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浅谈汽车车载网络的应用论文(第4页)

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  1.3MOST网络未来趋势

  MOST网络技术历经15年的发展已经取得了一定的成果,在未来的前进道路上它将会在以下三方面取得进步。首先,MOST组织在其定期发布的MOSTInformative里提到MOST网络会在拓扑结构方面增加星型、菊花链型和树形等拓扑结构,改善环型网络拓扑结构如果断开则整个网络不可用的缺点。然后,在降低成本方面,MOST150网络使用的是光纤线进行信号传输,在保证传输速率150Mbps的前提下可以在物理层增加非屏蔽双绞线(6类双绞线)和同轴电缆作为传输介质,这样可以拓宽其市场,使更多的车型可以搭载MOST网络。最后,在兼容以太网络方面,车载以太网络技术是MOST网络技术的强劲竞争对手,虽然MOST150网络规范已经提出每个设备节点会有以太网络MAC地址,并提供以太网络数据信道来传输以太网络帧,但是仍有上层软件兼容等许多问题需要解决。而据悉,一汽、比亚迪、长城等车厂都在积极地研究MOST网络,MOST网络技术即将迎来在国内的大发展。

  2IDB-1394网络技术I

  DB-1394网络技术是IEEE-1394技术的汽车版本,其传输速率可高达400Mbps,它的高带宽确保了音视频娱乐应用的高保真传输,并且可以更迅速的传输到想要播放的终端。除此之外,其即插即用的特性,也正符合了消费者对于产品的需求,没有过多繁杂且不必要的操作。IDB-1394为了满足信号的高速传输需求,并且同时考虑到车上的电磁干扰环境,所以其采用光纤线作为物理传输介质,但是为了降低成本,其使用铜导线作为物理传输介质的技术标准IDB-1394Cu也在实验当中。IDB-1394还提供数字传输内容保护DTCP(DigitalTransmissionCon-tentProtection)技术,其可以有效地保护版权,防止传输内容的泄露[31]。目前人们对于IDB-1394网络技术的关注度越来越高,并且期望其在将来的市场上能够得到更广泛的应用。虽然它拥有灵活的协议栈,但是现在只有少数日系车厂支持IDB-1394网络技术,并且在许多方面它仍需要提高。

  3车载以太网络技术

  在以太网络发展的30多年里,它凭借低廉的价格、强大的数据传输能力和良好的可扩展性等优点,成为了应用最为普遍的局域网络技术[32,33]。随着工业以太网络技术的发展和应用,人们对于以太网络逐渐产生了实时性的要求,这样便产生了实时以太网络RTE(RealTimeEthernet)[34]。2011年单对非屏蔽双绞线通信技术的问世,并且汽车驾驶员辅助、娱乐和通信等各方面应用的涌现,因此以宝马公司为首,人们为了提高车载网络的带宽和通用性,以实时以太网络协议为前提,以单对非屏蔽双绞线通信技术为基础,提出了车载以太网络技术。

  3.1实时以太网络协议

  虽然传统以太网络有众多优点,但是它并不能进行实时数据的传输,不符合车载网络的要求。时间触发以太网络TTEth-ernet(TimeTriggeredEthernet)[35,36]是一种基于时间触发的实时以太网络,它结合了决策、容错和实时性,时间触发信息可以在预定的时间内传输,该网络适用于刹车线控和转向线控等方面。而以太网络音视频桥(EthernetAudio/VideoBridging,EthernetAVB)技术则是更具发展潜力的网络音视频实时传输技术,相比于TTEthernt技术更适合用于车载多媒体系统,因为它可以提供精准时间同步、媒体流量整形、接收控制以及非实时设备鉴定,在保障实时数据流传输的同时,兼容传统以太网数据的传输。并且它是一项新的IEEE802.1标准,在传统以太网络的基础上,为实时音视频流数据传输提供高可靠、低延迟和低成本的实现方案,弥补了传统以太网络传输实时数据的缺陷。EthernetAVB协议栈主要包括5个协议,分别为精准时间同步协议PTP(PrecisionTimeProtocol),流预留协议SRP(StreamReservationProtocol),队列及转发协议QFP(QueuingandFor-wardingProtocol),音视频桥接传输协议AVBTP(Audio/VideoBridgingTransportProtocol)和实时传输协议RTP(Real-timeTransportProtocol)。EthernetAVB协议栈PTP:它以IEEEP1588V2为原型,将原来的IP路由协议应用到只有两层结构的局域以太网络中。主要包括两个方面,一个方面是主时钟的选择,另一方面是同步机制,即时间补偿和时钟频率匹配。PTP通过最佳主时钟算法来选择PTP域的一个主时钟,并以它为根建立一个用于同步的生成树,每一个时间敏感的设备节点都要与主时钟同步。在本地网络中,同时定义一些潜在主时钟,当访问主时钟失败时,自动切换到其中一个潜在主时钟并建立相应的生成树,以保证网络时钟同步。主时钟确定后,通过时间戳机制来发送同步信息[37],并通过传统以太网络数据包传递时间戳,当含有时间戳的消息进出需要时钟同步的端口时,会与本地时钟进行对比,利用相应的路径延迟补偿算法对本地时钟进行匹配。匹配后的从节点再发送含有时间戳的信息,与下一个从节点进行时间同步匹配。SRP:为了保证数据传输和转发的服务质量,降低时延和抖动,SRP根据网络拓扑的带宽情况,预先锁定传输路径,并且预留一部分带宽,确保音视频流设备间端到端的带宽可用性。SRP使用信号协议SP(SignalingProtocol)和功能扩展的IEEE802.1多注册协议MRP(MultipleRegistrationProtocol)交换音视频流的带宽描述消息,并对带宽资源进行预留。

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