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[고속 인터페이스 적합성 가이드 8/8] 2.5G/5G/10GBASE-T 이더넷 ③ 5G·2.5GBASE-T 시험 항목 Leave a comment
문서 정보 — RIGOL 응용 가이드 「2.5G/5G/10GBASE-T 이더넷 적합성 시험 솔루션」을 3편으로 나눈 글 중 마지막으로, 5GBASE-T(Clause 126) 와 2.5GBASE-T 시험을 다룹니다. 원문은 10GBASE-T와 같은 절차를 속도별 값으로 반복하는 구조라, 이 글은 속도별 기준값을 표로 비교하는 방식으로 정리했습니다. 이 글에는 원문의 해당 절 그림을 넣지 않았으니, 화면과 연결 그림은 6편과 7편을 참고하세요. 전체를 읽는 데는 약 10분이 걸립니다.
이 글에서 다루는 내용
- 5GBASE-T(8개 항목)와 2.5GBASE-T(9개 항목, 비선형성 추가)의 합격 기준
- 속도별 시험 모드 값(심볼 속도, 방형파 주파수)과 계산식
- 5G/2.5G에서 달라지는 소프트웨어 설정(프로토콜 NBase-T/MGBase-T)
시험 항목 비교
| 항목 | 10GBASE-T | 5GBASE-T | 2.5GBASE-T |
|---|---|---|---|
| 규격 조항 | Clause 55 | Clause 126 | Clause 126 |
| 소프트웨어 프로토콜 | IEEE | NBase-T 또는 MGBase-T | NBase-T 또는 MGBase-T |
| 심볼 속도(시험 모드 신호) | 800 Mbps | 400 Mbps | 200 Mbps |
| 출력 드룹 | 90 ns 시점, 10 % 미만, 3.125 MHz 방형파 | 170 ns 시점, 12.5 % 미만, 6.25 MHz 방형파 | 330 ns 시점, 10 % 미만, 12.5 MHz 방형파 |
| 클록 주파수 | 200 MHz ± 50 ppm | 100 MHz ± 50 ppm(심볼 400 MHz) | 50 MHz ± 50 ppm(심볼 200 MHz) |
| 마스터 지터 | 1 ms, 200 MHz 중심, RMS < 5.5 ps | 2 ms, 100 MHz 중심, RMS < 7.2 ps | 4 ms, 50 MHz 중심, RMS < 10 ps |
| 슬레이브 지터(Pair D만) | RMS < 5.5 ps | RMS < 7.2 ps | RMS < 10 ps |
| 파워 레벨 | 3.2~5.0 dBm | 1.0~3.0 dBm | 1.0~3.0 dBm |
| 선형성 SFDR 대역 | 1~400 MHz | 1~200 MHz | 1~100 MHz |
| 비선형성 | — | — | 있음(기준 −5.5 dB) |
| 반사 손실 f<sub>max</sub> | 500 MHz | 250 MHz | 125 MHz |
5GBASE-T (Clause 126)
5GBASE-T 시험 항목은 다음 8가지입니다.
| No. | 시험 항목 | 규격 조항 | 지그 |
|---|---|---|---|
| 1 | Maximum output droop | 126.5.3.1 | TC1 |
| 2 | Transmit clock frequency | 126.5.3.5 | TC1 |
| 3 | Transmitter timing jitter master | 126.5.3.3 | TC1 |
| 4 | Transmitter timing jitter slave | 126.5.3.3 | TC2 |
| 5 | Transmitter power spectral density | 126.5.3.4 | TC1 |
| 6 | Transmitter power level | 126.5.3.4 | TC1 |
| 7 | Transmitter linearity | 126.5.3.2 | TC1 또는 반사 손실 지그 |
| 8 | MDI return loss | 126.8.2.1 | 반사 손실 지그 |
공통 절차 — 7편과 같고 “시험 설정”에서 NBase-T 또는 MGBase-T 프로토콜과 5 Gbps 속도를 고릅니다.
- 출력 드룹: Test Mode 6에서 영점 통과 후 10 ns 시점의 V10과 170 ns 시점의 V170으로 Droop = (V10 − V170)/V10을 계산하며 12.5 % 미만이어야 합니다. 참조 파형은 400 Mbps로 +16 값 128개와 −16 값 128개를 번갈아 출력하는 6.25 MHz 방형파입니다.
- 클록 주파수: Test Mode 2에서 100 MHz ± 50 ppm(심볼 속도 400 MHz ± 50 ppm). 참조 파형은 +16 값 2개와 −16 값 2개를 번갈아 출력하는 100 MHz 방형파입니다.
- 마스터 지터: Test Mode 2에서 2 ms ± 10 % 파형을 측정하고 100 MHz 중심, 2 MHz 대역폭 대역 통과 필터를 적용한 뒤 주기 지터 RMS가 7.2 ps 미만이어야 합니다.
- 슬레이브 지터: DUT는 Test Mode 3, 파트너는 Test Mode 1이며 Pair D에 대해서만 시험합니다. RMS < 7.2 ps. (원문은 이 절에서 필터 중심 주파수를 200 MHz로 적었으나 앞의 마스터 지터와 같은 100 MHz로 보이므로 규격 확인이 필요합니다.)
- PSD: Test Mode 5, 10GBASE-T와 같은 형태의 마스크이되 S = 1을 대입합니다(상한은 PSD1(f)와 Equation 55-9 − 6 dB 중 큰 값, 하한은 −82.2 dBm/Hz 기준). 참조 파형은 400 Mbps 의사 난수 PAM16 신호입니다.
- 파워 레벨: Test Mode 5, 1.0 dBm < power level < 3.0 dBm.
- 선형성: Test Mode 4, 1~200 MHz 대역, 기준식은 10GBASE-T와 같습니다(SFDR ≥ 2.5 + min{52, 58 − 20·log₁₀(f/25)}). 400 Mbps로 5쌍의 2톤 신호를 출력합니다.
| 송신 주파수 | 주파수 쌍 (MHz) | 한계 (dBc) |
|---|---|---|
| DT1 | 18.359 & 20.703 | ≥ 54.5 |
| DT2 | 39.453 & 40.2345 | ≥ 54.5 |
| DT3 | 69.922 & 70.703 | ≥ 51.47 |
| DT4 | 108.203 & 109.7655 | ≥ 47.649 |
| DT5 | 155.078 & 156.6405 | ≥ 44.561 |
- 반사 손실: Test Mode 5, 16 dB (1~40 MHz), 16 − 10·log₁₀(f/40) dB (40 MHz < f ≤ 250 MHz). VNA 교정 후 시험하는 절차는 10GBASE-T와 같습니다.
2.5GBASE-T (Clause 126)
2.5GBASE-T 시험 항목은 5GBASE-T의 8가지에 비선형성이 추가된 9가지입니다. 소프트웨어에서는 NBase-T 또는 MGBase-T 프로토콜과 2.5 Gbps 속도를 고릅니다.
- 출력 드룹: Test Mode 6, 영점 통과 후 10 ns의 V10과 330 ns의 V330으로 Droop = (V10 − V330)/V10이 10 % 미만. 참조 파형은 200 Mbps로 +16 값 128개와 −16 값 128개를 번갈아 출력하는 12.5 MHz 방형파입니다.
- 클록 주파수: Test Mode 2, 50 MHz ± 50 ppm(심볼 200 MHz ± 50 ppm), 50 MHz 방형파.
- 마스터 지터: Test Mode 2, 4 ms ± 10 % 파형, 50 MHz 중심 2 MHz 대역폭 필터 적용 후 RMS < 10 ps.
- 슬레이브 지터: DUT Test Mode 3, 파트너 Test Mode 1, Pair D만, RMS < 10 ps(필터 중심 50 MHz).
- PSD: Test Mode 5, 5G와 같은 마스크식에 S = 0.5를 대입합니다. 참조 파형은 200 Mbps 의사 난수 PAM16 신호입니다.
- 파워 레벨: Test Mode 5, 1.0 dBm < power level < 3.0 dBm.
- 선형성: Test Mode 4, 1~100 MHz 대역, 200 Mbps로 5쌍의 2톤 신호.
| 송신 주파수 | 주파수 쌍 (MHz) | 선형성 한계 (dBc) | 비선형성 한계 (dBc) |
|---|---|---|---|
| DT1 | 9.1795 & 10.3515 | ≥ 54.5 | ≥ 47.5 |
| DT2 | 19.7265 & 20.11725 | ≥ 54.5 | ≥ 47.5 |
| DT3 | 34.961 & 35.3515 | ≥ 54.5 | ≥ 47.5 |
| DT4 | 54.1015 & 54.88275 | ≥ 53.67 | ≥ 46.67 |
| DT5 | 77.539 & 78.32025 | ≥ 50.581 | ≥ 43.581 |
비선형성 (2.5GBASE-T만)
시험 개요 — 규격 126.5.3.2, DUT는 Test Mode 4입니다. 선형성과 같은 2톤 분석을 하되 외부 간섭 신호(AWG의 45 MHz 정현파) 를 넣은 상태에서 1~100 MHz 대역의 최대 상호 변조 곱을 구하고, 아래 식을 만족해야 합니다.
SFDR ≥ −5.5 + min{ 52, 58 − 20 × log₁₀(f / 25) } (dB)
시험 절차(스펙트럼 분석기)
- “시험 설정”에서 NBase-T 또는 MGBase-T, 2.5 Gbps를 고르고, 선형성 시험 방법을 “스펙트럼 분석기” 로 하고 IP를 입력해 연결합니다. DG4000 같은 RIGOL AWG를 쓰면 AWG 유형을 DG 시리즈로 하고 IP를 입력해 연결합니다. 다른 신호 발생기를 쓰면 기타를 고르고 안내에 따라 직접 간섭 신호를 출력합니다.
- “시험 항목”에서 Transmitter Linear Tests – Two Tone Frequency Pair1~5를 선택합니다.
- “시험 실행”에서 연결도 안내(6편의 스펙트럼 분석기 + 파형 발생기 비선형성 연결)에 따라 연결합니다.
- 참조 파형을 확인하고 시험 시작을 누르면 옵션이 장비를 자동 설정해 시험하고 진행률을 갱신합니다.
- 결과를 보고 보고서를 내보냅니다.
오실로스코프로 하는 경우는 “오실로스코프와 파형 발생기로 하는 비선형성 연결”(6편)을 따릅니다.
반사 손실
Test Mode 5, 규격 126.8.2.1. 16 dB (1~40 MHz), 16 − 10·log₁₀(f/40) dB (40 MHz < f ≤ 125 MHz). 시험 설정에서 NBase-T 또는 MGBase-T, 2.5 Gbps를 고르고 VNA IP를 연결한 뒤 MDI Return Loss Test를 선택합니다. 시작 후 VNA의 개방/단락/부하 교정을 하고 DUT를 연결합니다.
정리
- 5G/2.5GBASE-T는 10GBASE-T와 같은 항목을 심볼 속도에 맞춰 값을 바꿔 시험합니다. 프로토콜은 NBase-T 또는 MGBase-T입니다.
- 5GBASE-T: 드룹 12.5 %, 클록 100 MHz, 지터 RMS 7.2 ps, 파워 1.0~3.0 dBm, 선형성 1~200 MHz, 반사 손실 f<sub>max</sub> 250 MHz.
- 2.5GBASE-T: 드룹 10 %, 클록 50 MHz, 지터 RMS 10 ps, 선형성 1~100 MHz, 반사 손실 f<sub>max</sub> 125 MHz, 그리고 AWG 45 MHz 간섭을 넣는 비선형성 시험이 추가됩니다.
본 글은 RIGOL 응용 가이드(RIGOL 응용 가이드 2.5G/5G/10GBASE-T 이더넷 적합성 시험)를 한국어로 옮기고 읽기 쉽게 재구성한 것입니다. 사양과 구성은 예고 없이 변경될 수 있습니다.
자주 묻는 질문 (FAQ)
5GBASE-T와 2.5GBASE-T는 10GBASE-T와 같은 항목을 어떻게 다르게 시험하나요?
심볼 속도(800→400→200 Mbps)와 그에 따른 방형파 주파수, 지터 RMS 기준(5.5→7.2→10 ps), 파워 레벨 범위 등 수치만 속도에 맞게 바뀔 뿐 시험 항목의 종류는 10GBASE-T와 거의 같습니다. 소프트웨어 프로토콜은 NBase-T 또는 MGBase-T를 선택합니다.
2.5GBASE-T만 추가로 시험하는 항목은 무엇인가요?
비선형성(nonlinearity) 시험이 추가되어 총 9가지 항목을 시험합니다. 이 시험에는 45 MHz AWG 간섭 신호를 추가로 사용합니다.
5GBASE-T의 클록 주파수와 마스터 지터 기준은 무엇인가요?
클록 주파수는 100 MHz ± 50 ppm(심볼 속도 기준 400 MHz), 마스터 지터는 2 ms 파형을 100 MHz 중심 필터로 걸러 계산한 RMS가 7.2 ps 미만이어야 합니다.
