SGMII, 1000BASE-X, QSGMII, USXGMII: interfaces serie a PHY y SFP

Toda jaula SFP de 1G lleva un carril serie de 1,25 GBd, y ese carril puede hablar dos dialectos que en un osciloscopio parecen idénticos: 1000BASE-X, la interfaz del IEEE que espera un módulo de fibra, y SGMII, la variante de Cisco que añade 10/100 Mb/s y una autonegociación distinta. Los SFP de cobre viven en la frontera entre ambos, y la mayoría de los tickets del tipo «el SFP de cobre enlaza a 1G pero mi cámara de 100 Mb/s no» son un desajuste de dialecto. Esta página cubre los dos dialectos de gigabit, su autonegociación, 2500BASE-X, el QSGMII multipuerto, USXGMII para multigig y SFP+ 10GBASE-T, y cómo eligen el modo Linux y los conmutadores.

1000BASE-X: la interfaz nativa del SFP (cláusula 36/37)

Un SFP de fibra es transparente: lo que el host codifica sale como luz. Por eso un módulo de fibra de 1G no tiene «modo» — pero el puerto sí, y debe estar en 1000BASE-X (a menudo mostrado como modo «SerDes» o «fiber», speed nonegotiate en Cisco cuando el otro extremo no tiene AN).

SGMII: gigabit más 10/100 (especificación Cisco SGMII v1.8)

SGMII es una interfaz MAC-PHY; la «autonegociación» ocurre dos veces — cláusula 28 en el par trenzado entre el PHY y su interlocutor de enlace, y luego la palabra de control SGMII informa el resultado al MAC. Cuando un host espera la cláusula 37 y recibe una palabra SGMII (o al revés), el enlace nunca completa la AN; deshabilitar la AN en el puerto (speed nonegotiate, no negotiation auto, autoneg off) es la solución habitual — solo a 1G.

Los SFP de cobre entre ambos

Los módulos SFP de cobre basados en Marvell 88E1111 usan por defecto SGMII o 1000BASE-X según una EEPROM de configuración/strap fijada en fabricación; los fabricantes venden variantes «SGMII» y «SerDes» del mismo módulo, y algunas pueden cambiarse mediante los registros del PHY accesibles por el I²C del módulo. Los puertos de conmutador que indican «SFP 1000BASE-T admitido» implementan SGMII en esas jaulas (Ethernet de cobre y DAC).

SFP 100BASE-FX

Un SFP de fibra de 100 Mb/s (100BASE-FX, 1310 nm, 2 km) necesita que el host ejecute el carril a 125 MBd con 4b/5b — un PCS completamente distinto. Solo funcionan los puertos que admiten explícitamente «100M SFP» (muchos conmutadores de campus en puertos seleccionados, la mayoría de los routers; pocos conmutadores de centro de datos); en los demás el módulo se detecta y nunca enlaza. Algunos hosts implementan 100BASE-FX mediante replicación SGMII con un PHY externo en el módulo (SFP «100M over SGMII»).

2500BASE-X

Los equivalentes del IEEE para multigig son 2,5GBASE-X/5GBASE-R (802.3bz), pero la mayoría del silicio habla 2500BASE-X o USXGMII.

QSGMII: cuatro puertos en un carril

No es visible en una jaula en diseños normales; importa cuando una placa con PHY cuádruple expone puertos combo SFP cuyo modo se hereda del canal del PHY.

USXGMII: de 10 Mb/s a 10 Gb/s en un carril de 10G

Un módulo SFP+ 10GBASE-T presenta 10GBASE-R (SFI) a un puerto SFP+ normal y enlaza a 10G; que pueda además atender clientes de 1G/2,5G/5G depende de que el host admita la adaptación de tasa USXGMII en esa jaula — la mayoría de los conmutadores no lo hacen, así que el módulo funciona solo a 10G, o realiza la adaptación internamente e informa 10G al host mientras el lado de cobre corre más lento (Velocidad y tasa).

Cómo elige el modo el host

Tabla de desajustes

En CodingBox

Los bytes que orientan la elección del host están todos en A0h: códigos de conformidad 3–10 (1000BASE-T, SX, LX, códigos de 10G), tasa de bits nominal 12, codificación 11 (8b/10b frente a 64b/66b), conformidad extendida 36. Un módulo de cobre codificado como 1000BASE-SX se tratará como fibra y perderá su ruta 10/100; un módulo de fibra con un bit 1000BASE-T perdido se controlará como SGMII. CodingBox muestra y edita estos campos (Check transceiver, Códigos de conformidad).