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千兆网口升级2.5G,网络变压器能不能只换料不改板?WHSG24301G与WHSQ24301G脚位、1.0与1.27mm脚距核对

网变必须换成2.5G、5G型号;选同封装、同引脚定义的料号,PCB可以不改

沃虎技术团队 ·发布 ·约 12 分钟阅读
要点速览
  1. 01网变必须换:大部分千兆型号高频指标只规定到100MHz,文中2.5G型号到200~250MHz
  2. 02板子可以不改:WHSG24301G与WHSQ24301G中心抽头同在3、4、9、10、15、16、21、22脚
  3. 03焊盘一样不等于引脚一样:WHSQ24301G与WHSQ24302G焊盘相同,中心抽头脚位不同
  4. 04PoE按每路比:WHSG24702PG每路600mA,WHSQ24706-2PTG每路1200mA

交换机、无线 AP、NAS 这类产品升级到 2.5G 网口时,硬件工程师通常先换 PHY,然后就会问:原来板子上的千兆网络变压器能不能继续用?如果必须换,能不能找一颗封装一样的 2.5G 网络变压器直接焊上去,不改 PCB?

结论分两半:千兆网络变压器不能留在 2.5G 网口上,必须换成标称 2.5G/5GBASE-T 的型号;但只要选对封装,板子可以不改。沃虎官网的千兆和 2.5G 网络变压器里,有好几对料号引脚数、脚距、工作温度和隔离耐压完全一样。真正要核对的是三件事:脚距是 1.0mm 还是 1.27mm、引脚定义是不是逐脚一致、原来的端口有没有 PoE。下面用 千兆网络变压器 和 2.5G/5G 网络变压器 两个系列的官网数据逐项核对。

#一、先说结论:网络变压器要换,板子不一定要改

千兆网络变压器的速率标的是 10/100/1000BASE-T,2.5G 型号标的是 2.5G/5GBASE-T,这是两类不同的器件。升级 2.5G 时,PHY 和网络变压器都要换;但网络变压器的封装可以沿用,前提是新料和旧料在封装字段和引脚定义上都对得上。

要不要换结论依据
网络变压器必须换成 2.5G/5G 型号高频指标的规定频段不同,见第二节
PCB 封装可以沿用(选同封装料号)有多对料号引脚数、脚距、温度、耐压一致,见第三节
原理图网络逐脚核对后再定焊盘对得上不等于引脚定义一样,见第四节
PoE 口按每路电流重新选千兆和 2.5G 型号的电流口径写法不同,见第七节

#二、为什么千兆网络变压器不能留在 2.5G 口上

网络变压器除了隔离,还要在信号频段内保证插入损耗、回波损耗、串扰和共模抑制这几项高频指标。官网 WHSQ24015P1 产品页的说明写得很清楚:大部分百兆和千兆型号的串扰、共模抑制规定为 1~100MHz、-30dB Min;而这颗 2.5G 型号的同类指标规定到 1~250MHz。

也就是说,大部分千兆网络变压器的高频指标只规定到 100MHz,100MHz 以上没有规定值。2.5G 链路用到的频段比千兆宽,把千兆网络变压器留在 2.5G 口上,等于让器件工作在它没有承诺指标的频段,链路能不能稳定跑在 2.5G、会不会降速协商,都没有依据可查。所以升级 2.5G,网络变压器这一项没有“能不能凑合”的余地,直接换成 2.5G/5G 型号。

#三、同后缀料号对照:封装字段一模一样的四对

沃虎的千兆网络变压器用 WHSG 开头,2.5G/5G 用 WHSQ 开头。把两个系列里后缀相同的料号拿出来对比,下面四对在官网产品页上的引脚数、脚距、安装方式、工作温度、隔离耐压、PoE 字段都相同,差别只有速率:

千兆料号2.5G/5G 料号引脚脚距工作温度PoE
WHSG24002GWHSQ24002G241.0mm0~+70℃不支持
WHSG24002TGWHSQ24002TG241.0mm-40~+85℃不支持
WHSG24301GWHSQ24301G241.27mm0~+70℃不支持
WHSG24701GWHSQ24701G241.27mm0~+70℃不支持

八颗料都是单口、贴片、隔离耐压 1500Vrms。如果你的千兆板用的是表里左边某一颗,右边那颗就是第一候选。不过“字段一样”只是第一层筛选,能不能真的不改板,还要看下一节的引脚定义。

WHSQ24002G
变压器 · 以太网变压器WHSQ24002G单口 SMD 2.5G/5G PIN24 non-PoE 以太网变压器
2.5/5G Base-TSMD单口241.0mm0 up to 70 °C

#四、焊盘对得上,不等于引脚定义一样

这是升级时容易出错的地方。官网 WHSQ24301G 产品页专门举了一个例子:它和 WHSQ24302G 的本体尺寸、最大高度、脚距、引脚跨距和推荐焊盘完全一样,但引脚定义不同——WHSQ24301G 的中心抽头在 3、4、9、10 和 15、16、21、22 脚,网络名为 TXCT、TDCT;WHSQ24302G 的中心抽头在 1、4、7、10 和 24、21、18、15 脚,网络名为 TCT、MCT。两颗直接互换,会把差分脚接到中心抽头上。

再看千兆和 2.5G 这一对:WHSG24301G 产品页写明它的四个中心抽头在 3、4、9、10、15、16、21、22 脚,网络名 TXCT、TDCT,和 WHSQ24301G 的中心抽头脚位、网络名一致。这说明从 WHSG24301G 升级到 WHSQ24301G,中心抽头不用动,是这几对里依据最充分的一对。

另外两处要一起核:一是 WHSQ24301G 的原理图没有标芯片侧(Chip Side)和线缆侧(Cable Side),哪一排朝 PHY、哪一排朝 RJ45 要按引脚号对,不能看 TX、TD 前缀猜;二是外形尺寸,WHSG24301G 本体 16.50×9.00mm,与 WHSQ24301G 外形一致的 WHSQ24302G 本体 16.60×9.00mm,长度差 0.10mm,焊盘和周边器件间距要按两份规格书的尺寸图确认。

WHSQ24301G
变压器 · 以太网变压器WHSQ24301G单口 SMD(低高度) 2.5G/5G PIN24 non-PoE 以太网变压器
2.5/5G Base-TSMD(低高度)单口241.27mm0 up to 70 °C

#五、1.0mm 和 1.27mm 脚距是两套封装,按原板选

24 脚单口网络变压器在沃虎官网上有 1.0mm 和 1.27mm 两种脚距,引脚数一样,焊盘完全不通用。升级时先量原板的脚距,再在 2.5G 系列里找同脚距的型号:

原板脚距千兆料号举例可选的 2.5G/5G 料号
1.27mm 低高度WHSG24301GWHSQ24301G、WHSQ24302G(引脚定义不同)

脚距选错,元件根本焊不上,这类错误改板代价很大。所以对照表里第一列先锁定,再往下看温度和 PoE。

#六、低高度封装:2.5G 也有 2.50mm 的型号,但不带 PoE

薄型交换机、光猫、机顶盒和插卡式网口常用低高度网络变压器。千兆的 WHSG24301G 最大高度 2.50mm;2.5G 系列里 WHSQ24302G 同样是 2.50mm,产品页写明同速率的常规 24 脚封装高 6.00mm,是低高度型号的两倍多。

所以从低高度千兆板升级时,高度不是问题。要注意的是:2.5G 低高度型号不支持 PoE,WHSQ24302G 产品页明确写了中心抽头没有直流电流能力;产品页同时写明,带 PoE 电流的 WHSQ24702-1PTG、WHSQ24706-2PTG 是常规高度封装,从低高度换过去意味着重新布局。另外 WHSQ24302G 的焊脚离板高度典型值只有 0.05mm,回流后的清洗和目检空间都比较小,导入前要和产线确认。

#七、原来的口带 PoE:按每路电流重新选,不要拿整口合计比

PoE 口升级容易算错,因为千兆和 2.5G 型号的电流口径写法不同。千兆的 WHSG24702PG 产品页写的是:60W,每路磁通道 600mA,整口两路合计 1200mA。2.5G 的两颗 PoE 型号写的都是每路磁通道的电流:

料号每路电流功率工作温度
WHSG24702PG(千兆)600mA60W0~+70℃
WHSQ24702-1PTG720mA30W-40~+85℃
WHSQ24706-2PTG1200mA60W-40~+85℃

这里有一个反直觉的地方:千兆 PoE 料选型表里写的 1200mA 是整口合计,每路只有 600mA;2.5G 的 WHSQ24706-2PTG 写的 1200mA 是每路。如果拿两个“1200mA”直接对比,会以为两颗能力一样;按每路比,WHSQ24706-2PTG 是 WHSG24702PG 的两倍。反过来,如果原来的千兆口是 60W,换成 30W 的 WHSQ24702-1PTG 就不够了,要选 WHSQ24706-2PTG,同时接受它的高频指标只规定到 200MHz(WHSQ24702-1PTG 规定到 250MHz)。

封装上,WHSG24702PG 和 WHSG24701G 共用焊盘和引脚定义;2.5G 这边,WHSQ24702-1PTG 和 WHSQ24706-2PTG 共用封装和引脚定义,WHSQ24706G 与 WHSQ24706-2PTG 也是同封装同引脚定义。同一块板如果有 PoE 和非 PoE 两种配置,可以在 2.5G 系列里用这组料号沿用一套焊盘。

WHSQ24706-2PTG
变压器 · 以太网变压器WHSQ24706-2PTG单口 SMD 2.5G/5G PIN24 以太网变压器
2.5/5G Base-TSMD单口241.27mm1500

#八、同一对料号也要分开看:2.5G 的 G 和 TG 开路电感不同

千兆这边,WHSG24002G 和 WHSG24002TG 的产品页写明:机械尺寸、推荐焊盘、引脚定义和全部电气参数逐项相同,换温度档不影响电气设计。很多人会顺手以为 2.5G 的 G 和 TG 也一样,其实不是。

WHSQ24002G 和 WHSQ24002TG 封装、焊盘、引脚定义相同,插入损耗、回波损耗、串扰和共模抑制也相同,但开路电感最小值不同:WHSQ24002G 为 200µH,WHSQ24002TG 为 150µH。低频段回波损耗余量紧的设计,要按实际装的那颗料重新核算,不能沿用另一颗的数据。

#九、升级四步法与打样核对清单

第一步,量原板:记下原千兆网络变压器的料号、脚距、高度、工作温度和是否带 PoE。第二步,找对应:在 2.5G/5G 网络变压器 里先按脚距和高度筛,再按温度和 PoE 筛,优先选第三节表里的同后缀料号。第三步,对引脚:拿新旧两份规格书逐脚对照差分脚、中心抽头和芯片侧/线缆侧,中心抽头的端接按新 PHY 的参考设计处理。第四步,验链路:打样后在目标线缆和温度下验证 2.5G 协商与稳定性。

序号核对项
01新料速率标为 2.5G/5GBASE-T
02引脚数、脚距与原板一致(1.0mm 或 1.27mm)
03最大高度满足结构限高
04本体尺寸差异已按规格书尺寸图核对
05逐脚核对差分脚和中心抽头脚位
06芯片侧、线缆侧方向按引脚号确认
07工作温度覆盖整机要求(0~+70℃ 或 -40~+85℃)
08PoE 口按每路电流比较,功率不低于原设计
09高频指标的规定频率已确认(250MHz 或 200MHz)
10开路电感按实际装的料号核算
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#十、常见问题 FAQ

千兆网络变压器能不能先凑合用在 2.5G 口上?

不建议。大部分千兆型号的高频指标只规定到 100MHz,文中的 2.5G 型号规定到 200~250MHz。千兆料在 2.5G 口上工作在没有承诺指标的频段,稳定性没有依据。

WHSG24002G 换 WHSQ24002G 要改板吗?

两颗都是 24 脚、1.0mm 脚距、0~+70℃、不带 PoE,封装字段一致。是否能直接替换,以两份规格书的尺寸图和逐脚引脚定义核对结果为准。

WHSQ24301G 和 WHSQ24302G 能互换吗?

不能直接互换。两颗焊盘相同,但中心抽头脚位不同,直接换会把差分脚接到中心抽头上,需要改原理图和网络表。

原来千兆口用 WHSG24702PG 带 60W PoE,升级 2.5G 选哪颗?

按功率选 WHSQ24706-2PTG,每路 1200mA、60W。WHSQ24702-1PTG 是 30W,不够。注意 WHSQ24706-2PTG 的高频指标规定到 200MHz,且为 -40~+85℃ 型号。

低高度的千兆板升级 2.5G,能不能同时加 PoE?

在同一个低高度封装里不行。WHSQ24301G、WHSQ24302G 这两颗 2.5G 低高度型号不带 PoE 电流能力,带 PoE 的 WHSQ24702-1PTG、WHSQ24706-2PTG 是常规高度封装,需要重新布局。

2.5G 的 G 和 TG 两个温度档可以随便换吗?

封装、焊盘和引脚定义相同,可以互换安装,但开路电感最小值不同(WHSQ24002G 200µH、WHSQ24002TG 150µH),电气余量要按实际装的料号算。

#需要样品或技术支持?

如果你正在把千兆产品升级到 2.5G,可以把原网络变压器料号、PCB 封装、结构限高、工作温度和 PoE 需求发给我们,沃虎 FAE 会帮你在 2.5G/5G 系列里找同封装型号,并协助核对引脚定义,安排 WHSQ24301G、WHSQ24701G 等型号的样品。选型思路也可以参考 2.5G/5G 网络变压器怎么选。

——— VOOHU 沃虎电子 技术团队

技术支持邮箱:fae.thorne@voohu.cn | 电话:400-1048-018

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