车载以太网时代或将到来

长期以来，作为汽车“神经系统”的CAN总线技术曾是汽车厂商宣传的技术亮点。然而，随着汽车科技、尤其是汽车电子科技的发展，现有的汽车“神经系统”难以满足行业发展需求。于是，不少汽车厂商开始把目光聚焦到以太网。

一方面，车联网时代的到来，让以太网在汽车领域里的应用成为一种趋势；另一方面，随着车载电子系统的日益精密，在具备自动驾驶、摄像头和信息娱乐系统等功能之后，以太网成为将其融合在一起的最佳选项。有专家预言，以太网技术在汽车上的应用，不仅会带来汽车“神经系统”的革命，也会带来整个汽车应用的变革。

　　行业发展脉络渐趋清晰

早在去年11月，根据《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》（国发〔2015〕40号），工信部就研究制定了《工业和信息化部关于贯彻落实〈国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见〉的行动计划（2015~2018年）》，其中指出要“加快基于IPv6、工业以太网、泛在无线、软件定义网络(SDN)、5G及工业云计算、大数据等新型技术的工业互联网部署”，“推动成立工业互联网产业联盟，支持企业开展工业互联网创新应用示范，在工厂无线应用、标识解析、工业以太网、IPv6应用等领域开展应用示范。”该行动计划的制定，无疑会加快车载以太网技术的研发工作。

今年4月初，行业标准制定组织国际电子电气工程师协会（以下简称“IEEE”）又批准第一个车载以太网标准，以适应汽车市场的需求。IEEE最新定义的车载以太网标准802.3bw名为“100BASE-T1”，用一对双绞线可以提供100Mbps以太网。此标准不仅可实现每端口100Mbps的高性能带宽，同时还可显著降低连接成本并减轻线缆重量。IEEE称新标准计划把新旧车载应用程序整合到同一个网络体系架构中，并减少布线，与其它应用程序共享。

提及以太网在客车上的应用，重庆交通大学公共交通学者王健表示：“车辆车身创新、道路及设施创新和IT信息技术框架创新，是巴士系统中的三大创新。车载IT信息技术与车辆所涉及的工业以太网技术在内容上是一致的，只是两者所使用的概念不同。工业以太网的概念多应用于工业生产之中。从网络的角度讲，就是IT技术的框架结构。即便是未来的自动驾驶，互联网通信协议也是必不可少的组成部分。”

沃尔沃诊断与ECU 平台高级总监Hans Alminger此前在一份声明中称：“车载以太网是一种非常有前途的技术。它能够为互联、信息娱乐和安全领域中的新应用提供所需的带宽。”而根据ABI研究公司的研究报告显示，到2020年以太网车载网络的覆盖率将达到40%。

　　行业状态有别导致发展迥异

“车载以太网的应用，需要有芯片厂商的支持。只有芯片厂商开始进行相关的研发工作，以太网才有应用的可能，但国内相关部门却并未意识到这一问题。” 欧科佳（上海）汽车电子设备有限公司董事长张小平说，“如果国内企业现在不投入到研发之中，未来就只能使用别人的产品，当车载以太网成为一种新的行业标准的时候，我们还是要落后于西方国家。”

在熟悉欧美客车产业的王健看来，汽车电子产品的一系列协议分为很多层次，但汽车电子标准SAE J1939关于商用车的很多协议并未明确定义，而欧洲关于客车的一些协议都已经做出相应的定义。“典型的例子就是车队管理系统的标准，它对客车相关的22对数据做了定义，比如加速度、减速度。”王健说，“在网络状态下对车辆进行描述，首先要做的就是定义，然后才能提供一个代码。欧洲早在2002年就已经完成这方面的工作，但国内到现在也没有相关标准。既没有采用欧洲的标准，也没有自己制定一套标准，更没有相关的企业或机构出来倡导。欧洲的标准虽然是几个主流车企共同制定且并未上升为国家标准，但它作为一种行业标准，已被美国客车行业采用。”至于国内的发展现状，王健认为是整个产业链的问题，并不是单个企业的原因。

谈到为何会造成中外两种不同的发展态势，张小平认为有两方面原因：一方面是国内没有产生类似欧洲大型的汽车电子设备的企业，国内企业往往各自为政；另一方面，在一定程度上讲，当前的研发体系并未起到鼓励创新的作用。欧科佳（上海）汽车电子设备有限公司销售总监刘景璋则把原因进一步细化，“目前国内很少采用以太网技术，主要是跟政策、市场和产品等有关。任何新技术的应用，都需要政策法规的推动。此外，现在市场上可以用于车辆的以太网通信设备比较少，市场需求有限，至少国内需求很小。”

以太网技术有望替代CAN总线

以太网技术诞生于上世纪70年代末，直到近几年才开始运用于汽车领域之中。随着汽车智能化正在成为未来重要的发展趋势之一，越来越多的汽车产品生产厂家将目光转向汽车电子产品生产以及相关产品的应用发展，而汽车产业也将迎来车联网高速发展的时代。

张小平向记者举例说：“假如一条CAN总线只能连接10个电子设备，如果增加电子设备，就只能增加布线，车载架构也就变得更加复杂。相比之下，以太网的通信速率是CAN总线的200~300倍，可以大幅降低互连成本和电缆重量。”

“如果此类标准得以推广，对未来客车电子化的发展将是事半功倍，反之就是事倍功半。如果国内客车企业各自执行自己的标准，对用户而言，将是很大的负担。为此，国内部分企业开始做相关的研发工作，是十分必要的。”王健说。

简单说，CAN总线和以太网都可以看作是一种“局域网”的范畴，只是应用领域不同而已。在汽车电子产品增多的同时，车内系统规模和复杂性日益增强，汽车专门功能区如车架、车身等需要共享车辆数据，这些对带宽提出了更高的要求。“车载以太网带宽更宽、传输速度更快、信息量更大，主要用于高数据传输的场合，包括视频、图像等传输，现在市场上有一些以太网的IP摄像头，就是用于大数据的传输。车载计算机对大数据的处理，都需要借助以太网的网络传输通道。“虽然车载以太网的可靠性、容错率等相对CAN总线技术有所不足，但随着未来技术的发展，不排除车载以太网完全替代CAN总线技术的可能。”刘景璋说。

除零部件供应商，记者也采访了部分整车企业相关负责人。一名客车企业品牌传播负责人告诉记者，“当前大部分企业都在追逐新能源汽车的红利，鲜有静下心来进行前沿技术研发的企业。至于车载以太网，提前介入，对企业而言就是助推发展的‘天使’；反之，就是阻碍企业发展的‘魔鬼’。”

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什么是以太网？

以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802.3系列标准相类似，包括标准的以太网（10Mbit/s)、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网，它们都符合IEEE802.3。IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。

以太网是当前应用最普遍的局域网技术，它很大程度上取代了其他局域网标准。如令牌环、FDDI和ARCNET。历经100M以太网在上世纪末的飞速发展后，千兆以太网甚至10G以太网正在国际组织和领导企业的推动下不断拓展应用范围。

以太网不是一种具体的网络，是一种技术规范。其技术应用已久，遍布云数据中心、运营商和企业级网络，目前正在向汽车行业渗透，车载以太网提供了一种扩展能力更强、更开放的架构，这种技术可以让大众享受到超豪华汽车具有的娱乐信息功能和安全功能。