10GBASE-T SFP+ RJ45 電模組

儘管在 10G 乙太網路領域, 光纖介面遙遙領先 RJ45 電介面, 然而向下與低速 100BASE-TX / 1000BASE-T 相容, 在一個乙太網的演進過程裡, 是實體層所需達成的目標. 作為 10GbE 乙太網實體層, 能以 Auto Negotiation 自動協商達成 RJ45 介面的跨速率互連, 10GBASE-T 是一個必須的選項. 也基於此, 市場上存在著 10GBASE-T 的網路交換機, 而為了與其他 10GBASE-R SFP+ 交換機互連, 就有了 10GBASE-T SFP+RJ45 電模組的存在需求.

 

10GBASE-T SFP+ 電模組典故

10GBASE-T 在 2006 年被 IEEE 發布為 10G 乙太網路實體層規範之一員. 目標傳輸距離為使用 Cat6A / Cat7 達 100 公尺. 由於採行了複雜的 PAM-16 調變及 LDPC 的 FEC 編碼, 遲至 2010 年, IC 廠商才開發出 PHY IC, 使用 40nm 的製程, 功耗達 5W. 即使新一代 PHY 採用了 28nm, 全距離 (100m) 傳輸模式的功耗仍高達 3.5W, 不得不以犧牲傳輸距離的方式, 定義一短距 (30m) 模式, 使功耗低至 2.5W, 以爭取數量龐大的短距互連使用者. 正由於短距離模式的 PHY IC 出現, 使得 10GBASE-T SFP+ 模組的出現成為可能. HPE 於 2015 年首先推出了 10GBASE-T SFP+ Transceiver, 摘錄規格如下.

交換機的韌體需要升級, 且不同型號交換機所能承受的模組數量各不相同, 可以看得出 HPE 對此模組的使用都有很大的不確定性. 一切可歸因於功耗.

依據 SFP+ MSA 的設定, SFP+ Port 須能供應 1.5W 的電源, 一般交換機也以此設計其電源供應電路. 此時出現的非常規 10GBASE-T SFP+ 電模組, 不在當時交換機廠商研發團隊開發交換機的預期之內, 供電能力成為一大問題. 此外即使供電滿足所需, 高耗電代表高發熱, 同樣地, 如此高的模組發熱, 也未必在交換機本身散熱機制設計之時納入考量. 不能有效散除的廢熱將使模組溫度上升至正常使用溫度範圍之外. 除了不能正常工作, 更可能損及模組本身, 甚至傷害到交換機.

 

模組使用注意事項

交換機 / 網卡供電能力

如前所述, 10GBASE-T SFP+ 電模組需要 2.5W 的供電, 才能操作於短距離模式. 若是您的交換機 / 網卡 / 主機板沒有充分的供電, 模組將無法正常使用. 可先查詢交換機 / 網卡規格書, 供電能力. 或是原廠建議搭配的 SFP+ 模組列表裡, 是否包含 SFP-10G-T 對應型號.

交換機 / 網卡散熱能力

關於散熱, 2.5W 的供電相當於 2.5W 的發熱量. 然而一般交換機並沒有明列 SFP+ Port 的散熱規格. 原廠建議搭配的 SFP+ 模組列表裡, 若包含 SFP-10G-T 對應型號, 則交換機已經經過模組驗證, 風險較低. 若無相關訊息, 先單插一支 SFP-10G-T 模組, 觀察長時間使用的穩定性. 若沒有交換機過燙或封包丟失等通訊不穩定現象, 則可嘗試增加所需模組. 同一台交換機若需使用多個 10GBASE-T SFP+ 電模組, 建議配置在不相臨的 Port, 避免發熱密度高, 影響散熱.

線纜及傳輸距離

10GBASE-T 使用了複雜的高速 DSP 數位信號處理進行編碼解碼動作, 只是適合使用抗雜訊能力高的 Cat6A / Cat7 雙絞線纜. 目前 SFP-10G-T 有兩個距離版本, 一個是 30m, 另一個是 80m.

多速率版本

曙曜目前也提供多速率版本, 亦即 NBASE-T, 用以拓展已經大量建置的 Cat5e 線纜應用於 2.5G 以及 5G 的傳輸速率. 使用此模組於 10G 交換機上, 將可與 2.5GBASE-T, 5GBASE-T 互連. 對應線纜及距離如下.

速率	線纜等級	傳輸距離
10/100/1000M	Cat5e	100m
2.5G	Cat5e	75m
5G	Cat5e	50m
10G	Cat6A / Cat7	30m