【摘要】隨著科技水平的提升和人們物質(zhì)精神追求的不斷提高，汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也越來越迅猛，并給人們帶來了很大的便利。在汽車環(huán)境當(dāng)中應(yīng)用汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)，其傳輸介質(zhì)的特點(diǎn)會(huì)影響到汽車的可靠性、環(huán)境耐受性等。因此，對(duì)汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行分析是非常有必要的，能夠促進(jìn)汽車網(wǎng)絡(luò)傳輸可靠性的提升。

【關(guān)鍵詞】汽車電子寬帶;通信網(wǎng)絡(luò);傳輸介質(zhì)

現(xiàn)階段帶有視頻功能的汽車影像服務(wù)越來越普遍，為了不影響駕駛員的注意力，在保證能夠?yàn)轳{駛員提供信息的同時(shí)，會(huì)提供更加高質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)。目前寬帶通信已經(jīng)從音響、多媒體、車載電視逐漸地發(fā)展到了全球定位系統(tǒng)、車載電話、傳感器互連裝置等方面，而這些裝置也逐漸地進(jìn)入到了汽車領(lǐng)域，這體現(xiàn)出了人們在要求汽車基本性能的基礎(chǔ)上，對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)和傳輸介質(zhì)的性能也提出了新的要求。

1. 汽車寬帶通信網(wǎng)絡(luò)

隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車寬帶通信網(wǎng)絡(luò)也由以往單一的音響、電視和多媒體向全球定位、傳感器互連等方向發(fā)展。目前在汽車電子寬帶通信中普遍應(yīng)用的是塑料光纖和石英多模光纖與連接器相連的組件，這兩種方式能夠在汽車環(huán)境下，開展視頻通信、安全監(jiān)測、音頻對(duì)話等網(wǎng)絡(luò)功能。其中計(jì)算機(jī)、電視顯示器、儀表盤、移動(dòng)電話、GPS等等組合而成的是汽車電子娛樂信息多媒體系統(tǒng)。由發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、范策劃和防抱死等裝置與計(jì)算機(jī)相連接組合而成的是汽車控制高速局域網(wǎng)。由安全帶拉緊器、氣囊、壓力傳感器、溫度傳感器等組合而成的是汽車安全總線監(jiān)控系統(tǒng)。因此，汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享、滿足現(xiàn)代人的需求，并規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

2. 汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)

在最早期時(shí)低段的汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)采用的是線束的方式，也就是控制器局域網(wǎng)絡(luò)的方式，其傳輸速率能夠達(dá)到250kb/s，之后出現(xiàn)了D2B，使得傳輸速率提高到了11.2Mb/s，在目前的高端汽車電子通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，信息網(wǎng)絡(luò)傳輸、通信傳輸和娛樂傳輸實(shí)現(xiàn)了一體化，采用的是塑料光纖組網(wǎng)和石英多模光纖組網(wǎng)。應(yīng)用比較普遍的是媒體定位系統(tǒng)傳輸技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在全球的一百多種車型中得到了應(yīng)用，并且可以進(jìn)行海量視頻的同步傳輸，能夠高效地進(jìn)行IP分組數(shù)據(jù)的傳送，實(shí)現(xiàn)了150Mb/s的網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速率。根據(jù)此種發(fā)展趨勢為了可以達(dá)到1Gb/s的傳輸速率，以下將進(jìn)行具體分析。

2.1 汽車線束

線束在汽車電子網(wǎng)絡(luò)中具有非常重要的地位，是對(duì)汽車的電子和電氣部件 進(jìn)行連接的重要部分，主要的作用在于對(duì)電能的傳輸和信息的傳遞。在經(jīng)濟(jì)型汽車和豪華型汽車當(dāng)中，線束的編制具有一致性，都是由銅制的多芯軟電線并將其包裹在塑料的絕緣管內(nèi)制作而成的，并且需要與插件連接到一起。

汽車的線束產(chǎn)品主要功能是保證電能和電信號(hào)能夠進(jìn)行有效地傳輸，在具體的應(yīng)用過程中由于用電設(shè)備的功率不同，在互連導(dǎo)線的過程中其所截面積的標(biāo)稱需要根據(jù)對(duì)額定電流的傳輸值進(jìn)行確定，避免電氣出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象，對(duì)周圍的電路造成電磁干擾的問題。在這個(gè)過程中不僅要考慮電氣的性能，還要對(duì)車載的環(huán)境和布線的條件等進(jìn)行考慮。線束非常容易制造，并且價(jià)格低廉，可以多節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，并且對(duì)電磁輻射具有一定的抑制性作用。目前傳輸信號(hào)的頻率是在不斷地上升的，所以雙絞線對(duì)的衰減現(xiàn)象也會(huì)隨之提高，并且容易發(fā)生近端串?dāng)_的現(xiàn)象，進(jìn)而對(duì)傳輸?shù)乃俾十a(chǎn)生一定的不良影響，所以說線束更加適合在低速信號(hào)和電能傳輸中進(jìn)行應(yīng)用。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車線束產(chǎn)品的傳輸速率會(huì)不斷地提高，重量會(huì)不斷地降低，更加適合在惡劣環(huán)境下的應(yīng)用。

2.2 塑料光纖

塑料光纖在應(yīng)用中具有波長、寬度寬、衰減系數(shù)適中，工作溫度幅度大等特點(diǎn)，并且質(zhì)量輕，芯徑大，連接起來更加容易，柔韌性能好，使用時(shí)間長，傳輸效率高，可寬帶使用，并且具有良好的抗電磁干擾性能，抗震動(dòng)能力強(qiáng)，可靠性高，操作方便，維修簡單，應(yīng)用成本低。因此，在汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸中，利用塑料光纖介質(zhì)具有較大的優(yōu)勢。

在塑料光纖的應(yīng)用中，其是由漸變折射率塑料光纖和卡扣式連接器組合而成的，以一米長的塑料光纖連接線的插入耗損為例，耗損在3.0dB以下，抗拉強(qiáng)度在70N，在振動(dòng)環(huán)境下具有光線不中斷的性能，符合我國、美國及歐洲的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 石英多模光纖

當(dāng)前的汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)中采用的石英多模光纖芯徑為62.5μm，外徑為125μm，通信波長為850nm和1300nm，在850nm波長下最小模式寬帶為100-800MHz·km，衰減系數(shù)在3dB/km。在1300nm波長下最小模式寬帶為200--1000MHz·km，衰減系統(tǒng)在1dB/km。隨著技術(shù)的不斷更新，近年來推出了一種Gb/s以太網(wǎng)用石英多模光纖與發(fā)光二極管光源的傳輸特點(diǎn)相吻合，可以在850nm和1300nm下進(jìn)行最大距離的傳輸，其在汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中的應(yīng)用是非常合適的。目前石英多模光纖與通信光纖連接器組合而成的組件，已經(jīng)被應(yīng)用到了高檔汽車當(dāng)中，其外觀與塑料光纖的組件具有相似性的特點(diǎn)。

3. 汽車光傳輸網(wǎng)絡(luò)分析

在對(duì)汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)進(jìn)行研究中，為了使傳輸?shù)木嚯x得到提升，使傳輸線的抗擊干擾能力得到增強(qiáng)，能夠?qū)崿F(xiàn)一點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸，降低數(shù)字信號(hào)傳輸碼的錯(cuò)誤率，可以采用光纖連接線和光收發(fā)器組合而成的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，并用這用網(wǎng)絡(luò)形式代替線束的應(yīng)用。光網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為樹型、星型和環(huán)型。其中樹型和星型需要應(yīng)用光纖耦合器，在分支數(shù)的設(shè)立上應(yīng)該參照節(jié)點(diǎn)數(shù)進(jìn)行。在汽車中應(yīng)用光傳輸網(wǎng)絡(luò)，要求光收發(fā)器的體積要小，耗能量要低，可以采取直流低壓的供電方式。只有這樣才能夠與汽車內(nèi)的環(huán)境相適合，同時(shí)還要保證質(zhì)量，確保光接口與光纖組件對(duì)應(yīng)好。

在塑料光纖網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，光收發(fā)器采用的波長在650nm左右，寬帶的MHz在75--100。在具體的應(yīng)用過程中遇到高溫環(huán)境就會(huì)出現(xiàn)塑料光纖氧化降解的現(xiàn)象，導(dǎo)致電子躍進(jìn)出現(xiàn)加快的現(xiàn)象，進(jìn)而造成了光纖損耗的增大，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)馁|(zhì)量下降。同時(shí)，塑料光纖的低耗損應(yīng)用與石英光纖具有一定的差異，其適合應(yīng)用在窗口在650nm附近。這兩種光纖類型所應(yīng)用的光收發(fā)器件存在不兼容的現(xiàn)象，但是目前適合塑料光纖網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的光收發(fā)器件價(jià)格昂貴，增加了使用成本。

石英多模光纖組網(wǎng)與塑料光纖具有一致性的特點(diǎn)，也就是要應(yīng)用抗拉強(qiáng)度高、抗測壓能力強(qiáng)、抗彎曲性能好的材料制成，在與光纖連接器組合后成為光纖連接線，目前該種技術(shù)的制造已經(jīng)很成熟了，與之相配套的電子元件開發(fā)數(shù)量大，價(jià)格低，使用成本低。在汽車中應(yīng)用石英多模光纖寬帶具有耐溫性強(qiáng)、損耗小等特點(diǎn)，從整個(gè)上來看與塑料光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸相比具有一定的優(yōu)勢，也可以將其稱之為升級(jí)換代產(chǎn)品。

但是石英多模光纖組網(wǎng)也具有一定的缺陷，其中光纖芯徑與塑料光纖相比較小，光纖連接器與光發(fā)射器之間的對(duì)接容易因?yàn)槠囋趧×艺饎?dòng)后出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象，這樣就會(huì)造成耦合進(jìn)光纖的光能量出現(xiàn)減少的現(xiàn)象，導(dǎo)致光傳輸信號(hào)出現(xiàn)中斷，進(jìn)而出現(xiàn)了誤碼或者信號(hào)傳輸中斷等問題。這樣一種偶發(fā)性的事故，容易發(fā)生在卡口式光纖連接器的組件上，也可能會(huì)發(fā)生在螺旋式光纖連接器的組件上，一般后者的發(fā)生概率更大。

4. 結(jié)束語：

綜上所述，以往在汽車電子寬帶通信中普遍應(yīng)用的線束逐漸被塑料光纖和石英多模光纖所代替，這兩種傳輸介質(zhì)具有抗電磁干擾性強(qiáng)、無串?dāng)_無電波、彎曲性良好等特點(diǎn)。同時(shí)，芯徑較大的石英多模光纖具有更高的穩(wěn)定性能，而且光纖連接器的制備較為方便，消耗成本較低，在汽車電子寬帶通信網(wǎng)絡(luò)傳輸中的應(yīng)用具有非常好的前景。

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作者簡介：熊力，男，漢，職稱講師，本科，研究方向：汽車檢測與維修。