“以太”的由来——从物理意义上说声音是一种波，如果以空气为介质进行传播，速度可以达到340m/s。19世纪时，物理界认为光也是一种波，但是光是靠什么介质进行传播呢？当时的科学家假想有一种“以太”的物质，作为光传播的介质和参照物，传播速度达到300,000,000m/s。如果CAN总线是空气，以太网就是光，但在汽车上至少现在还不是。

汽车以太网还是要从物理层说起。家用和办公网络的标准以太网采用100Base-T或1000Base-T的双绞线电缆和连接器技术。就是它，传说中的水晶头网线。但是其物理层器件在成本及EMC、温度、振动和湿度等方面均不适合汽车应用。

在CAN总线或其他总线中，物理层是由仅仅用于电平转换的收发器和线缆组成。而以太网的物理层要复杂得多，尤其是PHY(对应CAN总线中的收发器)。

以计算机网络的以太网为例，从下图中我们可以看到物理层大致可以分为：MII介质无关接口、PCS物理编码子层，PMA物理介质连接层，PMD物理介质相关层、MDI接口、MEDIUM物理介质。

自上往下，PCS 层作用是物理编码子层。可以说其编码比我们常用的SPI、MSC、CAN总线的编码方式要复杂得多，所以别再妄想在总线上点上探头就能从示波器读出总线上的数据。PMA层主要实现了串并转换。PMD层主要负责将串行信号转到相应的物理介质上。MDI就是连接PHY芯片和物理介质的接口，常见的是RJ45接口(也就是我们所说的水晶头)，汽车中则使用特殊的连接器，可能长这样。

MEDIUM物理介质层，我们最常见的就是网线，这就是一种以太网传输的物理介质。常见的物理介质还有同轴电缆、光纤等，现在基本没人用同轴电缆了。先大致了解一下，对软件工程师来说现在这不是我们的重点。除此之外，在PHY层还有AUTONEG自协商机制，类似于CAN的对表同步机制。

为了在车载通信中使用以太网，就需要使用博通的特殊物理层PHY。如果说传统CAN总线的缔造者是博世，那么在汽车以太网领域，交接棒要交给博通了。虽然都姓博，但是毫无血缘关系，一个是日薄西山的汽车业大佬，另一个是新兴IT界的新贵。2011年，博通将其One-Pair-Ethernet技术冠以BroadR-Reach的商标进行注册，并牵头创立了开放联盟(OPEN Alliance)，成员包括各大汽车OEM，其中国内也有OEM加入，例如一汽等。BroadR-Reach技术的PHY允许通过一根双绞线进行全双工通讯，比特率为100 Mbit/s。开放联盟除了PHY之外，还定义了一整套汽车以太网测试规范，包括我们经常听说的TC8测试。

BroadR-Reach的神奇之处在于其仅用一对双绞线实现了全双工通讯，能够同时进行收发。而高速以太网100Base-TX采用2对双绞线，一对收一对发，PC上的千兆以太网1000Base-T采用4对双绞线，两对收两对发。由此可见博通的技术可大大节省车内的线束成本与重量。而且BroadR-Reach具有比100Base-TX更高的频谱效率。为了改善回波损耗，降低串扰，确保符合严格的汽车EMC要求，BroadR-Reach将信号带宽限制在33.3MHz，大约100Base-TX带宽的一半，最大长度为15米。之后BroadR-Reach又被进一步标准化为100Base-T1，专门用于汽车以太网通讯，标准名称为IEEE802.3bw。而在PHY层之上，和现有以太网完全一样，什么都没变，这就大大方便了已有的以太网MAC驱动、协议栈、应用层软件的重用。所以博通的广告词就是......

目前除博通自己外，其他半导体厂商也都开始获得授权生产采用BroadR-Reach的PHY，例如NXP等。可以说该专利技术已经被其他半导体制造商接纳，不断攻城略地，占领整个汽车以太网的PHY标准只是时间问题。对MOST来说，这确实是一个重大挑战。但是，以太网能否成功地开发出一种具有成本效益的实时能力概念，将至关重要。因此，下一期我们就说说AVB。