一种高速光纤传输的车载网络通信方法与流程

本发明涉及智能汽车通信领域，特别是涉及一种高速光纤传输的车载网络通信方法。

背景技术：

1、近年来随着汽车技术的不断向前发展，用户对汽车的智能化、自动化、网联化的需求也在不断提升。毫无疑问，拥有良好用户体验的汽车将赢得购车用户的追捧，促使汽车制造商不断增加新的服务以满足用户的需求，而不断增加的服务实施需要大量的ecu安装车内以完成预设功能，这些ecu将会增加网络端口数量和车内传输的数据量，海量的数据传输使得传统的车载通信总线无法满足要求。

2、现阶段，尽管车载以太网总线已经被应用于车内进行数据传输，但是车载以太网总线的传输带宽仍然是100mbps，最大传输不超过1gbps，其传输媒介仍然采用铜。然而，伴着在adas、自动驾驶、车载娱乐的全面发展要求更多传感器接收越来越多的低延迟和确定性的数据传输、高分辨率视频流量的传输以及5g等更快的无线连接技术促使智能汽车能够相互交换传感器和控制信息等，使得车载网络的通信带宽需求呈爆炸式增长，导致现阶段1gbps的车载以太网传输带宽难以满足不断增加的车载网络数据的传输需求。因此为了支撑更高传输带宽，弥补现有车载以太网采用非屏蔽铜双绞线进行传输数据的弊端，迫切需要一种全新的通信方法，满足现有汽车通信中高带宽、实时性的数据传输。

技术实现思路

1、基于现有技术中存在的缺陷之一，本发明提供一种高速光纤传输的车载网络通信方法，至少包括：

2、主控制器通过光纤与车载网络节点中的区域光网关进行通信；

3、主控制器传输光控制信号和光数据信号，区域光网关根据光控制信号对光数据信号进行控制和处理；

4、光控制信号与光数据信号采用不同的光通道进行传输，光数据信号通过一个或多个光数据通道进行传输；

5、区域光网关使用调制和检测光学电路读取和更新光数据通道中的光数据信号；

6、当光控制信号到达区域光网关时，区域光网关通过光耦合器获得光控制信号的副本并解析处理光控制信号的副本，同时，光控制信号通过光耦合器继续向前传输。

7、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，光数据通道被分为定长或不定长的数据时间片；

8、如果相应数据时间片在区域光网关节点中根据光控制信号设置有相应的预设操作，则区域光网关节点更新网关配置以使得即将到来的数据时间片进行转发或输入至调制和检测光电路进行信号处理。

9、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，光控制信号至少包括：

10、第一控制功能信号，被主控制器选择的区域光网关能够在匹配的数据时间片接收到来自主控制器的信号；

11、第二控制功能信号，被主控制器选择的区域光网关能够在匹配的数据时间片发送光数据信号给主控制器；

12、第三控制功能信号，匹配的数据片未被使用。

13、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，区域光网关接收到的光控制信号为第一控制功能信号，区域光网关在第一控制功能信号获取匹配的数据时间片，并从匹配的数据时间片中获取来自主控制器发送的光数据信号；

14、区域光网关通过调制和光检测电路将光数据信号转化为电信号后发送至目标ecu。

15、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，主控制器至少通过第一路光纤传输光控制信号；所述主控制器至少通过第二路光纤传输光控信号。

16、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，当主控制器需要发送数据至基于不同通信协议传输的ecu时，主控制器根据协议传输配置文件采用对应的协议对电数据信号进行封装后，采用与对应的协议相匹配的波长进行传输；

17、每一个种类的波长传输一种协议的数据。

18、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，当传输多种不同的通信协议的数据包时，每种协议采用一个独立的光通道进行传输；

19、每个光通道的传输波长不相同。

20、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，当区域光网关根据控制光信号选择匹配的数据时间片中提取所需的光数据信号后，将所需光数据信号转化为电信号；

21、区域光网关将光信号转化为电信号后，选择与波长对应通信协议对相应的电信号进行转发至对应的ecu。

22、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，当主控制器中，车载以太网协议数据包采用650nm的波长，误差范围为正负10nm；

23、can协议采用660nm的波长，误差范围为正负10nm；

24、lin协议采用670nm的波长，误差范围为正负10nm。

25、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，区域光网关接收到的光控制信号为第二控制功能信号，区域光网关在第二控制功能信号获取匹配的数据时间片，区域光网关将相连接ecu中需要上传给主控制器的数据通过调制和光检测电路转化为光信号后在匹配的数据时间片内进行传输至光纤中。

26、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，当一个区域光网关需要其它区域光网关交换信息时，需要发送信息的区域光网关将光数据信号先发送至主控制器并由主控制器在下一个周期在发送至对应的区域光网关。

27、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，光数据通道中，在每一个时间片之间设置有安全时间片，安全时间用于对正在传输光数据信号进行保护并用于进行不同数据时间片的切换。

28、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，区域光网关接收到的光控制信号为第三控制功能信号，区域光网关在第三控制功能信号获取匹配的数据时间片，区域光网关对匹配的数据时间片不进行任何操作。

29、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，区域光网关至少包括二个以上，其中，当区域光网关为的数量的三个时，区域光网关的位置分别设置在车身的前、中、后位置；

30、或当区域光网关为的数量的四个时，区域光网关的位置分别设置在车身的左前、右前、左后、右后位置；

31、车载网络的ecu连接至距离最近的区域光网关。

32、一种高速光纤传输的车载网络通信方法，进一步可选地，每个数据时间片都分配给与骨干网络的节点的区域光网关的数据传输；

33、主控制器决定并控制数据时间片到区域光网关的分配，主控制器通过在发送相关数据时间片之前在控制信道上发送光控制信号来通知区域网关节点有关数据时间片的分配。

34、有益效果：

35、本发明提供的技术方案中，通过在主控制器产生光控制信号和光数据信号，并分别将二者进行独立传输，在区域光网关中通过光控制信号去操作光数据信号，并且在传输时，在每个传输周期光数据通道划分为多个不同的数据时间片，通过光控制信号控制对应的数据时间片进行相应的操作，从而实现主整个车载网络的高带宽传输和实时性通信。

36、另外，本实施采用多个不同的光数据通道进行传输，每个光通道采用不同的波长传输对应的协议，避免现有技术中将多种不同的通信协议进行转化为统一协议在进行传输以及接收到统一协议后在进行转为对应的协议造成的延迟，提升实时性。