基于ADI公司电缆参数测试评估ADIN1100/ADIN1110/ADIN2111最大传输距离

在工业以太网通信系统设计中，物理层（PHY）芯片的传输距离受多种因素影响，尤其是电缆性能。本文通过使用矢量网络分析仪（VNA）与ADI公司EVAL-ADIN1100EBZ评估套件相结合的方式，对支持IEEE 802.3cg 10BASE-T1L标准的ADIN1100、ADIN1110和ADIN2111 PHY芯片所支持的最大电缆长度进行评估。

测试目的与方法概述

本测试旨在估算不同电缆类型下，ADIN系列以太网PHY芯片在10BASE-T1L模式下的最大合规传输距离。该过程分为两个主要阶段：

电缆参数测量：利用矢量网络分析仪（VNA）测量电缆的插入损耗（Insertion Loss）和回波损耗（Return Loss），判断其是否符合IEEE 802.3cg标准定义的传输要求；

链路性能验证：使用EVAL-ADIN1100EBZ评估板建立实际10BASE-T1L链路，通过内置诊断功能测试链路质量，包括均方误差（MSE）、帧错误率等指标。

测试流程详解

第一阶段：电缆参数测量

将待测电缆接入矢量网络分析仪，分别测量其在10 MHz至66 MHz频段范围内的插入损耗与回波损耗。根据IEEE 802.3cg标准，10BASE-T1L定义了两种电压摆幅配置：

高电平模式：2.4 V p-p，适用于长距离传输；

低电平模式：1.0 V p-p，适用于短距离或噪声敏感环境。

根据上述标准中的插入损耗曲线，结合实测数据，可推算出该电缆在不同电压配置下所能支持的最大合规长度。

第二阶段：链路性能测试

将两块EVAL-ADIN1100EBZ评估板通过被测电缆连接，构建10BASE-T1L通信链路。随后启动评估软件，启用以下功能进行性能验证：

帧生成器（Frame Generator）：发送全带宽以太网流量；

均方误差（MSE）监测：衡量接收信号质量；

错误计数统计：记录丢帧或CRC错误；

环回模式（Loopback）：用于本地链路自检。

测试通过标准如下：

成功建立10BASE-T1L链路；

MSE值优于-20.5 dB；

整个测试过程中无帧错误。

为确定极限长度，需对同种类型但不同长度的电缆重复测试，直至出现链路中断或错误帧为止。

实验限制与结果分析

由于实验室可用电缆长度有限，部分测试无法覆盖理论最大距离。例如，若仅能获取500米电缆段，可通过级联方式实现1000米链路，但这种方法难以准确反映真实最大传输距离。因此，在某些情况下，测试得到的最大长度可能低于理论极限。

表1汇总了多种电缆在不同电压配置下的实测最大合规长度。结果显示，ADIN系列芯片在典型工业电缆上普遍可支持超过1000米的稳定传输，尤其在2.4 V p-p高电平模式下表现更佳。

表1

结论

IEEE 802.3cg-2019标准定义了灵活的电缆兼容性要求，使得ADIN1100、ADIN1110和ADIN2111等10BASE-T1L PHY芯片能够在多种传统工业布线环境下实现长距离通信。通过结合VNA参数分析与评估板链路测试，工程师可有效预判特定电缆部署下的通信可靠性，为边缘设备无缝接入工业以太网提供技术保障。

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