100M以太网口回波损耗测试
100M 以太网口回波损耗测试
【摘要】
在以太网的物理层接口性能中，回波损耗是一项重要的指标；通过测量回波损耗，可以很清楚的单板设计的阻抗和双绞线的特性阻抗之间的关系，单板被测网口的回波越小，说明单板的输入阻抗特性与双绞线阻抗匹配的越好；
【关键词】
回波损耗、网络分析仪、802.3
一、回波损耗测试规范要求
测量100M 以太网口的回波损耗是否满足以太网标准802.3中要求。
UTP 标称阻抗100Ω，在2.0～80.0MHz 范围内阻抗回输损耗应满足下列要求： 2～30MHz ：＞16dB
30～60MHz ：＞16～20lg （f/30）dB f：频率，以MHz 计
60～80MHz ：＞10dB
二、测试回波损耗的基本概念及重要意义
1、 回波损耗基本概念
回波损耗(RL，简称回损) ，顾名思义，指的是一种损耗。 实际上，它测量的是传输信号被反射到发射端的比例。
我们都知道，在使用非屏蔽双绞线时，数据电缆有（或本应该有）100欧姆的阻抗。 但是在一个指定的频率上，阻抗值很少能正好等于100欧姆，下面的图形说明了回波损耗的产生过程。
回波损耗的基本定义：
RL=20log∣(Zin-100)/(Zin+100)∣
2、测试回波损耗的重要意义
在以太网的物理层接口性能中，回波损耗是一项重要的指标；通过测量回波损耗，可以很清楚的单板设计的阻抗和双绞线的特性阻抗之间的关系，单板被测网口的回波越小，说明单板的输入阻抗特性与双绞线阻抗匹配的越好；
以太网标准802.3中要求，在测试以太网口物理层指标中，要测试输入端口的回波损耗；
以往，我们在使用非屏蔽双绞线传输数据时，其中一个线对用来传输数据，另一个线对用来接收数据，因此回损并不构成很大的问题。 但是在现在的传输方案，如千兆
位以太网中，回损则有可能造成很大的影响。因为千兆位以太网采用的是双向传输，即4个线对同步传输和接收数据。 对任一个线对来说，信号的传输端同时也是来自另一端信号的接收端。
传统的以太网也同样会遇到回损问题，但由于它采用的是不同的线对进行数据传送和接收，因此对于较大回损问题有较强的免疫力。 在传统以太网的数据传输过程中，部分信号被返回到传输端，但该传输端并不会作为接收端来接收这些反射的信号，因此，噪音几乎不会对传输产生很大的影响。回损问题并不仅仅只存在于千兆位以太网。 而是某些系统对严重的回损性能的抵抗能力更低罢了。
三、测试方法
按照回波损耗的产生的原理，测试时可以用一种仪器给被测端口发信号，同时接收发射回来的信号，并实时的计算回损，网络分析仪就可以完成这样的工作。
网络分析仪的S11测试，就可以测试以太网接收端口的回波损耗；
本次测试使用高速实验室配置的安立公司（Anritsu ）的矢量网络分析仪MS4624D 。通过一个自制以太网测试夹具。
由于以太网信号为差分形式，理论上需要仪器发出差分平衡信号。业界通常的做法是使用平衡-不平衡变压器，将矢量网络分析仪输出的单分信号转换为差分信号。由于高速实验室目前尚未配置平衡-不平衡变压器，我们采取的方法是使用标准的二端口测量，将测得的二端口S 参数(S11、S12、S21、S22) 经过仪器的线性矢量合成运算得到平衡S 参数Sd1d1。（MS4624D 有四个测量端口，具有对平衡器件的测量功能）
另外，考虑到只需要测量到100MHz ，频率不算很高，因此估计夹具的影响不会太大，所以忽略了夹具的影响（通过对夹具的测量也发现夹具本身产生的反射很小），使用标准的OLST 校准方法。
四、测试步骤以及测试结果
1、校准：使用安立的标准校准件进行OLST 二端口标准。
2、连接好仪器与被测单板，单板上电。
3、测试夹具的回波损耗：评估夹具的影响。夹具的回波损耗测试结果如下：
测量1、2对时夹具的回波损耗：
测量3、6对时夹具的回波损耗：
可见两种情况下夹具的回波损耗接近0dB ，近乎全反射，可见影响很小。
4、2609A 百兆以太网回波损耗测试结果及分析
2端口（未加防雷器）1、2对差分信号：
2端口（未加防雷器）3、6对差分信号：
7端口（未加防雷器）1、2对差分信号：
7端口（未加防雷器）3、6对差分信号：
9端口（加防雷器）1、2对差分信号：
9端口（加防雷器）3、6对差分信号：
上面分别测量了各个以太网接收端口处的回波损耗，图中显示了回波损耗的曲线以及在30MHz 、50MHz 、60MHz 、80MHz 时的回波损耗值。2、7端口没有加防雷器，9端口加了
防雷器，因而9端口的回波损耗稍大于其它两个端口。对照标准，可见该型交换机的回波损耗都符合802.3标准。