Soluciones de test y medida de Ethernet

Medidas de Ethernet

Tecnologías para transmisión de datos y medidas de Ethernet

Ethernetcomo tecnología para la interconexión en red de sistemas informáticos se introdujo por primera vez a nivel comercial en 1980, y fue adoptada y estandarizada en 1983 con la especificación IEEE 802.3. A finales de los años 80, Ethernet ya se había implantado como la tecnología de red de área local dominante. El cableado original, mucho más voluminoso, se sustituyó en 1990 por el actual, con cuatro pares de hilos trenzados y compatible con 10BASE-T2 (que utiliza 2 de los pares trenzados).
Las velocidades de datos máximas de Ethernet han ido aumentando de los iniciales 2,94 Mbit/s hasta los 400 Gbit/s de hoy. En la actualidad, en términos de velocidad de transmisión, el eslabón más lento en la cadena de un dispositivo a otro dentro de muchas LAN son los cables de cobre de par trenzado que constituyen el cableado básico. La mayoría de las redes de cables instaladas son de categoría 5/5e y categoría 6que ofrecen 1GBASE-Tcon una velocidad de transferencia de datos máxima de 1 Gbps (para velocidades de 10 y 100 Gbps se requieren cables de fibra óptica). 2.5GBASE-T y 5.0GBASE-Tpermiten incrementar las velocidades de transmisión a 2,5 Gbps y 5 Gbps, respectivamente, en los cables existentes con distancias de hasta 100 metros.

Las tecnologías de Ethernetse han ido adoptandosucesivamente también en otras aplicaciones. Con las transmisiones a través de cables de un solo par trenzado, que se identifican con la denominación «T1» en xBASE-T1, Ethernet ha pasado de ser incompatible para el entorno de la automoción a convertirse en la tecnología por excelencia para las señales de alta velocidad de datos en vehículos. Desarrollada inicialmente por Broadcom y comercializada como BroadR-Reach, e impulsada desde 2011 por el grupo de interés especial OPEN Alliance (One-Pair Ether-Net), esta tecnología ha sido adoptada como parte de la familia de estándares de Ethernet 802.3, 100BASE-T1S como 802.3bw. «S» se refiere a la corta distancia (short distance), por debajo de 15 metros, que es suficiente para la aplicación en automóviles (también puede alcanzar hasta 40 metros). La capa física está optimizada para un único par trenzado de cables sin apantallamiento, lo que reduce considerablemente el coste y el peso del cableado, manteniendo no obstante un nivel aceptable de compatibilidad electromagnética.

Pruebas de conformidad de Ethernet en el sector de la automoción

Mientras que xBASE-T1Sha hecho posible la aplicación de Ethernet en el automóvil, 10BASE-T1L (larga distancia; con un alcance de hasta 1000 metros)es el umbral hacia la conectividad de Ethernetininterrumpida con los dispositivos a nivel de proceso (sensores y actuadores), esencial para automatizar instalaciones de fabricación y procesamiento; la Ethernet industrial. 10BASE-T1Lresuelve los inconvenientes que anteriormente limitaban el uso de Ethernet en la automatización de procesos, entre ellos la potencia, el ancho de banda, el cableado, la distancia, las islas de datos y las conexiones seguras en aplicaciones en zonas peligrosas. 10BASE-T1L permite reutilizar los cables de par trenzadoúnico instalados originalmente para tecnologías como 4ma-to20mA, HART (del inglés: Highway Addressable RemoteTransducer) y CC-Link (control y comunicación).

Sus desafíos de medida de Ethernet

  • Necesita verificar la conformidad de dispositivos con toda la normativa desde 10BASE-T hasta 10GBASE-Tcon el mínimo equipamiento de test de ethernet. Para las versiones con velocidades de datos más rápidas (2.5GBASE-T y superior)necesita contar con la mayor precisión posiblepara las medidas de linealidad de transmisor y pérdida de retorno.
  • Necesita una conexión sencilla, rápida, fiable y precisa a tomas 8P8C, cables, y puntos de medida y pistasde una tarjeta impresa para toda la gama de estándares de Ethernet.
  • Los ensayos de conformidadconsisten en una serie de procedimientos que deben cumplirse estrictamente si se desea obtener resultados válidos. Es importante asegurarse de que los ensayos de conformidad se ejecutan correctamente.

Nuestras soluciones de medida para Ethernet

Los osciloscopios Rohde & Schwarzson compatibles con los estándares de Ethernetpara la transmisión de datos en las tres áreas de aplicación:

  • Redes informáticas
    Ensayos de conformidad para 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T, 2.5G BASE-T, 5G BASE-T, 10GBASE-T:
    también para IEEE 802.3az, el estándar complementario de ahorro energético para 100BASE-T y 1000BASE-T.
    Disparo y decodificación de 10BASE-T, 100BASE-T, MDIO.
  • Automoción
    Ensayos de conformidad para 10BASE-T1S, 100BASE-T1S, 1000BASE-T1S, 2.5GBASE-T1, 5GBASE-T1, 10GBASE-T1.
    Funciones de disparo y decodificación para 100Base-T1, 1000BASE T1.
  • Fábricas/sector industrial
    Ensayos de conformidad de 10BASE-T1L, Ethernet-APL.

Gracias a su alta precisión y un ruido de fondo muy bajo, los osciloscopios R&S®RTO64y R&S®RTPsatisfacen una amplia gama de requisitos de medida y estándares de Ethernet en las tres áreas de aplicación que se complementan con opciones individuales. Además, para la depuración y verificación, los osciloscopios ofrecen herramientas completas de análisis de señales, tales como medidas estadísticas rápidas, ojo en tiempo real, descomposición de jitter avanzada, y muchas más. Las opciones de generador de formas de ondas arbitrarias y de convertidor de frecuencia reducen la necesidad de instrumentación adicional para cumplir todos los requisitos del ensayo de conformidad.

Además de los osciloscopios, R&S suministra todo el equipamiento necesario para los ensayos de conformidad:

  • Para simplificar y automatizar los procedimientos de aceptación utilizando osciloscopios con cualquier opción de conformidad de Ethernet, el paquete R&S®ScopeSuiteincluye:
    • el asistente gráfico avanzadoque guía a través de los procesos de aceptación desde el primero hasta el último paso
    • control automatizadode todos los ajustes necesarios del osciloscopio y las secuencias del ensayo de conformidad
    • informes de pruebas configurablespara documentar los resultados de las medidas
  • Adaptadores de fijación para conectar interfaces estándar del sector al osciloscopio:
    • para LAN de PC, las tomas 8P8C modulares (RJ45) cumplen los requisitos para verificar todas las especificaciones establecidas de Ethernet
    • para ensayos de conformidad de Ethernet-APL y 10BASE-T1L en aplicaciones de producción, conectores reforzados conformes con los estándares industriales y conectores SMA para la conexión/desconexión rápida de cables soldados
    • una extensa gama de sondas diferencialespara la conexión directa a puntos de medida en una tarjeta impresa.
    • para medidas de pérdida de retorno y pérdida de conversión, que exigen algunos estándares para los ensayos de conformidad, los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNBy R&S®ZND
    • para medidas de linealidad de transmisor, que exigen algunos estándares para los ensayos de conformidad, analizadores de espectro Rohde & Schwarz, como el analizador de espectro R&S®FPC
    • para ensayos de conformidad en mazos de cables que utilizan IEEE 802.3 para enlaces de Ethernet a alta velocidadpara la transferencia de datos con pocos metros de distancia, soluciones de automatización del proceso de test que reducen sustancialmente los tiempos de medida y aumentan la fiabilidad con una configuración que incluye un analizador de redes vectoriales R&S®ZNAo R&S®ZNB para las medidas, la plataforma de conmutación y control R&S®OSPpara la conmutación multipuerto, y el software R&S®ZNrunpara automatizar el proceso
    • para realizar medidas de integridad de señal en placas de bus común, cables y conectores, los analizadores de redes vectoriales R&S®ZNAy R&S®ZNB; para las dos familias de analizadores, las opciones K2 y K20 ofrecen análisis en el dominio temporal, con diagramas de ojo y análisis simultáneo del dominio frecuencial

Ventajas de nuestra solución para Ethernet

  • Reducción al mínimo de los requisitos de instrumentación y configuraciones de medida más sencillas con las opciones del osciloscopioque incorporan funciones de generador de formas de ondas arbitrarias y de convertidor de frecuencia sin necesidad de conectar un generador de señales por separado.
  • Tomas y conectores conformes con los estándares industrialescompatibles para aplicaciones informáticas, de automoción y de producción/industriales.
  • Implementación rigurosa de los ensayos de conformidad según el estándar IEEE 802.3 relevante.
    Para Ethernet no existe ninguna autoridad que apruebe los casos de prueba para verificar la conformidad con el estándar. Pero, en todo caso, puede confiar en que los dispositivos que han sido probados y han superado los ensayos de conformidad de Ethernet mediante instrumentos de Rohde & Schwarz funcionarán impecablemente con otros equipos que han obtenido la aprobación mediante equipos de Rohde & Schwarz para test de conformidad de Ethernet. Además de aportar resultados de alta precisión, todas las opciones para verificar la conformidad ofrecen instrucciones paso a paso con ilustraciones exhaustivas, desde la conexión del osciloscopio, las sondas, el adaptador de fijación y el dispositivo bajo prueba, hasta el final de la secuencia de prueba, incluida la ejecución de medidas individuales, el cambio de parámetros durante las medidas y el ajuste de límites definidos por el usuario.
  • Localización fiable de los datos de interés.
    Disparo rápido basado en hardware en todo el ancho de banda de señal, incluidos datos y caracteres de control, códigos de control y errores. Los datos decodificados se visualizan directamente junto con la señal o en formato de tabla. Tanto en la visualización con la señal como en la tabla de datos decodificados se pueden consultar toda una serie de parámetros de datos y marcas.
  • Pruebas de integridad de señal rápidas e intuitivas y de larga duración.
    Con las herramientas de análisis de ojo de datos se puede examinar cualquier tipo de problemas de una señal. Posicionando en el ojo el test de máscara se puede verificar la conformidad durante un periodo prolongado para certificar que la señal cumple la normativa de forma coherente.

Para cualquier pregunta relacionada con las medidas de Ethernet, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

Contenido relacionado con las medidas de Ethernet

Introducción a los ensayos de Ethernet

Este webinar ha sido concebido para ingenieros encargados del diseño y los ensayos de Ethernet.
El webinar comienza con una presentación general de la finalidad y los distintos estándares y aplicaciones de esta interfaz digital. La parte principal está enfocada en los aspectos de test y medida con sus desafíos, especificaciones y procedimientos de prueba.

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Solución automatizada para pruebas de certificación de cables Ethernet de alta velocidad

Para los ensayos de conformidad de cables Ethernet de alta velocidad conforme a IEEE 802.3bj, by, cd y ck es necesario realizar medidas de IL y RL en las pistas de datos de alta velocidad, así como diversas medidas de NEXT y FEXT, junto con el cálculo de los valores COM y ERL. Los paquetes de software R&S©ZNrun-K410 y R&S©ZNrun-K411 facilitan la automatización íntegra de los ensayos y un informe exhaustivo de las medidas.

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Método de implementación (MoI) para test de canales de interfaz hasta 100 Gbps de IEEE

Esta nota de aplicación describe métodos de implementación para ensayos de conformidad precisos, rápidos y libres de errores en placas de bus común de alta velocidad y cables de cobre de conexión directa (DAC) según IEEE 802.3bj, IEEE 802.3by, IEEE 802.3cd e IEEE 802.3ck, basados en señalización de 25 Gb/s, 50 Gb/s y 100 Gb/s por pista con analizadores de redes vectoriales de Rohde & Schwarz.

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Método de implementación (MoI) para test de cables de interfaz serie IBTA 25+ Gbps

Esta nota de aplicación describe métodos de implementación para ensayos de conformidad precisos, rápidos y libres de errores en placas de bus común de alta velocidad y cables de cobre de conexión directa (DAC) según las especificaciones InfiniBand EDR y HDR, basados en señalización de 25 Gb/s y 50 Gb/s por pista con analizadores de redes vectoriales de Rohde & Schwarz.

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La importancia de la exactitud de los parámetros de dispersión en aplicaciones PAM-4

La precisión de los parámetros de dispersión es fundamental a la hora de verificar placas de bus común y cables Ethernet de alta velocidad. A través de ellos se obtienen resultados como la pérdida de retorno (RL), pérdida de inserción (IL), paradiafonía/telediafonía (NEXT/FEXT), y son también la base para calcular valores como el margen de operación de canal (COM) y pérdida de retorno efectiva (ERL).

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Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué significa HDMI con Ethernet?

La interfaz multimedia de alta definición (HDMI, por sus siglas en inglés) es un estándar para la transmisión de datos de audio/vídeo desde el origen de los datos al dispositivo de visualización o reproducción de audio donde se van a ver o a escuchar (pantalla, altavoz) mediante cable y a velocidad muy elevada. La primera versión de HDMI se publicó en 2002; desde 2010, a partir de la versión 1.4a, HDMI puede transmitir también las señales de Ethernet utilizadas para conectar equipos informáticos dentro de una red a través de cable. Si un dispositivo es compatible con HEC (HDMI Ethernet Channel), se puede conectar a una fuente de datos de la red mediante un cable HDMI. La idea esencial detrás de HEC era simplificar el uso de una televisión como concentrador o hub en una red doméstica con una conexión de Ethernet a Internet, y utilizar cables HDMI para proporcionar a todos los demás dispositivos conectados acceso de alta velocidad a Internet como alternativa a la WiFi.

¿Cómo funcionan los comprobadores de Ethernet?

Los estándares de Ethernet definen procedimientos de test para demostrar la conformidad con los requisitos establecidos. Si bien los métodos de ensayo varían de un estándar a otro, en todos ellos se prueba la salida de señales del dispositivo bajo prueba hacia un osciloscopio. El osciloscopio mide la señal comparándola con la especificación de ensayo relevante y comprueba características como jitter de forma de onda o distorsión. Un adaptador de fijación proporciona las tomas para conectar el dispositivo examinado, así como puntos de contacto para conectar sondas. El software del osciloscopio implementa los procesos de test y analiza los resultados. Dependiendo del estándar en cuestión puede ser necesaria una fuente de señales. Para determinados estándares también se requiere un analizador de redes para medir la pérdida de retorno. El osciloscopio debe tener un ancho de banda mínimo; dependiendo de la finalidad del test y del estándar de Ethernet puede variar desde pocos cientos de MHz hasta varios GHz, y debe brindar una precisión bastante superior y un ruido de fondo menor que el dispositivo bajo prueba para aportar resultados fiables.

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