- 汽車車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)詳解(第3版)
- 劉春暉 劉光曉主編
- 13字
- 2020-08-07 16:30:58
第一章 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)
第一節(jié) 車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)簡介
一、車載網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用背景
1.線束的變化
在傳統(tǒng)的汽車中,各種電子電器設(shè)備之間用導(dǎo)線、插接件連接。從發(fā)動(dòng)機(jī)控制到傳動(dòng)系統(tǒng)控制,從行駛、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制到安全保證系統(tǒng)和儀表報(bào)警系統(tǒng),從電源管理到舒適系統(tǒng),每種功能的控制操作都集中在駕駛室內(nèi)進(jìn)行,各個(gè)系統(tǒng)都必須用導(dǎo)線和插接件連接到駕駛室的操控臺(tái)。隨著汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、舒適系統(tǒng)和信息娛樂系統(tǒng)內(nèi)各種電子控制系統(tǒng)的不斷增加,這些連接所需要的導(dǎo)線和插接件的數(shù)量隨之急劇增加,從而引發(fā)了汽車廠商和設(shè)計(jì)人員的思考。圖1-1列出了近幾十年間導(dǎo)線長度及插接件數(shù)量的變化情況。

圖1-1 近幾十年間導(dǎo)線長度及插接件數(shù)量的變化情況
導(dǎo)線數(shù)量的增加造成的影響如下:
1)整個(gè)汽車的布線將十分復(fù)雜,顯得很凌亂,一根線束包裹著幾十根導(dǎo)線的現(xiàn)象很普遍。
2)占用空間更大,使得在有限的汽車空間內(nèi)布線越來越困難,限制了功能的擴(kuò)展。
3)故障率隨之增加,降低了汽車的可靠性,另外,一般情況下線束都裝在縱梁下等看不到的地方,一旦線束中出了問題,查找相當(dāng)麻煩,增加了維修的難度。
4)電控單元并不是僅僅與負(fù)載設(shè)備簡單地連接,更多的是與外圍設(shè)備及其他電控單元進(jìn)行信息交流,并經(jīng)過復(fù)雜的控制運(yùn)算,發(fā)出控制指令,按傳統(tǒng)的連接方式,線束成本較高。
導(dǎo)線長度和插接件數(shù)量的增加不但占據(jù)車內(nèi)的有效空間、增加裝配和維修的難度、提高整車成本,而且妨礙整車可靠性的提高。這在無形中使汽車研發(fā)進(jìn)入了這樣一個(gè)怪圈:為了提高汽車的性能而增加汽車電器的數(shù)量,汽車電器數(shù)量的增加導(dǎo)致導(dǎo)線長度的增加,而導(dǎo)線長度的增加又妨礙了汽車可靠性的進(jìn)一步提高。
為解決以上問題,車載網(wǎng)絡(luò)(也稱數(shù)據(jù)傳輸總線)應(yīng)運(yùn)而生,使得汽車電控系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。至此,車載電控系統(tǒng)經(jīng)歷了中央電腦集中控制、多電腦分散控制和網(wǎng)絡(luò)控制三個(gè)階段,如圖1-2所示。

圖1-2 汽車電控系統(tǒng)的發(fā)展
a)中央電腦集中控制 b)多電腦分散控制 c)網(wǎng)絡(luò)控制
2.汽車數(shù)據(jù)傳輸總線簡介
(1)數(shù)據(jù)傳輸總線 所謂數(shù)據(jù)傳輸總線,就是指在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號(hào)可以被多個(gè)系統(tǒng)共享,從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率,充分利用有限的資源。例如,常見的電腦鍵盤有104個(gè)鍵,可以發(fā)出一百多個(gè)不同的指令,但鍵盤與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)連接線卻只有7根,鍵盤正是依靠這7根數(shù)據(jù)連接線上不同的數(shù)字電壓信號(hào)組合(編碼信號(hào))來傳遞按鍵信息的。如果把這種方式應(yīng)用在汽車電氣系統(tǒng)上,就可以大大簡化汽車電路。可以通過不同的編碼信號(hào)來表示不同的開關(guān)動(dòng)作,信號(hào)解碼后,根據(jù)指令接通或斷開對應(yīng)的用電設(shè)備。這樣,就能將過去一線一用的專線制改為一線多用制,大大減少了汽車上電線的數(shù)目,縮小了線束的直徑。同時(shí),加速了汽車智能化的發(fā)展。
在汽車上傳統(tǒng)的信息傳遞方式采用并行數(shù)據(jù)傳輸方式,每項(xiàng)信息需獨(dú)立的數(shù)據(jù)線完成,即有幾個(gè)信號(hào)就要有幾條信號(hào)傳輸線。例如,寶來轎車發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元J220與自動(dòng)變速器電控單元J217之間就需要5條信號(hào)傳輸線,如圖1-3所示。如果傳遞的信號(hào)項(xiàng)目越多,則需要更多的信號(hào)傳輸線。采用傳輸總線后,只需要1根或2根傳輸線即可,如圖1-4所示。而且實(shí)現(xiàn)更好地在各控制系統(tǒng)之間調(diào)整通信、交流信息、協(xié)調(diào)控制、共享資源,完成對汽車性能的精確控制。
如圖1-4所示,在傳統(tǒng)控制電路中,各種控制信號(hào)都屬于平行關(guān)系,互相之間并沒有關(guān)聯(lián),每個(gè)信號(hào)都有專屬的信號(hào)線,因此,如果需要傳輸多個(gè)信號(hào)的話,就需要多根線進(jìn)行。而在車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中采取基于串行數(shù)據(jù)總線體系結(jié)構(gòu),能將各種信號(hào)按照內(nèi)部程序轉(zhuǎn)換為各種數(shù)據(jù)后,通過1條線或2條線,每個(gè)比特的信息一個(gè)一個(gè)地被傳輸,進(jìn)行串行通信,在其通信線上傳送的是“0”“1”數(shù)字信號(hào)。如圖1-5所示,A電腦讀取4個(gè)開關(guān)信號(hào)狀態(tài),將其轉(zhuǎn)換為“01 10”的數(shù)據(jù)傳送給B電腦,B電腦收到后將其解出,即知現(xiàn)在1、4開關(guān)斷開,2、3開關(guān)接通。

圖1-3 傳統(tǒng)信號(hào)傳遞方式

圖1-4 數(shù)字總線信號(hào)傳遞方式

圖1-5 兩種不同信號(hào)
當(dāng)數(shù)據(jù)中的字節(jié)有多位時(shí),就能表達(dá)很多含義,在進(jìn)行通信時(shí)就能通過多位數(shù)的不同“0”“1”組合變化來傳送信息。如表1-1所示,用2位二進(jìn)制數(shù)就可以表達(dá)4種意義,如此類推有n位二進(jìn)制數(shù)即可以有2的n次方種數(shù)據(jù)類型。
表1-1 2位二進(jìn)制數(shù)字代表的含意

(2)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?總線系統(tǒng)上并聯(lián)有多個(gè)元件。這就要求整個(gè)系統(tǒng)滿足以下要求。
1)可靠性高。傳輸故障(無論是由內(nèi)部還是外部引起的)應(yīng)能準(zhǔn)確識(shí)別出來。
2)使用方便。如果某一控制單元出現(xiàn)故障,其余系統(tǒng)應(yīng)盡可能保持原有功能,以便進(jìn)行信息交換。
3)數(shù)據(jù)密度大。所有控制單元在任一瞬時(shí)的信息狀態(tài)均相同,這樣就使得兩個(gè)控制單元之間不會(huì)有數(shù)據(jù)偏差。如果系統(tǒng)的某一處有故障,那么總線上所有連接的元件都會(huì)得到通知。
4)數(shù)據(jù)傳輸快。連成網(wǎng)絡(luò)的各元件之間的數(shù)據(jù)交換速率必須很快,這樣才能滿足實(shí)時(shí)要求。
(3)總線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn) 采用總線數(shù)據(jù)傳輸(多路傳輸)的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1)簡化線束。減少重量,減少成本,減小尺寸,減少連接器的數(shù)量,如圖1-6所示,同一款車同等配置下,可以看出采用車載網(wǎng)絡(luò)可以大大簡化汽車線束。

圖1-6 線束對比
a)傳統(tǒng)線束 b)采用車載網(wǎng)絡(luò)后的線束
2)可以進(jìn)行設(shè)備之間的通信,豐富了功能。
3)通過信息共享減少傳感器信號(hào)的重復(fù)數(shù)量。
3.車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展史
從1980年起,汽車內(nèi)開始裝用網(wǎng)絡(luò),在1983年,豐田公司在世紀(jì)牌汽車上最早采用了應(yīng)用光纜的車門控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了多個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接通信。此系統(tǒng)采用了集中控制方法,車身電控單元(ECU)對各車門的門鎖、電動(dòng)玻璃窗進(jìn)行控制,這是早期在汽車上采用的光纜系統(tǒng),此后,在較長的一段時(shí)間里,其他公司并沒有跟進(jìn)采用光纜系統(tǒng)。
1986年2月,Robert Bosch公司在美國汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)汽車工程協(xié)會(huì)大會(huì)上介紹了一種新型的串行總線——CAN控制器局域網(wǎng),那是車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CAN誕生的時(shí)刻。CAN全稱為Controller Area Network,即控制器局域網(wǎng),是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。
接著,美國汽車工程師協(xié)會(huì)提出了J1850。
此后,日本也提出了各種各樣的網(wǎng)絡(luò)方案,并且豐田、日產(chǎn)、三菱、本田及馬自達(dá)公司都已經(jīng)處于批量生產(chǎn)的階段,但沒有統(tǒng)一為以車身系統(tǒng)為主的控制方式。
而在其他國家,特別是歐洲的廠家則采用CAN,同時(shí)發(fā)表文章介紹采用大型CAN網(wǎng)絡(luò)的車型。由于他們在控制系統(tǒng)上都可以采用CAN,從而充分地證明了CAN在此領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)性。
在美國,通過采用SAE J1850普及了數(shù)據(jù)共享系統(tǒng),在SAE中也通過了CAN的標(biāo)準(zhǔn),明確地表示將轉(zhuǎn)向CAN協(xié)議。
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,歐洲又以與CAN協(xié)議不同的思路提出了控制系統(tǒng)的新協(xié)議TTP(Time Triggered Protocol),并在X-by-Wire系統(tǒng)上開始應(yīng)用。對飛機(jī)的控制系統(tǒng)來說,有Fly bywire系統(tǒng),直譯為靠電線飛行的系統(tǒng),實(shí)際上,它表示飛機(jī)的控制方式,即將飛行員的操縱、操作命令轉(zhuǎn)換成電信號(hào),利用計(jì)算機(jī)控制飛行的工作方式。將這種操作方式引入到汽車上,則出現(xiàn)了Drive-by-Wire系統(tǒng),直譯為靠電線行駛的系統(tǒng),在汽車上類似的系統(tǒng)還有Steering-by-Wire系統(tǒng)、Brake-by-Wire系統(tǒng),將這些系統(tǒng)統(tǒng)稱為X-by-Wire系統(tǒng)。
與這些網(wǎng)絡(luò)采用不同思路開發(fā)的有信息系統(tǒng),在開關(guān)及顯示功能控制用的信號(hào)系統(tǒng)的信息設(shè)備之間建立網(wǎng)絡(luò),下一步是利用顯示數(shù)據(jù)自身用光纜進(jìn)行轉(zhuǎn)送數(shù)據(jù)。
為了實(shí)現(xiàn)音響系統(tǒng)的數(shù)字化,建立了將音頻數(shù)據(jù)與信號(hào)系統(tǒng)綜合在一起的AV網(wǎng)絡(luò),因?yàn)檫@種網(wǎng)絡(luò)需要將大容量的數(shù)據(jù)連續(xù)地輸出,因此,在這種網(wǎng)絡(luò)上將采用光纜。
今后,當(dāng)對汽車引入智能交通系統(tǒng)(ITS)時(shí),由于要與車外交換數(shù)據(jù),所以,在信息系統(tǒng)中將會(huì)采用更大容量的網(wǎng)絡(luò),例如D2B協(xié)議、MOST及IEEE1394等。
主要車載網(wǎng)絡(luò)的基本情況見表1-2。幾種車載網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)年份、采用廠家與發(fā)表年份見表1-3。幾種網(wǎng)絡(luò)的成本對比及通信速度如圖1-7所示。
表1-2 主要車載網(wǎng)絡(luò)的基本情況

(續(xù))

表1-3 幾種車載網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)年份、采用廠家與發(fā)表年份

二、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能
1.多路傳輸功能
為了減少車輛電氣線束的數(shù)量,多路傳輸通信系統(tǒng)可使部分?jǐn)?shù)字信號(hào)通過共用傳輸線路進(jìn)行傳輸。系統(tǒng)工作時(shí),由各個(gè)開關(guān)發(fā)送的輸入信號(hào)通過中央處理器(CPU)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),該數(shù)字信號(hào)以串行信號(hào)方式從傳感器傳輸給接收裝置,發(fā)送的信號(hào)在接收裝置處將被轉(zhuǎn)換為開關(guān)信號(hào),再由開關(guān)信號(hào)對有關(guān)元件進(jìn)行控制。
2.“喚醒”和“休眠”功能
“喚醒”和“休眠”功能用于減少在關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)時(shí)蓄電池的額外能量消耗。當(dāng)系統(tǒng)處于“休眠”狀態(tài)時(shí),多路傳輸通信系統(tǒng)將停止諸如信號(hào)傳輸和CPU控制等功能,以節(jié)約蓄電池的電能;當(dāng)系統(tǒng)有人為操作時(shí),處于“休眠”狀態(tài)的有關(guān)控制裝置立即開始工作,同時(shí)還將“喚醒”信號(hào)通過傳輸線路發(fā)送給其他控制裝置。

圖1-7 幾種網(wǎng)絡(luò)的成本對比及通信速度
3.失效保護(hù)功能
失效保護(hù)功能包括硬件失效保護(hù)功能和軟件失效保護(hù)功能。當(dāng)系統(tǒng)的CPU發(fā)生故障時(shí),硬件失效保護(hù)功能使其以固定的信號(hào)進(jìn)行輸出,以確保車輛能繼續(xù)行駛;當(dāng)系統(tǒng)某控制裝置發(fā)生故障時(shí),軟件失效保護(hù)功能將不受來自有故障的控制裝置的信號(hào)影響,以保證系統(tǒng)能繼續(xù)工作。
4.故障自診斷功能
故障自診斷功能包括多路傳輸通信系統(tǒng)的自診斷模式和各系統(tǒng)輸入線路的故障自診斷模式,既能對自身的故障進(jìn)行自診斷,又能對其他系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷。
三、車載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的常用術(shù)語
1.?dāng)?shù)據(jù)總線
數(shù)據(jù)總線是模塊間運(yùn)行數(shù)據(jù)的通道,即所謂的信息高速公路,如圖1-8所示。

圖1-8 數(shù)據(jù)總線示意圖
數(shù)據(jù)總線可以實(shí)現(xiàn)在一條數(shù)據(jù)線上傳遞的信號(hào)可以被多個(gè)系統(tǒng)(控制單元)共享,從而最大限度地提高系統(tǒng)整體效率,充分利用有限的資源。如果系統(tǒng)可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù),則這樣的數(shù)據(jù)總線就被稱為雙向數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線實(shí)際是一條導(dǎo)線或許是兩條導(dǎo)線。兩線式的其中一條導(dǎo)線常用作額外的通道。它的作用有點(diǎn)像公路的路肩,上面立有交通標(biāo)志和信號(hào)燈。一旦數(shù)據(jù)通道出了故障,該“路肩”在有些數(shù)據(jù)總線中被用來承載“交通”,或者令數(shù)據(jù)換向通過一條或兩條數(shù)據(jù)總線中未發(fā)生故障的部分。為了抗電子干擾,雙線制數(shù)據(jù)總線的兩條線是絞在一起的。
各汽車制造商一直在設(shè)計(jì)各自的數(shù)據(jù)總線,如果不兼容,就稱為專用數(shù)據(jù)總線。如果是按照某種國際標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,就是非專用的。為使不同廠家生產(chǎn)的零部件能在同一輛汽車上協(xié)調(diào)工作,必須制定標(biāo)準(zhǔn)。按照ISO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),CAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線式,因此也稱為CAN總線(CAN-BUS)。
2.多路傳輸
多路傳輸是指在同一通道或線路上同時(shí)傳輸多條信息,如圖1-9b所示。事實(shí)上,數(shù)據(jù)信息是依次傳輸?shù)模俣确浅V欤坪蹙褪峭瑫r(shí)傳輸?shù)摹σ粋€(gè)人來說,1/10s算是非常快了,但對一臺(tái)運(yùn)算速度即使相對慢的計(jì)算機(jī)來說,1/10s卻是很長的時(shí)間。如果將1/10s分成若干段,許多單個(gè)的數(shù)據(jù)都能被傳輸——每一段傳輸一段,這就稱為分時(shí)多路傳輸。

圖1-9 常規(guī)線路與多路傳輸線路的簡單對比
a)通常傳輸方式 b)多路傳輸系統(tǒng)(串行分時(shí)通信)
從圖1-9中可以看出,常規(guī)線路要比多路傳輸線路簡單得多,然而多路傳輸系統(tǒng)ECU之間所用導(dǎo)線比常規(guī)線路系統(tǒng)所用導(dǎo)線少得多。ECU可以觸發(fā)儀表板上的警告燈或故障指示燈等,由于多路傳輸可以通過一根線(數(shù)據(jù)總線)執(zhí)行多個(gè)指令,因此可以增加許多功能裝置。多路傳輸?shù)慕缑嫒鐖D1-10所示。
正如可把無線電廣播和移動(dòng)電話的電波分為不同的頻率,人們也可以同時(shí)傳輸不同的數(shù)據(jù)流。隨著現(xiàn)在和未來的汽車裝備無線多路傳輸裝置的增加,基于頻率、幅值或其他方法的同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸也成為可能。汽車上用的是單線或雙線分時(shí)多路傳輸系統(tǒng)。
多路傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn):簡化線束,減輕重量,降低成本,減小尺寸,減少插接器的數(shù)量,可以進(jìn)行設(shè)備之間的通信,豐富了功能,通過信息共享減少傳感器的數(shù)量。
3.局域網(wǎng)
局域網(wǎng)(Local Area Network, LAN)是在一個(gè)有限區(qū)域內(nèi)連接的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一般這個(gè)區(qū)域具有特定的職能,通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的資源共享和信息通信。連接到網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)可以是計(jì)算機(jī)、基于微處理器的應(yīng)用系統(tǒng)或控制裝置。局域網(wǎng)一般的數(shù)據(jù)傳輸速度在105Mbit/s~1Gbit/s范圍內(nèi),傳輸距離在250m范圍內(nèi),誤碼率低。汽車上的總線傳輸系統(tǒng)(車載網(wǎng)絡(luò))是一種局域網(wǎng)。

圖1-10 多路傳輸?shù)慕缑?/span>
4.模塊/節(jié)點(diǎn)
模塊是一種電子裝置,簡單的如溫度和壓力傳感器,復(fù)雜的如計(jì)算機(jī)(微處理器)。傳感器是一個(gè)模塊裝置,根據(jù)溫度和壓力的不同產(chǎn)生不同的電壓信號(hào)。這些電壓信號(hào)在計(jì)算機(jī)(一種數(shù)字裝置)的輸入接口被轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)。在計(jì)算機(jī)多路傳輸系統(tǒng)中的控制單元模塊被稱為節(jié)點(diǎn)。一般來說,普通傳感器是不能作為多路傳輸系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)的,如果傳感器要想成為一個(gè)模塊/節(jié)點(diǎn),則該傳感器必須具備支持多路傳輸功能的電控單元,如大眾車系的轉(zhuǎn)角傳感器。
5.鏈路(傳輸媒體)
鏈路指網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)拿襟w,分為有線和無線兩種類型,目前車上使用的大多數(shù)都是有線網(wǎng)絡(luò),通常用于局域網(wǎng)的傳輸媒體有雙絞線、同軸電纜和光纖。
(1)雙絞線 如圖1-11所示,雙絞線是局域網(wǎng)中最普通的傳輸媒體,一般用于低速傳輸,最大傳輸速率可達(dá)幾個(gè)Mbit/s;雙絞線成本較低,傳輸距離較近,非常適合汽車網(wǎng)絡(luò)的情況,也是汽車網(wǎng)絡(luò)使用最多的傳輸媒體。
(2)同軸電纜 同軸電纜的基本結(jié)構(gòu)如圖1-12所示。像雙絞線一樣,同軸電纜也是由兩個(gè)導(dǎo)體組成,但其結(jié)構(gòu)不同。

圖1-11 雙絞線

圖1-12 同軸電纜
同軸電纜由一個(gè)空心的外圓柱面導(dǎo)體包著一條內(nèi)部線形導(dǎo)體組成。外導(dǎo)體可以是整體的或金屬編織的,內(nèi)導(dǎo)體是整體的或多股的。用均勻排列的絕緣環(huán)或整體的絕緣材料將內(nèi)部導(dǎo)體固定在合適的位置,外部導(dǎo)體用絕緣護(hù)套覆蓋。幾個(gè)同軸電纜線往往套在一個(gè)大的電纜內(nèi),有些里面還裝有二芯紐絞線或四芯線組,用于傳輸控制信號(hào)。同軸電纜的外導(dǎo)體是接地的,由于它的屏蔽作用,外界噪聲很少進(jìn)入其內(nèi)。
同軸電纜可以滿足較高性能的要求,與雙絞線相比,它可以提供較高的吞吐量,連接較多的設(shè)備,跨越更大的距離。同軸電纜可以傳輸模擬和數(shù)字信號(hào)。同軸電纜比雙絞線有著優(yōu)越的頻率特性,因而可以用于較高的頻率和數(shù)據(jù)傳輸率。由于其屏蔽的同軸心結(jié)構(gòu),比起雙絞線來,它對于干擾和串音就不敏感。影響其性能的主要因素是衰減、熱噪聲和交調(diào)噪聲。
(3)光纖 光纖在電磁兼容性等方面有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),其數(shù)據(jù)傳輸速度高,傳輸距離遠(yuǎn);在車載網(wǎng)絡(luò)上,特別在一些要求傳輸速度高的車上網(wǎng)絡(luò)(如車上信息與多媒體網(wǎng)絡(luò))上有很好的應(yīng)用前景。但受到成本和技術(shù)的限制,現(xiàn)在使用的并不多。最常用的光纖是塑料光纖和玻璃纖維光纖,在汽車上多用塑料光纖,如圖1-13所示。

圖1-13 塑料光纖
1—光纖芯 2—外殼 3—包裝層
與玻璃纖維光纖相比,塑料光纖具有以下優(yōu)點(diǎn):
① 光纖橫斷面較大。因?yàn)楣饫w橫斷面較大,所以生產(chǎn)時(shí)光纖的定位沒有太大的技術(shù)問題。
② 對灰塵不是很敏感。即使非常小心,灰塵也可能落到光纖表面上并由此改變光束的入射/發(fā)射功率。對于塑料光纖,細(xì)微的污物不一定會(huì)導(dǎo)致傳輸距離故障。
③ 操作簡單。例如,約1mm厚的塑料光纖芯操作起來比約62.5μm厚的玻璃纖維光纖芯要容易一些,因此與玻璃纖維光纖相比,其操作處理要簡單得多。而且玻璃纖維易折斷,塑料纖維則不易折斷。
④ 加工制作簡單。與玻璃纖維光纖相比,寶馬使用的甲基丙烯酸甲酯PMMA切割、打磨或熔化相對簡單,這樣在導(dǎo)線束制造以及進(jìn)行售后服務(wù)維修時(shí)具有較大的優(yōu)勢。
6.比特率
比特率是指每秒傳送的比特(bit)數(shù)。單位為bit/s,也可表示為bps(bit per second)。比特率越高,單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)量(位數(shù))越大。計(jì)算機(jī)中的信息都用二進(jìn)制的0和1來表示,其中每一個(gè)0或1被稱作1個(gè)位,即1bit(位)。大寫B(tài)表示byte,即字節(jié),1個(gè)字節(jié)=8個(gè)位,即1B=8bit。表示文件的大小單位,一般都使用千字節(jié)(KB)。
7.傳輸協(xié)議
傳輸協(xié)議也稱通信協(xié)議,是控制通信實(shí)體間有效完成信息交換的一組約定和規(guī)則。換句話說,要想交流成功,通信雙方必須“說同樣的語言”(如相同的語法規(guī)則和語速等)。
8.傳輸仲裁
當(dāng)出現(xiàn)數(shù)個(gè)使用者同時(shí)申請利用總線發(fā)送信息時(shí),會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸沖突,好比同時(shí)有兩個(gè)或者多個(gè)人想要過一個(gè)獨(dú)木橋一樣,如圖1-14所示。傳輸仲裁就是為了避免數(shù)據(jù)傳輸沖突,保證信息按其重要程度來發(fā)送。

圖1-14 獨(dú)木橋
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