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以太网物理层信号测试与分析

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2 测试参数说明

负责制定以太网标准化规范的是IEEE学会下属的802.3委员会，该规范的一部分内容就是标准测试流程，包括需要分析的参数集、测试工具的使用、结果如何判定等，目的是保证世界上各个不同厂家生产的以太网产品能满足"互操作性"。三种速率以太网物理层由于编码方法不同，自然而然也就有完全不同的测试规程。下面逐一解释标准测试集中各参数的具体含义。

2、1 10 Base-T测试项目

1 DOV Mask and Voltage Test（差分输出电压的模板以及电压测试）

• DOV Mask MAU Ext for external MAU testing ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压模板测试）
• DOV Mask MAU Ext Inv for external MAU testing of the negative-going pulses ( MAC 模块与PHY模块分离情况下的差分输出电压负脉冲模板测试）
• DOV Mask MAU for internal MAU testing ( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试）
• DOV Mask MAU Inv for internal MAU testing of the negative-going pulses( MAC 模块与PHY模块集成情况下的差分输出电压负脉冲模板测试）

2 Link Test Pulse Mask (链接脉冲测试)

• Link Test Pulse head Mask （链接脉冲帧头模板测试）
• Link Test Pulse tail Mask （链接脉冲帧尾模板测试）

3 TP_IDL Mask Test （空闲信号模板测试）

• TP_IDL Head Mask(空闲信号帧头模板测试）
• TP_IDL Tail Mask (空闲信号帧尾模板测试）

4 Output Timing Jitter (输出抖动测试)

• Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8 bit的抖动测试）
• Output Timing Jitter 8 BT （触发点后8.5 bit的抖动测试）

2、2 100Base-Tx测试项目

1 Mask Test (眼图/模板测试）
2 Jitter（抖动测试）
3 Duty cycle distortion （占空比失真）
4 Amplitude, Symmetry, and Overshoot（信号幅度，对称性，以及过冲测试）
5 Rise and Fall Time（信号上升，下降时间测试）

3 1000Base-Tx测试项目

测试模式1：模板测试、峰值电压测试、衰落测试

模式1信号是由+2，然后接着127个0，-2，然后接着127个0，+1，然后接着127个0，-1，然后接着127个0，接着是128个+2，128个-2，128个+2，128个-2，最后是1024个0。
验证的目的是：

 接口有否驱动足够的能量将信号传送100米距离。
 上升时间是否足够快得以实现快速的数据交换
 接口有否发射过多的EMI， 超过FCC Class A的要求
 信号是否对称， 即A与B， C与D是否对称

图4 模式1各点示意图

4 对测试模式1信号的F点500nS后的G点以及H点500nS后的J点，测量他们的电压验证插入磁损耗是否过大。规范要求，G点的幅度需要大于73.1% F点的幅度，同样J点的幅度需要大于73.1%H点的幅度。
5 测试模式2：主模式抖动
6 测试模式3：从模式抖动
7 测试模式4：波形失真测试、共模输出电压

3、测试配置

3、1 示波器的选择

·10/100M 以太网电口测试

要求示波器带宽高于400MHz，支持型号有力科WaveRunnerXi-A，WavePro7Zi，WaveMaster8Zi。

·1000M 以太网电口测试

每路数据线传输速率是125Mbps；
示波器主机带宽至少为 1GHz；
支持型号包括 WaveRunner 104Xi-A,204Xi-A；WavePro7Zi，WaveMaster8 Zi。

3、2 测试夹具

测试夹具的主要功能是将双绞线信号转换成示波器能够直接识别的探头或通道信号。

力科为测试工程师提供的新型以太网测试夹具TF-ENET-B,具有优势特性包括：

·同时支持10/100/1000Mbps三种以太网速率级别
·免探头设计，只需使用SMA线缆，降低费用，操作便利
·高信号质量转发，支持全部以太网测试项目

图5 无需探头的TF-ENET-B测试夹具

3、3 测试激励生成

802.3标准委员会规定，完全测试以太网必须DUT(被测设备)发出专门的测试报文，物理层PHY芯片内部都有测试寄存器。底层驱动设计工程师通过编程置位此寄存器，PHY芯片就会向UTP线路上发出特定的测试序列报文。有些厂商，比如Intel和Realtek公司提供高层应用软件，允许测试人员能够直接操作以Intel(或RealTek)以太网芯片为核心处理单元的网卡，并驱动该网卡发送特定测试序列报文到双绞线，示波器采集这种测试序列并加以后处理与分析！

4. 力科以太网物理层测试方案

力科的以太网物理层信号测试和分析解决方案包括全系列带宽的数字示波器、串行数据分析仪、测试夹具和功能强大、易于使用的QualiPHY软件包，其具有的优势特性包括：

4.1、用户可定制测量项目

完整的一致性测试包含十几个甚至几十个项目，但不是每次测试都要遍历全部项目。