我用示波器观察以太网线上传输的数据波形，为何不是方波？

方波的谐波分量特别丰富，辐射性也特别强，谁能直接利用方波来传输信号呢？！没有！比方我们常用的家电的红外线遥控器，它也都 是脉冲编码，也可以说是方波。它的工作过程也不是直接去驱动红外发射管，而是用方波去调制一个455K的正弦波信号，然后再驱动红外发光管！大家都 知道纯粹的正弦信号辐射性是最小的，没有谐波。多个正弦波在网线上传播是不会互相影响的。就是在光缆中所传播的光信号也是利用脉冲编码调制的不同频率的正弦波。
在信号传输中绝对是不能用方波的！即便需要传输的信号是方波，如0和1.你补充说的那些情况在实际运用中无非就是用什么样的信号来代替0和1的问题！比如用正弦频率A代表0正弦频率B代表1.或者是用一个正弦波代表1，中断不发代表0等等。但是要知道为了解码的可靠性，一个码位的宽度至少在4--6个完整的正弦波。另外也要说明的是这样传输的信号，在传输过程中有些变形，决不会影响下一步的解码的。因为作为主频很易分离出来的。

您的示波器带宽不够

用安泰信的机子啊，他们的机子本来就不好用 ，我用过的

概述

千兆以太网（Gigabit Ethernet, GbE）已经成为现代高速网络通信的标准，广泛应用于数据中心、企业网络和家庭网络中。为了确保设备间的互操作性和可靠性，对千兆以太网的物理层进行一致性测试是必不可少的环节。本文将详细介绍千兆以太网物理层一致性测试的内容、方法和工具。

什么是物理层一致性测试？

定义

物理层一致性测试是指对网络设备的物理层特性进行验证，以确保它们符合相关标准规定，从而保证设备间的互操作性和性能。这些测试通常包括信号完整性、电气特性、时序参数和环境耐受性等方面。

重要性

1.     互操作性：不同厂商生产的设备能够无缝连接并正常工作。

2.     性能保障：确保设备在各种工作条件下都能提供预期的性能。

3.     法规符合：满足国际和行业标准，如IEEE 802.3ab标准。

4.     故障排除：通过一致性测试，能够快速发现和解决潜在的物理层问题。

千兆以太网物理层概要

信号编码

千兆以太网采用了多种信号编码技术，如8B/10B编码和4D-PAM5调制，目的是提高数据传输效率和信号抗干扰能力。

差分信号

利用差分信号传输数据，通过两根导线之间的电压差表达数据信息，有效减少共模噪声的影响。

高频特性

千兆以太网的数据传输速率高达1Gbps，其信号频谱范围也相应较高，一般从几百MHz到上GHz不等。因此，测试设备必须具备高带宽和高采样率的特性。

上图为千兆网测试模式一的波形图

一致性测试项目

物理层一致性测试包含多个具体项目，每一个项目都有其特定的测试目的和方法。以下是常见的测试项目：

上图为普源精电DS70000的千兆网一致性测试报告中的测试项

1. 信号完整性测试

·       时间抖动：测量信号的上升沿和下降沿偏离理想位置的程度，确保时间一致性。

2. 电气特性测试

·       电压幅度：验证信号电压是否在标准规定的范围内。

·       阻抗匹配：检查信号传输路径的阻抗是否匹配，以避免信号反射和损失。

3. 时序测试

·       时钟恢复：验证千兆以太网的接收端能否从输入数据流中准确恢复出时钟信号。

·       延迟测量：检测信号在传输过程中的延迟，确保满足实时性要求。

4. 环境耐受性测试

·       温度测试：在不同温度条件下测试设备的性能，以确保其在极端环境下的稳定性。

·       电磁兼容（EMC）测试：评估设备在电磁干扰环境中的表现，确保不会对其他设备造成干扰，同时自身也具有抗干扰能力。

一致性测试的方法和工具

工具准备

1.     高带宽示波器：至少2GHz带宽的示波器，推荐使用更高带宽以确保信号完整性。

2.     高频差分探头：配合示波器使用的高带宽差分探头，能够准确捕捉差分信号。

3.     协议分析仪：用于捕捉和解析千兆以太网的数据帧，分析协议层的正确性。

4.     网络分析仪：用于测量信号的频率响应、阻抗匹配和S参数等电气特性。

5.     环境试验箱：用于模拟不同温度和湿度条件下的设备运行情况。

测试步骤

1.     连接测试设备：将待测设备与测试工具连接，确保所有连接稳固可靠。

2.     设置测试参数：根据测试项目设定合适的示波器带宽、采样率、触发条件等参数。

3.     执行测试：按照预定的测试流程逐一执行各项测试，记录测试结果。

4.     分析结果：根据测试标准对结果进行分析，判断设备是否通过一致性测试。

实际应用案例

数据中心设备认证

在数据中心，交换机、路由器和服务器等设备需要通过严格的一致性测试，以确保它们在高负载、高密度的网络环境中能够稳定运行。通过信号完整性、电气特性和时序测试，可以发现和解决潜在的问题，提高设备的可靠性和互操作性。

网络设备研发

对于网络设备制造商而言，一致性测试是产品研发过程中不可或缺的重要环节。在新产品设计阶段，通过一致性测试可以验证设计的正确性，并指导后续的优化工作，确保最终产品符合国际标准。

故障排除

在复杂的网络环境中，一旦出现通信故障，一致性测试可以帮助工程师快速定位和诊断问题。例如，通过眼图测试，可以识别出信号抖动和码间串扰问题，从而采取相应措施进行修复。

注意事项和挑战

测试设备的选择

选择合适的测试设备至关重要。高带宽、高采样率的示波器和高频差分探头是必备的基础工具。此外，网络分析仪和协议分析仪也能提供更全面的测试数据。

标准的理解与应用

熟悉并深入理解相关标准（如IEEE 802.3ab）的细节，对于开展一致性测试非常重要。这不仅有助于准确设定测试参数，还能确保测试过程符合规范要求。

数据分析的技巧

一致性测试生成的大量数据需要进行仔细分析。掌握数据处理和统计分析的技能，可以更有效地从测试结果中提取有用的信息，做出准确的判断。

环境因素的影响

物理层测试不仅在实验室环境中进行，还需考虑实际应用环境中的各种因素。例如，温度、湿度和电磁干扰等都会对测试结果产生影响，因此需要综合考虑这些因素，确保测试结果的可靠性。

总结

千兆以太网物理层一致性测试是确保设备互操作性和性能的重要手段。通过一系列测试项目，包括信号完整性、电气特性、时序参数和环境耐受性等，可以全面评估设备的物理层特性。高带宽示波器、高频差分探头、协议分析仪和网络分析仪等工具在测试过程中发挥关键作用。在实际应用中，无论是数据中心设备认证、网络设备研发还是故障排除，掌握物理层一致性测试的方法和技巧都是提升网络设备质量和可靠性的关键。

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这个问题涉及到以太网100Base-T信号的编码定义，整体说分为三种信号，1,0，-1，这样子可以减少信号频率；你可以量1000MBPS，RGMII的信号，还是-2，-1,0,1,2这样子的信号；
在高速差分的信号，数字不是传统的0,1信号；