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以太网帧的概述：

以太网的帧是数据链路层的封装，网络层的数据包被加上帧头和帧尾成为可以被数据链路层识别的数据帧（成帧）。虽然帧头和帧尾所用的字节数是固定不变的，但依被封装的数据包大小的不同，以太网的长度也在变化，其范围是64～1518字节（不算8字节的前导字）。

/域

（Collision）：在以太网中，当两个数据帧同时被发到物理传输介质上，并完全或部分重叠时，就发生了数据。当发生时，物理网段上的数据都不再有效。

域：在同一个域中的每一个节点都能收到所有被发送的帧。

影响产生的因素：是影响以太网性能的重要因素，由于的存在使得传统的以太网在负载超过40%时，效率将明显下降。产生的原因有很多，如同一域中节点的数量越多，产生的可能性就越大。此外，诸如数据分组的长度（以太网的比较大帧长度为1518字节）、网络的直径等因素也会影响的产生。因此，当以太网的规模增大时，就必须采取措施来控制的扩散。通常的办法是使用网桥和交换机将网络分段，将一个大的域划分为若干小域。

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以太网测试的实际连接图

在测试过程中，测试软件会提示用户把被测设备设置成不同的测试模式以完成不同项目的测试，如千兆以太网中就规定了4种测试模式针对不同的测试。软件运行后，示波器会自动设置时基、垂直增益、触发等参数并进行测量，测量结果会汇总成一个html格式的测试 报告，报告中列出了测试的项目、是否通过、spec的要求、实测值、margin等，

值得注意的是，以太网的信号测试并不是用探头搭在正常工作的电缆上完成的，因为以 太网信号属于高速信号，所以必须在信号末端的端接电阻处做测试才是准确的，这也就是使 用测试夹具的目的。 电气性能测试以太网测试HDMI测试以太网设备如何同时使用电缆传输数据和供电？

千兆以太网前端

典型的以太网前端使用 RJ45 端口，可用于全双工传输。能实现这一点是因为连接器中包含两对信号线，每个方向一对（差分电压）。IEEE 标准要求RJ45 使用变压器实现电气隔离。变压器可以保护设备免受线路高压，或者设备之间的电位差引起的损害。千兆以太网接口的电路

千兆以太网接口分立电路网络变压器（LAN变压器）是设备连接网线的接口。在设备和线缆之间的变压器能够提供必须的隔离，同时匹配阻抗和实现差分。此外，变压器还能保护设备免受瞬态干扰，并抑制设备内部、外部线缆和设备之间的共模信号，同时不能影响信号收发性能，必须能够达到1Gbit/s的数据传输速率。另外还需要一些器件满足匹配和电磁兼容(EMC)测试。

以太网交换机工作原理工作原理：

以太网交换机工作于OSI网络参考模型的第二层（即数据链路层），是一种基于MAC（MediaAccessControl，介质访问控制）地址识别、完成以太网数据帧转发的网络设备。

交换机上用于链接计算机或其他设备的插口称作端口。计算机借助网卡通过网线连接到交换机的端口上。网卡、交换机和路由器的每个端口都具有一个MAC地址，由设备生产厂商固化在设备的EPROM中。MAC由IEEE负责分配，每个MAC地址都是全球***的。MAC地址是长度为48位的二进制，前24位由设备生产厂商标识符，后24位由生产厂商自行分配的序列号。

交换机在端口上接受计算机发送过来的数据帧，根据帧头的目的MAC地址查找MAC地址表然后将该数据帧从对应端口上转发出去，从而实现数据交换。 对于10G以太网的信号测试需要多高带宽的示波器？

共享式以太网

共享式以太网的典型是使用10Base2/10Base5的总线型网络和以集线器（集线 器）为的星型网络。在使用集线器的以太网中，集线器将很多以太网设备集中到一台中心设备上，这些设备都连接到集线器中的同一物理总线结构中。从本质上讲，以集线器为的以太网同原先的总线型以太网无根本区别。

集线器的工作原理：

集线器并不处理或检查其上的通信量，通过将一个端口接收的信号重复分发给其他端口来扩展物理介质。所有连接到集线器的设备共享同一介质，其结果是它们也共享同一域、广播和带宽。因此集线器和它所连接的设备组成了一个单一的域。如果一个节点发出一个广播信息，集线器会将这个广播传播给所有同它相连 的节点，因此它也是一个单一的广播域。
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由于在这些接口上，数据的速率真正达到了10Gbps左右，因此对于测试的带宽要求更高。虽然SFP+的规范中对于测试设备的带宽要求在12GHz以上，但是考虑到示波器的频响方式不同，以及现代的芯片比标准制定时都有更陡的边沿，使用实时示波器进行测量时建议使用20GHz以上的带宽。图7.30是用实时示波器进行SFP+接口测试的例子。

为了提高数据速率，IEEE还在10G以太网的接口标准上提出了用4路10G信号传输40G以太网信号的标准，比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纤进行传输时可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模块接口。QSFP+的光模块电接口一侧采用的标准和技术与相应的10G以太网接口类似，而40GBase-KR4也是用4对10Gbps的差分线同时传输实现40Gbps的传输速率。因此这些40G以太网的标准对于测试仪表的带宽要求也与对应的10G接口要求类似，只不过要测试的端口数更多。对于采用了光口作为以太网信号传输的接口，如果还想进行光口的眼图、抖动、消光比、光功率、波长等的测试，需要借助相应的光采样示波器、光功率计等完成，可以参考后面关于光信号测试的章节 电气性能测试以太网测试HDMI测试