以太网测试解决方案

以太网测试

以太网测试和数据传输技术

用于计算机网络的以太网于 1980 年首次投入商业应用,于 1983 年被广泛采用并标准化为 IEEE 802.3。到了 20 世纪 80 年代末,以太网已成为局域网领域的主导技术。1990 年,支持 10BASE-T2 标准(使用两对双绞线)的四对双绞线电缆取代了以前的笨重电缆,并一直沿用至今。
最大以太网数据速率已从最初的 2.94 Mbit/s 提高到了 400 Gbit/s。目前,就数据速率而言,铜质双绞线在设备间的传输速率最慢,这也是许多 LAN 使用的基础电缆。大部分电缆都是 5/5e 类和 6 类,支持 1GBASE-T,最大数据速率为 1 Gbps(10 Gbps 和 100 Gbps 数据速率需要使用光纤电缆)。2.5GBASE-T 和 5.0GBASE-T 标准可以将现有电缆的数据速率分别提高到 2.5 Gbps 和 5 Gbps,传输距离可达 100 米。

以太网技术逐渐被应用其他领域。以太网技术一开始无法用于汽车应用,但是使用单对双绞线电缆进行传输后(在 xBASE-T1 标准中以“T1”表示),便成为了提高车载信号传输速率的优选技术。单对双绞线技术最初由 Broadcom 开发,并以 BroadR-Reach 为技术名称进行了商业化。从 2011 年起,单对以太网联盟(OPEN 联盟)特别兴趣小组开始推广这项技术,促进该技术被采用为 802.3 以太网标准系列的一部分,100BASE-T1S 成为 802.3bw 标准。“S”代表 15 米以下的短传输距离,适合汽车应用(也支持 40 米传输)。物理层针对单对非屏蔽双绞线电缆进行了优化,显著降低了布线成本和重量,同时保持可接受的 EMC 性能水平。

车载以太网一致性测试

xBASE-T1S 标准提供了可用于汽车应用的以太网技术而 10BASE-T1L(长传输距离,最长 1000 米)则为现场设备(传感器和执行器)之间的数据传输提供了无缝以太网连接,是自动化制造和加工设施中一项非常重要的工业以太网标准10BASE-T1L解决了迄今为止一直限制在过程自动化中使用以太网的挑战。这些挑战包括功率、带宽、布线、距离、数据岛以及与危险区域应用的安全连接。10BASE-T1L 可以继续使用一开始安装用于 4 mA 至 20 mA 传输、可寻址远程传感器高速通道 (HART) 和控制与通信 (CC) 链路应用的单对双绞线电缆

您的以太网测试挑战

  • 您需要尽量使用较少的以太网测试设备来测试设备是否符合 10BASE-T 和 10GBASE-T 等所有以太网标准。对于2.5GBASE-T 和其他数据速率更高的标准,您需要尽可能准确地测量发射机线性度和回波损耗。
  • 您需要简单、快速、可靠、准确地连接到 8P8C 插头、电缆以及印刷电路板上的测试点和迹线,确保满足所有以太网标准
  • 一致性测试包括一系列测试程序,您需要严格遵循这些程序,保证结果有效。您需要保证自己正确进行一致性测试。

我们的以太网测试解决方案

罗德与施瓦茨示波器针对三大应用领域的数据传输支持以太网标准

  • 计算机网络
    10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-T、2.5GBASE-T、5GBASE-T 和 10GBASE-T 一致性测试;
    IEEE 802.3az 一致性测试,这是 100BASE-T 和 1000BASE-T 的节能补充标准。
    10BASE-T、100BASE-T 与 MDIO 触发和解码。
  • 汽车电子
    10BASE-T1S、100BASE-T1S、1000BASE-T1S、2.5GBASE-T1、5GBASE-T1 和 10GBASE-T1 一致性测试。
    100BASE-T1 与 1000BASE-T1 触发和解码功能。
  • 工厂/工业
    10BASE-T1L 和以太网高级物理层 (Ethernet-APL) 一致性测试。

R&S®RTO64R&S®RTP示波器兼具高精度和低本底噪声,并提供各种选件,满足三大应用领域的一系列以太网测试要求和标准。除此之外,示波器还具备丰富的信号分析工具,例如快速统计测量、实时眼图分析和高级抖动分解等,能够进行调试和验证。示波器提供任意波形发生器和变频器选件,减少了对其他测试设备的需求,保证满足所有一致性测试要求。

除了示波器之外,罗德与施瓦茨还提供一致性测试所需的整套设备:

  • 为了更加简单地使用带有以太网一致性选件的示波器自动执行一致性测试,R&S®ScopeSuite专门提供多种功能:
    • 综合性图形向导为整个一致性测试流程提供指导。
    • 自动控制所有必要的示波器设置和一致性测试序列。
    • 可配置的测试报告记录测试结果。
  • 测试夹具可以将行业标准接口连接到示波器:
    • 对于计算机 LAN 的一致性测试,8P8C 模块化 (RJ45) 插座满足测试所有既定以太网规范的要求
    • 对于工厂应用中的 Ethernet-APL 和 10BASE-T1L 一致性测试,行业标准加固连接器和 SMA 连接器能够快速连接/断开焊接电缆。
    • 丰富的差分探头能够直接连接到印刷电路板上的测试点。
    • 对于一些一致性测试标准要求的回波损耗和变频损耗测量,可以使用 R&S®ZNBR&S®ZND矢量网络分析仪。
    • 对于一些一致性测试标准要求的发射机线性度测量,可以使用罗德与施瓦茨频谱分析仪,例如 R&S®FPC频谱分析仪
    • 对于根据 IEEE 802.3 标准使用高速以太网链路在几米距离内传输数据的电缆束的一致性测试,可以使用自动化测试装置来大幅减少测试时间,提高测试可靠性,例如结合使用 R&S®ZNAR&S®ZNB矢量网络分析仪进行测量,R&S®OSP开关和控制平台进行多端口开关操作,以及 R&S®ZNrun实现整个流程的自动化。
    • 对于背板、电缆和连接器的信号完整性测量,可以使用 R&S®ZNAR&S®ZNB矢量网络分析仪。这两款分析仪系列的 K2 和 K20 选件支持时域分析,包括眼图和同步频域分析功能。

以太网解决方案的优势

  • 示波器提供任意波形发生器和变频器选件,尽可能减少对测试设备的需求,简化测试装置,无需额外使用信号发生器。
  • 行业标准插座和连接器支持计算、汽车电子和工厂/工业应用。
  • 一致性测试严格符合相关的 IEEE 802.3 标准。
    以太网测试领域没有审批测试用例是否符合标准的权威机构。使用罗德与施瓦茨以太网一致性测试设备测试合格的设备可以一起正常运行,敬请放心。除了提供准确的测试结果之外,所有一致性测试选件还提供完整的图示分步说明,涵盖整个测试流程,包括从连接示波器、探头、测试夹具和被测设备,到运行各项测试、在测试期间更改参数和设置自定义限值。
  • 您可以准确找到所需数据。
    基于硬件的快速触发涵盖整个信号带宽,包括数据和控制字符、控制代码和错误触发。解码数据直接与信号一起显示,或者显示在表格中。搜索广泛的数据参数,并在信号显示界面或解码数据表中标记出现情况。
  • 快速直观的长期信号完整性测试。
    数据眼图分析工具可用于分析各种信号问题。眼图中的模板测试设置能够在较长的时间内进行一致性测试,检查信号是否持续合规。

如果您对以太网测试有任何其他问题,请与我们联系。

以太网测试相关内容

以太网测试概览

本网络研讨会面向从事以太网设计和测试工作的工程师。
我们首先将介绍这种数字接口的用途以及不同的标准和应用。研讨会的核心测试与测量内容将包括相关挑战、规范和测试程序。

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高速以太网电缆的自动化一致性测试解决方案

根据 IEEE 802.3bj/by/cd/ck 标准测试高速以太网电缆,需要进行高速数据通道的插入损耗和回波损耗测量、各种近端串扰和远端串扰测量以及通道操作裕量和有效回波损耗计算。R&S©ZNrun-K410 和 R&S©ZNrun-K411 提供全自动化测试解决方案和综合性测试报告。

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针对 IEEE 高达 100 Gbps 接口通道测试的实现方法 (MOI)

本应用指南描述了根据 IEEE802.3bj、IEEE802.3by、IEEE802.3cd 以及 IEEE802.3ck,在每通道 25 Gb/s、50 Gb/s 和 100 Gb/s 信令条件下,使用罗德与施瓦茨矢量网络分析仪对高速背板和直连铜缆 (DAC) 进行精确、快速、无误的一致性测试的实现方法 (MOI)。

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针对 IBTA 25+ Gbps 串行接口电缆测试的实现方法 (MOI)

本应用指南描述了根据 InfiniBand EDR 和 HDR 规范,基于每通道 25 Gb/s 和 50 Gb/s 信令传输,使用罗德与施瓦茨矢量网络分析仪对高速背板和直连铜缆 (DAC) 进行精确、快速、无误的一致性测试的实现方法 (MOI)。

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在 PAM-4 应用中准确测量 S 参数的重要性

测试高速以太网背板和电缆时,需要准确测量 S 参数。这些参数提供回波损耗 (RL)、插入损耗 (IL)、近端串扰 (NEXT) 和远端串扰 (FEXT) 等各种结果,还可用于计算通道操作裕量 (COM) 和有效回波损耗 (ERL) 等数值。

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常见问题 (FAQ)

以太网中的 hdmi 是什么?

高清多媒体接口 (HDMI) 是一种通过电缆将音视频数据从数据源高速传输到要观看/收听的显示/音频设备(例如屏幕和扬声器)的标准。第一版 HDMI 标准于 2002 年发布;从 2010 年发布的 1.4a 版标准开始,HDMI 还可以通过电缆传输以太网信号以用于连接网络中的计算机设备。如果设备兼容 HDMI 以太网通道 (HEC),可以使用 HDMI 电缆将设备连接到网络数据源。HEC 的核心理念是通过以太网连接到互联网,简化将电视用作家庭网络集线器的做法,从而使用 HDMI 电缆替代 WiFi 来为所有其他连接设备提供高速互联网访问。

以太网测试仪的工作原理是什么?

以太网标准定义了检验合规性的测试程序。虽然测试方法因标准而异,但都需要测试被测设备输出到示波器的信号。示波器根据相关测试规范来测量信号的波形抖动或失真等特性。测试夹具的插座可以连接被测设备,接触点则用于连接探头。示波器上的软件执行测试程序并分析结果。根据标准要求,可能需要使用信号源。一些标准还要求使用网络分析仪来测量回波损耗。示波器的带宽要求非常低,范围从几百兆赫兹到几千兆赫兹不等,具体取决于测试目的和以太网标准。此外,示波器还具有高精度,本底噪声小于被测设备,能够提供可靠的测试结果。

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