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千兆以太網(wǎng)市場(chǎng)的發(fā)展
隨著上互聯(lián)網(wǎng)的人數(shù)越來(lái)越多，各種新的應(yīng)用如存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò), 互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、CAD/CAM軟件、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程醫(yī)療等應(yīng)用的興起，對(duì)于首公里接入網(wǎng)與城域網(wǎng)的帶寬要求顯得特別殷切。 同時(shí)由于半導(dǎo)體行業(yè)的迅速發(fā)展, 實(shí)現(xiàn)1000BaseT的每端口價(jià)格已降低到50美元以下，使1000BaseT成為熱潮(見(jiàn)圖1)。
100BaseTx的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3u，定制于1995年。只采用了UTP不屏蔽雙絞線里其中的2對(duì)線，分別為第1、2、3與第6條線，單收單發(fā)。通過(guò)4B/5B編碼，將原來(lái)100Mb/s編譯成125Mbps。
1000BaseT的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3ab, 定制于1998年。采用了UTP不屏蔽雙絞線里所有的4對(duì)線，并且每線同時(shí)收發(fā)，在全雙工的模式下實(shí)現(xiàn)1000Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸率。 另外，1000BaseT使用8B/10B編碼，以及PAM-5脈沖振幅調(diào)制方式，使1000BaseT的信號(hào)比100BaseTx顯得更為復(fù)雜。
1000BaseX的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.3z，分別按不同的傳輸距離，使用850nm(SX)與1310nm(LX)光波長(zhǎng)的多模及單模光纖為傳輸介質(zhì)。需要注意的是IEEE802.3z 1000BaseX中， 因?yàn)楣饫w沒(méi)有象UTP同樣的帶寬限制， 所以沒(méi)有采用類似PAM-5的調(diào)制方法，只用了8B/10B的編碼。
圖1以太網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展的預(yù)測(cè)
圖2 A,B,C,D點(diǎn)的模板測(cè)試
圖3 F, H點(diǎn)的模板測(cè)試
圖4 典型的測(cè)試以太網(wǎng)一致性的工具與設(shè)置
千兆以太網(wǎng)的一致性測(cè)試
因?yàn)榍д滓蕴W(wǎng)的信號(hào)是8路同時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)的，所以鄰道串?dāng)_比100BaseTx時(shí)要嚴(yán)重得多，而信號(hào)是否能夠在10-12的誤碼率以及滿足FCC A類對(duì)電磁干擾的要求下傳送100米距離是關(guān)鍵。按照IEEE802.3ab的規(guī)范， 因?yàn)?000BaseT信號(hào)的復(fù)雜性，定義了4個(gè)測(cè)試模式。通過(guò)設(shè)置物理層芯片中第９個(gè)GMII管理記數(shù)器第15,14,13位， 就能設(shè)定物理層芯片的狀態(tài) (見(jiàn)表1)。
按照IEEE802.3ab的要求，測(cè)試模式1信號(hào)需要進(jìn)行以下關(guān)鍵的測(cè)試：模板測(cè)試、峰值電壓測(cè)試、衰落測(cè)試與抖動(dòng)測(cè)試。
模板測(cè)試：對(duì)測(cè)試模式1信號(hào)上的A,B,C,D,F,H共6點(diǎn)進(jìn)行模板測(cè)試，驗(yàn)證是否在規(guī)范所容許的范圍內(nèi)，是通過(guò)或失敗(見(jiàn)圖2、圖3)。
峰值電壓測(cè)試：對(duì)模式1信號(hào)上的A,B,C,D共4點(diǎn)的峰值電壓與它們之間的對(duì)稱性進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證是否在規(guī)范所容許的范圍內(nèi)，是通過(guò)或失敗。
衰落測(cè)試：對(duì)測(cè)試模式1信號(hào)的F點(diǎn)500ns后的G點(diǎn)以及H點(diǎn)500ns后的J點(diǎn)，測(cè)量它們的電壓，驗(yàn)證插入的磁損耗是否過(guò)大。規(guī)范要求G點(diǎn)幅度需要大于73.1%F點(diǎn)的幅度, 同樣J點(diǎn)幅度需要大于73.1%H點(diǎn)的幅度。
抖動(dòng)測(cè)試：按照規(guī)范，抖動(dòng)測(cè)試分為不過(guò)濾的與過(guò)濾的，并且分別對(duì)主控與從屬進(jìn)行測(cè)試。
* 不過(guò)濾抖動(dòng)：主控抖動(dòng)將接口設(shè)定為測(cè)試模式２，累積100ms至1s的波形，測(cè)量主控TX_CLK時(shí)鐘的峰峰值抖動(dòng)，規(guī)范要求不能超過(guò)1.4ns。從屬抖動(dòng)使用特殊的測(cè)試電纜將主控與從屬相連起來(lái)，累積100ms至1s的波形，測(cè)量從屬TX_CLK相對(duì)于主控TX_CLK的峰峰值抖動(dòng)，規(guī)范要求不能超過(guò)1.4ns。
測(cè)試從屬抖動(dòng)時(shí)，按照規(guī)范，與主控連接的電纜為一條４段不同特性的纜線連接起來(lái)的電纜(見(jiàn)表2)。
* 過(guò)濾抖動(dòng)：主控抖動(dòng)設(shè)置接口為正常的狀態(tài)，采集100,000個(gè)主控TX_CLK時(shí)鐘的邊沿，通過(guò)信號(hào)處理，從 100,000個(gè)主控TX_CLK的邊沿中提取抖動(dòng)波形，并對(duì)這抖動(dòng)波形進(jìn)行濾波，測(cè)量其峰峰值抖動(dòng)。再設(shè)置接口為測(cè)試模式２(即主控抖動(dòng)模式)，測(cè)量數(shù)據(jù)相對(duì)于主控TX_CLK的峰峰值抖動(dòng)。將結(jié)果1+結(jié)果2，規(guī)范要求不能大于0.3ns。從屬抖動(dòng)使用特殊的測(cè)試電纜將主控與從屬相連起來(lái)，測(cè)量接口為正常狀態(tài)的峰峰值抖動(dòng)。再設(shè)置接口為測(cè)試模式3(即從屬抖動(dòng)模式)，測(cè)量峰峰值抖動(dòng)。將結(jié)果1+結(jié)果2，規(guī)范要求不能大于0.7ns。
以太網(wǎng)物理層一致性測(cè)試的工具
測(cè)試工具主要是(見(jiàn)圖4)：
* 一臺(tái)頻響優(yōu)良的1GHz帶寬示波器。因?yàn)橐蕴W(wǎng)信號(hào)的上升時(shí)間大約為3ns,所以其頻譜都在117MHz以下(帶寬=0.35/3ns=117MHz)，所以一臺(tái)1GHz帶寬的示波器，是10倍于被測(cè)信號(hào)的帶寬，將使測(cè)量幅度的誤差降低到0.5％，滿足測(cè)試A與B點(diǎn)峰值電壓差異時(shí)1%的要求。
* 一臺(tái)雙通道，能發(fā)生一幅度為±2.8V，頻率為31.25MHz的正弦波差分信號(hào)的干擾源。
* 測(cè)試夾具，用來(lái)將干擾信號(hào)加載到被測(cè)接口中，同時(shí)讓被測(cè)信號(hào)能通過(guò)夾具被送往示波器進(jìn)行測(cè)量。
* 測(cè)試軟件，它對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，測(cè)量與分析，需要考慮的是測(cè)試軟件有否提供以下的功能：濾波、數(shù)字處理、信號(hào)平均、規(guī)范化、波形對(duì)比、抖動(dòng)測(cè)試、支持100BaseT、損耗補(bǔ)償、延時(shí)補(bǔ)償、自動(dòng)化測(cè)量、報(bào)告生長(zhǎng)等。
* 高帶寬、高共模抑制比、頻響優(yōu)良的差分探頭，將夾具引來(lái)的被測(cè)的差分信號(hào)輸送到示波器進(jìn)行分析。
結(jié)語(yǔ)
泰克公司對(duì)應(yīng)10BaseT,100BaseTx與1000BaseT以太網(wǎng)電接口，提供全套的一致性測(cè)試解決方案，包括頻響優(yōu)良的示波器，頻率純度很高的正弦波信號(hào)干擾源，滿足上述功能的測(cè)試軟件與夾具，除差分探頭外，還對(duì)應(yīng)1000BaseX以太網(wǎng)光接口，提供實(shí)時(shí)通信分析儀CSA7000，內(nèi)置光參考接收器，對(duì)以太網(wǎng)光接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的模板眼圖驗(yàn)證，在同一平臺(tái)上整合了以太網(wǎng)光電接口一致性的測(cè)試，是目前領(lǐng)先的全套完整以太網(wǎng)測(cè)試工具�！�
摘自 電子產(chǎn)品世界
