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Kabellängenmessgerät selber bauen - Ethernet-PHY nehmen (Elektronik)

verfasst von Eberhard , 11.02.2015, 16:00 Uhr

» Hallo Eberhard,
»
» "Für die reine PHY-basierende Messmethode reichen dagegen zwei I/O-Pins und
» ein paar wenige µC-Befehle."
»
» Ich möchte reine Kupferkabel durchmessen und nicht direkt Ethernetkabel mit
» einigen 100m länge. Du schreibt von der reinen Messmethode die über die I/O
» Pins eines uC möglich wäre. Kannst du mir speziell dazu einen Tipp geben
» welchen du empfiehlst. Zu beginn hatte ich ja die Spezifikationen und die
» Breite der Impulse genannt.
»
» Ich möchte nochmal erwähnen das ich nicht auf bereits vorhandene Geräte
» zurückgreifen möchte sonder versuchen möchte selber solch ein Gerät zu
» bauen, welches mir einfach nur die Laufzeit zwischen hin- und rücklaufenden
» Impuls ausgibt. Die Berechnung kann dann später ein PC ausführen. Das es
» Geräte gibt und auch tragbare TDR-Meter weis, ich möchte aber für meine
» zwecke versuchen es selber zu bauen. Die Kabel die ich durchmessen will
» sind speziell Fernmeldekabel von denen ich einfach ein beliebiges Adernpaar
» für die Messung verwenden kann.
»
» Gruß Christian

Hallo Christian,

für die vorgeschlagene Ethernet-PHY-Methode* wird außer dem PHY mit TDR-Unterstützung (im genannten Beispiel ein 48-Pin-TQFP) nur ein x-beliebiger µC benötigt, mit dem das (einfache) MIIM-Protokoll an zwei I/O-Pins per Software emuliert wird (Bit-Banging genannt), sofern der jeweilige µC keinen integrierten Ethernet-MAC (und damit auch ein integriertes MIIM) hat.

Wie gesagt: Die MII-Signale des PHYs werden für die TDR-Messung NICHT benötigt (dort wird normalerweise der Ethernet-MAC angeschlossen), jedoch reine Eingänge auf definierte Pegel legen.

Man könnte am µC noch ein LCD anschließen, über das der TDR-Status (s.u.) und die Länge in Meter angezeigt wird und hätte so ein komplettes einfaches Kabel-Messsystem. Aber natürlich kann man das Messergebnis auch anderweitig auswerten.

Über die Messmethode** an sich (also Messimpuls erzeugen, Impulsantwort abwarten, Polarität und Laufzeit auswerten etc.) musst Du Dir keine Gedanken machen. Das übernimmt alles der PHY - einfacher geht es wirklich nicht!

Und ob es sich beim Messobjekt um verdrillte Kupfer-Paare* eines LAN-Kabels oder Dein (vermutlich ebenfalls verdrilltes) Fernmeldekabel handelt, spielt fast keine Rolle. Lediglich die Impedanz des zu prüfenden Kabels sollte einigermaßen bekannt sein, damit der Leitungsabschluss PHY-seitig angepasst werden kann.

Der genannte KSZ8041TL hat externe TX/RX-Abschlusswiderstände (4x 50 Ohm), so dass man diesbezüglich flexibler ist.
Neuere Ethernet-PHYs haben die Abschlusswiderstände integriert (angepasst für LAN-Kabel).

Vielleicht noch ein paar weitere Tipps:

Möglicherweise hast Du einen Ethernet-Switch (oder einen PC mit LAN-Port), der einen Baustein mit TDR-Unterstützung verwendet.
Das Problem ist dann nur, an die Management-Schnittstelle oder eine Diagnose-Software zu kommen, um die TDR-Funktion nützen zu können. Über den LAN-Anschluss selbst klappt der Zugriff auf die TDR- (und andere Switch- bzw. PHY-Register) nicht (dort werden ausschließlich Ethernet-Daten übertragen).
Bei dieser Methode könnte man das zu überprüfende Kabel einfach per RJ-45-Stecker am jeweiligen LAN-Port anschließen.

Bin gerade noch darüber gestolpert (mit weiteren Links, die aber teilweise nicht mehr funktionieren):
http://www.epanorama.net/circuits/tdr.html

Viel Erfolg und Spaß beim Kabelvermessen - mit welcher Methode auch immer!

Eberhard

* Glasfaserkabel können mit meinem Vorschlag nicht vermessen werden.

** Hier gibt es ein White-Paper zu LinkMD von Micrel:
http://www.micrel.com/_PDF/Ethernet/White%20Paper/LinkMD%20for%20industrial%20ethernetEPfinalJune05.pdf