Analyse der Störfestigkeit von Automotive Ethernet Kommunikationssystemen

Abstract

Die ansteigende Anzahl der elektronischen Systeme im Fahrzeug und die Art der Anwendungen erhöhen den Bedarf an robusten Kommunikationssystemen. Im Hinblick auf echtzeitfähige Anwendungen in teilautomatisierten oder vollautomatisierten Fahrzeugen ergeben sich hohe Anforderungen an die notwendige Datenrate und die Übertragungssicherheit der Kfz-Kommunikationssysteme. Um diese Aufgabe zu erfüllen wurde als neues Kommunikationssystem Automotive Ethernet entwickelt [1], welches heute meist mit einer Übertragungsrate von 100 Mbit/s eingesetzt wird. Das Datensignal wird über eine ungeschirmte verdrillte Leitung übertragen und mithilfe einer Amplitudenmodulation, bestehend aus drei verschiedenen Spannungspegeln, codiert [2]. Die hohe Datenrate führt zu einer relativ geringen Symboldauer und die Verwendung von ungeschirmten Leitungen begünstigt die Einkopplung von Störungen, die zu einer Beeinträchtigung der Kommunikation führen können. Für den Entwurf von Kommunikationssystemen im Fahrzeug ist damit eine Bewertung der Kommunikationsgüte und die Beurteilung von potentiellen Störsignalen von hoher Bedeutung. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Bewertung der Störfestigkeit einer 100BASE-T1 Kommunikation. Es werden verschiedene Ansätze zur Bewertung der Kommunikation diskutiert, um eine Aussage anhand der Signale auf dem Physical Layer vorzunehmen. Im Anschluss werden Untersuchungsergebnisse zur Störfestigkeit einer realen Kommunikationsstrecke gegenüber differentieller Störpulse vorgestellt. Die Untersuchungen zeigen den Einfluss verschiedener Störsignale auf Bit- und Paketfehler in einer 100BASE-T1 Kommunikation.