CAN-bus传输介质.ppt

CAN-bus传输介质,Version1.10版2006年5月,目录,物理层CAN-bus传输介质CAN-bus双绞线CAN-bus光纤,物理层,PhysicalSignaling(PLS)-BitEncoding/Decoding-BitTiming/SynchronizationPhysicalMediumAttachment(PMA)-Driver/ReceiverCharacteristicsMediumDependentInterface(MDI)-Connectors,LogicalLinkControl(LLC)-AcceptanceFiltering-OverloadNotification-RecoverManagementMediumAccessControl(MAC)-DataEncapsulation/Decapsulation-FrameCoding(stuffing/destuffing)-ErrorDetection/Signaling-Serialization/Deserialization,物理层,PhysicalSignaling(PLS)-BitEncoding/Decoding-BitTiming/Synchronization物理介质配置(PMA)-收发器件特性介质依存接口(MDI)-连接器-线缆，光纤等,物理层,物理层并不由CAN规定包括PMA和MDI必须与CAN的规格兼容必须规定显性和隐性状态显性位状态可以覆盖隐性状态仲裁错误帧的产生物理层特性符合ISO11898标准,CAN-bus传输介质,单线（汽车）双绞线屏蔽双绞线同轴电缆单模光纤无线通信,物理介质必须支持“显性”和“隐性”状态，“显性”状态支配“隐性”状态，例如在总线仲裁时。双线结构总线必须使用终端电阻抑制信号反射，并且采用差分信号传输减弱电磁干扰（EMI）的影响。使用光学介质时，隐性电平通过状态“暗”表示，显性电平通过状态“亮”表示；同一段CAN-bus网络采用相同的传输介质。,传输介质（BusMedium）,双绞线特点,目前，采用双绞线的CAN总线分布式系统已得到广泛应用，如汽车电子、电梯控制、电力系统、远程传输等。,技术上容易实现、造价低廉；理论上节点数无限制、对环境电磁辐射有一定抑制能力；随着频率的增长，双绞线线对的衰减迅速增高；双绞线有所谓的近端串扰；适合CAN-bus网络5Kbps1Mbps的传输速率。,CAN总线电平标称值,双绞线（ISO11898-2）,双绞线（ISO11898-2）,Termination,双绞线参数（ISO11898-2）,高速差分总线双线平衡信号有公共地信号线结构较短的残余双绞线或平行线非屏蔽或屏蔽线缆阻抗=120最高速度达1Mbps,双绞线参数（ISO11898-2）,最长的总线长度可达40m1Mbps其它的情况无定义线路延迟=5ns/m(名义值)规定了电气指标而不是机械指标可使用galvanic(光学)绝缘,ISO11898电缆推荐参数：直流参数、特性阻抗,电缆参数（ISO11898-2）,电缆选择的要素,线长:如果外部干扰比较弱，CAN-bus中的短线（长度0.3m）可以采用扁平电缆；波特率：由于取决于传输线的延时，CAN-bus总线的通讯距离可能会随着波特率减小而增加；外界干扰：CAN总线可以采用带屏蔽层的双绞线；特征阻抗：所采用的传输线的特征阻抗约为120欧姆；有效电阻：所使用的电缆的电阻必须足够的小以避免线路压降过大。,电缆结构分析,单屏蔽层的CAN电缆剖析与连接,电缆适用类型,推荐的电缆类型,导线长度与波特率,波特率与长度的关系,基本公式：MaxBitRateMbpsMaxBusLengthm60,双绞线的使用,双绞线采用抗干扰的差分信号传输方式；使用非屏蔽双绞线作为物理层，只需要有2根线缆作为差分信号线（CANH、CANL)传输；使用屏蔽双绞线作为物理层，除需要2根差分信号线（CANH、CANL)的连接以外，还要注意在同一网段中的屏蔽层（SHIELD）单点接地问题。,双绞线网络的注意事项,以下列表说明了组建CAN网络时应该遵守的规则,光纤的选择,石英光纤特点：衰减小，技术比较成熟；纤带宽大，抗电磁干扰；易成缆特性；芯径很细（小于10m）；连接成本较高。,光纤的选择,塑料光纤特点：成本与电缆相当；芯径达（0.51mm)；连接易于对准；重量轻；损耗将低到20dB/km。,光纤应用场合,多模光纤一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境中；单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点；塑料光纤在高速距离通信网络中得到广泛应用。,光纤网络构成方式,光纤网络的构成方式有两种：一种是基于光纤定向耦合器的无延时环网；另一种是基于光电收发模块的中继型环网；,CAN-bus光纤传输,光纤CAN网络的拓扑结构总线形：可有一根共享的光纤总线组成，各节点另需总线耦合器和站点耦合器实现总线和节点的连接；环形：每个节点与紧邻的节点以点到点链路相连，形成一个闭环；星形：每个节点通过点到点链路与中心星形耦合器相连；,塑料光纤网络不宜采用总线拓扑结构,CAN-bus光纤传输,与双绞线和同轴电缆相比光纤的低传输损耗使中继之间距离大为增加；光缆还具有不辐射能量、不导电、没有电感；光缆中不存在串扰以及光信号相互干扰的影响；不会有在线路“接头处”感应耦合导致的安全问题；强大的抗EMI