以太網(wǎng)物理層信號(hào)測(cè)試與分析

1、以太網(wǎng)物理層信號(hào)測(cè)試與分析以太網(wǎng)物理層信號(hào)測(cè)試與分析作者:李海龍美國(guó)力科公司摘要：摘要：現(xiàn)實(shí)生活中，以太網(wǎng)可謂無處不在，而對(duì)它進(jìn)行測(cè)試與分析也是通信領(lǐng)域經(jīng)久不衰的話題。要想透徹掌握以太網(wǎng)測(cè)試要領(lǐng)，必須首先了解以太網(wǎng)物理層信號(hào)的基本特點(diǎn)。基于此，本文將具體介紹三種速率以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不同物理層編碼規(guī)則、完整測(cè)試涉及到的共性問題，以及基于力科示波器的以太網(wǎng)一致性測(cè)試方案。1物理層信號(hào)特點(diǎn)物理層信號(hào)特點(diǎn)以太網(wǎng)對(duì)應(yīng)OSI七層模型的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層

2、，對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)鏈路層的部分又分為邏輯鏈路控制子層(LLC)和介質(zhì)訪問控制子層(MAC)。MAC與物理層連接的接口稱作介質(zhì)無關(guān)接口（MII）。物理層與實(shí)際物理介質(zhì)之間的接口稱作介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）。在物理層中，又可以分為物理編碼子層（PCS）、物理介質(zhì)連接子層（PMA）、物理介質(zhì)相關(guān)子層（PMD）。根據(jù)介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)率的不同，以太網(wǎng)電接口可分為10BaseT，100BaseTx和1000BaseT三種，分別對(duì)應(yīng)10Mbps，100Mbps和1

3、000Mbps三種速率級(jí)別。不僅是速率的差異，同時(shí)由于采用了不同的物理層編碼規(guī)則而導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的測(cè)試和分析方案也全然不同，各有各的章法。下面先就這三種類型以太網(wǎng)的物理層編碼規(guī)則做一分析。1、110BaseT10BaseT編碼方法編碼方法10M以太網(wǎng)物理層信號(hào)傳輸使用曼徹斯特編碼方法，即“0”=由“”跳變到“”，“1”=由“”跳變到“”因?yàn)椴徽撌恰?”或是”1”都有跳變所以總體來說信號(hào)是DC平衡的并且接收端很容易就能從信號(hào)的跳變周期中恢復(fù)時(shí)鐘

4、進(jìn)而恢復(fù)出數(shù)據(jù)邏輯。圖34DPAM編碼規(guī)則1000BaseT采用了UTP里所有的4對(duì)線，并且同時(shí)收發(fā)，在全雙工的模式下，加上使用4DPMA5編碼方法實(shí)現(xiàn)1000MBs的數(shù)據(jù)傳輸率。每對(duì)線的數(shù)據(jù)率為100Mbs，經(jīng)8b10b編碼后變?yōu)?25Mbs。每個(gè)Baud波特碼元代表兩個(gè)比特的信息，4對(duì)線的總帶寬為?125Mbs125Mbsx2x2x4=1000Mbsx4=1000Mbs所以，盡管是千兆速率，但實(shí)際上對(duì)示波器的帶寬要求只需能高保真采集

5、125MHz信號(hào)即可，原因就是每對(duì)線上實(shí)際傳輸率是125Mbps。2測(cè)試參數(shù)說明測(cè)試參數(shù)說明負(fù)責(zé)制定以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的是IEEE學(xué)會(huì)下屬的802.3委員會(huì)，該規(guī)范的一部分內(nèi)容就是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試流程，包括需要分析的參數(shù)集、測(cè)試工具的使用、結(jié)果如何判定等，目的是保證世界上各個(gè)不同廠家生產(chǎn)的以太網(wǎng)產(chǎn)品能滿足“互操作性”。三種速率以太網(wǎng)物理層由于編碼方法不同，自然而然也就有完全不同的測(cè)試規(guī)程。下面逐一解釋標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集中各參數(shù)的具體含義。2、11010B

6、aseTBaseT測(cè)試項(xiàng)目測(cè)試項(xiàng)目1DOVMaskVoltageTest（差分輸出電壓的模板以及電壓測(cè)試）?DOVMaskMAUExtfexternalMAUtesting(MAC模塊與PHY模塊分離情況下的差分輸出電壓模板測(cè)試）?DOVMaskMAUExtInvfexternalMAUtestingofthenegativegoingpulses(MAC模塊與PHY模塊分離情況下的差分輸出電壓負(fù)脈沖模板測(cè)試）?DOVMaskMAUfi