SGMII、1000BASE-X、QSGMII、USXGMII：PHY と SFP へのシリアルインターフェース

1G の SFP ケージはいずれも 1.25 GBd のシリアルレーンを1本備えており、そのレーンはオシロスコープ上では見分けが付かない2つの方言を話せます。光ファイバーモジュールが前提とする IEEE のインターフェース 1000BASE-X と、10/100 Mb/s と異なるオートネゴシエーションを追加した Cisco の変種 SGMII です。銅線 SFP はこの両者の境界線上で動作し、「銅線 SFP は 1G ではリンクするのに 100 Mb/s のカメラだけリンクしない」という問い合わせの大半は、この方言の不一致が原因です。このページでは、2つのギガビット方言とそのオートネゴシエーション、2500BASE-X、マルチポートの QSGMII、マルチギガ向けの USXGMII と 10GBASE-T SFP+、そして Linux やスイッチがモードを選ぶ仕組みを扱います。

1000BASE-X：SFP 本来のインターフェース（Clause 36/37）

光ファイバー SFP は透過的です。ホストが符号化した内容が、そのまま光として出力されます。だからこそ、1G の光ファイバーモジュールには「モード」がありません。ただし ポート にはモードがあり、それは 1000BASE-X でなければなりません（「SerDes」や「fiber」モードと表示されることが多く、相手側に AN がない場合は Cisco で speed nonegotiate を使います）。

SGMII：ギガビットに 10/100 を加えたもの（Cisco SGMII 仕様 v1.8）

SGMII は MAC–PHY 間のインターフェースです。「オートネゴシエーション」は2段階で行われます。まず PHY とリンクパートナーの間のツイストペアで Clause 28 が行われ、その結果を SGMII コントロールワードが MAC に報告します。ホストが Clause 37 を想定しているのに SGMII ワードを受け取った場合（またはその逆の場合）、AN は完了しません。ポートで AN を無効化すること（speed nonegotiate、no negotiation auto、autoneg off）が通常の回避策ですが、これは 1G でのみ有効です。

二方式の間にある銅線 SFP

Marvell 88E1111 系の銅線 SFP モジュールは、製造時に設定される EEPROM／ストラップに応じて、 SGMII または 1000BASE-X のいずれかがデフォルトになります。ベンダーは同じモジュールの「SGMII」版と「SerDes」版を別々に販売しており、モジュールの I²C 経由でアクセスできる PHY レジスタで切り替えられるものもあります。「1000BASE-T SFP 対応」と明記されたスイッチポートは、そのケージで SGMII を実装しています（銅線イーサネットと DAC）。

100BASE-FX SFP

100 Mb/s の光ファイバー SFP（100BASE-FX、1310 nm、2 km）は、ホストがレーンを 125 MBd、 4b/5b で動かすことを必要とします。これは全く別の PCS です。「100M SFP」に明示的に対応したポート（一部のキャンパススイッチの特定ポート、大半のルーター、データセンタースイッチはごく一部）でのみ動作し、それ以外ではモジュールは検出されてもリンクしません。ホストによっては、モジュール内部の外部 PHY による SGMII 複製で 100BASE-FX を実装しているものもあります（「100M over SGMII」SFP）。

2500BASE-X

マルチギガに相当する IEEE 規格は 2.5GBASE-X/5GBASE-R（802.3bz）ですが、大半のシリコンは 2500BASE-X または USXGMII を話します。

QSGMII：1レーンで4ポート分

通常の設計ではケージ上に現れませんが、4連 PHY ボードが SFP コンボポートを公開し、そのモードが PHY チャネルから引き継がれる場合には関係してきます。

USXGMII：1本の 10G レーンで 10 Mb/s から 10 Gb/s まで

10GBASE-T SFP+ モジュールは、通常の SFP+ ポートに対して 10GBASE-R（SFI）を提示し、10G でリンクします。1G/2.5G/5G のクライアントにも対応できるかどうかは、そのケージでホストが USXGMII のレート適応に対応しているかどうかによります。大半のスイッチは対応していないため、モジュールは 10G 専用として動作するか、内部で適応を行い、銅線側はより低速で動作しながらホストには 10G と報告します（速度とレート）。

ホストがモードを選ぶ仕組み

不一致一覧表

CodingBox では

ホストの選択を左右するバイトは、すべて A0h にあります。コンプライアンスコード 3–10（1000BASE-T、SX、 LX、10G コード）、公称ビットレート 12、符号化 11（8b/10b か 64b/66b か）、拡張コンプライアンスコード 36 です。1000BASE-SX としてコーディングされた銅線モジュールは光ファイバーとして扱われ、 10/100 経路を失います。1000BASE-T のビットが誤って立った光ファイバーモジュールは、SGMII として駆動されてしまいます。CodingBox はこれらのフィールドを表示・編集できます（Check transceiver、コンプライアンスコード）。