光トランシーバーの試験をするのに三つの接続形態があります。

  1. 対向接続
    評価が定まったトランシーバーを対向に接続して行う試験、最も実際の運用形態に近い。
  2. 外部測定器試験
    対抗に測定器を接続して行う。パワーメーター、光オシロ、光スペアナ等。
  3. ロープバック試験
    送信信号をすぐに受信に返すループバックアダプタを使用して行う試験。DDM検査、BERT等。

電気的特性を観るにはループバックが一般的で、光の変調の様子などを測定するには外部の機器を接続する必要があります。

しかし、同じ形態を1000BAE-Tのトランシーバーに対して行おうとすると問題があるのです。100BASE-Tでは、1,2ピンのペアが送信。4,5ピンのペアが受信ですのでこれを短絡接続すれば光のループバックと同等です。

しかし、1000BASE-Tでは1,2ピン4,5ピン7,8ピン3,6ピン4対の信号線でそれぞれ250Mbps。かつ双方向です。つまり送信ポート受信ポートの区別が有りません。

PIN 100BASE-T 1000BASE-T
1 TD+ BI DA+
2 TD- BI DA-
3 RD+ BI DB+
4   BI DC+
5   BI DC-
6 RD- BI DB-
7   BI DD+
8   BI DD-

通常の通信と同じようにデータを送信すると送信したデータと受信したデータの区別が付きません。

IEEE802.3abではloopback modeが規定されています。

従って機器側に特別なテストモードを備えている必要があります。

MARVELL 88E1111のデータシートに記述されている”loopback stub”の配線は。

2.15.3.1 Loopback Stub The loopback stub consists of a plastic RJ-45 header, connecting RJ-45 pair 1,2 to pair 3,6 and connecting pair 4,5 to pair 7,8, as seen in Figure 36.

様々な"loopback"

イーサネットスイッチ機器のマニュアルを眺めると、全く異なる意味で"loopback"のキーワードが登場しています。

  • 論理インターフェースとしてのloopback
    物理的には存在しないが経路管理上存在するインターフェース。常にupでありrouting IDや測定用のターゲットアドレスとして使われる
  • 内部loopback(ニアエンド・ループバック)PMD/PCS loopback
    物理的インターフェースに紐づいているが、信号が機器の外に出ない状態。配線を行わない状態での機器の試験などに使われる。自己診断等。
  • 外部loopback(コネクタ・ループバック)external loopback
    外部にアダプタを使用して信号を折り返す状態。本稿で取り上げている状態。
  • リモートloopback(ふぁーえんど・ループバック)line-side loopback
    対抗側の機器でloopback処理されている状態。対向の試験のためにデータを送り返す状態。線路の評価等に使われる。

ループバックモードへの切り替え方

BCM84891L external loopback DEVAD = 7, Address = 0xFFF8,bit 15

ALAXALA

ALAXALAのイーサネットスイッチには"test interfaces"コマンドを備えたものが有り。

test interfaces gigabitsthernet 1/1 connector
> test int giga 1/1 connector auto 1000base-t
12/23 05:11:16 E4 VLAN 25100002 0700:000100000000 VLAN (1) Status is Down.
12/23 05:11:18 E4 PORT GigabitEthernet1/1 25011001 1350:000000000000 Port up.
> no test int giga 1/1
Date 2021/12/23 05:13:00 UTC
Interface type             :1000BASE-T
Test count                 :100
Send-OK                    :100            Send-NG                 :0
Receive-OK                 :100            Receive-NG              :0
Data compare error         :0              Out underrun            :0
Out buffer hunt error      :0              Out line error          :0
In CRC error               :0              In alignment            :0
In monitor time out        :0              In line error           :0
H/W error                  :none

 

VeEX RXT1200/6200での試験モード

1G RJ-45 / SFPポート共にloopbackのoption設定なし。

1G SFPのトランシーバー試験モードではRX DDMが所得できない段階で試験停止

 

cisco ASR9000(未確認)

RP/0/RSP0/CPU0:ASR9001-F# configure
RP/0/RSP0/CPU0:ASR9001-F(config)# interface tenGigE 0/0/1/1
RP/0/RSP0/CPU0:ASR9001-F(config-if)# loopback external 
RP/0/RSP0/CPU0:ASR9001-F(config-if)# commit
RP/0/RSP0/CPU0:ASR9001-F(config-if)# end

Juniper(未確認)

 

set loopback
test interface et-0/1/2 prbs-test-start pattern-type 31 direction 0 flip 0 
show interfaces interface-name prbs-stats
test interface interface-name prbs-test-stop direction  1

ARISTA EOS(未確認)

interface Ethernet47
description TX side
phy diag transmitter test pattern PRBS31

interface Ethernet47
description RX side
phy diag receiver test pattern PRBS31

Different PRBS are available. You can check configured/available PRBS with:
sh interface ethernet 47 phy diag test pattern
Configured Operational
Interface Transmit Receive Transmit Receive Available
—————- ——– ——- ——– ——- —————————-
Ethernet47 PRBS31 PRBS31 PRBS31 PRBS31 PRBS 7,9,11,15,23,31,58

The see the results you can run “show interfaces ethernet 47 phy diag test pattern counter detail”:

Ethernet47
Last clear 0:19:38 ago
Operational test pattern PRBS31
Current State Changes Last Change
————- ——- ———–
Lane 0
Bit rate 10.312 Gbps
Lock state locked 9 0:00:07 ago
Largest burst 9110
Bit errors 22583* 7 0:00:01 ago
Total bits 12,149.850 Gb
Bit error rate 1.86E-09*
Bit errors since last lock 2580
Total bits since last lock 77.690 Gb
BER since last lock 3.32E-08

interface Ethernet47
description TX side
phy diag transmitter test pattern PRBS31

interface Ethernet47
description RX side
phy diag receiver test pattern PRBS31

Different PRBS are available. You can check configured/available PRBS with:
sh interface ethernet 47 phy diag test pattern
Configured Operational
Interface Transmit Receive Transmit Receive Available
—————- ——– ——- ——– ——- —————————-
Ethernet47 PRBS31 PRBS31 PRBS31 PRBS31 PRBS 7,9,11,15,23,31,58

The see the results you can run “show interfaces ethernet 47 phy diag test pattern counter detail”:

Ethernet47
Last clear 0:19:38 ago
Operational test pattern PRBS31
Current State Changes Last Change
————- ——- ———–
Lane 0
Bit rate 10.312 Gbps
Lock state locked 9 0:00:07 ago
Largest burst 9110
Bit errors 22583* 7 0:00:01 ago
Total bits 12,149.850 Gb
Bit error rate 1.86E-09*
Bit errors since last lock 2580
Total bits since last lock 77.690 Gb
BER since last lock 3.32E-08

IEEE 802.3ab section 40.6.1.1.2 “Test modes”

IEEE 802.3bp 1000BASE-T1 PHY Task Force

 

97.3.7.3 Loopback

The PCS shall be placed in loopback mode when the loopback bit in MDIO register 3.0.14 is set to a one. In this mode, the PCS shall accept data on the transmit path from the GMII and return it on the receive path to the GMII. In addition, the PCS shall transmit a continuous stream of GMII to 81B-RS encoded PAM3 symbols to the PMA sublayer, and shall ignore all data presented to it by the PMA sublayer.

MARVELL 88E1111

https://www.marvell.com/content/dam/marvell/en/public-collateral/transceivers/marvell-phys-transceivers-alaska-88e1111-datasheet.pdf

2.15.3 External 1000 Mbps Loopback

2.15.3.1 Loopback Stub The loopback stub consists of a plastic RJ-45 header, connecting RJ-45 pair 1,2 to pair 3,6 and connecting pair 4,5 to pair 7,8, as seen in Figure 36.


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