汽车网络技术课件_凌永成_第3章__光学总线.ppt

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1、汽车网络技术沈阳大学凌永成配套教材信息教材名称：汽车网络技术教材主编：凌永成教材定价：35RMB出版社：清华大学出版社出版时间：2012年3月国际标准书号（ISBN）：978-7-302-28149-8教材所属系列：普通高等院校汽车工程类规划教材第3章光学总线3.1光学总线的信息传输3.1.1光学传输简介1.信号的光学传输与传统的电传输信号不同，光学传输是利用光来传输信号的，两者的区别如图3-1所示。图3-1光传输与电传输的区别图3-2光信号通过光导纤维（光缆）传输2.光学传输的优点导线少且重量轻；传输速度快；不会产生电磁干扰，同时对电磁干扰也不敏感。

2、3.1.2光学传输的系统结构1.光学传输的控制单元在光学总线中，每一个总线用户（收音机、CD唱机、视频导航仪等）都有一个光学传输控制单元，用于实现光学传输的信号调制、解调和控制。光学传输控制单元由内部供电装置、收发单元——光导发射器（FOT）、光波收发器、标准微控制器（CPU）、专用部件等组成。图3-3光学传输控制单元1）光导插头收发单元——光导发射器（FOT）由一个光电二极管和一个发光二极管构成（图3-4）。2）电气插头3）内部供电装置4）收发单元——光导发射器如图3-5所示，光学传输中使用的光波波长为650nm，是可见红光。图3-4光导发射器（FO

3、T）图3-5波长650nm的可见红光5）光波收发器6）标准微控制器7）专用部件2.光电二极管光电二极管是利用光电效应原理将光波转换成电压信号的。如图3-6所示，光电二极管内有一个P-N结，入射光可以照射到这个P-N结上。在P型层上有一个正极触点（滑环），N型层与金属底板（负极）相连。图3-6光电二极管的结构示意图如果入射光或红外线照射到P-N结上，P-N结内就会产生自由电子和空穴，从而形成穿越P-N结的电流。照射到光电二极管上的入射光越强，流过光电二极管的电流就越大。这个现象称为光电效应。图3-7光电效应原理3.光导纤维1）光导纤维的作用和相关要求作为

4、光波的传输介质，光导纤维（亦称光缆）的作用是将在某一控制单元发射器内产生的光波传送到另一控制单元的接收器。2）光导纤维的结构如图3-9和图3-10所示，光导纤维由几层构成。纤芯是光导纤维的核心部分，是光波的传输介质，也可以称之为光波导线。纤芯一般用有机玻璃或塑料制成，纤芯内的光波根据全反射原理几乎无损失地传输。图3-8光导纤维的作用是传输光波图3-9光导纤维的结构图3-10光导纤维各部分的尺寸3）光波在光导纤维中的传输在直的光导纤维中，光波是按全反射原理在纤芯表面以Z字形曲线传输的。4）专用插头为了能将光导纤维连接到控制单元上，在光学传输系统中使用了一

5、种专用插头。插座本体上有一个信号方向箭头，表示光波传输方向（通向接收器）。图3-14光学传输系统的专用插头5）光纤端面为了能使光波传输过程中的损失尽可能小，光导纤维的端面应光滑、垂直、洁净（图3-15）。因此，使用了一种专用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕会加大光波的传输损失（衰减）。图3-15光导纤维的端面3.2MOST总线3.2.1MOST的定义与应用1.MOST的定义MOST是MediaOrientedSystemsTransport的缩写。顾名思义，MOST是一种用于多媒体数据传输的网络系统。2.MOST的应用MOST系统可连接汽车音响系统、视

6、频导航系统、车载电视、高保真音频放大器、车载电话、多碟CD播放器等模块，其数据传输速率最高可达22.5Mbit/s，而且没有电磁干扰。图3-17AUDIA8汽车的信息及娱乐（InformationandEntertainment）多媒体系统图3-18BMW车系F01/F02车型的MOST多媒体影音娱乐系统TOPHIFI—顶级高保真音响放大器；CIC—车辆信息计算机；DVD—DVD换碟机；KOMBI—组合仪表；RSE—后座区娱乐系统；SDARS—卫星收音机调谐器；TCU—远程通信系统控制单元；ULF-SBX—接口盒；VM—视频模块；ZGM—中央网关模块3

7、.MOST的传输速率图3-19多媒体的数据传输速率图3-20带有立体声的数字式电视系统车载多媒体影音娱乐系统对数据传输速率要求很高。仅仅是带有立体声的数字式电视系统，就需要约6Mbit/s的传输速度。在车载多媒体影音娱乐系统中，海量的视频和音频数据是由MOST总线来传输的，而CAN总线只能用来传输控制信号（图3-21）。图3-21CAN总线在车载数字电视系统中用来传输控制信号3.2.2MOST的组成与系统状态1.MOST的拓扑结构MOST总线系统采用环形拓扑结构。控制单元通过光导纤维沿环形方向将数据发送到下一个控制单元。这个过程一直在持续进行，直至首先

8、发出数据的控制单元又接收到这些数据为止。可以通过数据总线自诊断接口和诊断CAN总线来对MOST