Какие инструменты мне понадобятся для анализа сигналов 1000BASE-T/гигабитного Ethernet?

Я студент EE, и я хотел бы получить некоторое представление о форме волны 1000BASE-T Ethernet. Моя цель - вызвать дрожание, чтобы узнать больше о реальном исправлении ошибок, что, возможно, приведет к исследованиям в будущем.

У меня нет опыта анализа реальных дифференциальных сигналов, и очевидно, что большая часть тестового оборудования для Ethernet чрезвычайно дорога (и у меня нет доступа в лабораторию). Могут ли осциллографы/логические анализаторы на базе ПК захватывать Ethernet и выполнять базовое декодирование (8/10b)? Какие еще рекомендации у вас есть? Это может быть долгий путь, но я стремлюсь к решению менее 2 тысяч долларов.

Итак, мой вопрос: какие инструменты я могу использовать для изучения сигналов 1000BASE-T Ethernet, которые не являются чрезвычайно дорогими (менее 2000 долларов США)?

Возможно, вам лучше спросить: «Какие инструменты мне понадобятся для анализа сигналов 1000BASE-T/гигабитного Ethernet?» Как сказано, вы ищете рекомендацию по продукту или программному обеспечению, которая не соответствует теме .
@JYelton Только что сделал это. Как мы теперь снова откроем вопрос?
Если вы студент, у вас должна быть возможность как-то позаимствовать быстрый лабораторный осциллограф... однако, если вы получите 10-мегабитный Ethernet (или принудительно понизите уровень автосогласования), это будет легко видно на обычном осциллографе.
@Ricardo Поскольку вопрос был отредактирован, пользователям с достаточной репутацией просто нужно проголосовать, чтобы снова открыть его.
Почему выбор в пользу гигабитного Ethernet? Вам понадобится осциллограф довольно высокого класса, чтобы правильно запустить и дать вам достаточное разрешение для анализа формы сигнала.

Ответы (2)

Чтобы было ясно, менее чем за 2000 долларов вы не сможете увидеть сигналы 1000Base-T.

Почему :

  • Сигнал Ethernet PHY передается по четырем парам с частотой 125 МГц в каждой паре.

Как я ответил, это вопрос. Должна ли полоса пропускания осциллографа соответствовать или превышать тактовую частоту микроконтроллера / процессора? Если вы хотите быстро взглянуть на форму сигнала, вам понадобится полоса пропускания осциллографа не менее 5 раз, то есть 625 МГц.

Но вы упомянули джиттер и его влияние. Таким образом, вам понадобится как минимум 10-кратная полоса пропускания: осциллограф 1,25 ГГц.

Кроме того, если вы хотите увидеть влияние джиттера, вам понадобится осциллограф, способный построить глазковую диаграмму и получить статистику джиттера.

Для заключения с осциллографом вам также понадобится дифференциальный пробник, так как сигнал дифференциальный.

  • Сигнал Ethernet PHY передается с модуляцией PAM5.

Если вам нужно интерпретировать сигнал, вам понадобится осциллограф или логический анализатор, способный интерпретировать сигнал. В большинстве случаев это вариант (недешевый), который продается только на осциллографах высокого класса.

Я провел измерение джиттера на канале 1000Base-KX (да, KX, это полнодуплексная сеть Ethernet по 2 парам @ 1 ГГц), я работал с осциллографом 8 ГГц, дифференциальным датчиком ГГц и т. д. Также меня попросили реализовать поэкспериментируйте с источником тактового сигнала с контролируемым джиттером вместо генератора, чтобы увидеть влияние джиттера.

Что вы можете сделать, так это иметь плату, на которой у вас есть полный и прямой доступ к PHY, чтобы иметь возможность проверять регистры MDIO. К сожалению, в пункте 22 (для Gigabit Ethernet) нет подробной статистики. Таким образом, вам нужно проверить реестр поставщиков, чтобы узнать, внедрили ли они низкоуровневую статистику, как в пункте 45 (10G Ethernet).

Изменить:
осциллограф 1 ГГц стоит минимум 10 000 долларов.
Дифференциальный дифференциальный пробник 1 ГГц стоит минимум 2000 долларов.

Только крупные корпорации покупают новые прицелы. Прицел с частотой 1 ГГц на eBay значительно меньше, даже если учесть заводскую калибровку. Вы также можете арендовать такое оборудование за пару тысяч долларов в месяц. Я пошел по этому пути к качественной производительности USB2 и Ethernet с прицелом, который стоит многие сотни тысяч долларов, если покупать новый. Эта штука делала почти все, а также выдавала хороший отчет о тестировании на соответствие.
Да, я думал о б/у оборудовании, но я не говорил об этом. Дело в том, что даже с бывшим в употреблении осциллографом и щупом меньше 2000 долларов будет сложно. Также при намеренном использовании ОП, я думаю, арендованное оборудование будет лучшим, если оно ему действительно нужно. Но и аренда будет дорогой, так как вы арендуете не только оборудование, но и калибровку, сервис и т.д.
Что я видел в большом корпусе (аэрокосмическая область), так это то, что осциллограф 500 МГц с пассивными пробниками является оборудованием по умолчанию в лабораториях или на производстве. Затем у вас есть несколько осциллографов 1 ГГц и активные пробники (которые можно использовать с осциллографами 500 МГц) и, наконец, несколько (1 или 2) осциллографов очень высокого класса (5+ ГГц, дифференциальные пробники и т. д.).
Две поправки: В продаже нет оборудования, которое может декодировать 1000base-T. И дифференциальный датчик не нужен. Вы можете использовать центральный отвод трансформатора Ethernet в качестве заземления для несимметричного пробника.
Еще одна поправка: самая высокая частотная составляющая в 1000base-t составляет 117 МГц, поэтому вам, конечно, не нужен осциллограф 625 МГц, чтобы увидеть сигнал. На 100МГц прицеле это будет хорошо видно. Но для проверки джиттера 1000base-t вам понадобится осциллограф с частотой 1 ГГц.

В дополнение к ответу Zeql, у меня была возможность прослушать множество тестеров связи в предыдущей жизни, и то, что вы спрашиваете, это две разные вещи:

1 - Глядя на сигналы Gigabit Ethernet. Это «легко», вам просто нужна область, как описано Zeql. Я ожидаю, что в университете будет что-то , что может быть подходящим для их факультета электроники / физики / ракетной хирургии, возможно, вам «всего лишь» нужно будет купить для него подключаемый модуль. Такой комплект можно взять напрокат, но это недешево.

2 - Индуцирование джиттера/ошибок : это предполагает генерацию тестового сигнала, который в идеале не просто работа ближайшей сетевой карты GBE (неизвестной стабильности/надежности) плюс какая-то взломанная система, которая мешает ему. При таких скоростях и для получения каких-либо значимых данных/результатов вам нужно что-то подходящее для работы.

Комплект существует для этого, если у вас есть деньги, но некоторые из них стоят больше, чем мой дом. Его тоже можно арендовать, но недешево.

Компании, которые производят этот тип комплекта, включают в себя:

  • Exfo (их офис в Саутгемптоне, Великобритания, хорошие ребята и супер-услужливые)
  • Phoenix Datacom (их набор ужасающе эффективен, они выглядели как хардкорные гики)
  • Trend (они своего рода Microsoft в мире тестировщиков)

Сказав все это, давайте немного вернемся назад: зачем вам нужно исследовать исправление ошибок на скорости миллион миль в час? Вы можете так же легко выбрать 100 Мбит, 10 Мбит или даже 1 Мбит из стандартов Ethernet. Или вы можете отказаться от Ethernet и выбрать какую-то другую схему - RS485/422 является дифференциальной, схема скорости/сигнализации/кодирования зависит от вас, хотя простое соединение между двумя ПК или микроконтроллерами на скорости 9600 бит/с представляет собой гораздо более медленную цель, что вполне соответствует действительности. сниффера BusPirate или Open Logic, и на него легче воздействовать путем переделки.

Мой опыт связан с телекоммуникациями, существует миллион комплектов, работающих со всевозможными системами для передачи битов по отрезку провода, оптоволокна или по воздуху со скоростью от 300 бод до ТБ/с со всевозможными линейными кодами, исправлениями ошибок. , и т.д., так что вы можете расширять охоту настолько, насколько вам захочется — ethernet ни в коем случае не является единственным приложением и уж точно не самым интересным (или потенциально прибыльным).

Какие инструменты мне понадобятся для анализа сигналов 1000BASE-T/гигабитного Ethernet?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v