以太网和车载以太网的简单介绍
sad404
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2019.12.30
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以太网和车载以太网的简单介绍

以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准,它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术,取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3~10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。

以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了减少冲突,将能提高的网络速度和使用效率最大化,使用集线器来进行网络连接和组织。如此一来,以太网的拓扑结构就成了星型;但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,即载波多重访问/碰撞侦测)的总线技术。

以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法,每个节点必须获取电缆或者信道的才能传送信息,有时也叫作以太(Ether)。每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有节点能互相鉴别。由于以太网十分普遍,许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。

经典以太网

经典以太网用一个长电缆蜿蜒围绕着建筑物,这根电缆连接着所有的计算机。

物理层

以太网的每个版本都有电缆的最大长度限制(即无须放大的长度),这个范围内的信号可以正常传播,超过这个范围信号将无法传播。为了允许建设更大的网络,可以用中继器把多条电缆连接起来。中继器是一个物理层设备,它能接收、放大并在两个方向上重发信号。在这些电缆上,信息的发送使用曼彻斯特编码。

MAC子层

经典以太网使用CSMA/CD算法,即当站有帧要发送时要侦听介质,一旦介质变为空闲便立即发送。在它们发送的同时监测信道上是否有冲突。如果有冲突,则立即终止传输,并发出一个短冲突加强信号,再等待一段随机时间后重发。

类型:

10Mbps以太网

10BASE-T──使用3类双绞线、4类双绞线、5类双绞线的4根线(两对双绞线)100米。以太网集线器或以太网交换机位于中间连接所有节点

100Mbps以太网(快速以太网)

100BASE-T-- 下面三个100 Mbit/s双绞线标准通称,最远100米。

100BASE-TX-- 类似于星型结构的10BASE-T。使用2对电缆,但是需要5类电缆以达到100Mbit/s。

1Gbps以太网

1000BASE-T-- 1 Gbit/s介质超五类双绞线或6类双绞线。

10Gbps以太网

新的万兆以太网标准包含7种不同类型,分别适用于局域网、城域网和广域网。目前使用附加标准IEEE 802.3ae,将来会合并进IEEE 802.3标准。

10GBASE-T-- 使用屏蔽或非屏蔽双绞线,使用CAT-6A类线至少支持100米传输。CAT-6类线也在较短的距离上支持10GBASE-T。

100Gbps以太网

新的40G/100G以太网标准在2010年中制定完成,包含若干种不同的节制类型。目前使用附加标准IEEE 802.3ba。

40GBASE-KR4 -- 背板方案,最少距离1米。

40GBASE-CR4 / 100GBASE-CR10 -- 短距离铜缆方案,最大长度大约7米。

40GBASE-SR4 / 100GBASE-SR10 -- 用于短距离多模光纤,长度至少在100米以上。

40GBASE-LR4 / 100GBASE-LR10 -- 使用单模光纤,距离超过10公里。

100GBASE-ER4 -- 使用单模光纤,距离超过40公里

车载以太网

传统以太网协议由于采用的是载波监听多路访问及冲突检测技术。因此,在数据包延时、排序和可靠性上达不到车载网络实时性要求,所以,常见的车载局域网仍是基于CAN的实时现场总线协议。但随着汽车电子技术的爆发式发展,ECU数量不断增长,影音娱乐信号也纳入车内通信,这使得高实时、低带宽的传统车载总线开始不适应汽车电 子发展趋势。

国际电子电气工程师协会(IEEE)经过长期研究在2016年批准了第一个车载以太网标准 “100BASE-T1”,其基于博通公司的BroadR.Reach 解决方案,在物理层用单对非屏蔽双绞线电缆,采用更加优化的扰码算法来减弱信号相关性增加实时性,可在车内提供100Mbps高实时带宽。

以上就是以太网和车载以太网的简单介绍,希望对大家有所帮助。

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