做百兆工业以太网一致性测试前，你需要知道什么？

时间： 2024-05-22 来源：鼎阳科技微信公众号

技术问答

以太网一致性测试是由IEEE(电气与电子工程师协会)和ANSI(美国国家标准学会)标准规定的。虽然并没有官方组织来为其一致性测试结果进行认证、颁发证书，但以太网是在当前诸多电子设备中常用的通用设备接口。

所以为了保证各设备间的互操作性，工程师常常会在以太网设备的开发过程中进行以太网一致性测试，确保设备能够正确地发送和接收以太网帧，与其他以太网设备互操作，并且遵循以太网协议规定的规则。

目前，鼎阳科技 SDS7000A系列示波器已支持USB2.0、百兆/千兆工业以太网、百兆/千兆车载以太网一致性分析，随着8G示波器的发布，未来还将支持如MIPI、DDR2、DDR3等信号的测量，此次我们将重点讲解百兆工业以太网(100BASE-TX)测试。

测试工具

完整完成一次百兆以太网一致性测试过程中需要用到的工具分别是：

带有测试软件的示波器、测试夹具套装(包含一本用户手册、一个测试夹具、1根15厘米的网线，8个50欧姆端接器、4根SMA线缆、4个BNC转SMA的转接头以及12个跳线帽)，还需要一根Type A转Type B的USB线缆，一根短网线以及一台鼎阳科技的矢量网络分析仪。

FX_ETH夹具主要是为被测物提供合适的连接接口，为探头提供测试点，引导被测物进入测试状态。它能够支持百兆及千兆以太网的一致性分析，可帮助客户节省成本。

如图2所示，整个夹具可分为9个区域，每个区域有不同的功能。最左侧的区域0为回波损耗校准区域，可以对网络分析仪进行开路、短路、负载校准。区域1和6都可以对百兆及千兆以太网进行电气一致性测试，不过区域1支持使用差分探头，区域6则支持SMA线缆。

区域3通过使用巴伦器实现差分信号到单端信号的转换，用以回波损耗测试，区域3、区域4及区域7均是千兆以太网的测试区域。区域5能够支持将示波器作为 Link Partner，诱导被测设备(DUT)进行发包测试，区域8则是专门的跳线帽存储区，可以存储12个跳线帽。

测试软件

鼎阳科技的以太网电气一致性分析软件是依据IEEE802.3u和ANSI X3.263-1995规范而推出的解决方案。该分析软件可控制示波器自动完成测试，图形化操作指导简化了测量过程，可灵活配置测试项目，测试报告记录了整个测量结果，包括测试数值及测试波形的截图。

点击分析、一致性分析，选择协议类型为百兆以太网，而后点击ON，可以看到一致性测试功能分为三大部分，测试项配置、结果查看以及报告生成设置。

在测试项配置中，测试流程分为设置、测试项选择、配置、连接、启动测试、结果这六个步骤。

设置中可选择调出以往保存过的配置，可调出上一次使用的配置，也可保存当前的配置。Link Partner的选择则涉及到发包，IEEE802.3规范对百兆以太网一致性测试的各项测试波形有明确要求，要求被测设备能够根据测试项目提供对应的波形以供测试，而被测设备可以选择主动发包提供测试波形，也可以选择诱导发包，被诱导发出空闲测试波形。

对于各类主流的网卡芯片，可以通过修改相关寄存器或使用芯片厂商提供的发包工具。而当被测物无法运行DOS或Windows系统时，则无法控制发包，这时则需要使用诱导发包的方法。

诱导发包

诱导发包利用的是百兆以太网的自协商模式，它需要一台Link Partner设备。

首先将 Link partner的网卡配置为百兆全双工或半双工，或主动发送100M空闲模式波形，然后将配置好的Link Partner的以太网口的发送(Tx)信号线连到被测物的接收(Rx)信号线。当被测物接收到 100M空闲模式波形后会返回同样的波形，此时将被测物(Tx)信号线发送的信号通过测试夹具送到示波器中进行测试即可。

为了测试更加方便，我们可以直接选择SDS7000A为Link Partner。由于选择的发包方式不同，所以连接方式也不一样，我们先来讲主动发包。

图6-1使用的SMA线缆连接，使用的夹具区域6部分，图6-2使用的差分探头，使用的夹具区域1部分，夹具上DA到DD端口分别对应网线的4对双绞线，而DA端口正好接收了被测物发出的100M空闲模式波形，所以测试百兆以太网时必须选择DA端口。此外，在使用SMA连接DA端口时，为了让其他端口阻抗匹配，其他DB-DD端口需要接50欧姆端接。

下面是SDS7000A作为Link Partner实行诱导发包，都是使用夹具的区域5部分，图7-1使用的SMA线缆，图7-2使用差分探头。

有两点需要注意，第一点，示波器侧面板接口中有两个LAN接口，诱导发包时必须使用短网线将下面这个LAN接口与夹具相连，第二点，用差分探头连接之后，还必须使用两个50Ω端接连接在区域5剩下的两个SMA端口上，对被测物的发送(TX)信号线做100Ω终端匹配，否则会产生信号泄露，造成失真。

测试项配置

继续看测试流程，下一项是测试项选择，其中括号中是指各个测试项目所参考的标准，可选择其中单项或者多项进行测试。

接着是配置，由于百兆以太网的大多测试项都需要选择使用的探头类型以及示波器的信源，所以将这两项专门提取出来作为基础项进行配置，需要注意的是这里的单端输入指的是SMA线缆而不是单端探头。

除去基础配置外，部分项还需要额外进行选择，比如模板系数、被测试信号的脉冲宽度等

下一步是连接，SDS7000A会显示测试时的接线图以及文字说明。

如果选择了多个测试项，则会优先显示第一项测试项的连接指南，如果后一项测试项的接线图与前一项测试项接线方式不同，接线图会在前一项测试项结束后有单独的页面弹窗提示。

下一个流程是启动测试，在测试过程中出现失败的情况可以选择是继续测试还是直接中止。最后一个流程是结果，我们也可以直接点击“结果查看”。

总结

以太网是在当前诸多电子设备中常用的通用设备接口，百兆以太网一致性测试的主要目的是确保协议的正确实现以及不同通信设备之间的正确互联。

本文展示了鼎阳科技的百兆以太网测试工具及测试软件，并介绍了以SDS7000A为Link Partner进行诱导发包的步骤，展示了完整的测试项配置流程，希望在测试测量中能对大家有所帮助。

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