网络接口规范

1、基本物理层:
a) RJ45接口作为最基本的网络接口之一有两种形式：对于百兆网口有4条线，2对差分线；对于千兆网口有4对差分线。RJ45水晶头是有8个凹槽和8个触点（8p8c）的接头，分为集成网络变压器和非集成网络变压器两种
①集成网络变压器

②非集成网络变压器

b) RJ11水晶头一般都是4芯的，常用来连接电话和调制解调器。需要注意的是，RJ11通常指的是6个位置（6针）模块化的插孔或插头，但是只有4针被用到，RJ11通常只有6个凹槽和4个触点（6p4c）的接头
c)RJ45和RJ11水晶头区别如下图：

d) RJ45水晶头接线时有两种线序标准：T-568A和T-568B。通过采用不同的标准，最后制作成的网线有直通型和交叉型两种。现在所有的网线制作都采用的是568B，线序如下(橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 棕白 棕)：

2、网络变压器与RJ45接口
a) 在以太网设备中，通过PHY芯片(物理层的网络转换芯片)接RJ45时，中间都会加一个网络变压器。有的变压器中心抽头接到地。而且接电源时，电源值又可以不一样，3.3V，2.5V，1.8V都有。这个变压器的作用分析如下：
①中间抽头为什么有些接电源？有些接地？这个主要是与使用的PHY芯片UTP口驱动类型决定的，这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。电压驱动的就要接电源；电流驱动的就直接接个电容到地即可！所以对于不同的芯片，中心抽头的接法，与PHY是有密切关系的，具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。
②为什么接电源时，又接不同的电压呢？这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。决定的什么电平，就得接相应的电压了。即如果是2.5v的就上拉到2.5v，如果是3.3v的就上拉到3.3v，因此网络变压器具有适配不同电压的功能。
③这个变压器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。从理论上来说，是可以不需要接变压器，直接接到RJ45上，也是能正常工作的。但是呢，传输距离就很受限制，而且当接到不同电平网口时，也会有影响。而且外部对芯片的干扰也很大。当接了网络变压器后，它主要用于信号电平耦合。其一，可以增强信号，使其传输距离更远；其二，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用（如雷击）；其三，当接到不同电平（如有的PHY芯片是2.5V，有的PHY芯片是3.3V）的网口时，不会对彼此设备造成影响。
④网络变压器也被称作“数据汞”，也可称为网络隔离变压器。它在一块网络接口上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。它主要用在网络交换机、路由器、网卡、集线器里面，起到信号耦合、高压隔离、阻抗匹配、电磁干扰抑制等作用

如上图中左边所示为共模扼流圈(CMC:Common Mode Choke)，也叫共模扼制电感，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。理想的共模扼流圈对L(或N）与E之间的共模干扰具有抑制作用，而对L与N之间存在的差模干扰无电感抑制作用。但实际线圈绕制的不完全对称会导致差模漏电感的产生。信号电流或电源电流在两个绕组中流过时方向相反，产生的磁通量相互抵消，扼流圈呈现低阻抗。共模噪声电流（包括地环路引起的骚扰电流，也处称作纵向电流）流经两个绕组时方向相同，产生的磁通量同向相加，扼流圈呈现高阻抗，从而起到抑制共模噪声的作用。共模电感实质上是一个双向滤波器：一方面要滤除信号线上共模电磁干扰，另一方面又要抑制本身不向外发出电磁干扰，避免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作

b) 网络变压器PCB设计要点：
①营造一个无噪音，电源稳定的环境；
②减少EMI、EMC对芯片的影响；
③简单的信号布线，减小走线长度；
④网络变压器靠近以太网口，以太网芯片PHY靠近变压器；
⑤网络变压器的中心抽头电容放置在引脚的背面；
⑥集成变压器的以太网口需要将除差分信号引脚外的区域挖空，非集成网络变压器的以太网口需要挖空整个以太网口和网络变压器；
⑦非集成网络变压器以太网口，初级差分线可以忽略阻抗要求，线宽根据实际情况加宽，并保持走线最短，次级差分按照100欧姆阻抗的差分线要求处理；
⑧机壳地线走线加粗，一般采用1mm，机壳地与板的边缘间距要大于等于1mm；
⑨变压器中心抽头线需要加粗；
⑩等长要求，TX与TX做等长，RX与RX等长，组内控制到2.5mil以内，组间控制在10mil以内；
⑪对于以太网芯片，TX和RX最好分不同的层走线，如果同层，线间距为4W，以太网芯片发热量高，需要增加散热孔并在背面开窗；
⑫沿单板PCB网口的边缘，每隔250mil打一个接地过孔，这些过孔排可以切断单板噪声向外辐射的途径，减小对PGND静地的影响；
⑬注意网口变压器芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量靠近变压器管脚，保证引线最短分布电感最小；
⑭要保证电源平面相邻信号线回流路径的完整性，否则要改变平面形状，使信号线处在平面层内，回流路径的不完整会带来严重的EMC问题；

c) 网络变压器实际生产中常测试的基本参数：
①开路电感(OCL)：Open Circuit Inductance 　　
漏电感：Leakage Inductance，与变压器耦合系数有关，(取决于绕线技术和磁芯)
②互绕电容：Interwinding Capacitance。小的话对于变压器信号没有影响，过大则为共模电流提供低阻抗路径，由此会产生不利效果 　　
③直流阻抗：DC Resistance RL1、RL2 　　
④变压器变压比：Turn Ratio，初级和次级线圈匝数比 　　
⑤插入损耗dB：Insertion Loss=20Xlog(V1/V2)，其中V1为插入变压器后输出端的电平，V2是未插变压器时输出端电平。此参量用以衡量插入变压器后对传输信号的影响，越小越好。一般指网络变压器对信号衰减程度与信号频率之间的关系曲线 　　
⑥回波损耗dB：Return Loss，衡量插入网络变压器后系统阻抗失配程度与信号频率之间的关系曲线Return Loss=20Xlog(Vr/Vi)，其中Vr为反射信号幅度，Vi为入射信号幅度
⑦交越干扰dB：Cross Talk，两个单元电路中的一个单元电路中的信号V1与感应到另一个单元电路中的信号V2之比值Cross Talk =20Xlog(V2/V1) 　　
⑧共模抑制比dB：CMRR=20Xlog(Vout/Vin)，网络变压器输入端的共模干扰信号幅度Vin与输出端的共模干扰信号幅度Vout之比值
⑨隔离电平：Isolation HOT-POT 以上十项都是华强盛在实际生产过程中常常测试的参数，其不同的测试参数分别需要不同的测试仪器进行测试。