SFP/QSFP 端口中的铜缆以太网与 DAC
SFP 或 QSFP 笼子里并非全都是光模块。铜缆 RJ45 模块和直连线缆占用相同的端口,携带相同的身份存储器,也造成了不成比例数量的「为什么不通」工单。
RJ45 模块
| 模块 | 标准 | 传输距离 | 功耗 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 1000BASE-T SFP | 802.3ab | 100 m Cat5e | ~1 W | 主机与模块 PHY 之间使用 SGMII 或 1000BASE-X |
| 10GBASE-T SFP+ | 802.3an | ~30 m Cat6a(受模块限制) | 2.5–4+ W | 发热大、时延高;许多主机限制端口数量或直接拒绝 |
| 2.5G/5G-T SFP | 802.3bz | 100 m | ~1.5–2 W | 用于接入层的多速率 |
10GBASE-T SFP+ 是出了名的问题模块:其 PHY 所需功耗远超 SFP+ 规格允许的范围,因此传输距离被压缩到约 30 m,模块在密集端口中运行发热严重,业界普遍建议改用 SR 光模块或 DAC(见 DAC 与 AOC 与光模块)。
1000BASE-T SFP 有一个隐藏的兼容性维度:主机侧期望的接口(带自动协商的 SGMII 还是普通的 1000BASE-X)。为其中一种编码的模块在配置为另一种的端口上无法链路建立。
直连铜缆(DAC)
DAC 是两端永久连接模块的 twinax 线缆。没有激光器—— 只有连接器、身份 EEPROM,以及在有源线缆上的信号调理 IC。
| 类型 | 速率 | 典型传输距离 | 功耗 |
|---|---|---|---|
| 无源 DAC | 10G SFP+ | 最长 5–7 m | 无 |
| 无源 DAC | 25G SFP28 | 最长 3–5 m | 无 |
| 无源 DAC | 100G QSFP28 | 最长 3–5 m | 无 |
| 无源 DAC | 400G QSFP-DD | 最长 ~2–3 m | 无 |
| 有源 DAC(ACC) | 25G–400G | 最长 ~5–10 m | 0.5–1.5 W |
| AOC | 10G–800G | 最长 100 m | 与光模块对相同 |
无源 DAC 随速率升高而变短,因为主机必须驱动整根线缆; 25G 及以上需要自动协商和链路训练(见 FEC、自动协商与链路训练),这也是为什么 DAC 在光模块能正常工作的端口上反而失败的原因。
身份存储器透露的线缆信息
DAC 的 EEPROM 遵循 SFF-8472 / SFF-8636,与其他模块相同,只是带有线缆专属字段:
- 光模块合规字节中的无源/有源线缆标志位。
- 长度字段中的线缆长度(以铜缆的米数而非光纤的公里数表示)。
- 用线缆规格合规性(SFF-8431 无源/有源限幅)字段取代波长——DAC 没有波长,主机会检查这个字节。
- 厂商、料号、序列号——与光模块受同样的 厂商锁定约束。
常见问题
- 主机期望不符——铜缆 SFP 上的 SGMII 与 1000BASE-X。
- 不受支持的线缆——主机会校验身份;来自未知厂商的无源 DAC 会被拒绝或被锁定。
- 超出主机驱动能力的长度——在额定 3 m 的端口上使用 5 m 无源 DAC。
- 10GBASE-T 过热——端口错误随温度时隐时现。
在 CodingBox 中
CodingBox 对 DAC 和铜缆模块身份的读取与编码方式,与任何光模块相同:合规字节、长度字段、线缆合规字节和厂商身份均可在 EEPROM editor 中查看和编辑,并重新计算校验和。这正是让 DAC 呈现出严格端口所期望身份的方法。
速率、拆分和模式相关故障——包括铜缆 SFP 上的 SGMII 与 1000BASE-X——在速率、传输速度与模式问题中详细讲解。
无源 DAC、ACC/AEC 和 AOC 的构造——底板、twinax 规格、再定时器、COB 引擎——以及两端的编码方式:线缆内部结构。
为什么铜缆 SFP 在 1G 下能工作但在某些端口上 10/100 不行——SGMII 与 1000BASE-X、自动协商字、10GBASE-T SFP+ 的 USXGMII:SGMII 与串行千兆;模块内部的 PHY 接口:MII、RMII、GMII、RGMII。