近年来，汽车电气系统变得越来越复杂，主要是由信息娱乐，高级驾驶员辅助系统（ADAS），动力总成和车身电子系统的发展所驱动。 由于当今车辆中各种电子控制单元（ECU）之间共享大量的实时数据和固件/软件，因此这些系统需要更快的通信网络。
尽管以太网是商业和工业应用中长期流行的通信协议，但直到100BASE-T1的出现，它才被广泛应用于汽车工业。有些车辆使用100BASE-TX应用于车载诊断（OBD）。然而，100BASE-TX无法在汽车生态系统中发展，因为它需要两条双绞线电缆，并且不符合国际无线电干扰委员会（CISPR）25 Class5中的辐射发射限值的严格要求。100BASE-T1的开发是为了满足汽车系统的需求。它只需要一条非屏蔽单/双绞线电缆就可以在至少15 m的通信距离上以100 Mbps的速度发送和接收数据。100BASE-T1排放曲线符合CISPR 25 class5附件G带状线方法和其他汽车排放标准，例如Open Alliance 的TC8。1）100BASE-T1是一个100 Mbps的汽车以太网标准 ，也称为IEEE 802.3bw标准，以前被称为BroadR-Reach标准。2）IEEE 802.3bw（100BASE-T1）是由汽车公司以及领先的集成电路（IC）制造商和系统开发商共同开发的一种新的物理层（PHY）通信协议。3）100BASE-T1可通过非屏蔽单/双绞线电缆以100 Mbps的通信速度满足更大的带宽需求。
4）100BASE-T1将车载生态系统标准化为一种网络架构，从而简化了ECU之间的整体通信，甚至可能消除了对较早或更不普遍的协议（如面向媒体的系统传输（MOST）或FlexRay）的需求。
5）100BASE-T1可以通过非屏蔽单双绞线电缆使用以太网协议的音频视频桥接（AVB）标准集合，在车辆内实现音频，视频，互联汽车，固件/软件和校准数据的通信。
6）由IEEE时间敏感网络任务组开发的AVB标准集合具有较低的确定性延迟，同步节点和流量整形。这些方面对于在汽车系统中交流各种类型的信息非常重要，并使100BASE-T1能够携带具有不同优先级的不同类型的数据（低数据速率和高优先级 VS高数据速率和低优先级以及时间同步）。
2.2 车载音频/视频传输
与AVB配对的100BASE-T1可以传输音频和视频数据。这为信息娱乐和ADAS域中的以太网的应用创造了机会。AVB仅为音频和视频数据指定一定数量的带宽。划分的带宽量是可调的，并由原始设备制造商（OEM）选择。通常，为音频和视频流分配75 Mbps的带宽，而为数据流分配剩余的25 Mbps。表1显示了使用公式1基于两个通道的采样率和位深度得出的音频所需的必要带宽：
比特率=采样率×比特深度×通道数
根据表1，100BASE-T1轻松支持44.1 kHz，48 kHz甚至96 kHz采样音频的带宽要求，每个采样深度高达32位。例如，典型的CD以44.1 kHz采样，每个采样的位深度为16位。高分辨率音频通常以96 kHz采样，每个采样的位深度为24位。100BASE-T1链接完全支持两者。
另一方面，视频传输需要更多的带宽。表2显示了几种不同的视频格式以及它们各自的带宽要求。表2还估计了不同媒体格式，分辨率和帧速率所需的视频带宽量。根据表2中的数据，与100BASE-T1配对的AVB的75 Mbps带宽应该能够处理信息娱乐域中的几个视频通道。不过，在ADAS应用中，来自摄像机的未压缩视频数据很容易具有1 Gbps以上的带宽要求。除非在传输之前对视频进行压缩，否则100BASE-T1不合适它的应用。使用100BASE-T1以太网时，加快了固件/软件更新和数据校准，从而减少了车辆更新的停机时间。1）大多数车辆都有100BASE-TX OBD端口，用于读取诊断数据以及更新或刷新软件/固件。通过将车辆中的各种ECU通过100BASE-T1连接到带有OBD端口的中央网关，与使用各种通信总线的现有解决方案相比，更新可以更快地进行。2）当接近制造完成时，100BASE-T1还可以促进ECU的校准。使用100BASE-T1以太网传输数据有助于缩短校准时间，从而减少总体制造时间。与传统以太网标准10BASE-T和100BASE-TX相比，100BASE-T1通过使用诸如叠加，编码和加扰方案（以及一些无源组件）之类的技术，减少了电磁干扰（EMI），并降低了电缆重量、成本及占用空间。
与快速以太网相比，100BASE-T1采用独特的4位至3位（4B3B），3位至2三元对（3B2T）和三级脉冲幅度调制（PAM3）编码方案来实现减少发射。在通过非屏蔽单双绞线电缆传输之前，100BASE-T1 PHY会执行所有必要的加扰和编码。100BASE-T1对MAC是透明的，因为现有的媒体独立接口（MII）尚未更改。
图2显示了MAC和PHY的信令，具体取决于接口。从MAC接收数据后，以太网PHY对数据进行编码，加扰和序列化。这些过程为PHY的模拟前端准备了数据，然后将这些数据发送到未屏蔽的单双绞线电缆上并发送给链路伙伴。例如，通过RGMII与MAC通信的100BASE-T1 PHY将接收时钟频率为25 MHz的四个并行位（总计100 Mbps）。PHY将这四个位转换为三个位，并将时钟频率提高到33 1/3 MHz，以保持100 Mbps的位速率。（如果一帧不能被三整除，则PHY将添加填充位以实现正确的转换。链路伙伴会在传输到MAC之前删除这些填充位。）使用每组三个位，通过以下方式生成三元对（2T）：基于表3中所示符号映射的PHY。
最后，使用三电平脉冲幅度调制（PAM3）以66 2/3 MHz基本频率传输三元对向量（TA，TB）。图3显示了通过PHY从MII转换到媒体相关接口（MDI）的数据。查看PAM3信号，很容易看出，每33 1/3 MHz周期将代表三位数据，因此以100 Mbps的速度传输数据。使用三个电压电平（+1 V，0 V和-1 V）发送该信号，且峰值小于2.2 V（使用100差分端接测量时）。MDI连接器和非屏蔽双绞线电缆组合必须符合电气规范，例如回波损耗，转换损耗和容错性能，如100BASE-T1标准MDI规范的96.8节所指定。以太网协议具有不同的规范，可根据其目标应用对数据进行加扰，序列化和编码。为了进行比较，100BASE-TX使用多级传输（MLT-3）以125 MHz传输数据。基本频率高于100BASE-T1（66 2/3 MHz），并且需要专用的双绞线进行发送和接收。100BASE-T1仅需要大约33.3MHz的带宽，接近100BASE-TX的一半。因此，当使用100BASE-T1的3B2T信号映射和PAM3调制方法，而不是100BASE-TX的4B5B编码到MLT-3时，频谱效率也会提高，从而通过减少发送相同数量数据所需的带宽来减少发射。100BASE-T1是物理全双工接口，允许在同一对上进行发送和接收，这与10BASE-T和100BASE-TX不同，后者的发送和接收在专用对上进行。共享传输介质减少了车辆中的电缆总重量，不仅降低了材料成本，而且还提高了燃油效率。物理全双工通过叠加原理完成。100BASE-T1 PHY具有集成的混合功能，并使用回声消除功能来删除其自身的发送信号并从链路伙伴中提取接收到的信息。为了做到这一点，一个PHY专门用作主机，另一个作为从机。当两个100BASE-T1 PHY连接时，它们会经过训练过程，从而导致被测设备（DUT）和链路伙伴以相同的频率以相同的相位传输信息。图4示出了每个PHY内的混合和回声消除的简化框图。
附加组件 - 在PAM3信号离开或进入信号板之前，有几个组件调节信号的发送和接收。这些外部组件的目标是隔离MDI，以防止接地环路和驱动器DC偏移，改善CM噪声过滤，并在保持高抗扰度的同时减少辐射。滤除CM噪声 - 共模扼流圈（CMC）过滤MDI上的CM噪声。尽可能降低CM噪声非常重要，因为它会干扰PHY的接收器。此外，由于CM噪声是单端能源，因此会导致较高的辐射发射。表4列出了与100BASE-T1 PHY一起使用时CMC必须满足的要求。
DC隔离 - 图5显示了如何实现100BASE-TX和100BASE-T1的直流（DC）隔离。
100BASE-TX PHY通常使用中心抽头（PHY侧）连接到依赖于PHY的直流电压的变压器。变压器还使用Bob Smith终端（中间抽头，在连接器侧，通过电阻器与地面相连）来帮助改善CM噪声过滤。
100BASE-T1采用了一种更简单的方法，只使用两个电容器。与带有变压器的应用相比，这两个电容器提供了直流隔离并减小了解决方案的尺寸。图6显示了典型的100BASE-T1电路实现。
1. 100BASE-T1 Ethernet：the evlution of automotive networking - TI
