10Gリンク確立後のSQI（信号品質）評価

10Gリンクが確立された後、通信が安定しているかを判断する最も重要な指標が SQI (Signal Quality Indicator) です。

IEEE 802.3ch (10GBASE-T1) において、SQIは単なる「信号の強さ」ではなく、受信機側のイコライザやエコーキャンセラ適用後の SNR（信号対雑音比） をベースにした指標であり、通信の「余裕度（マージン）」をリアルタイムで示します。

1. SQIの定義とスケール

10GBASE-T1では、OPEN Allianceの規定に基づき、通常 0〜7 の8段階で表されます。

• MSE (Mean Square Error) との相関: チップ内部では「スライサ」での誤差（理想的なPAM4レベルからのズレ）を MSE として計算し、それをSQI値に変換して出力します。

2. チップ別 SQI の取得方法（MDIOレジスタ）

SQIは、PHYチップ内部の特定の管理レジスタを MDIO（Management Data Input/Output） 経由で読み出すことで取得します。

Marvell 88Q4364 (Brightlane) の例

• レジスタ: ベンダー固有の診断レジスタ（通常、Device 3, Address 0x8000 番台など）に格納されています。

• 確認方法: Linux環境であれば ethtool -S eth0 コマンドで、統計情報（phy_sqi 等の項目）として表示されるようドライバで実装されていることが多いです。

MotorComm YT8011 の例

• レジスタ: DCQ (Dynamic Channel Quality) レジスタ（例：Address 0x01FE 前後）に、現在のMSE値とSQI値が格納されます。

• 特徴: 中国メーカーのチップは、詳細な MSE（9bit値など） を直接読み出せるように設計されていることが多く、VNAの測定結果との相関を細かく追うデバッグに適しています。

3. VNA測定結果との相関（デバッグの指針）

10Gリンク確立後にSQIが低い（例：SQI=2）場合、VNAの4ポート測定結果を以下のように見直します。

1. 挿入損失 (SDD21):

   5.625 GHz（ナイキスト周波数）付近で急激な落ち込みがないか。ケーブルの折れやコネクタ（H-MTD/HFM）の接触不良が疑われます。

2. モード変換損失 (SCD21 / SDC21):

   SQIの低下は、外部ノイズよりも「ペア間の不平衡」による自滅が原因であることが多いです。VNAでSCD21が規格のリミットラインを超えている場合、それがSQIを押し下げています。

3. リターンロス (SDD11) と TDR:

   HFM-2.92mm変換部で 100Ω から大きく外れる（例：85Ω以下）と、多重反射が発生し、チップ内のエコーキャンセラで取りきれないノイズとなりSQIが悪化します。

4. 評価自動化への応用

コンプライアンステストの現場では、VNAでの静的な試験（電源OFF時）だけでなく、「稼働中のSQIモニタリング」 を組み合わせるのがトレンドです。

• 手順:

  1. Pythonスクリプト等で mdio-tool を叩き、1秒ごとにSQIをログ取得。

  2. ケーブルを揺らしたり、周囲にノイズ源を近づけたりした際のSQIの変動を観測。

  3. リンクダウン直前のSQI値を特定し、システムの閾値（マージン設計）に反映。

次のステップとして

お手持ちのボード（MotorComm YT8011 等）から 実際にレジスタ値を読み出すための具体的な mdio コマンド や、Pythonでの自動取得スクリプトのサンプル について、必要であれば提示いたしましょうか？

Hardware Debugging: How to Read, Write & Poll PHY Registers

この動画では、MDIOを使用してPHYレジスタを読み書きする具体的な手順が解説されており、10GBASE-T1チップからSQI値を取得する際の実務的な参考になります。

出典：Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)

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