泰克以太网接口物理层一致性测试

以太网接口物理层一致性测试

苏水金

有限公司

司

）有限公

（中国

泰克科技

克科技（

中国）

以太网的起源与发展

1972年Metcalf与他在Xerox PARC的同事们，在研究如何将Xerox Altos工作站与其他Xerox Altos工作站、服务器以及激光打印机相互联网。他们成功的用一个网络实现了2.94Mb/s的数据传输率的互联, 并将此网络命名为Alto Aloha网络。1973年Metcalf 将此延伸至支持其他的计算机类型, 并改名为Ethernet。因为Ether（以太）,曾被科学家认为是电磁波在真空中的传输介质。而Ethernet就是以太网的意思，就是数据传输的网络。如此，以太网便诞生了。1976年, Metcalf拿到了专利, 并邀请了Intel 与Digital 成立了DIX group, 并在1989 年, 演变成了IEEE802标准。基本上IEEE 802.3 是OSI第二层的协议，负责链路的接入管理与流量控制。IEEE 802.3物理层可以通过不同的介质来实现，包括3类、4类、5类线（STP屏蔽与UTP非屏蔽双绞线），同轴铜线，多模与单模光纤等等。其传输速率也从最初的10M发展到100M、1000M乃至当今的10G

IEEE 802.3标准的发展

IEEE 802.3定于1985年

–10M速率，采用同轴电缆作为传输载体

IEEE 802.3i定于1990年

–10M速率，采用双绞线(屏蔽/非屏蔽)作为传输载体 IEEE 802.3u定于1995年

–100M速率，采用双绞线(屏蔽/非屏蔽)作为传输载体

–100M速率，采用光纤（单模/多模）作为传输载体

IEEE 802.3z定于1998年

–1000M速率，采用光纤（单模/多模）作为传输载体

IEEE 802.3ab定于1999年

–1000M速率，采用双绞线（单模/多模）作为传输载体

IEEE 802.3ae定于2001年

–10G速率，采用光纤（单模/多模）作为传输载体

以太网基础知识：10Base-T 10Base-T与ISO/IEC的关系

以太网的物理层：10Base-T

编码方式：Manchester Manchester 编码方法编码方法,即“0”=由“+”跳变到“-”, “1”=由“-”跳变到“+”,因为不论是“0”或是“1”, 都有跳变, 所以总体来说,信号是DC平衡的,并且接收端很容易就能从信号的跳变周期中恢复出时钟.

以太网的物理层：10Base-T 模板测试：脉冲电压模板

以太网的物理层：100Base-TX

PCS(Physical Coding Sublayer)：负责编码，PCS通过MII接口接收100Mbps的码流，PCS将每4bit数据编译成5bit。这就是工程师常说的4B/5B变换。因此，100Base-TX接口在外部测出的速率是125Mbps，一个UI是8ns。

以太网的物理层：100Base-TX

PMA(Physical Media Attachment)采用MLT-3电平，编码遵循NRZ形式。

100Base-TX接口信号逢“1”产生电平跳变，而逢“0”时信号电平保持不变。因此100Base-TX接口信号有三个电平，眼图中一个UI会出现2个“眼睛”。

获112ns宽度的脉冲进行幅度域测试）

以太网的物理层：1000Base-T 1000Base-T架构

以太网的物理层：1000Base-T 1000Base-T接口采用4D-PAM5编码

方式，采用了5类线中的所有4对

差分线，在全双工模式下达到

1000Mbps的传输速率。

–每对线速率125Mbps，每个UI就

是8ns。4x125＝500M

–使用4D-PAM5编码方式，2bit为

1Baud传送，实现1000Mbps

100Base-TX与1000Base-T的频谱

由于分别采用了MLT-3和PAM-5的编码方式，令它们的信号基频均为

31.25MHz。使EMI性能提高且传输距离远。

以太网的物理层：1000Base-T

如果要测1000Base-T接口的眼图的话… …

以太网的物理层：三种接口的异同

相同点：

–都是差分信号

–都使用RJ-45水晶头作为连接器，使用5类线

不同点

–编码不同，因此模板测试不同

–测试负载不同

10M、100M、1000M以太电接口的测试

模板测试：脉冲模板、眼图模板

幅度：差分输出电压、对称度

时域：上升/下降时间、对称度、占空比失真

抖动：测试设定不同

回波损耗测试：扫频带宽不同

专用测试：误码率测试（ Tektronix产品不涉及） 高级测试：阻抗、共模抑制、变压器参数…

10Base-T以太网接口测试项目

核心测试

–模板

MAU –0.9 和1.1 定标

TP_IDL和链路脉冲

–支持 3 种不同的负荷

–带、不带TPM

–输出电压

–谐波成分

–抖动

普通, 8BT, 8.5BT

–MDI回波损耗(发送和接收)

–共模电压

4高级测试

0共模抑制

0容错能力

10Base-T以太网接口测试的DUT要求

要求DUT发出随机包以供MAU、TP_IDL测试

要求DUT发出连接脉冲以供TP_Link测试

要求DUT发出全“1”或者全“0”码流以供Harmonic测试