SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII: antarmuka serial ke PHY dan SFP

Setiap cage SFP 1G membawa satu lane serial 1,25 GBd, dan lane itu dapat berbicara dalam dua dialek yang tampak identik pada osiloskop: 1000BASE-X, antarmuka IEEE yang diharapkan oleh modul serat optik, dan SGMII, varian Cisco yang menambahkan 10/100 Mb/s dan autonegosiasi yang berbeda. SFP tembaga hidup di perbatasan antara keduanya, dan kebanyakan tiket “SFP tembaga link pada 1G tetapi kamera 100 Mb/s saya tidak” adalah ketidakcocokan dialek. Halaman ini membahas kedua dialek gigabit tersebut, autonegosiasinya, 2500BASE-X, QSGMII multi-port, USXGMII untuk multigig dan SFP+ 10GBASE-T, serta bagaimana Linux dan switch memilih mode.

1000BASE-X: antarmuka native SFP (Klausul 36/37)

SFP serat optik bersifat transparan: apa pun yang dikodekan host keluar sebagai cahaya. Itulah sebabnya modul serat optik 1G tidak memiliki “mode” — tetapi port-nya memiliki, dan port itu harus 1000BASE-X (sering ditampilkan sebagai mode “SerDes” atau “fiber”, speed nonegotiate pada Cisco ketika sisi seberang tidak memiliki AN).

SGMII: gigabit plus 10/100 (spesifikasi Cisco SGMII v1.8)

SGMII adalah antarmuka MAC–PHY; “autonegosiasi” terjadi dua kali — Klausul 28 pada pasangan berpilin antara PHY dan link partner, lalu SGMII control word melaporkan hasilnya ke MAC. Ketika host mengharapkan Klausul 37 tetapi menerima SGMII control word (atau sebaliknya), link tidak pernah menyelesaikan AN; menonaktifkan AN pada port (speed nonegotiate, no negotiation auto, autoneg off) adalah solusi sementara yang umum — hanya pada 1G.

SFP tembaga di antara keduanya

Modul SFP tembaga berbasis Marvell 88E1111 secara default berada pada SGMII atau 1000BASE-X tergantung pada EEPROM konfigurasi/strap yang diatur saat pembuatan; vendor menjual varian “SGMII” dan “SerDes” dari modul yang sama, dan sebagian dapat dialihkan lewat register PHY yang dapat dijangkau melalui I²C modul. Port switch yang mencantumkan “1000BASE-T SFP supported” mengimplementasikan SGMII pada cage tersebut (Ethernet tembaga & DAC).

SFP 100BASE-FX

SFP serat optik 100 Mb/s (100BASE-FX, 1310 nm, 2 km) membutuhkan host untuk menjalankan lane pada 125 MBd dengan 4b/5b — PCS yang sama sekali berbeda. Hanya port yang secara eksplisit mendukung “100M SFP” (banyak switch kampus pada port tertentu, kebanyakan router; sedikit switch pusat data) yang berfungsi; pada port lain modul terdeteksi tetapi tidak pernah link. Sebagian host mengimplementasikan 100BASE-FX lewat replikasi SGMII dengan PHY eksternal di dalam modul (SFP “100M over SGMII”).

2500BASE-X

Padanan IEEE untuk multigig adalah 2.5GBASE-X/5GBASE-R (802.3bz), tetapi kebanyakan silikon berbicara 2500BASE-X atau USXGMII.

QSGMII: empat port pada satu lane

Tidak terlihat pada cage dalam desain normal; menjadi penting ketika sebuah papan quad-PHY mengekspos port combo SFP yang mode-nya diwarisi dari kanal PHY.

USXGMII: 10 Mb/s hingga 10 Gb/s pada satu lane 10G

Modul SFP+ 10GBASE-T menghadirkan 10GBASE-R (SFI) ke port SFP+ normal dan link pada 10G; apakah modul itu juga dapat melayani klien 1G/2,5G/5G bergantung pada dukungan host terhadap adaptasi rate USXGMII pada cage tersebut — kebanyakan switch tidak mendukungnya, sehingga modul hanya bekerja pada 10G, atau melakukan adaptasi secara internal dan melaporkan 10G ke host sementara sisi tembaga berjalan lebih lambat (Kecepatan & rate).

Bagaimana host memilih mode

Tabel ketidakcocokan

Di CodingBox

Byte yang mengarahkan pilihan host semuanya berada di A0h: kode kepatuhan 3–10 (1000BASE-T, SX, LX, kode 10G), laju bit nominal 12, pengkodean 11 (8b/10b vs 64b/66b), kepatuhan extended 36. Modul tembaga yang dikodekan sebagai 1000BASE-SX akan diperlakukan sebagai serat optik dan kehilangan jalur 10/100-nya; modul serat optik dengan bit 1000BASE-T yang salah akan digerakkan sebagai SGMII. CodingBox menampilkan dan mengedit field-field ini (Check transceiver, Kode kepatuhan).