快速以太网100Base-TX PMD电气特性测试

日期：2007年12月12日作者：查看:[大字体中字体小字体]

    信产部电信研究院通信标准研究所IP与多媒体标准部高级工程师柳扬

    信产部电信研究院泰尔实验室有线终端通信部高级工程师李巍

    一、快速以太网100Base-TX的PMD测试意义

    在通常的应用环境下，以太网的数据差错不容易在应用中表现出来，而是被底层的差错控制机制自动校正。以太网传输质量的好与坏，至多是影响网络的效率，而在共享带宽的环境下，这种效率的变化是不容易被一般用户感知到的。但是在特定的场合，例如双绞线长度接近极限距离100m，或者线路负载接近端口标称的100Mbit/s，此时物理层的差错对数据传输的质量就会产生比较关键的影响了。可以说，100Base-TX接口的物理特性对网络性能的影响在越是关键的时刻越起着重要的作用，应该得到广泛的关注和重视。

    二、快速以太网100Base-TX的分层模型

    以太网对应OSI七层模型的数据链路层和物理层，对应数据链路层的部分又分为逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。介质访问控制子层与物理层连接的接口称作介质无关接口（MII）。物理层与实际物理介质之间的接口称作介质相关接口（MDI）。对于10/100Base－TX来说，需要协调子层（RS）将MAC层的业务定义映射成MII接口的信号。在物理层中，又可以分为物理编码子层（PCS）、物理介质连接子层（PMA）、物理介质相关子层（PMD）。PCS子层的主要功能是4B/5B编解码、碰撞检测和并串转换；PMA子层完成链路监测、载波检测、NRZI编译码和发送时钟合成、接收时钟恢复的功能。100Base-TX的PMD子层采用ANSIX3.263规定的TP-PMD规范为基础修改而成，完成数据流的扰码、解扰，MLT-3编解码，发送信号波形发生和双绞线驱动，接收信号自适应均衡和基线漂移校正。具体分层模型如图1所示。

100Base-TX分层模型

    三、快速以太网100Base-TXPMD子层的内部结构

    PMD子层与物理介质直接相连的是信号发送器、信号接收器和信号检测模块。PMD子层的内部结构如图2所示。信号检测模块为PMA子层的功能提供支持。信号发送和接收器之上是MLT-3的编解码模块。MLT-3是“多电平传输-3电平”的缩写，它是一种双极性的编码（+V、0、-V），信号可以在相邻两电平之间跃变，在数据位对应时间有跃变沿表示“1”，无跃变沿表示“0”。使用MLT-3编码可以使信号相对于NRZI编码的频谱由70MHz降低至30MHz，从而不要求更高带宽的传输介质。

PMD子层的内部结构

    在MLT-3编解码模块之上是数据流加解扰模块。重复的数据流会导致线路信号的功率谱密度分布不均匀，而利用扰码技术可以抑制不连续的频谱分量，使输出信号有均匀的功率分布，从而改善发送性能。
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