[고속 인터페이스 적합성 가이드 4/8] 100/1000BASE-T 이더넷 적합성 시험 — 마스크·지터·반사 손실 Leave a comment

이 가이드에서 다루는 내용

• RIGOL 100M/1000M 이더넷 적합성 시험 옵션(ENETC) 의 구성과 필요 장비·지그
• 소프트웨어 설치, 기본 설정, 시험 항목 선택, 실행, 결과·보고서
• 100BASE-TX 시험: 출력 전압, 진폭 대칭성, 상승/하강 시간, 오버슈트, 듀티 왜곡, 눈 다이어그램 마스크, 지터, 반사 손실
• 1000BASE-T 시험: 피크 전압·드룹·마스크, 왜곡, 지터(마스터/슬레이브, 클록 유무, 필터 유무), 공통 모드 전압, 반사 손실
• 장비 연결 방법(오실로스코프, 링크 파트너, 간섭 신호원, VNA)

개요

RIGOL 100M/1000M 이더넷 적합성 옵션은 100BASE-TX와 1000BASE-T 송신기 물리 계층 적합성 시험을 완전하게 지원합니다. 오실로스코프, 신호 발생기, 벡터 네트워크 분석기(VNA)를 호출하고 자체 개발한 지그를 함께 쓰면 IEEE 802.3, ANSI X3.263 등 여러 표준을 만족하는 자동화 시험을 쉽게 할 수 있습니다.

시스템 요건

적합성 옵션 요건

옵션 모델은 ENETC입니다.

• DS9000, DS80000, DS70000용 옵션은 상위 PC에 설치하며, 네트워크로 오실로스코프와 VNA 같은 하드웨어를 호출해 시험합니다.
• DHO50000용 옵션은 오실로스코프에 직접 설치하며, 네트워크로 VNA 등 외부 장비를 호출해 시험할 수도 있습니다.

하드웨어 장비 요건

지그 요건

RIGOL은 완전한 100M/1000M 이더넷 지그 세트를 제공합니다.

#### 100M/1000M 이더넷 지그 보드 (TF-ENET-STP)

보드에는 TC2~TC6의 시험 회로가 있고, 번호가 붙은 커넥터와 시험점의 의미는 아래와 같습니다.

#### 반사 손실 지그 (TF-ENET10G-RL-STP)

100M/1G/2.5G/5G/10GBASE-T Ethernet Return Loss Test Fixture, Return Loss Calibration 지그는 두 부분으로 되어 있어 분리해서 사용합니다.

• 시험 지그: J4/J5/J7/J8 4개의 SMA 커넥터가 각각 시험 쌍 Pair A/B/C/D에 해당하며 VNA의 시험 포트와 연결합니다. LAN 커넥터는 DUT 또는 교정 지그와 연결합니다.
• 교정 지그: VNA 시험 포트의 OPEN, SHORT, LOAD 교정에 씁니다.

시험 준비

이더넷 옵션 설치와 실행

1. 관리자 권한으로 설치 패키지를 실행합니다.
2. 설치 중 표시할 언어를 선택합니다.
3. 다음을 눌러 설치를 계속합니다.
4. 소프트웨어 사용권 계약을 읽고 동의합니다.
5. 바탕화면 바로가기 추가 여부를 선택합니다.
6. 설치를 시작합니다.
7. 설치가 끝나기를 기다립니다.
8. 관리자 모드로 소프트웨어를 실행합니다.
9. 로딩이 끝나면 시험 설정 화면으로 자동 진입합니다.

소프트웨어 설정

#### 기본 설정

기본 설정에는 다음이 있습니다.

1. 프로토콜 선택 — 100M/1000M 이더넷 적합성 소프트웨어는 IEEE 프로토콜만 지원합니다.
2. 데이터 속도 — 100M 또는 1000M
3. 언어 선택 — 중국어/영어 전환
4. 신호 채널 선택 — 실제 연결에 맞는 채널
5. 오실로스코프 설정 — 네트워크 또는 USB 연결을 고르고 해당 주소 입력
6. VNA 설정 — 네트워크 또는 USB 연결을 고르고 해당 주소 입력
7. 오실로스코프 입력 잠금 — 선택하면 시험 중에 화면과 키가 잠기고 시험이 끝나면 자동으로 풀립니다. 이상이 생겼을 때는 장비의 채널 버튼을 “1 → 3 → 2 → 4” 순서로 눌러 잠금을 풀 수 있습니다.

#### 시험 항목 설정

메뉴 표시줄의 “Test Items” 를 눌러 시험 항목 설정 화면으로 전환하고, 실제 시험 요구에 맞는 항목을 체크합니다.

#### 시험 실행

시험 항목을 체크한 뒤 메뉴 표시줄의 “Run Test” 를 누르면 실행 화면으로 전환됩니다. 연결이 끝났는지 확인하고 시험을 시작합니다. 시험 중에는 진행률과 시험 상황이 계속 갱신됩니다. 모든 시험 항목이 끝나면 소프트웨어가 완료를 알려 줍니다. “Offline Analysis” 화면에서는 저장한 오프라인 파형을 불러와 분석할 수 있습니다.

#### 시험 결과 표시

시험이 끝나면 “Test Results” 를 눌러 결과 화면에서 시험 결과를 봅니다. 해당 결과를 체크하고 “Save Report” 를 누르면 시험 보고서를 내보낼 수 있습니다. 대화상자에서 저장 위치와 보고서 유형(HTML 또는 PDF)을 고릅니다. 저장이 끝나면 알림이 나오고, 해당 폴더에서 보고서를 확인합니다.

시험 연결

#### 100M 이더넷 시험 연결

오실로스코프로 시험 — DUT를 CAT6 네트워크 케이블로 지그 TC2(저항 부하)에 연결하고, 차동 프로브를 P21 시험점에 연결해 오실로스코프로 입력합니다.

링크 파트너 파형 유도 기능으로 시험 — DUT를 TC6(Link Partner) 에 연결하고 오실로스코프가 링크 파트너 역할을 해 DUT를 시험 모드로 유도합니다. 이때 연결해야 하는 점퍼 캡은 J67, J600, J80입니다.

VNA로 100M 반사 손실 시험 — 먼저 교정하고 시험합니다.

#### 1000M 이더넷 시험 연결

피크 전압/마스크/드룹과 왜곡 시험(오실로스코프) — 100M과 같은 TC2 연결입니다.

간섭 신호를 넣은 시험 — 3단계로 진행합니다.

1. 간섭원 교정: TC5(왜곡 신호원이 있는 저항 부하)에 차동 프로브와 신호 발생기를 연결합니다. 점퍼 캡은 J511, J521, J522(Pair A 기준. 점퍼 캡과 Pair의 대응은 위 TC5 설명 참조), J531, J532, J571, J572를 연결합니다.
2. 지그 교정: TC2와 TC5에서 각각 신호를 수집합니다. 점퍼 캡은 J521, J522, J531, J532, J571, J572, J533, J534를 연결하고 신호원 출력은 끈 상태로 둡니다.
3. 간섭 신호를 넣은 TM1 / TM4 시험: 같은 점퍼 캡 설정에서 신호원 출력을 켭니다.

무클록 지터 시험(오실로스코프)

공통 모드 전압 시험(오실로스코프) — J411, J412, J413, J414 점퍼 캡은 시험할 Pair에 맞춰 선택합니다(지그 보드 설명 참조). TC4의 BNC 커넥터 J441에서 오실로스코프로 연결합니다.

유클록 마스터 지터 시험 — DUT의 TX_TCLK를 프로브로 같이 측정합니다.

데이터와 클록 사이 지터(Jtxout) 시험

유클록 슬레이브 지터 시험

VNA로 1000M 반사 손실 시험 — 100M과 같은 방식으로 교정 후 시험합니다.

100M 이더넷 물리 계층 적합성 시험

100M 이더넷 적합성 시험 항목과 요건은 다음과 같습니다.

100M 공통 시험 절차

대부분의 100M 항목은 같은 순서로 시험합니다. 아래 절차에서 “시험 항목”만 항목별로 달라집니다.

1. “시험 설정” 탭에서 100M 속도를 고르고 사용할 시험 채널 등을 선택합니다.
2. “시험 항목” 탭에서 해당 시험 항목을 선택합니다.
3. “시험 실행” 탭에서 하드웨어 연결도 안내를 확인하고, 안내(또는 “오실로스코프를 이용한 100M 연결” 절)에 따라 시스템을 연결합니다.
4. 참조 파형을 보고 오실로스코프가 수집한 신호가 현재 시험 항목의 요구에 맞는지 확인합니다.
5. 신호 수집이 정상임을 확인하면 “시험 시작” 을 누릅니다. 시험 중에는 옵션이 오실로스코프를 자동으로 설정해 해당 시험을 하고 진행률 표시줄을 자동 갱신합니다.
6. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 탭에서 하나씩 보고, 모두 끝나면 “보고서 내보내기” 탭에서 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

출력 전압과 진폭 대칭성

시험 개요 — 출력 전압 시험은 양(+) 출력 전압과 음(−) 출력 전압을 각각 시험하고, 진폭 대칭성은 두 결과의 비율로 계산합니다.

피시험 장치(DUT)는 시험 모드로 설정해야 합니다. 시험 항목은 Out Voltage를 선택합니다.

상승/하강 시간과 대칭성

시험 개요 — 양방향과 음방향 상승/하강 시간을 시험하고, 대칭성은 양/음 상승 시간과 하강 시간의 차이로 계산합니다. 규격은 상승/하강 시간이 3 ns 초과 5 ns 미만(보고서 기준 3.00 ns < VALUE < 5.00 ns), 대칭성은 500 ps 미만이어야 합니다. 시험 항목은 Rise/Fall Time을 선택합니다.

오버슈트

시험 개요 — 양방향 오버슈트와 음방향 오버슈트를 시험하며, 규격은 결과가 5% 미만이어야 합니다. 시험 항목은 OverShoot를 선택합니다.

듀티 왜곡

시험 개요 — 듀티 왜곡은 차동 출력 파형의 상승 에지와 하강 에지의 50% 전압점이 16 ns 시간 격자에서 벗어난 정도를 말합니다. 규격은 결과가 500 ps 미만이어야 합니다. 시험 항목은 Distortion Based On Duty Cycle을 선택합니다.

눈 다이어그램 마스크

시험 개요 — DUT 시험 신호로 눈 다이어그램을 그리고, 결과가 규격이 정한 마스크를 통과해야 합니다. 눈 다이어그램 마스크 시험은 신호의 눈이 일정 범위에서 이동·확대·축소하는 것을 허용합니다. 시험 항목은 Eye를 선택합니다.

지터

시험 개요 — 지터는 이상적 시간 기준에 대한 측정 시각의 편차입니다. 100M 이더넷의 지터 시험 결과는 피크-피크 지터이며, 보고서의 합격 기준은 1400 ps 미만입니다. 시험 항목은 Jitter를 선택합니다.

반사 손실

시험 개요 — 100M 이더넷 반사 손실 시험은 송신단 반사 손실(측정 포트 Pair A)과 수신단 반사 손실(시험 포트 Pair B)로 이루어지며 임피던스는 100 Ω, 100 ± 15 Ω이어야 합니다.

시험 절차

1. “시험 설정” 에서 IEEE 프로토콜과 100M 속도를 고르고 VNA IP를 설정한 뒤 “연결” 버튼을 눌러 VNA를 호출합니다.
2. “시험 항목” 에서 Transmitter Return Loss / Receiver Return Loss를 선택합니다.
3. “시험 실행” 에서 연결도 안내(또는 “VNA를 이용한 100M 반사 손실 시험 연결” 절)에 따라 시스템을 연결합니다.
4. 연결이 정상임을 확인하면 “시험 시작”을 누릅니다. 먼저 안내에 따라 VNA의 개방(OPEN), 단락(SHORT), 부하(LOAD) 교정을 마치고, 교정이 끝나면 안내에 따라 DUT를 연결해 반사 손실 시험을 합니다. 시험 중에는 옵션이 VNA를 자동으로 설정하고 진행률 표시줄을 갱신합니다.
5. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 탭에서 하나씩 보고, 모두 끝나면 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

링크 파트너(Link Partner) 기능

기능 개요 — 파형 유도 기능은 오실로스코프가 링크 파트너(Link Partner)의 동작을 흉내 내 DUT가 특정 시험 모드로 들어가도록 유도하는 기능입니다. 표준을 따르는 시험 파형이 출력되므로 신호 품질과 타이밍 지표의 적합성을 검증할 수 있습니다.

시험 순서

1. USB로 상위 PC와 오실로스코프를 연결합니다.
2. “시험 설정” 탭에서 IEEE 프로토콜, 100M 속도, USB 연결 방식을 고르고 오실로스코프 주소가 검색되면 “연결” 을 눌러 오실로스코프를 호출합니다.
3. Linkpartner 기능을 체크해 파형 유도를 켭니다.
4. “시험 항목” 탭에서 시험할 항목을 선택합니다.
5. “시험 실행” 탭에서 연결도 안내(또는 “파형 유도 기능을 이용한 100M 연결” 절)에 따라 시스템을 연결합니다.
6. 참조 파형을 보고 오실로스코프가 수집한 신호가 요구에 맞는지 확인합니다.
7. 신호 수집이 정상임을 확인하면 “시험 시작” 을 누릅니다. 옵션이 오실로스코프를 자동으로 설정해 시험하고 진행률을 갱신합니다.
8. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 탭에서 확인하고, 모두 끝나면 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

1000M 이더넷 물리 계층 적합성 시험

1000M 이더넷 물리 계층 적합성 시험 항목과 요건은 다음과 같습니다.

피크 전압 / 드룹 / 마스크

시험 개요 — 피크 전압, 드룹(droop), 마스크 시험은 모두 DUT를 시험 모드 1로 설정하고 특정 지점에서 피크 전압, 드룹, 마스크를 시험합니다. 시험 내용과 합격 기준은 다음과 같습니다.

참조 파형 — DUT가 시험 모드 1에서 보내는 신호 파형이며, 그림에 여러 측정점이 표시되어 있습니다.

간섭 없는 시험 절차

1. “시험 설정” 에서 1000M 속도를 고르고 사용할 시험 채널 등을 선택합니다.
2. “시험 항목” 에서 TM1_Template/Volt/Droop를 선택합니다.
3. “시험 실행” 에서 연결도(또는 “오실로스코프로 하는 1000M 피크 전압/마스크/드룹 및 왜곡 시험 연결”)에 따라 시스템을 연결합니다.
4. 참조 파형을 보고 수집한 신호가 요구에 맞는지 확인합니다.
5. 정상임을 확인하면 “시험 시작” 을 누릅니다. 시험 중에는 옵션이 오실로스코프를 자동으로 설정하고 진행률을 갱신합니다.
6. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 에서 확인하고, 모두 끝나면 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

간섭 있는 시험 절차

1. “시험 설정” 에서 1000M 속도와 시험 채널을 고르고 간섭 신호 사용을 체크합니다.
2. “시험 항목” 에서 TM1_Template/Volt/Droop (With Disturbing Signal) 을 선택합니다.
3. “시험 실행” 에서 연결도(또는 “간섭 신호를 넣은 피크 전압/마스크/드룹 및 왜곡 시험 연결”)에 따라 시스템을 연결합니다.
4. 연결 안내와 참조 파형에 따라 간섭원 교정을 합니다.
5. 연결 안내와 참조 파형에 따라 지그 교정을 합니다(TC2와 TC5의 시험 신호를 수집).
6. 참조 파형을 보고 수집한 신호가 요구에 맞는지 확인합니다.
7. 정상임을 확인하면 “시험 시작” 을 누릅니다.
8. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 에서 확인하고, 모두 끝나면 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

시험 결과 — 피크 전압(A, D 등), 마스크(측정점별), 드룹 결과가 표시됩니다.

왜곡 시험

시험 개요 — 왜곡 시험은 DUT를 시험 모드 4로 설정해야 하며, 규격은 피시험 장치의 피크 왜곡이 10 mV 미만이어야 한다고 요구합니다.

참조 파형 — 시험 모드 4의 신호.

간섭 없는 시험 절차와 간섭 있는 시험 절차는 피크 전압 시험과 같고, 시험 항목만 TM4_Transmitter Distortion Test 또는 TM4_Transmitter Distortion Test (With Disturbing Signal) 로 바뀝니다.

지터 시험

지터는 신호가 이상적인 시간 위치에서 짧은 시간 동안 벗어난 정도입니다. 1000M 이더넷의 지터 시험은 다음 8가지입니다.

#### 무클록 마스터 지터

시험 개요 — DUT가 TX_TCLK를 제공하지 못할 때 MDI 출력 신호로 지터를 시험합니다. 시험을 시작하기 전에 DUT를 Test Mode 2로 설정해야 합니다. 규격은 필터를 거치지 않은 무클록 마스터 지터가 1400 ps 미만, 5 kHz 고역 통과 필터를 거친 뒤 300 ps 미만이어야 한다고 요구합니다.

시험 절차 — “시험 항목”에서 Master Unfiltered Jitter Without Clock / Master Filtered Jitter Without Clock를 선택하고, 연결은 “무클록 지터 시험 연결”(TC2)을 따릅니다. 나머지 단계(설정, 참조 파형 확인, 시험 시작, 결과·보고서)는 위 절차와 같습니다.

#### 무클록 슬레이브 지터

시험 개요 — 시험을 시작할 때 DUT를 Test Mode 3으로 설정해야 합니다. 규격은 필터 없이 무클록 슬레이브 지터 결과와 무클록 마스터 지터 결과의 차이가 1400 ps 미만, 32 kHz 고역 통과 필터를 거친 뒤 슬레이브 결과와 필터링된 마스터 결과의 차이가 300 ps 미만이어야 한다고 요구합니다. 보고서에 표시되는 결과는 슬레이브 지터와 마스터 지터의 차이입니다.

시험 절차 — “시험 항목”에서 Slave Unfiltered Jitter Without Clock / Slave Filtered Jitter Without Clock를 선택하고, 연결은 무클록 지터 시험(TC2)을 따릅니다.

#### 유클록 마스터 지터

유클록 마스터 지터 시험은 무필터와 필터 두 부분으로 구성됩니다. 규격은 무필터 유클록 지터가 1400 ps 미만, 필터 유클록 마스터 지터가 300 ps 미만이어야 한다고 요구합니다. 필터 시험은 필터링한 클록 지터와 마스터 모드에서 데이터와 클록 사이의 지터를 포함합니다.

#### 유클록 슬레이브 지터

유클록 슬레이브 지터 시험도 무필터와 필터 두 부분이며, 규격은 무필터 1400 ps 미만, 필터 300 ps 미만을 요구합니다.

공통 모드 전압

시험 개요 — 공통 모드 출력 전압은 최대 공통 모드 출력 전압과 최소 공통 모드 출력 전압의 차이(피크-피크) 입니다. 표준 요건에 따라 DUT가 Test Mode 4일 때 공통 모드 전압이 50 mV 미만이어야 합니다.

시험 절차 — “시험 항목”에서 Common Mode Output Voltage를 선택하고, 연결은 “공통 모드 전압 시험 연결”(TC4)을 따릅니다. 나머지 단계는 위 절차와 같습니다.

반사 손실

시험 개요 — 1000M 이더넷 반사 손실 시험은 송신단 반사 손실만 시험합니다. 임피던스는 100 Ω, 100 ± 15 Ω이어야 합니다.

시험 절차

1. “시험 설정” 에서 IEEE 프로토콜과 1000M 속도를 고르고 VNA IP를 설정한 뒤 “연결” 을 눌러 VNA를 호출합니다.
2. “시험 항목” 에서 Transmitter Return Loss를 선택합니다.
3. “시험 실행” 에서 연결도(또는 “VNA를 이용한 1000M 반사 손실 시험 연결”)에 따라 시스템을 연결합니다.
4. 연결이 정상임을 확인하면 “시험 시작” 을 누릅니다. 먼저 안내에 따라 OPEN, SHORT, LOAD 교정을 마친 뒤 DUT를 연결해 반사 손실을 시험합니다.
5. 항목별 시험이 끝나면 “시험 결과” 에서 확인하고, 모두 끝나면 HTML 또는 PDF 보고서를 내보냅니다.

부록

주문 정보

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정리

• 100BASE-TX는 출력 전압·진폭 대칭성·상승/하강 시간·오버슈트·듀티 왜곡·눈 마스크·지터·반사 손실을 TC2/TC6 지그와 VNA 지그로 시험합니다.
• 1000BASE-T는 TC2~TC5 지그로 TM1(피크/드룹/마스크), TM4(왜곡), 지터 8종, 공통 모드 전압을 시험하고, 필요하면 간섭 신호원을 추가합니다.
• 순서는 설정 → 시험 항목 선택 → 연결도 확인 → 참조 파형 확인 → 시험 시작 → 결과 확인 → 보고서(HTML/PDF) 입니다.
• 반사 손실은 VNA와 반사 손실 지그로 OPEN/SHORT/LOAD 교정 후 시험합니다.

본 글은 RIGOL 응용 가이드(문서 번호 ANM02001-1110)를 한국어로 옮기고 읽기 쉽게 재구성한 것입니다. 사양과 구성은 예고 없이 변경될 수 있습니다.