TC2 100BASE-T1信道基本概念及連接器級別測試解讀（上篇）

TC2 IEEE 100BASE-T1通信信道的定義，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)C2，TC2作為車(chē)載以太網(wǎng)標準的一個(gè)分支，旨在在啟用以太網(wǎng)的電子控制單元之間定義確定性和穩健的傳輸通道。指定共模扼流圈（CMC）、電纜、連接器和線(xiàn)束制造的要求。

當今，汽車(chē)時(shí)代在汽車(chē)“新四化”的強烈驅動(dòng)下，國內外OEM都已全面踏入以太網(wǎng)應用技術(shù)領(lǐng)域，為了提升數據傳輸吞吐量及低延時(shí)性，提高駕駛安全性可靠性，這不僅僅依賴(lài)于控制器本身的穩定性能和安全性能，控制器之間的通信鏈路的安全性和穩定性也十分重要。

文章的上篇將對于TC2的基本定義和要求進(jìn)行解讀。

一、使用范圍

TC2 IEEE 100 BASE -T1旨在提出如圖1-1所示的物理層通信信道的一般射頻要求，以便在汽車(chē)以太網(wǎng)應用中使用非屏蔽雙絞線(xiàn)(UTP)電纜實(shí)現100BASE-T1技術(shù)。這些要求與通信信道的信號完整性和EMC表現相關(guān)。

圖1-1 通信信道的概念

TC2定義了兩個(gè)以太網(wǎng)節點(diǎn)之間的完整通信信道以及作為該通信信道單個(gè)部分的電纜和連接器要測試的各種參數。它包含測試程序，測試設置和限制以及應使用作為評估完整鏈路段和評估使用類(lèi)型的電纜和連接器的標準化常見(jiàn)規模。

通信信道的一些功能參數是必需的參數。除非客戶(hù)(OEM)另有規定，否則還需要對其他功能和EMC相關(guān)參數進(jìn)行限制?？蛻?hù)還定義用于使用此測試規范評估通信信道參數的特殊測試設置。測試線(xiàn)束可以由客戶(hù)指定，用于評估或比較設置通信信道配置的不同解決方案。電纜和連接器的其他要求，如機械應力和氣候應力，取決于客戶(hù)的定義，不在TC2的重點(diǎn)討論范圍內。

連接器和電纜的其他要求列如機械力和氣候應力取決于客戶(hù)的定義，不是TC2的重點(diǎn)。

二、常規定義和要求

通常，測量至少要在操作溫度-40°C, 23°C和105°C，如有特別指定的更高的溫度（例如：125℃）最高溫度必須要額外測量。根據規定的測試程序，測量部分降低到23℃的環(huán)境溫度。所有通信信道，導線(xiàn)和連接器的測量根據客戶(hù)的要求必須在標準的機械及環(huán)境應力前后執行。

對于通信信道的所有部分，射頻要求依據以下射頻及S參數定義。

圖2-1 RF和S-Parameter的定義

原則上S參數的限制在1 MHz≤ f ≤66 MHz范圍內有效。對于LCL, LCTL, AFEXTDC，AFEXTDS，ANEXTDC and ANEXTDS 限制有效至f = 200 MHz。測量結果應該在f = 100MHz的頻率下進(jìn)行。

三、通信信道與環(huán)境系統的模型

在TC2中，2個(gè)ECU之間的以太網(wǎng)接口的完整電氣電線(xiàn)連接被定義為全通信信道（WCC）。

圖3-1 通信信道模型

注意：圖示中的Inline連接器數量?jì)H作為參考。實(shí)際汽車(chē)應用中定義可以最多使用4對Inline。

與Open聯(lián)盟定義相反-在這個(gè)文件中，將線(xiàn)對板端連接器歸類(lèi)于通信鏈路中。

全通信信道（WCC）的最長(cháng)長(cháng)度沒(méi)有被定義，它取決于單獨零部件的特性。通常這些零部件需要被選擇來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)上應用的典型的長(cháng)度15m和最多4個(gè)Inline連接器的標準。

為了考慮無(wú)線(xiàn)通信系統與環(huán)境的電磁相互作用，提出了由獨立通信信道(SCC)和環(huán)境系統(ES)組成的模型。這種相互作用可以發(fā)生在多Pin連接器或多對電纜或SCC電纜與線(xiàn)束內的其他電纜之間的串擾。

環(huán)境系統對于獨立通信信道(SCC)的反饋可以分為不同的區域：

多Pin連接器區域、連接器與電纜連接區域（電纜未絞合）、連接器與電纜連接區域（電纜絞合）、線(xiàn)束區域。

圖3-2 環(huán)境系統與獨立通信通道之間互動(dòng)的區域概念

未完待續…

根據實(shí)際應用中的使用配置，全通信信道（WCC）將包含已定義區域的一個(gè)組合或一個(gè)子集。

為了評估WCC，它應該作為一個(gè)完整的系統進(jìn)行測試(包括所有區域)。為分析和優(yōu)化或評價(jià)單一部分的WCC，可單獨測試區域。

所有測試需要由一個(gè)矢量網(wǎng)分儀及時(shí)域測試系統結合一個(gè)夾具來(lái)完成。矢量網(wǎng)分儀及時(shí)域測量系統的相關(guān)定義和設置以及測試結果的呈現標準此處不多做贅述，大家可以在標準中自行參考。

下篇文章我們將重點(diǎn)介紹連接器部分的評估。

參考文獻：

本文所有插圖數據表格均來(lái)自于IEEE 100BASE-T1 Definitions for Communication Channel Version 1.0標準

作者：Amber Zhao

來(lái)源：羅森伯格汽車(chē)電子