另外,对于以太网测试来说,还需要测试被测件的回波损耗(即S11反射参数),以考量 被测件的阻抗匹配情况。回波损耗过大会引起信号反射、失真、串扰等。特别是对于千兆以太网来说,由于其是4对电缆同时双向工作,所以对回波损耗要求更高。要进行回波损耗的 测量,只依靠示波器是不够的,还需要用到矢量网络分析仪(VNA)。有些以太网测试软件 还提供了网络分析仪的控制功能,可以用示波器的主机通过GPIB或网络接口控制矢量网 络仪完成回波损耗的测试,并对测试数据进行分析运算(比如换算到阻抗为85Ω或1152 时的反射情况),把测试结果添加到测试报告中。图7.18是进行回波损耗测试时的 组网。1000Base-T的信号传输方式;北京以太网测试联系人
由于在这些接口上,数据的速率真正达到了10Gbps左右,因此对于测试的带宽要求更高。虽然SFP+的规范中对于测试设备的带宽要求在12GHz以上,但是考虑到示波器的频响方式不同,以及现代的芯片比标准制定时都有更陡的边沿,使用实时示波器进行测量时建议使用20GHz以上的带宽。图7.30是用实时示波器进行SFP+接口测试的例子。
为了提高数据速率,IEEE还在10G以太网的接口标准上提出了用4路10G信号传输40G以太网信号的标准,比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纤进行传输时可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模块接口。QSFP+的光模块电接口一侧采用的标准和技术与相应的10G以太网接口类似,而40GBase-KR4也是用4对10Gbps的差分线同时传输实现40Gbps的传输速率。因此这些40G以太网的标准对于测试仪表的带宽要求也与对应的10G接口要求类似,只不过要测试的端口数更多。对于采用了光口作为以太网信号传输的接口,如果还想进行光口的眼图、抖动、消光比、光功率、波长等的测试,需要借助相应的光采样示波器、光功率计等完成,可以参考后面关于光信号测试的章节 中国香港电气性能测试以太网测试工业以太网交换机的产品分类?
交换机的工作过程可以概括为“学习、记忆、接收、查表、转发”等几个方面:通过“学习”可以了解到每个端口上所连接设备的MAC地址;将MAC地址与端口编号的对应关系“记忆”在内存中,生产MAC地址表;从一个端口“接收”到数据帧后,在MAC地址表中“查找”与帧头中目的MAC地址相对应的端口编号,然后,将数据帧从查到的端口上“转发”出去。交换机分割域,每个端口成一个域。每个端口如果有大量数据发送,则端口会先将收到的等待发送的数据存储到寄存器中,在轮到发送时再发送出去。
10GBase-T/MGBase-T/NBase-T的测试
10GBase-T是IEEE在2006年推出的10G以太网的标准,用于在服务器、数据交换机间用双绞线和RJ-45接口实现10Gbps的信号传输。10GBase-T的实现方法与1000Base-T的实现方法类似,都是同时在4对双绞线上进行双向的数据传输,但是采用了更复杂的信号调制技术(PAM-16)、更高级的噪声抑制(Tomlinson-HarashimaPrecoding信道均衡)、更复杂的编码方法(加扰/解扰、LDPC编码)以及更好的传输网线(6类线)来实现10Gbps的以太网信号传输。在CAT6a或更好的网线上,10GBase-T信号可以传输100m,在普通的CAT6网线上,传输距离可到30多米。图7.19是10GBase-T以太网的总线架构。 以 太网供电(Power over Ethernet,PoE)技术也被应用于车载以太网;
快速以太网
100Base-TX
物理介质采用5类以上双绞线
网段长度多100米100Base-FX
物理介质采用单模光纤,网段长度可达10公里
物理介质采用多模光纤,网段长度多2000米快速以太网由IEEE802.3u标准定义
快速以太网由IEEE802.3u标准定义,基本与标准以太网相同,但速度比标准以太网快十倍。快速以太网的速度是通过提高时钟频率和使用不同的编码方式获得的。其传输方案常用的便是100Base-T,100Base-T又包括100Base-TX和100Base-T4,100Base-T4是一种3类双绞线方案,不支持全双工,目前使用的都是100Base-TX,此方案需使用5类以上双绞线,时钟信号处理速率高达125MHz。
100Base-FX使用一对多模或者单模光纤,使用多模光纤的时候,计算机到集线器之间的距离比较大可到两公里,使用单模光纤时比较大可达十公里。
快速以太网还提供全双工通信,总带宽达到200Mbps。全双工快速以太网在使用光纤或某些双绞线介质的点对点链路有效,因为每个带宽为100Mbps的信道都需要的线来支持。
快速以太网有自动协商的功能,能够自动适应电缆两端比较高可用的通信速率,能方便的与10M以太网连接通信。
何不使用以太网电缆同时进行数据传输和供电?中国香港电气性能测试以太网测试
千兆以太网一致性测试;北京以太网测试联系人
输出电压跌落:被测件输出一个类似方波的信号,用示波器测量跳变沿后面10ns处和90ns处的电压值,确保电压跌落不超过10%。、
· 发射机线性度:这个测试类似很多射频放大器的双音交调测试,被测件发出不同频 率的双音的正弦波信号,然后在1~400MHz内观察比较大的杂散或 者失真相对于双音信号的幅度差异。杂散或者失真越小,说明发射机的线性度 越好。
发射机抖动:被测件发出连续的两个幅度编码为+16和两个幅度编码为- 16的码 型(在800MSps的符号速率下相当于200MHz的时钟),然后用示 波器对这个信号的抖动进行测试。要分别测试主时钟和从时钟两种情况下的抖动。 北京以太网测试联系人