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千兆网络变压器和百兆的有什么区别?线对、端口、PIN数与PoE对照

沃虎技术团队 ·发布 ·约 9 分钟阅读

千兆网络变压器和百兆网络变压器最根本的区别在线对数:百兆以太网(100BASE-TX)每个端口用两对线,一对发、一对收;千兆以太网(1000BASE-T)每个端口用四对线,四对同时收发。同样一个网口,千兆网络变压器要处理的线对是百兆网络变压器的两倍,PIN 定义和可选的 PoE 档位也随之不同,所以两者不能按外形互换。

选型时最容易把人带偏的是 PIN 数。直觉上 PIN 多的应该是千兆,表里却不是这样:40 PIN 的 WHS40005TG 是四口百兆,48 PIN 的 WHSG48005N0 是双口千兆,PIN 数只差 8 个,端口数却差了一倍。下面从线对讲起,再用沃虎电子(VOOHU)网络变压器选型表里的 11 个料号,把端口、PIN 数、隔离耐压和 PoE 电流放在一起对照。

#千兆和百兆网络变压器的区别:一张表先看全

对比项百兆(10/100 Base-TX)千兆(100/1000 Base-T)
每口数据线对2 对,一对发、一对收4 对,四对同时收发
选型表料号数39 个73 个
选型表里的端口数单口、双口、三口、四口、五口单口、双口、四口
选型表里的 PIN 数12、16、20、30、40、7218、24、36、48、50、72、88、96
封装形式SMD、DIP、低高度SMD、DIP、低高度
能否按外形互换不能,PIN 定义要按规格书逐脚核对不能,PIN 定义要按规格书逐脚核对

#千兆网络变压器为什么要四对线

1000BASE-T 把 1000Mb/s 分到四对线上,每对承担 250Mb/s,而且每对线都在同时双向传输,由 PHY 内部的回波消除把收和发分开。100BASE-TX 的做法简单得多,两对线分工固定,一对只发、一对只收,普通网线里剩下的两对不走数据。

落到变压器上,单口千兆要给四对线都做隔离和共模抑制,单口百兆只需要处理两对。千兆 PHY 如果接上一颗只做了两对线的百兆变压器,四对线走不全,千兆链路建立不起来,常见的现象是降到百兆或者干脆连不上。这也是百兆方案升级千兆时,变压器必须跟着换的原因。

#端口数和线对数要分开算

把端口数乘上每口的线对数,会看到一个容易混淆的结果:四口百兆是 4×2=8 对线,双口千兆是 2×4=8 对线,线对总数一样;双口百兆和单口千兆也都是 4 对线。线对总数相同不代表能互相替代,端口怎么分组、每组引脚排在哪里,两种器件完全不同,PCB 上接过去对不上。

看规格书时还要留意 channel、pairset 这类写法,它们和线对数、端口数不是一回事,先确认表里的数字数的是什么,再拿去换算。端口数同样不能用引脚数除出来。

#千兆网络变压器的 PIN 数为什么判断不了速率

下面 11 个料号的参数都来自官网选型表,前 4 个是百兆,后 7 个是千兆:

料号速率封装端口PIN脚距工作温度隔离耐压PoE
WHS16002GA10/100SMD单口161.27mm-40~+125℃1500V非 PoE
WHS16503G10/100SMD单口161.27mm0~70℃1500V非 PoE
WHS40005TG10/100SMD四口401.27mm-40~+85℃1500V非 PoE
WHD72301G10/100DIP五口721.78mm0~70℃1500V非 PoE
WHSG24301JM100/1000SMD单口241.27mm-55~+125℃1500V非 PoE
WHSG24R03C0100/1000SMD单口241.0mm-40~+85℃1500VPoE+ 720mA
WHSG24701D1100/1000SMD单口241.27mm-40~+85℃5000VPoE 350mA
WHSG24Z01C0100/1000SMD单口241.27mm-40~+85℃1500V4PPoE 3000mA
WHSG48005N0100/1000SMD双口481.02mm0~70℃1500V非 PoE
WHSG50015P0100/1000SMD双口501.02mm-40~+85℃1500VPoE+ 720mA
WHDG48201P1100/1000DIP双口482.0mm0~70℃1500VPoE+ 720mA

表里有三处可以直接看出 PIN 数靠不住。第一,40 PIN 的四口百兆和 48 PIN 的双口千兆,PIN 数接近,端口数差一倍。第二,72 PIN 在百兆和千兆两边的选型表里都有,WHD72301G 这颗 72 PIN 是 DIP 五口百兆。第三,同样是 24 PIN 单口千兆,脚距有 1.27mm 也有 1.0mm,PoE 从没有到 4PPoE 都有。

PIN 数还受封装和内部引出方式影响,只能当筛选条件用,判断速率要回到规格书写的 Base-T 速率。绕组数量和最高测试频率同样推算不出链路速率,这两项不要拿来反推。规格书具体怎么读,可以看网络变压器规格书怎么看。

#千兆网络变压器的 PoE 电流怎么看

千兆选型表的 PoE 档位分得很细:非 PoE、PoE 350mA、PoE+ 720mA、PoE++ 900mA,以及 4PPoE 1200mA、1440mA 和 3000mA。上表 4 颗 24 PIN 单口千兆正好落在不同档位,外形相近的器件,供电能力可以差很多,所以 PoE 要在选封装之前先定下来。

读 4PPoE 的电流时要看清它的统计口径。以 WHSG24Z01C0 为例,规格书把每通道 1.5A 和单个千兆端口满通道 3.0A 分开写,3000mA 指的是整个端口,不能理解成每个绕组都能过 3A。需要单独的 PoE 供电变压器时,可以到 PoE 电源变压器栏目选。

#隔离耐压和工作温度按应用场合选

千兆网络变压器的隔离耐压(Vt)在选型表里有 1500V、2500V、3000V、4000V 和 5000V 几档,上表的 WHSG24701D1 就是 5000V。工作温度常见的有 0~70℃、-40~+85℃,WHSG24301JM 这类型号做到了 -55~+125℃。室内消费类设备和工业现场、户外设备对这两项的要求差别较大,一般先按整机的安规和环境要求定下档位,再回头挑封装。

#百兆端口能用千兆网络变压器吗

不能只看标称速率高就直接替换。百兆和千兆不能按外形互换,引脚定义对不上;10/100/1000 兼容也要逐个料号看规格书,同一系列里不能一概而论。如果 PHY 还是百兆、只想换料,优先在百兆网络变压器里找 PIN 定义一致的型号。

反过来,从百兆升级到千兆,要改的不止变压器:PHY 要换成千兆,变压器到 RJ45 之间要走满四对差分线,PCB 需要重新布。变压器和 PHY 之间怎么接,可以参考网络变压器和 PHY 的接法;多端口方案可以看双口网络变压器怎么选和四口千兆网络变压器选型。

#千兆网络变压器选型四步

第一步,确认 PHY 的速率和线对。千兆 PHY 对应四对线,选 100/1000 Base-T 的型号。第二步,定端口数,单口、双口还是四口,按 PCB 空间决定用集成多口还是多颗单口。第三步,定 PoE 档位、隔离耐压和工作温度,这三项决定了可选范围。第四步,在剩下的型号里比 PIN 数、脚距和封装,拿规格书逐脚核对 PIN 定义。原来用 DIP、想改贴片的,可以看 千兆网络变压器 DIP 换 SMD 这篇。

#常见问题

千兆网络变压器和百兆的最大区别是什么?

线对数。百兆每口两对线,一对发一对收;千兆每口四对线同时收发。PIN 定义和可选的 PoE 档位都由此不同。

PIN 数多的网络变压器就是千兆吗?

不是。40 PIN 的 WHS40005TG 是四口百兆,48 PIN 的 WHSG48005N0 是双口千兆,72 PIN 在百兆和千兆里都有。速率要看规格书写的 Base-T 速率。

百兆和千兆网络变压器可以直接互换吗?

不能按外形互换。两者引脚定义不同,10/100/1000 兼容也要逐个料号看规格书。

千兆网络变压器都支持 PoE 吗?

不是。选型表里有非 PoE 型号,也有 PoE 350mA、PoE+ 720mA、PoE++ 900mA 和 4PPoE 多档,要按设备的供电等级选。

4PPoE 3000mA 是每个绕组都能过 3A 吗?

不是。以 WHSG24Z01C0 为例,规格书分开写了每通道 1.5A 和单个千兆端口满通道 3.0A,3000mA 指的是整个端口。

千兆链路连上后只跑百兆,和变压器有关吗?

有可能。变压器线对不够、四对线有一对没接通,都可能让链路降到百兆;网线、对端设备和 PHY 配置也会造成同样的现象,建议先换线、换对端排除外部原因。

#需要样品或选型帮助

手上有 PHY 型号和端口、PoE 要求,可以到千兆网络变压器选型表按条件筛选;需要打样验证的,可以申请样品。

——— 沃虎电子 技术团队

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

苏州沃虎电子科技有限公司 | www.voohu.cn

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