路擁塞而停滯不前。

耗電量與供電

車用乙太網路支援 PoDL (資料傳輸線供電) 技術，可透過資料線為終端設備供電。這種設計非常聰明 - 同時傳輸資料和電源，同時降低了佈線的複雜性。

標準化現況與產業鏈

目前汽車乙太網路相關標準包括

• IEEE 802.3bw:100BASE-T1 物理層標準
• IEEE 802.3bp:1000BASE-T1 物理層標準
• IEEE 802.1AS:時間同步標準
• IEEE 802.1Qav:AVB 標準

產業鏈方面，Broadcom 在技術上領先，提供 BroadR-Reach 技術。在國內，華為、中興等通訊製造商也有所動作。在汽車製造商中，BMW、Mercedes-Benz 等也積極推動採用。

發展趨勢與個人意見

根據多份研究報告指出，車用乙太網路市場正快速成長，預計到 2025 年滲透率將達到 80%。我認為這個預測相當可靠，原因有以下幾點：

1. 技術成熟度足夠 - 經過多年的發展，車用乙太網路技術已相當成熟，產品已進入量產。

2. 成本快速下降 - 隨著生產規模的擴大，成本迅速下降到汽車製造商可以接受的水平。

3. 增加應用場景 - 自動駕駛、連線車輛和 OTA 更新等應用程式對頻寬的需求呈爆炸性成長，傳統巴士根本無法滿足。

不過，我也必須提供一些觀點： 車用乙太網路不會完全取代傳統巴士.CAN 匯流排在即時效能與可靠性方面仍具有優勢，尤其是對於煞車與轉向等安全關鍵應用而言。未來可能會有多種網路並存，各自發揮其特定的作用。

陷阱經驗分享

在測試過程中，我遇到了幾個陷阱，在此與大家分享：

1. 測試環境必須模擬真實車輛狀況 - 車輛環境非常複雜，具有強大的電磁干擾、高溫和震動。實驗室測試往往無法發現問題。

2. 相容性測試至關重要 - 不同製造商的裝置可能會有相容性的問題，尤其是專屬通訊協定的實作。

3. 纜線品質不容妥協 - 車用乙太網路對於纜線品質有很高的要求。廉價的纜線可能會造成訊號衰減和錯誤率增加。

總結

汽車乙太網路確實是一項非常有前景的技術，對汽車智慧化的發展具有重大意義。作為專業技術人員，我們需要

• 緊貼科技發展:該領域變化迅速，新標準和新產品不斷出現
• 專注於實際應用:不能只看理論；必須結合具體應用情境
• 關注產業生態系統:單打獨鬥行不通，需要產業鏈合作

最後，歡迎各位專家與我討論交流，尤其是有相關專案經驗，可以分享實務心得的專家。本人水平有限，文中如有錯誤，歡迎指正！