大家好，如果您还对时间触发以太网不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享时间触发以太网的知识，包括电脑以太网一会断一会连的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
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一、如何用示波器观察以太网线上传输的数据波形,波形是方波吗
千兆以太网（Gigabit Ethernet, GbE）已经成为现代高速 *** 通信的标准，广泛应用于数据中心、企业 *** 和家庭 *** 中。为了确保设备间的互 *** 作 *** 和可靠 *** ，对千兆以太网的物理层进行一致 *** 测试是必不可少的环节。本文将详细介绍千兆以太网物理层一致 *** 测试的内容、 *** 和工具。
物理层一致 *** 测试是指对 *** 设备的物理层特 *** 进行验证，以确保它们符合相关标准规定，从而保证设备间的互 *** 作 *** 和 *** 能。这些测试通常包括信号完整 *** 、电气特 *** 、时序参数和环境耐受 *** 等方面。
1.互 *** 作 *** ：不同厂商生产的设备能够无缝连接并正常工作。
2. *** 能保障：确保设备在各种工作条件下都能提供预期的 *** 能。
3.法规符合：满足国际和行业标准，如IEEE 802.3ab标准。
4.故障排除：通过一致 *** 测试，能够快速发现和解决潜在的物理层问题。
千兆以太网采用了多种信号编码技术，如8B/10B编码和4D-PAM5调制，目的是提高数据传输效率和信号抗干扰能力。
利用差分信号传输数据，通过两根导线之间的电压差表达数据信息，有效减少共模噪声的影响。
千兆以太网的数据传输速率高达1Gbps，其信号频谱范围也相应较高，一般从几百MHz到上GHz不等。因此，测试设备必须具备高带宽和高采样率的特 *** 。
上图为千兆网测试模式一的波形图
物理层一致 *** 测试包含多个具体项目，每一个项目都有其特定的测试目的和 *** 。以下是常见的测试项目：
上图为普源精电DS70000的千兆网一致 *** 测试报告中的测试项
·时间抖动：测量信号的上升沿和下降沿偏离理想位置的程度，确保时间一致 *** 。
·电压幅度：验证信号电压是否在标准规定的范围内。
·阻抗匹配：检查信号传输路径的阻抗是否匹配，以避免信号反射和损失。
·时钟恢复：验证千兆以太网的接收端能否从输入数据流中准确恢复出时钟信号。
·延迟测量：检测信号在传输过程中的延迟，确保满足实时 *** 要求。
·温度测试：在不同温度条件下测试设备的 *** 能，以确保其在极端环境下的稳定 *** 。
·电磁兼容（EMC）测试：评估设备在电磁干扰环境中的表现，确保不会对其他设备造成干扰，同时自身也具有抗干扰能力。
1.高带宽示波器：至少2GHz带宽的示波器，推荐使用更高带宽以确保信号完整 *** 。
2.高频差分 *** ：配合示波器使用的高带宽差分 *** ，能够准确捕捉差分信号。
3.协议分析仪：用于捕捉和解析千兆以太网的数据帧，分析协议层的正确 *** 。
4. *** 分析仪：用于测量信号的频率响应、阻抗匹配和S参数等电气特 *** 。
5.环境试验箱：用于模拟不同温度和湿度条件下的设备运行情况。
1.连接测试设备：将待测设备与测试工具连接，确保所有连接稳固可靠。
2.设置测试参数：根据测试项目设定合适的示波器带宽、采样率、触发条件等参数。
3.执行测试：按照预定的测试流程逐一执行各项测试，记录测试结果。
4.分析结果：根据测试标准对结果进行分析，判断设备是否通过一致 *** 测试。
在数据中心，交换机、路由器和服务器等设备需要通过严格的一致 *** 测试，以确保它们在高负载、高密度的 *** 环境中能够稳定运行。通过信号完整 *** 、电气特 *** 和时序测试，可以发现和解决潜在的问题，提高设备的可靠 *** 和互 *** 作 *** 。
对于 *** 设备制造商而言，一致 *** 测试是产品研发过程中不可或缺的重要环节。在新产品设计阶段，通过一致 *** 测试可以验证设计的正确 *** ，并指导后续的优化工作，确保最终产品符合国际标准。
在复杂的 *** 环境中，一旦出现通信故障，一致 *** 测试可以帮助工程师快速 *** 和诊断问题。例如，通过眼图测试，可以识别出信号抖动和码间串扰问题，从而采取相应措施进行修复。
选择合适的测试设备至关重要。高带宽、高采样率的示波器和高频差分 *** 是必备的基础工具。此外， *** 分析仪和协议分析仪也能提供更全面的测试数据。
熟悉并深入理解相关标准（如IEEE 802.3ab）的细节，对于开展一致 *** 测试非常重要。这不仅有助于准确设定测试参数，还能确保测试过程符合规范要求。
一致 *** 测试生成的大量数据需要进行仔细分析。掌握数据处理和统计分析的技能，可以更有效地从测试结果中提取有用的信息，做出准确的判断。
物理层测试不仅在实验室环境中进行，还需考虑实际应用环境中的各种因素。例如，温度、湿度和电磁干扰等都会对测试结果产生影响，因此需要综合考虑这些因素，确保测试结果的可靠 *** 。
千兆以太网物理层一致 *** 测试是确保设备互 *** 作 *** 和 *** 能的重要手段。通过一系列测试项目，包括信号完整 *** 、电气特 *** 、时序参数和环境耐受 *** 等，可以全面评估设备的物理层特 *** 。高带宽示波器、高频差分 *** 、协议分析仪和 *** 分析仪等工具在测试过程中发挥关键作用。在实际应用中，无论是数据中心设备认证、 *** 设备研发还是故障排除，掌握物理层一致 *** 测试的 *** 和技巧都是提升 *** 设备质量和可靠 *** 的关键。
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二、时间敏感 *** (TSN)相关综述
【嵌牛导读】：时间敏感 *** 的目标就是实现同一个 *** 中实时 *** 关键数据流与普通数据流有良好兼容 *** 的共同传输。要实现这两种业务的融合就是要求时间敏感 *** 中设备对时间表有着精准的把控，实现实时 *** 关键业务所要求的低时延低抖动。此外，如果能将各类设备错综复杂的业务流在同一 *** 上进行传输，这便意味着专用 *** 连线的减少，简化 *** 设备的部署流程，同时又能减少 *** 设备的体积与花销。
【嵌牛鼻子】：时间敏感 *** TSN 确定 *** 传输
【嵌牛提问】：近些年来被提出的时间敏感 *** 相关问题
传统的以太 *** 常采用的转发模式是“Best Effort”（尽力而为），但是这种转发方式往往缺乏确定 *** 。当数据包到达发送端口后并准备发送时，发送端按照先入先出的原则进行转发，但是当某个发送端口同时有多个数据要进行发送的时候，这些数据就要进行排队，排队等待时长由队列长度，数据发送速度等多个因素决定。如果 *** 中流量过大，便会出现拥塞或者丢包等情况，排队等待时间也会变得无法预测，确定 *** 也就无法保证，这就会引起流量调度，时间同步，流量 *** ，容错机制标准化等问题。
在带宽足够的情况下，这种尽力而为的以太网可以适应于目前大多数的情况，但在某些应用领域这种不确定 *** 是不可容忍的，例如远程医疗或者 *** 辅助的自动驾驶。在这些安全或者生命攸关(Sec *** ity or Life Critical)的 *** 应用中，某次信息的传输不确定 *** 可能会带来无法挽回的后果。
这时，建立可靠的传送机制就成了摆在技术人员面前的首要问题。
为了保证某些较为重要的受控物理 *** 的确定 *** 行为，需要实时 *** 具有确定且较低的 *** 延迟和延迟变化（抖动）。传统上，现场总线已经用于此目的，但由于总线的设计，花销，体积，重量等多种因素，时间敏感 *** 开始被提出。
时间敏感 *** （Time Sensitive Networking，TSN）基于标准以太网。在标准以太网上的通信流量（如音 *** 流）可以与具有高优先级确定 *** 信息流(如运动控制)等共享物理 *** 。不同的服务对时延的要求不一样，尤其是在那些需要确定传输的下行服务领域，对时延和抖动要求尤为敏感。
时间敏感 *** 的目标就是实现同一个 *** 中实时 *** 关键数据流与普通数据流有良好兼容 *** 的共同传输。要实现这两种业务的融合就是要求时间敏感 *** 中设备对时间表有着精准的把控，实现实时 *** 关键业务所要求的低时延低抖动。此外，如果能将各类设备错综复杂的业务流在同一 *** 上进行传输，这便意味着专用 *** 连线的减少，简化 *** 设备的部署流程，同时又能减少 *** 设备的体积与花销。
TSN并非涵盖整个 *** ，而仅仅是对MAC层的定义，对数据帧进行处理的过程。
*** B——以太网音 *** 桥接技术（Ethernet Audio Video Bridging）是IEEE的802.1任务组于2005开始制定的一套基于新的以太网架构的用于实时音 *** 的传输协议集。它有效地解决了数据在以太网传输中的时序 *** 、低延时和流量整形问题。同时又保持了100%向后兼容传统以太网，是极具发展潜力的下一代 *** 音 *** 实时传输技术。其中包括：
1. 802.1AS：精准时间同步协议（Precision Time Protocol，简称PTP）
2. 802.1Qat：流预留协议（Stream Reservation Protocol，简称SRP）
3. 802.1Q *** ：排队及转发协议（Queuing and Forwarding Protocol，简称Q *** ）
4. 802.1BA：音 *** 桥接 *** （Audio Video Bridging Systems）
5. 1722：音 *** 桥接传输协议（Audio/Video Bridging Transport Protocol，简称 *** *** P）
6. 1733：实时传输协议(Real-Time Transport Protocol，简称RTP)
7. 1722.1：负责设备搜寻、列举、连接管理、以及基于1722的设备之间的相互控制。
*** B不仅可以传输音频也可以传输 *** 。用于音频传输时，在1G的 *** 中， *** B会自动通过带宽预留协议将其中750M的带宽用来传输双向420通道高质量、无压缩的专业音频。而剩下的 *** M带宽仍然可以传输一些非实时 *** 数据。用于 *** 传输时，可以根据具体应用调节预留带宽。比如：750M带宽可以轻松传输高清full HD视觉无损的 *** 信号。并且可以在 *** B *** 中任意路由。
IEEE 802.1任务组在2012年11月的时候正式将 *** B更名为TSN– Time Sensitive Network时间敏感 *** 。也就是说， *** B只是TSN中的一个应用。
之一个应用就是我们的专业音 *** (Pro *** )。在这个应用领域里强调的是主时钟频率。也就是说，所有的音 *** *** 节点都必须遵循时间同步机制。
第二个应用是在汽车控制领域。目前大多数的汽车控制 *** 非常复杂。比如说：刹车、引擎、悬挂等采用CAN总线。而灯光、车门、遥控等采用LIN *** 。娱乐 *** 更是五花八门，有FlexRay和MOST等目前的车载 *** 。实际上，所有上述 *** 都可以用支持低延时且具有实时传输机制的TSN进行统一管理。可以降低给汽车和专业的A/V设备增加 *** 功能的成本及复杂 *** 。
第三个应用是商用电子领域。比如说，你坐在家中，可以通过 *** WIFI连接到任何家中的电子设备上，实时浏览任何音 *** 资料。
最后一个应用也是未来最广泛的应用。所有需要实时 *** 或是实时反馈的工业领域都需要TSN *** 。比如：机器人工业、深海石油钻井以及银行业等等。TSN还可以用于支持大数据的服务器之间的数据传输。全球的工业已经入了物联网(Internet of Things，IoT)的时代，毫无疑问TSN是改善物联网的互联效率的更佳途径。
TSN正在关键的小型封闭式汽车和工业 *** 中得到广泛采用，以建立可靠的ULL端到端连接。然而，关键的TSN *** 恰恰是关注于封闭 *** ，例如车载 *** 和小规模机器人 *** 。在机器人和车载 *** 中运行的 *** 应用程序通常涉及与外部非TSN *** 的显着交互。机器人和车载 *** 应用程序需要通过外部 *** 与移动 *** 处理程序紧密集成。如果外部 *** 中没有适当支持高级 *** 功能（如移动 *** ），那么TSN的好处基本上仅限于小型封闭 *** 。因此，TSN和不同外部 *** 之间的平滑互 *** 作 *** 对于异构 *** 场景中的TSN *** 作是必不可少的。理想情况下，TSN和非TSN *** 之间的连接应该能够适应与TSN类似的特 *** ，以确保异构部署中的整体端到端连接要求。
V2X通信：Lee和Park提出了iTSN，这是一种将大型TSN *** 互连用于大规模应用的新 *** 。 iTSN *** 利用诸如IEEE 802.11p的 *** 协议用于不同TSN *** 之间的互联网。特别地，跨互连 *** 共享全球定时和同步信息对于建立公共定时平台以支持外部 *** 中的TSN特 *** 是重要的。因此，iTSN *** 使得例如车载 *** 能够将安全关键信息发送到控制节点，例如路侧单元（RSU），在异构部署中具有微秒级的延迟。通过采用这种可靠的互连技术，可以在比当前可行的毫秒范围短得多的（微秒）时间跨度内实现车辆制动安全距离。总的来说，TSN和互连技术（如iTSN）可以为安全的自动驾驶 *** 创建一个通信平台。
*** 建模：尽管TSN标准在汽车驾驶 *** 中得到了很大的重视，但 *** 部署的一个主要挑战是如何管理 *** 的复杂 *** 。汽车行业随着技术的进步，对现有的车载 *** 基础设施提出了更多的要求。随着车载 *** 中传感器数量的增加，日益增加的连接在 *** 规划中，应相应地满足传感器相互之间的连接和带宽要求。然而，车载控制 *** *** 需求的动态变化可能需要更广泛的 *** 基础设施，从而导致更高的支出。
硬件和软件设计：支持TSN功能的硬件和软件组件设计，例如TSN节点中的调度，抢占和时间触发事件生成，需要大量的工程和开发工作。硬件实现在计算资源利用率和执行延迟方面非常高效，但导致难以适应新应用程序要求的严格架构。另一方面，软件实现可以灵活地适应新的应用程序要求，但由于 *** 功能的软件化，例如时间触发的调度和硬件虚拟化，可能使CPU过载。
总结和吸取的经验教训：迄今为止，大多数关于TSN的研究都集中在 *** 且与外部 *** 隔离的车载 *** 上。 TSN研究领域的另一个 *** 是缺乏包含大规模异构 *** 架构的 *** 框架。应在基准评估中创建并考虑包括本地和外部 *** 交互（例如汽车驾驶）的有效用例。目前，大多数TSN研究中的一般用例是支持车载传感器连接和用于信息娱乐的音频/ *** 传输的车载 *** 。未来的定制TSN *** 框架应基于支持具有本地化和外部 *** 交互的下一代应用的 *** ，例如汽车驾驶。类似地，基于SDN的TSN管理可以利用分层 *** 设计来将管理从诸如车辆 *** 之类的本地化 *** 扩展到诸如车辆到任何（vehicle-to-any（V2X）） *** 之类的外部 *** 。
TSN *** 基础设施和协议必须支持有限的端到端延迟和可靠 *** ，以支持与物联网，医 *** ，汽车驾驶和智能家居中的关键应用相关的基本功能。用于满足这些应用要求的基于TSN的解决方案导致支持各种协议的复杂 *** 基础设施。因此，简化的TSN *** 管理机制对于降低复杂 *** 同时满足ULL应用的关键需求至关重要。
因此，多个TSN *** 之间的可靠，安全和低延迟通信对于支持广泛的未来应用至关重要。缺乏与外部TSN和非TSN *** 连接和通信的TSN标准阻碍了互 *** 作 *** 中的研究活动，需要紧急解决。总之，我们确定了TSN研究的以下主要未来设计要求：
①支持从时间敏感到具有流量调度功能的延迟容忍应用程序的各种应用程序。
③灵活和动态的优先级分配，以确保较低优先级流量的有限端到端延迟。
④采用SDN以全球 *** 视角集中管理TSN功能。
⑤通过自我估计和本地时钟偏差校正来实现高效的定时信息共享和精确的时钟设计。
TSN节点抢占正在进行的低优先级帧传输，用于发送进入的高优先级帧以保证高优先级帧的绝对最小TSN节点传输延迟。根据高优先级流量的强度，可以多次抢占低优先级帧。结果，由于抢占事件直接取决于高优先级业务强度，因此不能保证低优先级业务的端到端延迟特 *** 。如果高优先级业务强度明显高于低优先级业务强度，则可以大大增加低优先级业务的端到端延迟。通常，低优先级流量承载延迟敏感数据，这不如高优先级流量数据重要，但仍应在最坏情况下的deadline内传送。在当前的技术水平中，没有研究机制或标准来确保抢占下的低优先级业务的最坏情况端到端延迟。
因此，未来的研究需要开发新的机制，以确保TSN *** 中低优先级流量的有界最坏情况延迟.
为了将工业设备（工业传感器/执行器）以 *** 方式连接到TSN *** ，5G是非常合适的解决方案。与4G相比，5G的新功能，尤其是 *** 接入 *** （RAN），提供了更好的可靠 *** 和传输延迟。而且，新的5G *** 架构允许被灵活地部署。因此，5G可以实现不受电缆安装 *** 的TSN *** 。
三、自动驾驶中的时间同步方式有哪些
自动驾驶中的时间同步：精确对接的关键
在高科技驱动的自动驾驶世界中，精确的时间同步如同神经 *** 中的脉搏，确保了传感器数据的无缝融合。设想一下，当激光雷达(Lidar)、 *** 头(Camera)以及GPS/IMU等设备的时钟没有统一，它们提供的信息可能会错位，从而影响障碍物识别的准确 *** 。时间同步，这项看似基础的工作，实则蕴 *** 复杂的策略和解决方案。
自动驾驶中的时间同步主要包括统一时钟源、硬件同步和软件同步三个核心环节。每个部分都是确保车辆实时感知和决策的关键步骤。
1.统一时钟源：GPS与PPS/NMEA的精密协作
每个传感器都有自己的内部时钟，但不同时钟间的微小差异累积起来可能造成问题。GPS的精确时钟信号成为首要选择，通过PPS（秒脉冲信号）和NMEA（导航信息数据）的结合，实现毫秒级的校准。GPS提供的PPS信号每秒一次，而NMEA则提供了详细的时间信息，两者结合确保了传感器间的时间一致 *** 。
PPS+NMEA：简单易实现，但受限于RS232接口，多设备同步具有一定挑战 *** 。
PTP（IEEE 1588或802.1AS）：基于以太网的高精度协议，可在传感器与主机之间实现亚微秒级同步，要求所有节点支持PTP协议并联网。
2.硬件同步：解决数据采集误差的巧妙 ***
不同传感器的采样频率差异可能导致数据传输延迟，这时硬件同步机制登场。比如，利用PPS信号触发激光雷达和相机的采集，确保在信号上升沿同步采样，即便存在微小误差，也尽量减小影响。激光雷达的相位锁定功能结合相机的曝光机制，共同保证了近乎实时的同步。
然而，激光雷达与相机的采集特 *** 使这种同步并非完美，点云中边缘部分的采集时间与图像采集时间可能会有几毫秒的偏差。因此，我们采取策略 *** *** ，如点云分帧，确保关键区域的同步。
3.软件同步：智能化解决方案的未来趋势
虽然硬件同步已经相当复杂，但软件同步仍在自动驾驶时间同步的探索中占据一席之地。通过算法优化，软件可以动态调整和校正时间偏差，为未来的自动驾驶 *** 提供更加灵活和精确的时间基准。
总结来说，自动驾驶中的时间同步是一项精密且不断发展的技术，它融合了硬件的精准与软件的智能，共同构建起车辆感知环境的坚实基础。从GPS时钟源到精确触发机制，再到软件层面的优化，每一个环节都在推动自动驾驶向更高级别的精确度迈进。
OK，关于时间触发以太网和电脑以太网一会断一会连的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。
