手把手教会千兆以太网一致性分析测试

以太网作为当前最普遍的一种计算机网络，经过多年发展，从最初的10M速率发展至100Mbps、1000Mbps乃至10Gbps。当中千兆以太网以传输速率高、高性能等特点，已经广泛应用在电子、物联网、生活等行业。为满足负责产品设计、检测和验证的工程师对于快速检定设备的需求，RIGOL提供了完备的测试方案实现快速验证100Mbps快速以太网及1000Mbps千兆以太网的信号质量，提升产品开发及测试效率。

本篇小编将为大家讲解演示，如何使用DS70000系列数字示波器与配套测试夹具，进行1000Mbps千兆以太网一致性测试内容及测试方案。

本期内容

视频示范如何使用DS70000系列数字示波器进行千兆以太网一致性分析测试

案例背景

1000Base-T物理层一致性分析

1000Base-Tx物理层分为PCS(Physical Coding Sublayer，物理编码子层)、PMA(Physical Media Attachment，物理介质附加)及PAUTONEG组成。

其中PCS采用的是4D-PAM5编码方式，即使用4对线，5个电平对信号进行传输。每对线的传输速度与100Base-T一样为125Mbps;每2bit转为1Baud传输，即每个UI可以传输2bit信息。4*125Mbps*2bit=1000Mbps实现1000Mbps的传输速度。

▲1000Base-T拓扑图

测试原理

信号质量测试

根据 IEEE 802.3 标准对 1000BASE-T 物理层一致性测试的规定，被测设备需要在标准规定的四种测试模式下进行一系列一致性测试：

测试模式1：模板测试、峰值电压测试、衰落测试

测试模式2：主模式抖动

测试模式3：从模式抖动

测试模式4：波形失真测试，共模输出电压

产品支持

PCA系列电流探头

1000Base-T信号质量测试需要使用带宽在1GHz以上、采样率为5GSa/s的数字示波器。同时在测试过程中，还需搭配合规的探头、线缆、测试夹具以及干扰源。为降低重复性工作量，提高测试效率，RIGOL 以太网一致性测试软件能够帮助工程师实现测试过程自动化。

RIGOL DS70000系列实时采样数字示波器，支持最大5GHz带宽与20GSa/s采样率，帮助工程师获得更高的测试精度。

RIGOL提供了足够性能的探头附件来完成以太网一致性分析测试，包含高速有源差分探头(PVA7000，PVA8000系列)，高速单端有源探头(RP7000S系列)，电流探头(PCA系列)。

RIGOL提供符合规范的测试夹具TF-ENET-STP，用于 1000Base-T 以太网一致性测试，夹具包括 TC2、TC3、TC4、TC5 四个部分，能够支持不同的测试项目。

▲1000Base-T测试夹具图

千兆以太网一致性分析测试软件支持测试结果报告导出，测试报告将包含信号质量分析的各个测试项，各个测试项对应的合规指标范围以及实测的值。通过对比将测试结果显示在最后一列，满足标准将显示结果为Passes，否则会显示Failure。

▲千兆以太网一致性分析测试报告示意(以实测结果为准)

测试步骤

千兆以太网一致性分析测试要几步?

测试模式一：模板测试、峰值电压测试、衰落测试

模式一测试存在有干扰和无干扰两种情况，根据规范要求，需要使用干扰信号模仿MDI信号传输时受邻道干扰的受压状况。本次演示无干扰信号的情况下的模式一测试。

测试准备

· 准备一台支持千兆以太网一致性分析的数字示波器：根据规范要求，示波器需要有1GHz以上带宽，本次使用DS70504数字示波器进行演示;

· 准备测试夹具，本次使用RIGOL 千兆以太网一致性测试夹具TF-ENET-STP;

· 准备待测设备，本次使用一台带有网络接口的电脑与一块能产生1000Base-T高速信号的demo板进行演示;

· 准备一个差分探头，本次使用RIGOL PVA8700探头;

· CAT6网络线缆一根、BNC线缆一根与跳线帽若干。

连接设备

· 使用 CAT6 以太网线连接夹具 TC2 的 J201 接口和 DUT 的测试端口

· 将差分探头安装到示波器的 CH1 通道

正式测量

1. 设置 DUT 产生测试模式一信号;

2. 使用差分探头连接夹具TC2 的测试点 P21;

3. 进入“配置界面”子菜单，选择信源与设备连接保持一致;

4. 点击“波形预览”按钮，在波形视图窗口中查看配置信号，确保配置信号正确;

5. 点击“启动测量”按钮，开始测量;

6. 数据分析完成后，在操作界面的“1000Base-T 测量结论”显示窗口中查看测量结果。

注意事项划重点

夹具 TC2 有四组测量点，本次演示以 Pair A 为例介绍操作步骤。可以通过改变短接点，重复以上步骤完成对四组测试对的测试。夹具 TC2 中测试对所对应的短接点请参考下表：

设置“配置界面”子菜单中显示的参数为预览测试波形的配置参数。在启动测量后，测量参数会自动进行调整。

审核编辑：汤梓红