Antarmuka yang tidak bergantung pada media: sisi listrik dari port

Di antara MAC Ethernet di dalam ASIC switch atau kontroler NIC dan medium — pasangan tembaga, serat optik, backplane — terdapat sebuah antarmuka elektrik yang terstandarisasi. IEEE menyebut keluarga ini media-independent interfaces (MII): MAC tidak peduli apakah sisi seberang adalah PHY tembaga, cage SFP, atau modul 400G, selama keduanya berbicara dalam antarmuka yang disepakati. Setiap generasi Ethernet menambahkan satu antarmuka baru: MII dan RMII untuk 10/100, GMII/RGMII/SGMII untuk gigabit, XGMII/XAUI/XFI/SFI untuk 10G, dan keluarga AUI (CAUI-4, 400GAUI-8, 800GAUI-8) untuk semua generasi sesudahnya. Bagian ini menjelaskannya dari sudut pandang transceiver — apa yang tiba di cage, apa yang harus ditiru oleh SFP tembaga, dan mengapa sebuah port yang “berada dalam mode yang salah” menolak modul yang sebenarnya baik-baik saja.

Tumpukan layer MAC → xMII → PCS → PMA/AUI → PMD untuk port PHY tembaga, modul optik pluggable, dan SFP tembaga

Mengapa pemisahan ini ada

Layer	Ada di	Antarmuka ke layer berikutnya
MAC (framing, alamat)	ASIC switch, kontroler NIC, SoC	reconciliation sublayer → xMII
PCS (pengkodean: 8b/10b, 64b/66b, FEC)	ASIC/controller untuk pluggable; chip PHY untuk tembaga	PMA
PMA / SerDes	SerDes ASIC atau PHY	lane AUI ke modul atau medium
PMD (laser, driver tembaga)	modul transceiver atau chip PHY	serat optik / kabel

Untuk optik pluggable, PCS dan SerDes tetap berada di host; modul menerima lane serial (SFI, CAUI-4, 400GAUI-8) dan mengonversinya menjadi cahaya. Untuk tembaga, sebuah chip PHY menjalankan PCS+PMA+PMD dan berbicara dengan MAC lewat antarmuka paralel (RGMII) atau serial (SGMII). SFP tembaga menempatkan PHY tersebut di dalam modul, sehingga cage harus membawa SGMII atau 1000BASE-X ke sana (SGMII & gigabit serial).

Tangga antarmuka

Antarmuka	Laju	Bentuk	Sinyal	Jangkauan	Didefinisikan oleh	Tempat tipikal
MII	10/100	paralel 4-bit @ 2,5/25 MHz	16–18	cm	IEEE 802.3 Kl. 22	MAC ↔ PHY lama
RMII	10/100	2-bit @ 50 MHz	7–9	cm	RMII Consortium	SoC embedded ↔ PHY
SMII / SS-SMII	10/100	1-bit @ 125 MHz	2–3 per port	cm	Cisco	PHY multi-port
GMII	1G (+10/100)	8-bit @ 125 MHz	24+	cm	Kl. 35	MAC ↔ PHY, kini kebanyakan on-chip
RGMII	1G (+10/100)	DDR 4-bit @ 125 MHz	12	≤ 10–15 cm	HP/Marvell RGMII v1.3/2.0	SoC ↔ PHY tembaga pada switch/router kecil
TBI / RTBI	1G	10-bit @ 125 MHz	20+	cm	Kl. 36	MAC ↔ SerDes eksternal (lama)
1000BASE-X (SerDes)	1G	1 lane 1,25 GBd, 8b/10b	2 pasang diferensial	50 cm+	Kl. 36/37	yang dibawa cage SFP pada 1G
SGMII	10/100/1000	1 lane 1,25 GBd, 8b/10b	2 pasang (+ clock)	50 cm+	Cisco SGMII v1.8	MAC ↔ PHY tembaga; MAC ↔ SFP tembaga
2500BASE-X	2,5G	1,25 × laju SGMII/1000BASE-X: 3,125 GBd	2 pasang	50 cm	de facto	SFP 2,5G, stick PON
QSGMII	4 × 1G	1 lane 5 GBd	2 pasang	50 cm	Cisco	ASIC ↔ PHY tembaga quad
USXGMII	10M–10G	1 lane 10,3125 GBd, 64b/66b	2 pasang	30 cm	Cisco/Marvell	ASIC ↔ PHY mGig; SFP+ 10GBASE-T
XGMII	10G	DDR 32-bit @ 156,25 MHz	74	< 7 cm	Kl. 46	on-chip
XAUI	10G	4 × 3,125 GBd, 8b/10b	8 pasang	50 cm	Kl. 47	modul XENPAK/X2, PHY lama
XFI / SFI	10G	1 × 10,3125 GBd, 64b/66b	2 pasang	20–30 cm	XFP MSA / SFF-8431	cage XFP / SFP+
10GBASE-KR	10G	1 × 10,3125 GBd	2 pasang	backplane 1 m	Kl. 72	backplane, PHY 10GBASE-T
25GAUI	25G	1 × 25,78 GBd NRZ	2 pasang	C2M	Annex 109A/B	cage SFP28
XLAUI / CAUI-10	40G / 100G	4 / 10 × 10,3125 GBd	8 / 20 pasang	C2C/C2M	Annex 83A/B	QSFP+ / CFP, CXP
CAUI-4	100G	4 × 25,78 GBd NRZ	8 pasang	C2M	Annex 83D/E	cage QSFP28
50GAUI-2 / -1	50G	2 × 26,5625 NRZ / 1 × 26,5625 GBd PAM4	4 / 2 pasang	C2M	Annex 135B–E	SFP56
100GAUI-4 / -2 / -1	100G	4 × NRZ / 2 × 53 GBd PAM4 / 1 × 106 GBd PAM4	—	C2M	Annex 135D–G, 120G	QSFP28 (varian PAM4), QSFP112
200GAUI-8 / -4 / -2	200G	8 × 26,5 PAM4 / 4 × 53 / 2 × 106	—	C2M	Annex 120C–G	QSFP56, QSFP112
400GAUI-16 / -8 / -4	400G	16 × 25 NRZ / 8 × 53 PAM4 / 4 × 106 PAM4	—	C2M	Annex 120B–G	CFP8 / QSFP-DD, OSFP / QSFP112, OSFP
800GAUI-8 / -4	800G	8 × 106 PAM4 / 4 × 212 PAM4	—	C2M	802.3df / dj	OSFP, QSFP-DD800 / OSFP224, OSFP-XD

Detail: MII, RMII, GMII, RGMII, SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII, XGMII, XAUI, SFI, dan keluarga AUI.

Di mana masing-masing berada

Perangkat	MAC → …	… → medium
Switch tembaga 1G 48-port	ASIC → QSGMII → PHY quad	PHY → RJ45
Router kecil / papan SoC	SoC → RGMII atau SGMII → PHY	PHY → RJ45; atau SoC → 1000BASE-X/SGMII → cage SFP
Port SFP+/SFP28 switch atau NIC 10G/25G	SerDes ASIC → SFI / 25GAUI → cage	modul → serat optik atau DAC
Port QSFP28 100G	ASIC → CAUI-4 (4 × 25G) → cage	modul → 4 λ atau 4 serat optik
Port QSFP-DD / OSFP 400G	ASIC → 400GAUI-8 (8 × 50G PAM4) → cage	gearbox modul → 4 × 100G optik
Port OSFP 800G	ASIC → 800GAUI-8 (8 × 100G PAM4) → cage	modul → 8 × 100G (DR8) atau 4 × 200G
SFP tembaga 1000BASE-T	host 1000BASE-X atau SGMII → PHY modul	PHY → RJ45
SFP+ 10GBASE-T	host SFI (10GBASE-R) → PHY modul (kelas USXGMII)	PHY → RJ45
Port switch RJ45 multigig	ASIC → USXGMII → PHY mGig	2,5/5/10GBASE-T

Manajemen PHY vs modul

	Chip PHY tembaga	Modul pluggable
Bus	MDIO/MDC (Klausul 22: address 5-bit, 32 × register 16-bit; Klausul 45: pasangan device/register untuk 10G+)	I²C dua kawat (halaman A0h/A2h, CMIS) (Antarmuka dua kawat)
Status link	register status PHY (reg 1), in-band pada RGMII/SGMII	pin dan flag LOS/LOL, DDM
Tool Linux	`mii-tool`, `phytool`, `ethtool` (driver PHY)	`ethtool -m`, i2c-dev (Alat NIC)
Keanehan SFP tembaga	PHY di dalam modul dapat dijangkau lewat I²C pada address kedua (misalnya 0xAC pada modul berbasis Marvell 88E1111) atau lewat halaman vendor — MDIO di-tunnel	—

Mengapa ini penting untuk pekerjaan transceiver

Mode cage. Port SFP 1G dapat berada dalam mode 1000BASE-X atau SGMII; SFP tembaga berperilaku berbeda pada masing-masing mode, dan klien 10/100 hanya berfungsi dalam SGMII (atau dengan modul yang menyembunyikan perbedaan ini) (SGMII & gigabit serial).
Laju dan pengkodean. Modul harus menerima laju lane dan pengkodean host: SFI pada 10,3125 GBd, CAUI-4 pada 25,78, 400GAUI-8 PAM4 — inilah yang diumumkan oleh kode kepatuhan dan aplikasi CMIS (Kode kepatuhan).
Siapa yang me-retime. Modul SFP+ sering kali linier/limiting dengan ekualisasi di host; modul 25G+ membawa CDR; modul PAM4 membawa DSP; modul LPO kembali linier dan bergantung pada SerDes host (CDR, DSP & LPO).
Lane elektrik ≠ lane optik. 400G-FR4 menerima 8 lane elektrik dan memancarkan 4 panjang gelombang; gearbox-nya berada di dalam modul (XGMII, XAUI, dan keluarga AUI).
Linux memilih antarmuka dari EEPROM. Layer SFP pada kernel membaca byte 3–10, 12, dan 36 untuk memutuskan antara 1000BASE-X, SGMII, 2500BASE-X, 10GBASE-R — satu byte kepatuhan yang salah membuat modul yang baik link dalam mode yang salah (Peta memori).

Bacaan lebih lanjut

MII, RMII, GMII, RGMII — antarmuka paralel: pin, clock, mode delay RGMII, status in-band, manajemen PHY lewat MDIO, gangguan tipikal.
SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII — antarmuka serial ke PHY dan cage SFP: perbedaan autonegosiasi, SFP tembaga, 100BASE-FX, 2,5G, multigig, bagaimana Linux memilih mode.
XGMII, XAUI, XFI/SFI, dan keluarga AUI — dari 10G hingga 800G: jumlah lane, C2C vs C2M, compliance point, pemetaan OIF CEI, pemetaan lane elektrik-ke-optik, modul retimed vs linier.

Di CodingBox

Byte yang ditampilkan CodingBox adalah pernyataan modul tentang antarmuka host mana yang didukungnya: kode kepatuhan (1000BASE-T → tembaga yang mampu SGMII/1000BASE-X), laju bit nominal, byte pengkodean (8b/10b vs 64b/66b vs PAM4), bit CDR, dan ID host-interface CMIS. Mengubahnya mengubah antarmuka yang akan dicoba oleh host (Check transceiver, Kode kepatuhan).

Jika Anda menemukan ketidakakuratan atau kesalahan dalam artikel ini, pilih bagian teks yang bersangkutan lalu tekan Ctrl+Enter untuk .