1、汽車車載網絡系統檢修汽車車載網絡系統檢修光學總線光學總線 3.1光學總線的信息傳輸光學總線的信息傳輸3.1.1光學傳輸簡介光學傳輸簡介1.信號的光學傳輸信號的光學傳輸 與傳統的電傳輸信號不同，與傳統的電傳輸信號不同，光學傳輸是利用光來傳輸信光學傳輸是利用光來傳輸信號的號的，兩者的區別如圖，兩者的區別如圖3-1所示。所示。圖圖3-1 光傳輸與電傳輸的區別光傳輸與電傳輸的區別 圖圖3-2 光信號通過光導纖維（光纜）傳輸光信號通過光導纖維（光纜）傳輸2.光學傳輸的優點光學傳輸的優點l導線少且重量輕；導線少且重量輕；l傳輸速度快；傳輸速度快；l不會產生電磁干擾，同時對電磁干擾也不敏感不會產生電磁干擾，

2、同時對電磁干擾也不敏感。3.1.2光學傳輸的系統結構光學傳輸的系統結構1.光學傳輸的控制單元光學傳輸的控制單元 在光學總線中，每一個總線用戶（收音機、在光學總線中，每一個總線用戶（收音機、CD唱機、唱機、視頻導航儀等）都有一個光學傳輸控制單元，用于實現光學視頻導航儀等）都有一個光學傳輸控制單元，用于實現光學傳輸的信號調制、解調和控制。傳輸的信號調制、解調和控制。 光學傳輸控制單元由光學傳輸控制單元由內部供電裝置、收發單元內部供電裝置、收發單元光光導發射器（導發射器（FOT）、光波收發器、標準微控制器（）、光波收發器、標準微控制器（CPU）、）、專用部件專用部件等組成。等組成。圖圖3-3 光學傳

3、輸控制單元光學傳輸控制單元 1）光導插頭）光導插頭 收發單元收發單元光導發射器（光導發射器（FOT）由一個光電二極管和由一個光電二極管和一個發光二極管構成（圖一個發光二極管構成（圖3-4）。）。2）電氣插頭）電氣插頭3）內部供電裝置）內部供電裝置4）收發單元）收發單元光導發射器光導發射器 如圖如圖3-5所示，光學傳輸中使用的所示，光學傳輸中使用的光波波長為光波波長為650 nm，是可見紅光。是可見紅光。圖圖3-4 光導發射器（光導發射器（FOT） 圖圖3-5 波長波長650 nm 的可見紅光的可見紅光5）光波收發器）光波收發器6）標準微控制器）標準微控制器7）專用部件）專用部件2.光電二極管光

4、電二極管 光電二極管是利用光電二極管是利用光電效應原理將光波轉光電效應原理將光波轉換成電壓信號的。換成電壓信號的。如圖如圖3-6所示，光電二極管所示，光電二極管內有一個內有一個P-N結，入射結，入射光可以照射到這個光可以照射到這個P-N結上。在結上。在P型層上有一型層上有一個正極觸點（滑環），個正極觸點（滑環），N型層與金屬底板（負型層與金屬底板（負極）相連。極）相連。圖圖3-6 光電二極管的結構示意圖光電二極管的結構示意圖 如果入射光或紅外線照射到如果入射光或紅外線照射到P-N結上，結上，P-N結內就會產結內就會產生自由電子和空穴，從而形成穿越生自由電子和空穴，從而形成穿越P-N結的電流。照

5、射到光結的電流。照射到光電二極管上的入射光越強，流過光電二極管的電流就越大。電二極管上的入射光越強，流過光電二極管的電流就越大。這個現象稱為這個現象稱為光電效光電效應。應。圖圖3-7 光電效應原理光電效應原理3.光導纖維光導纖維1）光導纖維的作用和相關要求）光導纖維的作用和相關要求 作為光波的傳輸介質，光導作為光波的傳輸介質，光導纖維（亦稱光纜）的作用是將在纖維（亦稱光纜）的作用是將在某一控制單元發射器內產生的光某一控制單元發射器內產生的光波傳送到另一控制單元的接收器。波傳送到另一控制單元的接收器。2）光導纖維的結構）光導纖維的結構 如圖如圖3-9和圖和圖3-10所示，光所示，光導纖維由幾層構

6、成。纖芯是光導導纖維由幾層構成。纖芯是光導纖維的核心部分，是光波的傳輸纖維的核心部分，是光波的傳輸介質，也可以稱之為光波導線。介質，也可以稱之為光波導線。纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯一般用有機玻璃或塑料制成，纖芯內的光波根據全反射原理幾纖芯內的光波根據全反射原理幾乎無損失地傳輸乎無損失地傳輸。圖圖3-8 光導纖維的作用是傳輸光波光導纖維的作用是傳輸光波圖圖3-9 光導纖維的結構光導纖維的結構 圖圖3-10 光導纖維各部分的尺寸光導纖維各部分的尺寸 3）光波在光導纖維中的傳輸）光波在光導纖維中的傳輸 在直的光導纖維中，光在直的光導纖維中，光波是按全反射原理在纖芯表波是按全反射原理在纖芯表面

7、以面以Z字形曲線傳輸的。字形曲線傳輸的。4）專用插頭）專用插頭 為了能將光導纖維連接到控制單元上，在光學傳輸系統為了能將光導纖維連接到控制單元上，在光學傳輸系統中使用了一種專用插頭。中使用了一種專用插頭。插座本體上有一個信號方向箭頭，插座本體上有一個信號方向箭頭，表示光波傳輸方向（通向接收器）表示光波傳輸方向（通向接收器）。圖圖3-14 光學傳輸系統的專用插頭光學傳輸系統的專用插頭5）光纖端面）光纖端面 為了能使光波傳輸過程為了能使光波傳輸過程中的損失盡可能小，光導纖中的損失盡可能小，光導纖維的端面應光滑、垂直、潔維的端面應光滑、垂直、潔凈（圖凈（圖3-15）。因此，使用。因此，使用了一種專用

8、的切削工具。切了一種專用的切削工具。切削面上的污垢和刮痕會加大削面上的污垢和刮痕會加大光波的傳輸損失（衰減）。光波的傳輸損失（衰減）。圖圖3-15 光導纖維的端面光導纖維的端面2.5 MOST數據總線系統數據總線系統2.5.1 MOST的發展的發展 MOST是媒體信息傳送的網絡標準是媒體信息傳送的網絡標準，通過采用，通過采用MOST，不僅可以減輕連接各部件的線束的質量、，不僅可以減輕連接各部件的線束的質量、降低噪聲，而且可以減輕系統開發技術人員的負降低噪聲，而且可以減輕系統開發技術人員的負擔，最終在用戶處實現各種設備的集中控制。擔，最終在用戶處實現各種設備的集中控制。2. MOST的應用的應用

9、 MOST系統可連接汽車音響系統、視頻導航系統、車載電視、高保系統可連接汽車音響系統、視頻導航系統、車載電視、高保真音頻放大器、車載電話、多碟真音頻放大器、車載電話、多碟CD播放器等模塊，其播放器等模塊，其數據傳輸速率最高數據傳輸速率最高可達可達22.5Mbit/s，而且沒有電磁干擾，而且沒有電磁干擾。圖圖3-17 AUDI A8汽車的信息及娛樂汽車的信息及娛樂（Information and Entertainment）多媒體系統）多媒體系統圖圖3-18 BMW車系車系F01/F02車型的車型的MOST多媒體影音娛樂系統多媒體影音娛樂系統TOP HIFI頂級高保真音響放大器；頂級高保真音響放

10、大器；CIC車輛信息計算機；車輛信息計算機；DVDDVD換碟機；換碟機；KOMBI組合儀表；組合儀表；RSE后座區娛樂系統；后座區娛樂系統；SDARS衛星收音機調諧器；衛星收音機調諧器；TCU遠程通信系統控制單元；遠程通信系統控制單元；ULF-SBX接口盒；接口盒；VM視頻模塊；視頻模塊；ZGM中央網關模塊中央網關模塊3. MOST的傳輸速率的傳輸速率圖圖3-19 多媒體的數據傳輸速率多媒體的數據傳輸速率圖圖3-20 帶有立體聲的數字式電視系統帶有立體聲的數字式電視系統 車載多媒體影音娛樂系統對數據傳輸速率要求很高車載多媒體影音娛樂系統對數據傳輸速率要求很高。僅。僅僅是帶有立體聲的數字式電視系

11、統，就需要約僅是帶有立體聲的數字式電視系統，就需要約6 Mbit/s的傳輸的傳輸速度。速度。 在車載多媒體影音娛在車載多媒體影音娛樂系統中，海量的視頻和樂系統中，海量的視頻和音頻數據是由音頻數據是由MOST總線總線來傳輸的，而來傳輸的，而CAN總線只總線只能用來傳輸控制信號（圖能用來傳輸控制信號（圖3-21）。）。圖圖3-21 CAN總線在車載數字電視系統總線在車載數字電視系統中用來傳輸控制信號中用來傳輸控制信號3.2.2 MOST的組成與系統狀態的組成與系統狀態1. MOST的拓撲結構的拓撲結構 MOST總線系統采用環形拓撲結構總線系統采用環形拓撲結構。控制單元通過光導。控制單元通過光導纖維

12、沿環形方向將數據發送到下一個控制單元。這個過程一纖維沿環形方向將數據發送到下一個控制單元。這個過程一直在持續進行，直至首先發出數據的控制單元又接收到這些直在持續進行，直至首先發出數據的控制單元又接收到這些數據為止。可以數據為止。可以通過數據總線自診斷接口和診斷通過數據總線自診斷接口和診斷CAN總線來總線來對對MOST系統進行故障診斷系統進行故障診斷。圖圖3-22 MOST系統采用環形拓撲結構系統采用環形拓撲結構圖圖1-42 BMW E60車系全車網絡系統構成車系全車網絡系統構成 在在MOST總線中，每個終端設備（節點、控制單元）在總線中，每個終端設備（節點、控制單元）在一個具有環形結構的網絡中

13、通過光導纖維環相互連接。一個具有環形結構的網絡中通過光導纖維環相互連接。圖圖3-23 音頻、視頻數據信息在音頻、視頻數據信息在MOST環形總線上循環環形總線上循環R接收器；接收器；T發射器發射器 各個控制單元之間的連接通過一個數據只沿一個方向傳各個控制單元之間的連接通過一個數據只沿一個方向傳輸的環形總線實現。也就是說，輸的環形總線實現。也就是說，一個控制單元擁有兩根光導一個控制單元擁有兩根光導纖維，一根光導纖維用于發射器，一根光導纖維用于接收器纖維，一根光導纖維用于發射器，一根光導纖維用于接收器。 在在 MOST 控制單元中進行純粹的光導纖維連接。對于控制單元中進行純粹的光導纖維連接。對于所有

14、所有MOST插頭而言，插頭而言，2 芯光導纖維插頭（圖芯光導纖維插頭（圖3-24）的結構）的結構是一樣的。光導纖維線腳是一樣的。光導纖維線腳 Pin 1 始終用于輸入，光導纖維線始終用于輸入，光導纖維線腳腳 Pin 2始終用于轉發，其上由箭頭符號。始終用于轉發，其上由箭頭符號。圖圖3-24 2 芯光導纖維插頭芯光導纖維插頭2. MOST系統管理器系統管理器 MOST系統管理器與診斷管理器共同負責系統管理器與診斷管理器共同負責MOST總線內的總線內的系統管理。系統管理。（1）控制系統狀態；）控制系統狀態；（2）發送）發送MOST總線信息；總線信息；（3）管理傳輸容量。）管理傳輸容量。系統管理器的

15、作用如下：系統管理器的作用如下：3. MOST總線系統狀態總線系統狀態1）休眠模式）休眠模式處于休眠模式時，處于休眠模式時，MOST總總線內沒有數據交換，靜態電線內沒有數據交換，靜態電流降至最小值，系統處于待流降至最小值，系統處于待命狀態，只能由系統管理器命狀態，只能由系統管理器發出的光波啟動脈沖來激活。發出的光波啟動脈沖來激活。圖圖3-25 處于休眠模式下的處于休眠模式下的MOST系統系統2）備用模式）備用模式 MOST總線系統處總線系統處于備用模式時，無法為于備用模式時，無法為用戶提供任何服務，但用戶提供任何服務，但這時這時MOST總線系統仍總線系統仍在后臺運行。在后臺運行。 圖圖3-26

16、 處于備用模式下的處于備用模式下的MOST總線系統總線系統3）通電工作模式）通電工作模式 MOST總線系統總線系統處于通電工作模式時，處于通電工作模式時，控制單元完全接通，控制單元完全接通，MOST總線上有數據交總線上有數據交換，用戶可使用影音娛換，用戶可使用影音娛樂、通信、導航等所有樂、通信、導航等所有功能。功能。圖圖3-27 處于通電工作模式下的處于通電工作模式下的MOST系統系統3.2.3 MOST的數據傳輸的數據傳輸1.信息幀信息幀1）脈沖頻率）脈沖頻率 MOST系統管理器以系統管理器以44.1KHz的脈沖頻率向環形總線上的下一個控的脈沖頻率向環形總線上的下一個控制單元發送信息幀（制單

17、元發送信息幀（Frames)。由于使用了固定的時間光柵和脈沖頻率，。由于使用了固定的時間光柵和脈沖頻率，MOST系統允許傳遞同步數據。系統允許傳遞同步數據。2）信息幀的結構）信息幀的結構在在MOST系統中，系統中，一個信息幀的大一個信息幀的大小為小為64字節字節（1個個字節為字節為8bit，可分，可分成以下幾部分。成以下幾部分。圖圖3-28 MOST信息幀的結構信息幀的結構（1）起始區。）起始區。（2）分界區。）分界區。（3）數據區。）數據區。 （4）校驗字節。）校驗字節。 兩個校驗字節傳送發兩個校驗字節傳送發射器射器/接收器地址（標識符）接收器地址（標識符）和接收器的控制指令和接收器的控制指

18、令（如（如放大器音量增大或音量減放大器音量增大或音量減小）信息。小）信息。 （5）狀態區。）狀態區。 信息幀的狀態區包含用于給接收器發送信息幀的信息。信息幀的狀態區包含用于給接收器發送信息幀的信息。 （6）奇偶校驗區。）奇偶校驗區。 奇偶校驗區用于最后檢查數據的完整性，該區的內容將奇偶校驗區用于最后檢查數據的完整性，該區的內容將決定是否需要重復一次發送過程。決定是否需要重復一次發送過程。2.MOST總線的工作過程總線的工作過程1）系統啟動（喚醒）系統啟動（喚醒）圖圖3-35 伺服光波的傳輸過程伺服光波的傳輸過程圖圖3-36 主光波主光波圖圖3-37 喚醒過程結束（開始數據傳輸）喚醒過程結束（開

19、始數據傳輸）2）同步數據的傳輸）同步數據的傳輸 在在MOST系統中，音頻和視頻信息是作為同步數據傳輸系統中，音頻和視頻信息是作為同步數據傳輸的的。為便于理解，下面以。為便于理解，下面以AUDI A8 03年型汽車播放音樂年型汽車播放音樂CD為例來進行說明。為例來進行說明。圖圖3-38 同步數據（音頻和視頻信息）的傳輸過程同步數據（音頻和視頻信息）的傳輸過程 同步傳輸的數據管理如圖同步傳輸的數據管理如圖3-39所示，前部信息控制單元所示，前部信息控制單元 J523用帶有以下校驗數據的信息組：用帶有以下校驗數據的信息組：圖圖3-39 同步傳輸的數據管理同步傳輸的數據管理3）異步數據的傳輸）異步數據

20、的傳輸 在在MOST系統中，導航系統的地圖顯示、導航計算、互系統中，導航系統的地圖顯示、導航計算、互聯網網頁和聯網網頁和E-Mail等圖片、文本信息是作為異步數據傳輸的。等圖片、文本信息是作為異步數據傳輸的。 異步數據異步數據源是以不規則源是以不規則的時間間隔來的時間間隔來發送這些數據發送這些數據的。為此，每的。為此，每個數據源將其個數據源將其異步數據存儲異步數據存儲到緩沖寄存器到緩沖寄存器內。然后數據內。然后數據源開始等待，源開始等待，直至接收到帶直至接收到帶有接收器地址有接收器地址的信息組。的信息組。3.2.4 MOST的診斷的診斷1.診斷管理器診斷管理器 除系統管理器外，除系統管理器外，

21、MOST總線還有一個診總線還有一個診斷管理器。斷管理器。圖圖3-41 診斷管理器診斷管理器 診斷管理器執行環路斷開診斷，并將診斷管理器執行環路斷開診斷，并將MOST總線上的控總線上的控制單元診斷數據傳給診斷控制單元制單元診斷數據傳給診斷控制單元。在。在Audi A8 03年型汽車年型汽車上，數據總線診斷接口上，數據總線診斷接口J533就是執行自診斷功能的。就是執行自診斷功能的。2.系統故障系統故障 如果在如果在MOST總線上發生數據傳輸中斷，就無法完成正總線上發生數據傳輸中斷，就無法完成正常的數據傳輸任務。由于常的數據傳輸任務。由于MOST總線是環形結構，因此將這總線是環形結構，因此將這種數據

22、傳輸中斷稱為環路斷開，亦即總線斷路。種數據傳輸中斷稱為環路斷開，亦即總線斷路。 診斷管理器的故障存儲器中存有故障信息診斷管理器的故障存儲器中存有故障信息“光纖數光纖數據總線斷路據總線斷路”。3.環路斷開診斷環路斷開診斷1）診斷導線與詢問脈沖）診斷導線與詢問脈沖 為準確判斷出發生環路斷開的具體位置，需要使用診斷導線來進行環路為準確判斷出發生環路斷開的具體位置，需要使用診斷導線來進行環路斷開診斷斷開診斷。 診斷導線通過中央導診斷導線通過中央導線連接器與線連接器與MOST總線總線上的各個控制單元相連。上的各個控制單元相連。圖圖3-42 診斷導線與診斷導線與MOST總線上的各個控制單元相連總線上的各個

23、控制單元相連2）應答的內容）應答的內容 環路斷開診斷開始后，環路斷開診斷開始后，MOST總線上的各個控制單元發送總線上的各個控制單元發送以下兩種信息：以下兩種信息：（1）控制單元電氣方面是否正常）控制單元電氣方面是否正常本控制單元電氣功能是本控制單元電氣功能是否正常（如電源供電是否正常）；否正常（如電源供電是否正常）；（2）控制單元光學方面是否正常）控制單元光學方面是否正常本控制單元的光電二極本控制單元的光電二極管是否能夠接收到環形總線上位于其前面的控制單元發出的管是否能夠接收到環形總線上位于其前面的控制單元發出的光波信號。光波信號。診斷管理器通過這些信息就可識別出：診斷管理器通過這些信息就可

24、識別出：（1）MOST總線系統是否有電氣故障（供電故障）以及是哪總線系統是否有電氣故障（供電故障）以及是哪個控制單元出現了電氣故障；個控制單元出現了電氣故障；（2）MOST總線系統中哪兩個控制單元之間的數據傳輸中斷總線系統中哪兩個控制單元之間的數據傳輸中斷了，亦即是哪兩個控制單元之間的光導纖維發生了斷路。了，亦即是哪兩個控制單元之間的光導纖維發生了斷路。3）故障的確認）故障的確認 可利用備用的控制單元可利用備用的控制單元VAS6186來替換可疑控制單元，然后觀察來替換可疑控制單元，然后觀察MOST系統是否恢復正常。系統是否恢復正常。若替換后，系統恢復正常，則可確認，故障確系可疑若替換后，系統恢

25、復正常，則可確認，故障確系可疑控制單元損壞所致。控制單元損壞所致。圖圖3-43 用備用的控制單元用備用的控制單元VAS6186替換可疑控制單元替換可疑控制單元圖圖3-44 備用的控制單元備用的控制單元VAS61864.信號衰減幅度增大的診斷信號衰減幅度增大的診斷 診斷管理器還有信號衰減幅度增大的診斷功能，即通過監測診斷管理器還有信號衰減幅度增大的診斷功能，即通過監測MOST系系統傳輸光波功率的降低來判斷光學系統在信號傳輸過程中是否存在信號衰統傳輸光波功率的降低來判斷光學系統在信號傳輸過程中是否存在信號衰減幅度過大的故障。減幅度過大的故障。圖圖3-45 信號衰減幅度增大的診斷信號衰減幅度增大的診

26、斷3.4 光導纖維的使用與維修光導纖維的使用與維修3.4.1 光波傳輸系統的信號衰減及原因光波傳輸系統的信號衰減及原因1.光波傳輸系統的信號衰減光波傳輸系統的信號衰減 為了表征光波在傳輸過程中的損失程度，引入了光波信為了表征光波在傳輸過程中的損失程度，引入了光波信號衰減這一概念。如果在傳輸過程中，由于歷經多次轉發，號衰減這一概念。如果在傳輸過程中，由于歷經多次轉發，光波的功率降低了，就稱之為發生了光波信號衰減。光波的功率降低了，就稱之為發生了光波信號衰減。 光波信號的衰減程度用衰減常數來表示，其單位為分貝光波信號的衰減程度用衰減常數來表示，其單位為分貝（dB）。衰減常數的定義為：。衰減常數的定

27、義為： 如果光波發射源發射的光波功率為如果光波發射源發射的光波功率為20W，而光波接收器接收到的光，而光波接收器接收到的光波功率為波功率為10W。則在這一轉發過程中，光波的衰減常數為：。則在這一轉發過程中，光波的衰減常數為： 也就是說，也就是說，對于衰減對于衰減常數為常數為3dB的光波傳輸系的光波傳輸系統而言，光波信號會衰減統而言，光波信號會衰減一半一半。 在光學總線系統中，在光學總線系統中，一般將一般將3dB作為光波傳輸作為光波傳輸系統衰減常數的極限值系統衰減常數的極限值，超出極限值即認為光波傳超出極限值即認為光波傳輸系統的信號衰減幅度過輸系統的信號衰減幅度過大，必須予以維修或更換。大，必須

28、予以維修或更換。圖圖3-61 光波信號在兩個控制單元之間傳光波信號在兩個控制單元之間傳輸時的衰減情況輸時的衰減情況2.信號衰減幅度增大的原因信號衰減幅度增大的原因 圖圖3-62 導致光波傳輸系統信號衰減幅度增大的原因導致光波傳輸系統信號衰減幅度增大的原因1-光導纖維的曲率半徑過小。如果光導纖維彎曲（折疊）的半徑小于光導纖維的曲率半徑過小。如果光導纖維彎曲（折疊）的半徑小于25mm，那么，那么在纖芯的拐點處就會產生模糊（不透明，與折疊的有機玻璃相似），這時必須更換在纖芯的拐點處就會產生模糊（不透明，與折疊的有機玻璃相似），這時必須更換光導纖維；光導纖維；2-光導纖維的包層損壞；光導纖維的包層損壞

29、；3-光導纖維端面刮傷；光導纖維端面刮傷；4-光導纖維端面臟污；光導纖維端面臟污；5-光導纖維端面錯位（插頭殼體碎裂）；光導纖維端面錯位（插頭殼體碎裂）；6-光導纖維端面未對正（角度不對）；光導纖維端面未對正（角度不對）；7-光光導纖維的端面與控制單元的接觸面之間有空隙（插頭殼體碎裂或未能鎖止定位）；導纖維的端面與控制單元的接觸面之間有空隙（插頭殼體碎裂或未能鎖止定位）；8-光導纖維端套變形光導纖維端套變形3.4.2 光導纖維的使用光導纖維的使用1.操作光導纖維時的注意事項操作光導纖維時的注意事項 （1 1）彎曲半徑不宜過小。彎曲半徑不宜過小。（2 2）不許）不許彎折。彎折。 （3 3）不準擠

30、壓。不準擠壓。 （4 4）嚴禁摩擦、磨損。嚴禁摩擦、磨損。 （5 5）嚴禁拉伸。嚴禁拉伸。 （6 6）嚴禁過熱。嚴禁過熱。 （7 7）嚴禁浸水。）嚴禁浸水。 （8 8）光導纖維）光導纖維端面不得有污染和損傷。端面不得有污染和損傷。 2.光導纖維的正確鋪裝光導纖維的正確鋪裝 在車上鋪裝光導纖維時，應該采取特別的防護措施。在車上鋪裝光導纖維時，應該采取特別的防護措施。采采用硬度適宜的波紋管包扎光導纖維用硬度適宜的波紋管包扎光導纖維，既可以為光導纖維提供，既可以為光導纖維提供外力作用的保護，還可以有效防止光導纖維被過度彎折，以外力作用的保護，還可以有效防止光導纖維被過度彎折，以保證最小保證最小25m

31、m 的彎曲半徑。的彎曲半徑。圖圖3-70 以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維圖圖3-70 以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維以硬度適宜的波紋管包扎光導纖維3.4.3 光導纖維的維修光導纖維的維修1.光導纖維維修概要光導纖維維修概要 在在BMW車系中，包層為綠色的光導纖維用于車系中，包層為綠色的光導纖維用于MOST系統，包層為黃系統，包層為黃色的光導纖維用于色的光導纖維用于byteflight系統，包層為桔紅色的光導纖維則用作維修系統，包層為桔紅色的光導纖維則用作維修導線。導線。圖圖3-71 光導纖維包層的顏色光導纖維包層的顏色2.維修光導纖維的注意事項維修光導纖維的注意事

32、項 特別注意：特別注意：MOST 系統中的系統中的光導纖維光導纖維在兩個控制單元之在兩個控制單元之間只允許進行一次維修，間只允許進行一次維修，而而Byteflight 系統中的系統中的光導纖維光導纖維不不允許維修，只能更換新件。允許維修，只能更換新件。 3.維修光導纖維的專用工具維修光導纖維的專用工具 光導纖維的維修需要使光導纖維的維修需要使用專用工具用專用工具VAS6223組合套件，也稱光導纖維維組合套件，也稱光導纖維維修包。修包。圖圖3-72 VAS6223組合套件組合套件 VAS6223組合套件中有兩個專門用于光導纖維維修的組合套件中有兩個專門用于光導纖維維修的鉗子，剪切鉗用于光導纖維的

33、剪切，壓接鉗用于光導纖維銅鉗子，剪切鉗用于光導纖維的剪切，壓接鉗用于光導纖維銅質接頭的壓接。質接頭的壓接。圖圖3-73 VAS6223剪切鉗剪切鉗圖圖3-74 VAS6223壓接鉗壓接鉗4.光導纖維維修實際操作光導纖維維修實際操作（1）視長度需要，使用）視長度需要，使用VAS6223剪切鉗將光導纖維粗略地剪開。注意，剪切鉗將光導纖維粗略地剪開。注意，要使用側剪功能，且動作要慢、穩，以免折斷纖芯。要使用側剪功能，且動作要慢、穩，以免折斷纖芯。圖圖3-75 將光導纖維粗略地剪開將光導纖維粗略地剪開（2）將光導纖維嵌入）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗的保護層導槽中剪切保護層（橘剪切鉗的保護層導槽

34、中剪切保護層（橘紅色包層）。注意，此時的光導纖維絕對不允許彎曲或夾緊。紅色包層）。注意，此時的光導纖維絕對不允許彎曲或夾緊。圖圖3-76 剪切保護層（橘紅色包層）剪切保護層（橘紅色包層）（3）將光導纖維嵌入）將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合。注意，要使保剪切鉗中，并將鉗口閉合。注意，要使保護層導槽與箭頭方向（即光導纖維方向）對正。護層導槽與箭頭方向（即光導纖維方向）對正。 圖圖3-77 將光導纖維嵌入將光導纖維嵌入VAS6223剪切鉗中，并將鉗口閉合剪切鉗中，并將鉗口閉合（4）用）用VAS6223剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪切，以確保剪切后剪切鉗的剪刀輪對光導纖維實施精剪

35、切，以確保剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷。注意，不要剪得太快，以免造成損傷。的光導纖維截面平滑、無損傷。注意，不要剪得太快，以免造成損傷。圖圖3-78 光導纖維實施精剪切光導纖維實施精剪切圖圖3-79 精剪切后的光導纖精剪切后的光導纖維截面平滑、無損傷維截面平滑、無損傷（5）如圖）如圖3-80所示，將光導纖維銅質接頭嵌入所示，將光導纖維銅質接頭嵌入VAS6223壓壓接鉗中。此處，需注意銅質接頭不要歪斜。接鉗中。此處，需注意銅質接頭不要歪斜。圖圖3-80 將光導纖維銅質接頭嵌入將光導纖維銅質接頭嵌入VAS6223壓接鉗中壓接鉗中（6）如圖）如圖3-81所示，用所示，用VAS6223壓接鉗的鎖定

36、桿將銅質接壓接鉗的鎖定桿將銅質接頭鎖住。頭鎖住。 圖圖3-81 用鎖定桿將銅質接頭鎖住用鎖定桿將銅質接頭鎖住（7）如圖）如圖3-82所示，將已經去除保護層的光導纖維插入銅所示，將已經去除保護層的光導纖維插入銅質接頭的內孔，直至可以感覺到輕微的阻力。質接頭的內孔，直至可以感覺到輕微的阻力。圖圖3-82 將光導纖維插入銅質接頭的內孔將光導纖維插入銅質接頭的內孔（8）如圖）如圖3-83所示，確認光導纖維與銅質接頭接觸良好、所示，確認光導纖維與銅質接頭接觸良好、對正后，施力進行壓接。對正后，施力進行壓接。圖圖3-83 施力進行壓接施力進行壓接（9）檢查光導纖維與銅質接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質接

37、頭端）檢查光導纖維與銅質接頭的接合情況。要求纖芯端面與銅質接頭端面之間的間隙值面之間的間隙值X為為0.010.1mm，將光導纖維與銅質接頭拉開的力不小于，將光導纖維與銅質接頭拉開的力不小于60N（確保接合可靠），光波信號在該接頭處的衰減常數不得大于（確保接合可靠），光波信號在該接頭處的衰減常數不得大于0.3dB。圖圖3-84 檢查光導纖維與銅質接頭的接合情況檢查光導纖維與銅質接頭的接合情況復習思考題復習思考題GAME OVER1.采用光導纖維進行數據傳輸有哪些優點？采用光導纖維進行數據傳輸有哪些優點？2.簡述簡述MOST光學總線的數據傳輸原理及應用范疇。光學總線的數據傳輸原理及應用范疇。 3.

38、簡述簡述byteflight光學總線的數據傳輸原理及應用范疇。光學總線的數據傳輸原理及應用范疇。4.如何正確使用和維修光學總線？如何正確使用和維修光學總線？3.3 byteflight總線總線3.3.1 byteflight簡介簡介1.byteflight的功能與發展的功能與發展byteflight 系統是由系統是由 BMW 與與 Motorola、Elmos、Infineon 合作開發的，主要用于傳輸時間上要求特別緊迫的安全氣囊合作開發的，主要用于傳輸時間上要求特別緊迫的安全氣囊系統數據。系統數據。 byteflight系統的數據傳輸速率為系統的數據傳輸速率為10Mbit/s，可以滿足對，可

39、以滿足對數據傳輸的數據傳輸的實時性要求非常高的汽車安全氣囊系統的要求，且實時性要求非常高的汽車安全氣囊系統的要求，且可在強電磁干擾條件下可靠地傳輸數據。可在強電磁干擾條件下可靠地傳輸數據。 byteflight在在ISIS（智能安全集成系統）和（智能安全集成系統）和 ASE （高級（高級安全電子設備）中使用。這兩個安全系統負責控制安全氣囊、安全電子設備）中使用。這兩個安全系統負責控制安全氣囊、安全帶拉緊裝置和斷開安全蓄電池接線柱。安全帶拉緊裝置和斷開安全蓄電池接線柱。2.byteflight總線的拓撲結構總線的拓撲結構 BMW車輛使用車輛使用byteflight將用于控制安全氣囊系統、乘將用于

40、控制安全氣囊系統、乘員保護系統和安全蓄電池接線柱的控制單元聯網。員保護系統和安全蓄電池接線柱的控制單元聯網。 數據傳輸介質是塑數據傳輸介質是塑料光導纖維，光導纖維料光導纖維，光導纖維通過光波脈沖傳輸數據。通過光波脈沖傳輸數據。因此，更不易于受到外因此，更不易于受到外部干擾。數據傳輸速率部干擾。數據傳輸速率為為10 Mbit/s。傳輸介質為一根光導纖傳輸介質為一根光導纖維，且可朝兩個方向雙維，且可朝兩個方向雙向傳輸數據。控制單元向傳輸數據。控制單元以時間和事件觸發方式以時間和事件觸發方式進行通信。既能以同步進行通信。既能以同步方式傳輸數據，也能以方式傳輸數據，也能以異步方式傳輸數據。異步方式傳輸

41、數據。圖圖3-50 byteflight系統采用星形拓撲結構系統采用星形拓撲結構3.3.2 byteflight系統的數據傳輸系統的數據傳輸1.byteflight的數據結構的數據結構 同同CAN總線一樣，數據也通過數據電碼傳輸，除數據字總線一樣，數據也通過數據電碼傳輸，除數據字節的數量外數據電碼結構完全相同。節的數量外數據電碼結構完全相同。byteflight 可傳輸最長可傳輸最長為為12個字節的數據。個字節的數據。圖圖3-51 byteflight數據電碼的結構數據電碼的結構1起始順序；起始順序；2起始位；起始位；3停止位；停止位；ID標識符（決定電碼的優先級和數標識符（決定電碼的優先級和

42、數據內容）；據內容）；LEN長度（包括數據字節的數量）；長度（包括數據字節的數量）；D0數據字節數據字節0（起始數據（起始數據字節）；字節）；D11數據字節數據字節11（最大的結束數據字節）；（最大的結束數據字節）；CRCH高位循環冗余高位循環冗余碼校驗；碼校驗；CRCL低位循環冗余碼校驗低位循環冗余碼校驗 byteflight數據電碼分為優先級較高的電碼和優先級較低數據電碼分為優先級較高的電碼和優先級較低的電碼兩類。數據優先級通過標識符進行識別。標識符允許范的電碼兩類。數據優先級通過標識符進行識別。標識符允許范圍位于圍位于1至至255之間，其中之間，其中1表示最高優先級。優先級較高的信表示最

43、高優先級。優先級較高的信息是碰撞傳感器發來的數據，而優先級較低的信息一般是系統息是碰撞傳感器發來的數據，而優先級較低的信息一般是系統狀態信息和系統故障診斷信息。狀態信息和系統故障診斷信息。 圖圖3-52 電碼優先級電碼優先級1標識符（決定電碼優先級）；標識符（決定電碼優先級）；2報警同步脈沖（報警狀態下的同步脈沖）；報警同步脈沖（報警狀態下的同步脈沖）；3低優先級信息（優先級較低的電碼）；低優先級信息（優先級較低的電碼）；4正常同步脈沖（正常狀態下的同步正常同步脈沖（正常狀態下的同步脈沖）；脈沖）；5高優先級信息（優先級較高的電碼）；高優先級信息（優先級較高的電碼）；t_cyc循環時間（一個同

44、步循環時間（一個同步脈沖的循環時間）脈沖的循環時間）2.衛星式控制單元衛星式控制單元 衛星式控制單元與主控制單元之間的電碼始終以起始順衛星式控制單元與主控制單元之間的電碼始終以起始順序為開始，接下來是一個標識符。數據電碼的優先級通過該序為開始，接下來是一個標識符。數據電碼的優先級通過該標識符確定。系統不斷查詢所有碰撞傳感器信息并將數據分標識符確定。系統不斷查詢所有碰撞傳感器信息并將數據分配給配給byteflight系統所有控制單元。系統所有控制單元。 圖圖3-53 各個衛星式控制單各個衛星式控制單 元與元與SIM之間的數據流之間的數據流 14安裝于車內不同位置的衛星式控安裝于車內不同位置的衛星

45、式控 制單元；制單元；5SIM（安全和信息模塊）（安全和信息模塊） 主控制單元（主控制單元（SIM）再將衛星式控制單元提供的數據電）再將衛星式控制單元提供的數據電碼向系統內的所有衛星式控制單元發布，其過程如圖碼向系統內的所有衛星式控制單元發布，其過程如圖3-54所所示。衛星式控制單元視碰撞的劇烈程度決定由其控制的氣囊示。衛星式控制單元視碰撞的劇烈程度決定由其控制的氣囊是否觸發以及觸發強度。是否觸發以及觸發強度。13安裝于車內不同位置的衛星式安裝于車內不同位置的衛星式控制單元；控制單元；4控制側向安全氣簾的控制側向安全氣簾的衛星式控制單元；衛星式控制單元；5SIM（安全和（安全和信息模塊）信息模

46、塊）圖圖3-54 主控制單元發送至主控制單元發送至衛星式控制單元的數據電碼衛星式控制單元的數據電碼 如圖如圖3-54所示，控制側向安全氣簾的衛星式控制單元已經所示，控制側向安全氣簾的衛星式控制單元已經發出觸發安全氣簾的指令，且該安全氣簾已經觸發（即引爆器發出觸發安全氣簾的指令，且該安全氣簾已經觸發（即引爆器引爆，安全氣簾彭開）。引爆，安全氣簾彭開）。3.總線訪問程序總線訪問程序 byteflight系統根據規定的時間間隔分配來控制總線訪系統根據規定的時間間隔分配來控制總線訪問情況。執行這個控制程序時，只能在規定時間內發送特定問情況。執行這個控制程序時，只能在規定時間內發送特定信息，該信息通過其

47、標識符進行識別。信息，該信息通過其標識符進行識別。 4.發送和接收模塊發送和接收模塊 發送和接收模塊能夠將電信號轉變為光信號并通過光導發送和接收模塊能夠將電信號轉變為光信號并通過光導纖維傳輸。每個衛星式控制單元都有一個電子光學發送和接纖維傳輸。每個衛星式控制單元都有一個電子光學發送和接收模塊（收模塊（SE）。）。 這些這些SE模塊分別通模塊分別通過光導纖維連接在過光導纖維連接在SIM內內的智能型星形連接器上。的智能型星形連接器上。SIM內也有用于與各個衛內也有用于與各個衛星式控制單元交換數據星式控制單元交換數據的發送和接收模塊的發送和接收模塊SE。圖圖3-55 星形連接器與衛星式控制星形連接器

48、與衛星式控制 單元通過單元通過SE進行數據交換進行數據交換5.byteflight 主控單元主控單元 byteflight主控單元執行兩個任務，一是產生同步脈沖主控單元執行兩個任務，一是產生同步脈沖（Sync Pulse），二是使衛星式控制單元進入報警模式。），二是使衛星式控制單元進入報警模式。6.同步脈沖同步脈沖 SIM內的內的byteflight總線主控單元以總線主控單元以250 s為時間間隔發為時間間隔發送同步脈沖。報警模式通過同步脈沖寬度發送。處于報警狀態送同步脈沖。報警模式通過同步脈沖寬度發送。處于報警狀態時，一個同步脈沖的持續時間約為時，一個同步脈沖的持續時間約為2 s 。同步脈沖

49、時間通常。同步脈沖時間通常約為約為3 s。圖圖3-56 byteflight總線上的信息循環總線上的信息循環A報警同步脈沖；報警同步脈沖；B正常同步脈沖；正常同步脈沖；C同步脈沖；同步脈沖；D電碼；電碼；Z1循環循環1；Z2循環循環2；Z3循環循環3；Z4循環循環4 總線主控單元必須根據所有碰撞傳感器發送的信息決定總線主控單元必須根據所有碰撞傳感器發送的信息決定是否將衛星式控制單元設為報警模式。由主控單元設置報警是否將衛星式控制單元設為報警模式。由主控單元設置報警模式后，安全系統的所有引爆電路都將設為準備觸發狀態。模式后，安全系統的所有引爆電路都將設為準備觸發狀態。 需要觸發一個引爆輸出級時，

50、必須始終將兩個獨立的信需要觸發一個引爆輸出級時，必須始終將兩個獨立的信號傳輸到號傳輸到byteflight總線上。總線上。圖圖3-57 使左前側安全氣簾引爆電路觸發的信號流程使左前側安全氣簾引爆電路觸發的信號流程 1-報警模式脈沖；報警模式脈沖；2-高壓側開關；高壓側開關；3-引爆電容器；引爆電容器；4-左前側安全氣簾引爆器；左前側安全氣簾引爆器；5-低壓側開關；低壓側開關；6-微處理器；微處理器；7-用于控制左前側安全氣簾的衛星式控制單元用于控制左前側安全氣簾的衛星式控制單元3.3.3 byteflight總線的應用總線的應用1.寶馬寶馬BMW高級安全電子系統的特點高級安全電子系統的特點 高

51、級安全電子系統高級安全電子系統ASE具有以下優點：快速獲取并傳輸具有以下優點：快速獲取并傳輸數據（傳輸速率為數據（傳輸速率為10Mbit/s）；）； 準確識別碰撞；安全氣囊控準確識別碰撞；安全氣囊控制系統聯網；選擇性觸發；精確控制智能型安全氣囊；觸發制系統聯網；選擇性觸發；精確控制智能型安全氣囊；觸發安全性高；抗電磁干擾能力強；需要時可斷開安全蓄電池接安全性高；抗電磁干擾能力強；需要時可斷開安全蓄電池接線柱，進行蓄電池線路診斷等。線柱，進行蓄電池線路診斷等。 通過分布于車輛上重要位置的多個加速傳感器，能夠比通過分布于車輛上重要位置的多個加速傳感器，能夠比多重乘員保護系統多重乘員保護系統MRS

52、更準確地識別出碰撞情況。由車內加更準確地識別出碰撞情況。由車內加速傳感器探測到的車輛減速信息都被傳送至安全和網關模塊速傳感器探測到的車輛減速信息都被傳送至安全和網關模塊SGM。 SGM與所有衛星式控制單元交換減速數據，據此描繪出與所有衛星式控制單元交換減速數據，據此描繪出準確的碰撞情況。然后根據碰撞情況及時地、有選擇地觸發準確的碰撞情況。然后根據碰撞情況及時地、有選擇地觸發執行器。發生碰撞時，僅觸發那些必要的執行器（氣囊），執行器。發生碰撞時，僅觸發那些必要的執行器（氣囊），以便對車內乘員提供最佳的保護，并降低維修費用。以便對車內乘員提供最佳的保護，并降低維修費用。2.寶馬寶馬BMW高高級安全

53、電子系級安全電子系統的組成統的組成圖圖3-58 ASE高級安全電子系統的組成高級安全電子系統的組成圖圖 3-59 ASE高級安全電子系統電路圖高級安全電子系統電路圖3.寶馬寶馬BMW高級安全電子系統的工作原理高級安全電子系統的工作原理1）觸發規則）觸發規則（1）碰撞嚴重程度。）碰撞嚴重程度。 通過大量的碰撞和行駛試驗，確定可能的事故類型的通過大量的碰撞和行駛試驗，確定可能的事故類型的BMW觸發閾值。觸發閾值取決于碰撞嚴重程度，觸發閾值。觸發閾值取決于碰撞嚴重程度，碰撞嚴重碰撞嚴重程度分為四組程度分為四組CS0，不必觸發乘員保護系統；，不必觸發乘員保護系統；CS1，輕，輕度碰撞；度碰撞；CS2，

54、中度碰撞；，中度碰撞；CS3，重度碰撞。，重度碰撞。（2）觸發閾值。）觸發閾值。 觸發閾值的確定主要取決于碰撞嚴重程度以及對其他因觸發閾值的確定主要取決于碰撞嚴重程度以及對其他因素的考慮，如撞擊方向、碰撞時接觸面積和車內乘員是否系素的考慮，如撞擊方向、碰撞時接觸面積和車內乘員是否系好安全帶。好安全帶。 由此得出控制各個乘員保護系統的不同閾值。由于觸發由此得出控制各個乘員保護系統的不同閾值。由于觸發閾值的不同，前部安全氣囊第閾值的不同，前部安全氣囊第2級的引爆根據碰撞的嚴重程級的引爆根據碰撞的嚴重程度而變化。度而變化。 如果安全帶鎖扣識別錯誤，系統會由此推斷出乘員未系如果安全帶鎖扣識別錯誤，系統

55、會由此推斷出乘員未系安全帶。此時觸發閾值降低，盡管是識別錯誤，還是會試圖安全帶。此時觸發閾值降低，盡管是識別錯誤，還是會試圖激活安全帶拉緊裝置。激活安全帶拉緊裝置。 如果座椅占用識別出現錯誤，系統將確認座椅被占用如果座椅占用識別出現錯誤，系統將確認座椅被占用（即座椅上坐有乘員）。此時，乘員保護系統會被激活（相（即座椅上坐有乘員）。此時，乘員保護系統會被激活（相應的安全氣囊會引爆）。應的安全氣囊會引爆）。2）碰撞時的觸發）碰撞時的觸發（1）正面碰撞正面碰撞。發生正面碰撞時，可將碰撞嚴重程度分為。發生正面碰撞時，可將碰撞嚴重程度分為輕度至中度碰撞（輕度至中度碰撞（CS1/CS2）和嚴重碰撞（）和嚴重碰撞（CS3）三級。）三級。（2）側面碰撞側面碰撞。發生側面碰撞時，碰撞嚴重程度區分為輕。發生側面碰撞時，碰撞嚴重程度區分為輕度和中度碰撞兩種。度和中度碰撞兩種。 （3）尾部碰撞尾部碰撞。從碰撞嚴重程度。從碰撞嚴重程度CS1（輕度碰撞）起，觸（輕度碰撞）起，觸發主動式頭枕和安全帶拉緊裝置。發主動式頭枕和安全帶拉緊裝置。圖圖3-60 車輛發生正面碰撞時安全氣囊的觸發過程車輛發生正面碰撞時安全氣囊的觸發過程3）緊急呼叫）緊急呼叫 如