100M以太網(wǎng)口回波損耗測(cè)試

1、100M以太網(wǎng)口回波損耗測(cè)試【摘要】在以太網(wǎng)的物理層接口性能中，回波損耗是一項(xiàng)重要的指標(biāo)；通過(guò)測(cè)量回波損耗，可以很清楚的單板設(shè)計(jì)的阻抗和雙絞線的特性阻抗之間的關(guān)系，單板被測(cè)網(wǎng)口的回波越小，說(shuō)明單板的輸入阻抗特性與雙絞線阻抗匹配的越好；【關(guān)鍵詞】回波損耗、網(wǎng)絡(luò)分析儀、802.3一、回波損耗測(cè)試規(guī)范要求測(cè)量100M以太網(wǎng)口的回波損耗是否滿足以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3中要求。UTP標(biāo)稱阻抗100Q,在2.080.0MHz范圍內(nèi)阻抗回輸損耗應(yīng)滿足下列要求：230MHz：16dB3060MHz：16201g(f/30)dBf：頻率，以MHz計(jì)6080MHz：10dB二、測(cè)試回波損耗的基本概念及重要意義1、回波

2、損耗基本概念回波損耗(RL,簡(jiǎn)稱回?fù)p)，顧名思義，指的是一種損耗。實(shí)際上，它測(cè)量的是傳輸信號(hào)被反射到發(fā)射端的比例。我們都知道，在使用非屏蔽雙絞線時(shí)，數(shù)據(jù)電纜有(或本應(yīng)該有)100歐姆的阻抗。但是在一個(gè)指定的頻率上，阻抗值很少能正好等于100歐姆，下面的圖形說(shuō)明了回波損耗的產(chǎn)生過(guò)程?；夭〒p耗的基本定義：RL=20log|(Zin-100)/(Zin+100)I2、測(cè)試回波損耗的重要意義在以太網(wǎng)的物理層接口性能中，回波損耗是一項(xiàng)重要的指標(biāo)；通過(guò)測(cè)量回波損耗，可以很清楚的單板設(shè)計(jì)的阻抗和雙絞線的特性阻抗之間的關(guān)系，單板被測(cè)網(wǎng)口的回波越小，說(shuō)明單板的輸入阻抗特性與雙絞線阻抗匹配的越好；以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802

3、.3中要求，在測(cè)試以太網(wǎng)口物理層指標(biāo)中，要測(cè)試輸入端口的回波損耗；以往，我們?cè)谑褂梅瞧帘坞p絞線傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，其中一個(gè)線對(duì)用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，另一個(gè)線對(duì)用來(lái)接收數(shù)據(jù)，因此回?fù)p并不構(gòu)成很大的問(wèn)題。但是在現(xiàn)在的傳輸方案，如千兆位以太網(wǎng)中，回?fù)p則有可能造成很大的影響。因?yàn)榍д孜灰蕴W(wǎng)采用的是雙向傳輸，即4個(gè)線對(duì)同步傳輸和接收數(shù)據(jù)。對(duì)任一個(gè)線對(duì)來(lái)說(shuō)，信號(hào)的傳輸端同時(shí)也是來(lái)自另一端信號(hào)的接收端。GigabitEthernetNGonfliguration八4,Port1Port20b2sn止向反射參數(shù)被測(cè)件s盟反向反射參數(shù)12=g掃2銅.b仁a2,分別是入射信號(hào)和出射佶號(hào)，可以肴出S蔘數(shù)是兩個(gè)信號(hào)的比值。傳統(tǒng)的以

4、太網(wǎng)也同樣會(huì)遇到回?fù)p問(wèn)題，但由于它采用的是不同的線對(duì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和接收，因此對(duì)于較大回?fù)p問(wèn)題有較強(qiáng)的免疫力。在傳統(tǒng)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，部分信號(hào)被返回到傳輸端，但該傳輸端并不會(huì)作為接收端來(lái)接收這些反射的信號(hào)，因此，噪音幾乎不會(huì)對(duì)傳輸產(chǎn)生很大的影響?；?fù)p問(wèn)題并不僅僅只存在于千兆位以太網(wǎng)。而是某些系統(tǒng)對(duì)嚴(yán)重的回?fù)p性能的抵抗能力更低罷了。三、測(cè)試方法按照回波損耗的產(chǎn)生的原理，測(cè)試時(shí)可以用一種儀器給被測(cè)端口發(fā)信號(hào)，同時(shí)接收發(fā)射回來(lái)的信號(hào)，并實(shí)時(shí)的計(jì)算回?fù)p，網(wǎng)絡(luò)分析儀就可以完成這樣的工作。sn=b問(wèn)S21止向傳輸參數(shù)此項(xiàng)比值包拈幅度和相位S門反向傳輸參數(shù)網(wǎng)絡(luò)分析儀的S11測(cè)試，就可以測(cè)試以太網(wǎng)接收端口

5、的回波損耗；本次測(cè)試使用高速實(shí)驗(yàn)室配置的安立公司（Anritsu）的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀MS4624D。通過(guò)一個(gè)自制以太網(wǎng)測(cè)試夾具。由于以太網(wǎng)信號(hào)為差分形式，理論上需要儀器發(fā)出差分平衡信號(hào)。業(yè)界通常的做法是使用平衡-不平衡變壓器，將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的單分信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)。由于高速實(shí)驗(yàn)室目前尚未配置平衡-不平衡變壓器，我們采取的方法是使用標(biāo)準(zhǔn)的二端口測(cè)量，將測(cè)得的二端口S參數(shù)（S11、S12、S21、S22）經(jīng)過(guò)儀器的線性矢量合成運(yùn)算得到平衡S參數(shù)Sd1d1。（MS4624D有四個(gè)測(cè)量端口，具有對(duì)平衡器件的測(cè)量功能）另外，考慮到只需要測(cè)量到100MHz,頻率不算很高，因此估計(jì)夾具的影響不會(huì)太大，所

6、以忽略了夾具的影響（通過(guò)對(duì)夾具的測(cè)量也發(fā)現(xiàn)夾具本身產(chǎn)生的反射很小），使用標(biāo)準(zhǔn)的OLST校準(zhǔn)方法。四、測(cè)試步驟以及測(cè)試結(jié)果1、校準(zhǔn)：使用安立的標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)件進(jìn)行OLST二端口標(biāo)準(zhǔn)。2、連接好儀器與被測(cè)單板，單板上電。3、測(cè)試夾具的回波損耗：評(píng)估夾具的影響。夾具的回波損耗測(cè)試結(jié)果如下:測(cè)量1、2對(duì)時(shí)夾具的回波損耗:SD1D1DIFFERENTIAGROUP1LOOMAONITUDELMODE汀嚴(yán)=-l,q上rRANSNISSION/REFLEClIONlB6.03dBHMCH1-SDID1REFERENCEPLANE0.0000nn申2|.34.|.1:33J2500tkHz-0.0MdE2：明kHz

7、-0.0GdEI：53J5000tkHz-0.050dEJ79.r500fkHz-0.062dEkARKETOPE仆kORE0001Hz100.000mNHz測(cè)量3、6對(duì)時(shí)夾具的回波損耗:bD：11FFERENTIA.IDEIHSII：3；Ch/REFLECTIJIGROUP110.000000MHzISO.000000MHzCH1-SD1D1REFERENCEPLANE1:30-0.032dBMHzMH7-0.09dB59.950000IlHz-0.051dB79.975000MIL-0,068dB1,燈K111卜卜仲門上0,0000HH可見兩種情況下夾具的回波損耗接近OdB，近乎全反射，可

8、見影響很小。4、2609A百兆以太網(wǎng)回波損耗測(cè)試結(jié)果及分析2端口（未加防雷器）1、2對(duì)差分信號(hào)：SD1D1DIFFERENT.ALMODETRAN3MIS3ION/REFLECTIONGROUP1CH1-SD1D1REFERENCEPLANE0.0000mmI.rmMAANTlimFRFF=-17.QIQdRA.RRfdR/D：U0.00000fMHZ00.000000MHZ1:30.025030MHz-2917,.987530liH-2L577dB5QMHz-lb.593dB牛79.975030MHz-12.238dBMARKERTOPEAKMORE2端口（未加防雷器）3、6對(duì)差分信號(hào):SD

9、1T1DTFFFRFNrTAI.FflDFGROUP1TRANSMISSION/REFLECTIONCH1-SD1D1REFERENCEPLANE0.0000mnLOGIIAGNITUDEfREF=-17.919dB6.000lB/DIV1：2：4:10.t00000MHz100.0000E0MHz30.025090-27.285dB.987590-20.017dB59.950090-15.225dB79.9750Q0-11.025dBMARKERTOPEAKMOREMHzMHzMH?MH?7端口（未加防雷器）1、2對(duì)差分信號(hào)SD1D1DIFFERENTIALMOETRANSMIS3HN/RE

10、FLECTIONGROUP1LOG1ACNI1UDERET-!?dDG.000dD/D：UREFERENCEPLANE0.0000m1:30.02500MHz-31.123dB2：.98750MHz-2.188dB3：59.95000MHz-19.69dB4：79.97500MHz-H.928dBdn10.000000MHZ100.000000MHZMARKERTOPEAKMORE7端口（未加防雷器）3、6對(duì)差分信號(hào)UH1-SU1LHREFERENCEPLANE0.0900mnTRRNSNISSION/REFLECTIONLOGMAGNITUDEkRFF=-I7.9I9rIRh,fiAArR/

11、DTU1:；.1:410.t00000MHz100.00000MHzSDITInTFFFRFNTTHl.mDFGROUP130.025090-28.909cB907500-21.755cDhM.MhHMLLl-16.969dB79.9750f0-12.86dBMARKERTOPEAKMuKtMHzMHzHH7MHz9端口（加防雷器）1、2對(duì)差分信號(hào)SD1D1DIFFERENTIALMODETRANISON/REFLECTIONGROUP1CH1-SD1D1REFERENCEPLANE0.0000mm9端口（加防雷器）3、6對(duì)差分信號(hào):1：30.023000IIHz-19.993dB-17.205dBj:59.950000IIHz-13.333dB-13.233dBMHHKtHIUHtHKMORESD1D1DIFFERENTIALMODEGROUF11TRANSMISSION/REFLECTIONCH1-SD1D1REFERENCEPLANE0.0000mm1:30.025000-22.了留dBMHz2：.987500MHz-19.同1dB3：59.950000MHz-13