手把手教會千兆以太網(wǎng)一致性分析測試

以太網(wǎng)作為當(dāng)前最普遍的一種計算機網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過多年發(fā)展，從最初的10M速率發(fā)展至100Mbps、1000Mbps乃至10Gbps。當(dāng)中千兆以太網(wǎng)以傳輸速率高、高性能等特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在電子、物聯(lián)網(wǎng)、生活等行業(yè)。為滿足負責(zé)產(chǎn)品設(shè)計、檢測和驗證的工程師對于快速檢定設(shè)備的需求，RIGOL提供了完備的測試方案實現(xiàn)快速驗證100Mbps快速以太網(wǎng)及1000Mbps千兆以太網(wǎng)的信號質(zhì)量，提升產(chǎn)品開發(fā)及測試效率。

本篇小編將為大家講解演示，如何使用DS70000系列數(shù)字示波器與配套測試夾具，進行1000Mbps千兆以太網(wǎng)一致性測試內(nèi)容及測試方案。

本期內(nèi)容

視頻示范如何使用DS70000系列數(shù)字示波器進行千兆以太網(wǎng)一致性分析測試

案例背景

1000Base-T物理層一致性分析

1000Base-Tx物理層分為PCS(Physical Coding Sublayer，物理編碼子層)、PMA(Physical Media Attachment，物理介質(zhì)附加)及PAUTONEG組成。

其中PCS采用的是4D-PAM5編碼方式，即使用4對線，5個電平對信號進行傳輸。每對線的傳輸速度與100Base-T一樣為125Mbps;每2bit轉(zhuǎn)為1Baud傳輸，即每個UI可以傳輸2bit信息。4*125Mbps*2bit=1000Mbps實現(xiàn)1000Mbps的傳輸速度。

▲1000Base-T拓撲圖

測試原理

信號質(zhì)量測試

根據(jù) IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)對 1000BASE-T 物理層一致性測試的規(guī)定，被測設(shè)備需要在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的四種測試模式下進行一系列一致性測試：

測試模式1：模板測試、峰值電壓測試、衰落測試

測試模式2：主模式抖動

測試模式3：從模式抖動

測試模式4：波形失真測試，共模輸出電壓

產(chǎn)品支持

PCA系列電流探頭

1000Base-T信號質(zhì)量測試需要使用帶寬在1GHz以上、采樣率為5GSa/s的數(shù)字示波器。同時在測試過程中，還需搭配合規(guī)的探頭、線纜、測試夾具以及干擾源。為降低重復(fù)性工作量，提高測試效率，RIGOL 以太網(wǎng)一致性測試軟件能夠幫助工程師實現(xiàn)測試過程自動化。

RIGOL DS70000系列實時采樣數(shù)字示波器，支持最大5GHz帶寬與20GSa/s采樣率，幫助工程師獲得更高的測試精度。

RIGOL提供了足夠性能的探頭附件來完成以太網(wǎng)一致性分析測試，包含高速有源差分探頭(PVA7000，PVA8000系列)，高速單端有源探頭(RP7000S系列)，電流探頭(PCA系列)。

RIGOL提供符合規(guī)范的測試夾具TF-ENET-STP，用于 1000Base-T 以太網(wǎng)一致性測試，夾具包括 TC2、TC3、TC4、TC5 四個部分，能夠支持不同的測試項目。

▲1000Base-T測試夾具圖

千兆以太網(wǎng)一致性分析測試軟件支持測試結(jié)果報告導(dǎo)出，測試報告將包含信號質(zhì)量分析的各個測試項，各個測試項對應(yīng)的合規(guī)指標(biāo)范圍以及實測的值。通過對比將測試結(jié)果顯示在最后一列，滿足標(biāo)準(zhǔn)將顯示結(jié)果為Passes，否則會顯示Failure。

▲千兆以太網(wǎng)一致性分析測試報告示意(以實測結(jié)果為準(zhǔn))

測試步驟

千兆以太網(wǎng)一致性分析測試要幾步?

測試模式一：模板測試、峰值電壓測試、衰落測試

模式一測試存在有干擾和無干擾兩種情況，根據(jù)規(guī)范要求，需要使用干擾信號模仿MDI信號傳輸時受鄰道干擾的受壓狀況。本次演示無干擾信號的情況下的模式一測試。

測試準(zhǔn)備

· 準(zhǔn)備一臺支持千兆以太網(wǎng)一致性分析的數(shù)字示波器：根據(jù)規(guī)范要求，示波器需要有1GHz以上帶寬，本次使用DS70504數(shù)字示波器進行演示;

· 準(zhǔn)備測試夾具，本次使用RIGOL 千兆以太網(wǎng)一致性測試夾具TF-ENET-STP;

· 準(zhǔn)備待測設(shè)備，本次使用一臺帶有網(wǎng)絡(luò)接口的電腦與一塊能產(chǎn)生1000Base-T高速信號的demo板進行演示;

· 準(zhǔn)備一個差分探頭，本次使用RIGOL PVA8700探頭;

· CAT6網(wǎng)絡(luò)線纜一根、BNC線纜一根與跳線帽若干。

連接設(shè)備

· 使用 CAT6 以太網(wǎng)線連接夾具 TC2 的 J201 接口和 DUT 的測試端口

· 將差分探頭安裝到示波器的 CH1 通道

正式測量

1. 設(shè)置 DUT 產(chǎn)生測試模式一信號;

2. 使用差分探頭連接夾具TC2 的測試點 P21;

3. 進入“配置界面”子菜單，選擇信源與設(shè)備連接保持一致;

4. 點擊“波形預(yù)覽”按鈕，在波形視圖窗口中查看配置信號，確保配置信號正確;

5. 點擊“啟動測量”按鈕，開始測量;

6. 數(shù)據(jù)分析完成后，在操作界面的“1000Base-T 測量結(jié)論”顯示窗口中查看測量結(jié)果。

注意事項劃重點

夾具 TC2 有四組測量點，本次演示以 Pair A 為例介紹操作步驟?？梢酝ㄟ^改變短接點，重復(fù)以上步驟完成對四組測試對的測試。夾具 TC2 中測試對所對應(yīng)的短接點請參考下表：

設(shè)置“配置界面”子菜單中顯示的參數(shù)為預(yù)覽測試波形的配置參數(shù)。在啟動測量后，測量參數(shù)會自動進行調(diào)整。

審核編輯：湯梓紅