隨著 10BASE-T1L 以太網(wǎng)在各個行業(yè)的出現(xiàn)，越來越多的應(yīng)用出現(xiàn)，每個應(yīng)用都帶來了成功部署該技術(shù)需要解決的新挑戰(zhàn)。一個常見的要求是支持多種電纜類型。在某些情況下，這些電纜已用于傳統(tǒng)通信系統(tǒng)，并且經(jīng)常出現(xiàn)在現(xiàn)有安裝中。10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)中電纜定義的靈活性允許此類電纜的再利用，從而創(chuàng)造了優(yōu)于其他技術(shù)的優(yōu)勢。

這種靈活性引發(fā)了常見問題，例如是否可以使用任何電纜實現(xiàn) 1 公里，或者性能是否與電纜類型無關(guān)。鏈路性能和覆蓋范圍取決于電纜的特性，而電纜的特性又取決于電纜的結(jié)構(gòu)。本文總結(jié)了與該技術(shù)相關(guān)的電纜特性，描述了電纜長度的依賴性作為這些特性的函數(shù)，并提供了已測試的電纜列表。

高級物理層和 10BASE-T1L

高級物理層 （APL） 規(guī)范和 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 規(guī)范（圖 1）是兩個相互關(guān)聯(lián)的不同標(biāo)準(zhǔn)，但它們不應(yīng)互換使用。IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)定義了 10BASE-T1L 物理層，用于通過獨立于應(yīng)用的單根雙絞線進行長距離以太網(wǎng)通信。

圖1. 用于過程自動化應(yīng)用的 APL 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ㄗ螅?。用于樓宇自動化技術(shù)的線形和環(huán)形拓?fù)洌ㄓ遥?/span>

APL 標(biāo)準(zhǔn)在 IEEE 802.3cg 的基礎(chǔ)上增加了額外的規(guī)范和定義，以便在本質(zhì)安全環(huán)境中的過程控制應(yīng)用中可以使用相同的物理層。這意味著任何 APL 器件都符合 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)據(jù)層，但不是數(shù)據(jù)線的供電），但并非每個 10BASE-T1L 器件都符合 APL 標(biāo)準(zhǔn)。

APL 文檔包括數(shù)據(jù)層和系統(tǒng)定義的規(guī)范，涵蓋電磁兼容性 （EMC） 性能、電纜屏蔽連接和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞确矫妗?/p>

例如，如圖 1 所示，APL 規(guī)范定義了同一網(wǎng)絡(luò)中兩種類型的數(shù)據(jù)鏈路：支線和中繼。支線鏈路直接連接到現(xiàn)場設(shè)備，長度不能超過 200 m，由于現(xiàn)場設(shè)備的本質(zhì)安全環(huán)境，在 1.0 V p-p 傳輸電平下運行。連接現(xiàn)場開關(guān)或?qū)⑸嫌芜B接到最近的電源開關(guān)的干線可延伸至 1,000 m，并以 2.4 V p-p 傳輸電平運行。

在其他 10BASE-T1L 應(yīng)用程序中，例如樓宇自動化技術(shù)中的應(yīng)用程序，不需要 APL 合規(guī)性。因此，支線和樹干的概念并不相關(guān)。事實上，這項技術(shù)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇赡芤蛐切蔚骄€形或環(huán)形或這些的組合而異。

傳輸電平可以根據(jù)功率限制或抗噪性進行選擇，而與傳感器或網(wǎng)絡(luò)交換機的放置位置無關(guān)。這允許更靈活地使用電纜，因為 2.4 V p-p 傳輸電平可以獨立于鏈路所在的位置使用，從而對電纜中的信號損失具有更高的容忍度，并且電纜的標(biāo)稱阻抗不那么嚴(yán)格。以下部分將更詳細(xì)地探討這一點。

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的電纜特性

電纜必須滿足的鏈路段特性符合 IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)，在同一文檔的第 146.7 小節(jié)中指定。本小節(jié)規(guī)定了插入損耗、回波損耗、最大鏈路延遲、差分到共模轉(zhuǎn)換（用于非屏蔽電纜）和耦合衰減（用于屏蔽電纜）的限值。

此外，對于涉及本質(zhì)安全的應(yīng)用，例如安裝在爆炸性區(qū)域（0 區(qū)，高爆炸性;1 區(qū)，可能產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸;2 區(qū)，可能會發(fā)生爆炸或火災(zāi)，但可能性不大），APL 規(guī)范文檔為 10BASE-T1L 物理層的作添加了額外的規(guī)則和定義。它包括布線的定義：電纜分類、支線和干線鏈路的最大電纜長度、屏蔽等。

Insertion Loss

電纜中的插入損耗以分貝 （dB） 為單位，反映了沿傳輸線（電纜）的信號減少。它計算為傳輸信號的功率與電纜末端接收信號的功率之比。這種損失或衰減會隨著電纜的長度和信號的頻率而增加。

根據(jù) IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)，最大允許插入損耗隨傳輸電平而變化：2.4 V p-p 高于 1.0 V p-p，以適應(yīng)不同的信號強度及其各自的要求。

IEEE 802.3cg 規(guī)范

IEEE 802.3cg 子條款 146.7.1.1 中規(guī)定了兩條極限曲線，如下所示：對于 1.0 V p-p 傳輸電平：

對于 2.4 V p-p 傳輸電平：

在這兩個公式中，f 是以 MHz 為單位給出的頻率，0.1 MHz ≤ f ≤ 20 MHz。圖 2 顯示了對應(yīng)于 1.0 V p-p 和 2.4 V p-p 傳輸電平的插入損耗限制。

圖2. 10BASE-T1L 802.3cg 插入損耗規(guī)格。APL 分類

APL 電纜規(guī)范根據(jù)電纜的插入損耗將電纜分為四類，這決定了支線或干線數(shù)據(jù)鏈路的最大允許鏈路長度。這些類別還符合 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 電纜規(guī)范。

1.0 V p-p 和 2.4 V p-p 的插入損耗限值分別與雜散和主干的工作要求一致。雜散必須在 1.0 V p-p 下工作，遵守相應(yīng)的插入損耗限制，而主干在 2.4 V p-p 下工作，遵循更高的插入損耗限制。表 1 顯示了所有 APL 電纜類別及其圍繞電纜長度和插入損耗曲線的定義。

請注意，公式 4 與 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 規(guī)范中的公式 2 相同，而公式 3 不到公式 1 的一半，因此為連接到雜散的電纜指定了更保守的限制。

對表 1 的正確理解是，要使給定類型的電纜成為 APL IV 類，該電纜的 1,000 米樣品的插入損耗必須低于公式 4 設(shè)定的閾值。如果不是這種情況，則電纜不符合 IV 類標(biāo)準(zhǔn)。

對于被歸類為 APL III 類的電纜，其 750 m 樣品的插入損耗必須低于公式 4。如果它不符合此標(biāo)準(zhǔn)，但 500 米長的電纜樣本確實符合要求，則該電纜符合 APL II 類的條件。如果 500 m 樣品失敗，但 250 m 樣品成功滿足公式 4 閾值，則電纜被歸類為 APL I 類。如果電纜不符合這些標(biāo)準(zhǔn)中的任何一個，則它不符合 APL 標(biāo)準(zhǔn)。

回波損耗

在理想情況下，當(dāng)信號通過電纜的一端傳輸時，它應(yīng)該被另一端的負(fù)載完全吸收。然而，如前所述，由于電纜的插入損耗，信號會減弱，并且一些能量也會反射回源。這些反射是由發(fā)射器和電纜之間或沿電纜本身的阻抗失配引起的，可能發(fā)生在任何點。

給定電纜的回波損耗量化了反射回源的信號量，通常以分貝為單位進行測量?；夭〒p耗計算為發(fā)射信號與反射信號的比率，與插入損耗一樣，回波損耗隨頻率而變化。

假設(shè)電纜質(zhì)量高，其阻抗將始終保持一致，從而最大限度地減少除與收發(fā)器的連接點外的阻抗失配。如果給定的電纜鏈路由于損壞或結(jié)構(gòu)不良而在其長度上出現(xiàn)故障，則情況并非如此。但是，就本文的目標(biāo)而言，此方案將被忽略。

與 IEEE 802.3cg 10BASE-T1L 插入損耗規(guī)格不同，回波損耗規(guī)格與傳輸電平無關(guān)。這是正確端接電纜的回波損耗不取決于其長度的直接結(jié)果。因此，無論電纜長度是 200 m 還是 500 m，回波損耗都應(yīng)保持一致，除非由于制造工藝或濕度和溫度等環(huán)境條件而發(fā)生變化。

IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電纜必須遵守的最小回波損耗曲線（與頻率），如下所示：

其中 f 是以 MHz 為單位的頻率。

APL 規(guī)范

APL 規(guī)范還定義了電纜符合 APL 的最小回波損耗。此規(guī)范比插入損耗簡單得多，因為它不會對收發(fā)器的兩個傳輸電平進行任何區(qū)分：

其中 f 是以 MHz 為單位的頻率。

請注意，APL 電纜回波損耗規(guī)范比 IEEE 802.3cg 規(guī)范更嚴(yán)格，因為它增加了 6 dB 的額外裕量。圖 3 顯示，任何具有回波損耗的電纜都符合 APL 規(guī)范和 10BASE-T1L 回波損耗規(guī)范。但是，并非每根符合 10BASE-T1L 回波損耗規(guī)范的電纜都符合 APL 規(guī)范。

圖3. 10BASE-T1L 和 APL 回波損耗規(guī)格。

最大鏈路延遲

鏈路延遲是指信號從電纜的一端傳播到同一電纜的另一端所需的時間。這是電纜結(jié)構(gòu)的結(jié)果，可以顯示溫度變化。鏈路延遲也可以表示為電纜標(biāo)稱傳播速度 （NVP） 的函數(shù)，NVP 定義為信號通過電纜的速度與光速之間的比率。

電纜 NVP 始終低于 1.0，對于大多數(shù)電纜，介于 0.6 和 0.8 之間。在某些情況下，電纜的 NVP 值可能更接近 0.5，這意味著對于給定的電纜長度，電纜的鏈路延遲會更長。

IEEE 802.3cg 中為 10BASE-T1L 指定的最大鏈路延遲是一個固定數(shù)字，對應(yīng)于 NVP 為 0.6 的 1,589 米電纜。這導(dǎo)致最大鏈路延遲為 8834 ns：

模式轉(zhuǎn)換和耦合衰減

電纜的插入損耗和回波損耗是決定正常條件下電纜性能的主要參數(shù)。但是，工業(yè)應(yīng)用要求系統(tǒng)能夠承受高電磁干擾 （EMI） 環(huán)境。這些脈沖的范圍從耦合到電纜的恒定頻率音調(diào)到僅偶爾發(fā)生的高頻、高能量脈沖。

無論受到何種干擾，10BASE-T1L 或 APL 通信鏈路都必須能夠生存并避免數(shù)據(jù)丟失。由于大部分 EMI 來自外部來源，因此主要耦合機制之一是長單對電纜。因此，電纜特性在整體電磁抗擾度中起著重要作用。

耦合衰減 - 屏蔽電纜

對于屏蔽電纜，IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)定義了最小耦合衰減。這與以差分方式耦合到數(shù)據(jù)對的最大信號量有關(guān)。在屏蔽電纜中，這是屏蔽層的質(zhì)量和覆蓋率以及同一對內(nèi)電線對稱性的結(jié)果。因此，不同的盾牌會有不同的反應(yīng)。例如，與具有 90% 覆蓋率的編織屏蔽層的電纜相比，帶有鋁箔屏蔽層和排擾線的電纜可能會表現(xiàn)出不同的性能。

圖 4 顯示了安裝在電磁環(huán)境 E1、E2 和 E3 中的系統(tǒng)的 IEEE 802.3cg 規(guī)范。E1 對應(yīng)于部署在電磁環(huán)境中的設(shè)備，例如住宅、商業(yè)和輕工業(yè)建筑中的設(shè)備。E2 對應(yīng)于部署在其他工業(yè)建筑的電磁環(huán)境中的設(shè)備。E3 對應(yīng)于由車輛電池供電的設(shè)備。

圖4. 屏蔽電纜的 IEEE 802.3cg 耦合衰減。差模至共模轉(zhuǎn)換—非屏蔽電纜

假設(shè)同一對中的兩根導(dǎo)線都是理想且對稱的，則信號應(yīng)相等耦合，從而產(chǎn)生共模信號，10BASE-T1L 信號路徑中的 MDI 電路可以更有效地過濾該信號。然而，導(dǎo)線之間的不對稱可能會導(dǎo)致一些共模信號表現(xiàn)為傳輸線上的差分信號。

如果此信號落在感興趣的 10BASE-T1L 帶寬（100 kHz 至 20 MHz）范圍內(nèi)并且足夠大，則可能會中斷自動協(xié)商過程或數(shù)據(jù)傳輸。此外，這種不對稱性可能會將 10BASE-T1L 的部分差分信號轉(zhuǎn)換為共模信號，從而增加電纜損耗并可能降低性能。

為了緩解這些問題，IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電纜運行的電磁環(huán)境規(guī)定了最小差分到共模轉(zhuǎn)換 （TCL）。圖 5 顯示了電磁環(huán)境 E1 和 E2 的規(guī)格。

圖5. 非屏蔽電纜的 IEEE 802.3cg 差分到共模轉(zhuǎn)換規(guī)范。特征 對長度的依賴性

在 IEEE802.3cg 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)中，電纜特性沒有針對特定長度定義，導(dǎo)致經(jīng)常詢問最大覆蓋范圍和合規(guī)性。例如，1,000 m 長的 Cat5/Cat6 通常不符合 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)，因為它的插入損耗超過了公式 1 和 2 設(shè)定的限制，而大約 700 m 的同一電纜可能符合標(biāo)準(zhǔn)。

插入損耗對電纜長度的依賴性

如前所述，插入損耗表示信號衰減，通常相對于頻率表示。因此，以分貝為單位的插入損耗與電纜長度成正比。

這意味著長度為另一根相同類型電纜長度 k 的鏈路段的總插入損耗為 k 乘以較短電纜的插入損耗。例如，一個 1,000 m 的電纜樣本的插入損耗曲線近似等于 100 m 相同類型電纜樣本的插入損耗曲線的 10 倍。

回波損耗與電纜長度的關(guān)系

假設(shè)整個長度的結(jié)構(gòu)均勻（一致的線徑、線之間的恒定間距、每米均勻的扭曲等），電纜的回波損耗不會隨長度而變化。

這個假設(shè)對于 10BASE-T1L 通信的頻率范圍相當(dāng)適用。但是，由于每個連接處都可能發(fā)生反射，因此由相同類型的互連段組成的電纜可能比單個連續(xù)段表現(xiàn)出更嚴(yán)重的回波損耗。為簡單起見，本節(jié)假設(shè)給定電纜類型的回波損耗保持不變，而不管長度如何。

鏈路延遲與電纜長度

對于給定的電纜，信號延遲與電纜長度成正比。通過電纜的信號延遲因電纜類型而異，并且是其結(jié)構(gòu)的函數(shù)。通常，電纜制造商將此信息作為 NVP 的函數(shù)提供。公式 8 顯示了如何根據(jù)電纜的 NVP 值計算鏈路延遲。

其中 L 是所討論的電纜的長度，NVP 是電纜的標(biāo)稱傳播速度，c 是光速。

圖 6 顯示了兩根電纜的鏈路延遲與電纜長度的關(guān)系，一根電纜的 NVP = 0.5，另一根電纜的 NVP = 0.8。請注意，即使 NVP 值較低，該標(biāo)準(zhǔn)也可以容納對應(yīng)于超過 1,300 m 的鏈路延遲。標(biāo)準(zhǔn)中內(nèi)置了足夠的裕量，以提供穩(wěn)健性和隨溫度變化。

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圖6. NVP = 0.5 和 NVP = 0.8 的電纜的 IEEE 802.3cg 鏈路延遲規(guī)格和鏈路延遲與長度的關(guān)系。最大電纜范圍

電纜長度的主要限制通常是插入損耗，這就是 APL 類別基于此因素的原因。插入損耗與電纜長度成正比，因此將電纜長度限制設(shè)置在 APL 類別中。

對于非 APL 應(yīng)用，10BASE-T1L 技術(shù)具有更大的靈活性，支持屏蔽和非屏蔽電纜、阻抗不匹配較多的電纜、電纜的再利用等。此外，某些應(yīng)用程序可能使用超出 IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電纜。為了適應(yīng)這些應(yīng)用，ADI 公司的 10BASE-T1L 產(chǎn)品組合具有顯著的內(nèi)置裕量，可實現(xiàn)長達(dá) 1,700 m 的通信距離，并確保各種電纜類型的穩(wěn)健性能。

但是，最大傳輸距離因電纜而異，市場上并非每種類型的電纜都能達(dá)到 1,700 m。某些電纜可能會表現(xiàn)出更高的信號損失，從而導(dǎo)致距離更短。

最大覆蓋范圍和電纜符合 IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)

如果安裝旨在符合 IEEE 802.3cg，則布線和 PHY 設(shè)備都必須符合該標(biāo)準(zhǔn)。本節(jié)深入探討了 insertion 和 return loss 的規(guī)范，以及一致性驗證過程。此外，它還概述了一種估計和測試給定類型電纜的最大覆蓋范圍的方法。

圖 7 顯示了如何計算電纜的最大范圍。該流程圖依賴于給定電纜樣本的插入損耗和回波損耗的測量。

圖7. 驗證電纜樣品是否符合插入和回波損耗規(guī)格，以及最大電纜長度是否符合規(guī)格的流程圖。

理論上，電纜的長度不應(yīng)影響這些結(jié)果;然而，在實踐中，測量誤差會隨著電纜長度的減小而增加。因此，APL 規(guī)范建議使用 500 m 樣品測量電纜。對于非 APL 應(yīng)用程序，本文檔建議使用至少 100 m 的電纜以獲得可接受的結(jié)果。

為了確保合規(guī)性，第一步涉及評估電纜在各種頻率下的回波損耗。如果回波損耗低于公式 5 中概述的閾值，則電纜不符合標(biāo)準(zhǔn)，無需進一步測試。

但是，如果電纜的回波損耗高于指定曲線，下一步是根據(jù)公式 1 或 2 中設(shè)置的基準(zhǔn)評估電纜的插入損耗。如果插入損耗超過這些曲線，則認(rèn)為該電纜不合規(guī)。

在驗證了插入損耗和回波損耗后，該圖提出了一種估計滿足規(guī)格的最大允許長度的方法。這是通過將測得的插入損耗乘以系數(shù) k 來獲得盡可能接近公式 1 中描述的 1.0 V p-p 或公式 2 中描述的 2.4 V p-p 傳輸電平的曲線來實現(xiàn)的。

通過乘以因子 k，外推估計相同類型但擴展到測試樣品長度的 k 乘以的電纜的插入損耗。目標(biāo)是確定外推插入損耗曲線保持在所需規(guī)格曲線以下的最大 k，并在外推過程中迭代調(diào)整 k。

以下示例可用于說明此方法，并假設(shè)已測量插入損耗和回波損耗。

第 1 步：回波損耗驗證

圖 8 顯示了給定類型、長度為 100 m 的電纜 X 的回波損耗驗證，以及 IEEE 802.3cg 和 APL 的回波損耗規(guī)格。請注意，電纜測得的回波損耗中的每個點都大于 APL 和 IEEE 802.3cg 回波損耗規(guī)格。這意味著被測電纜符合兩種回波損耗標(biāo)準(zhǔn)。

圖8. 回波損耗驗證：藍(lán)色表示給定類型電纜的測得回波損耗。黃色跡線表示 APL 回波損耗規(guī)格，紅色跡線表示 IEEE 802.3cg 回波損耗規(guī)格。

第 2 步：插入損耗驗證

插入損耗可以通過繪制電纜的插入損耗與規(guī)格的關(guān)系圖來驗證（圖 9）。測量了電纜 X 的插入損耗，并以穩(wěn)定的藍(lán)色顯示。請注意，該曲線遠(yuǎn)低于紅虛線和虛線中繪制的 1.0 V p-p 和 2.4 V p-p 10BASE-T1L 規(guī)格。

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圖9. 插入損耗驗證：紅色虛線跡線是 IEEE 802.3cg 在 2.4 V p-p 傳輸電平下的最大插入損耗;黃色虛線跡線是 IEEE 802.3cg 在 1.0 V p-p 傳輸電平下的最大插入損耗;藍(lán)色實線是測得的 100 m 電纜 X 的插入損耗。

這意味著這種相同類型電纜 X 的任何 100 米鏈路都可以在 1.0 V p-p 或 2.4 V p-p 的 10BASE-T1L 鏈路中使用。

第 3 步：計算符合 IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)的最大長度

本節(jié)重點介紹 IEEE 802.3cg 標(biāo)準(zhǔn)，而不是 APL 分類。但是，可以根據(jù)表 1 進行類似的分析。

測得的插入損耗可以通過將每個數(shù)據(jù)點乘以系數(shù) k 來推斷，因此，當(dāng)根據(jù) 1.0 V p-p 或 2.4 V p-p 標(biāo)準(zhǔn)繪制時，所得曲線低于兩條曲線中的任何一條，具體取決于要使用的傳輸幅度。

圖 10 顯示了 1.0 V p-p 的 IEEE 802.3cg 插入損耗規(guī)格，以及通過選擇 k = 7（綠線）獲得的外推曲線。綠色曲線是通過將 100 m 電纜樣本的插入損耗的每個數(shù)據(jù)點乘以 k = 7 獲得的。請注意，獲得的外推略略低于 1.0 V p-p 規(guī)格，這意味著 700 m（乘以 k = 7 倍電纜長度得出）是符合非 APL 應(yīng)用中 1.0 V p-p 傳輸電平的近似最大長度。任何低于 700 m 的長度也符合 1.0 V p-p 傳輸電平規(guī)范。

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圖10. 電纜 X 的插入損耗外推，以獲得符合 IEEE 802.3cg 1.0 V p-p 和 2.4 V p-p 規(guī)范的最大電纜長度。

同樣，圖 10 顯示了 2.4 V p-p 的 IEEE 802.3cg 插入損耗規(guī)格，以及通過選擇 k = 12（藍(lán)線）獲得的外推曲線。該曲線的獲取方式與上述類似，即將 100 m 電纜樣本的插入損耗的每個數(shù)據(jù)點乘以 k = 12。

請注意，外推曲線也略低于 2.4 V p-p 規(guī)格，這意味著 1,200 m 是符合 2.4 V p-p 傳輸電平（基于其插入損耗）的近似最大長度。任何低于 1,200 m 的長度也將符合 2.4 V p-p 規(guī)范。

分析得出的結(jié)論是，根據(jù)插入損耗和回波損耗標(biāo)準(zhǔn)，在非 APL 應(yīng)用中，這種特定電纜類型的最大允許鏈路段約為 700 m（對于 1.0 V p-p）和 1,200 m（對于 2.4 V p-p 傳輸電平）。但是，對于需要完全符合標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，最大鏈路段不得超過 1,000 m。

此方法可應(yīng)用于其他電纜類型，可能導(dǎo)致最大合規(guī)鏈路段小于 1,000 m。例如，當(dāng)對 Cat5/Cat6 電纜進行類似評估時，符合 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)的典型最大長度通常不超過 700 m，盡管這可能因特定電纜品牌和型號而異，因為有些電纜可能會提供額外的余量。

電纜測試以估計最大范圍

電纜測試程序包括使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 （VNA） 估計電纜的參數(shù)，并使用 ADI 的 EVAL-ADIN1100EBZ 評估套件執(zhí)行以太網(wǎng)流量測試。該評估套件具有媒體轉(zhuǎn)換器功能，并通過其評估軟件提供對診斷功能（如幀生成器、幀檢查器、均方誤差和環(huán)回模式）的訪問。

測試程序

電纜測試包括使用 VNA 測量被測電纜的插入損耗和回波損耗。然后應(yīng)用這些參數(shù)來評估電纜合規(guī)性并估計符合 IEEE802.3cg 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)的最大電纜長度。最大兼容長度對應(yīng)于特定類型電纜的最大長度，該電纜仍符合 IEEE 802.3cg 中定義的 2.4 V p-p 或 1.0 V p-p 插入損耗曲線（再次圖 2）。

進一步的測試包括通過被測電纜連接兩個 EVAL-ADIN1100EBZ 評估板，以建立 10BASE-T1L 鏈路。后續(xù)的鏈路性能測試包括使用片上幀生成器以全帶寬傳輸以太網(wǎng)流量。在每個 EVAL-ADIN1100EBZ 板上監(jiān)控 10BASE-T1L 鏈路的均方誤差 （MSE），以及錯誤計數(shù)和接收的以太網(wǎng)幀數(shù)量。只有在以下情況下，測試才會標(biāo)記為通過：

• 10BASE-T1L 建立成功。

• MSE 優(yōu)于 –20.5 dB。

• 在執(zhí)行測試期間，接收的幀中沒有錯誤。

對相同電纜類型的不同長度重復(fù)進行此測試，以確定故障點。但是，在某些情況下，最大測試長度對應(yīng)于實驗室中可用的最大長度，而不一定是電纜的最大范圍。

同樣，在電纜長度增量超過 100 m 的情況下，識別的故障點可能無法準(zhǔn)確表示絕對最大電纜長度。例如，如果只有 500 米的線段可用，則可能會使用 1,000 米（連接了兩個 500 米的線段）成功建立鏈接，但在 1,500 米處失敗。雖然真正的最大長度可能是 1,200 米，但此特定長度不可用于測試，因此最后記錄的數(shù)據(jù)點仍為 1,000 米。

表 2 顯示了在實驗室中測試的各種電纜，在兩種傳輸水平下估計的最大長度均符合 10BASE-T1L 標(biāo)準(zhǔn)，以及使用 EVAL-ADIN1100EBZ 評估板在 2.4 V p-p 和 1.0 V p-p 下測試的長度。

結(jié)論

IEEE 802.3cg-2019 標(biāo)準(zhǔn)的靈活電纜定義支持以前在舊通信協(xié)議中使用的各種電纜類型，保持廣泛的覆蓋范圍，通過以太網(wǎng)連接無縫連接邊緣設(shè)備，而無需網(wǎng)關(guān)。

Analog Devices 的 ADIN1100、ADIN1110 和 ADIN2111 包括內(nèi)置裕量，以支持符合標(biāo)準(zhǔn)和不符合標(biāo)準(zhǔn)的電纜。雖然應(yīng)用最好遵守 IEEE 802.3cg 或 APL 規(guī)范，尤其是在過程控制方面，但現(xiàn)實情況是，許多系統(tǒng)需要重復(fù)使用現(xiàn)有布線以降低部署成本。

這種內(nèi)置裕量增強了數(shù)據(jù)鏈路的穩(wěn)健性，并有助于將 10BASE-T1L 技術(shù)用于各種電纜類型，包括已經(jīng)為其他通信協(xié)議安裝的電纜。這種靈活性有助于確保 ADI 的 10BASE-T1L 器件能夠在 1.0 V p-p 和 2.4 V p-p 傳輸電平下保持一致的電纜范圍。

此外，ADI 公司的 10BASE-T1L 診斷工具（如幀生成器、幀檢查器、通過均方誤差的鏈路質(zhì)量指示器以及帶 TDR 的電纜故障檢測器）支持規(guī)劃、調(diào)試和運行階段的系統(tǒng)診斷。這些工具有助于簡化部署，通過提供診斷見解來最大限度地減少停機時間，并減少故障發(fā)生時的糾正性維護。