1 Gb/s 이상의 RJ45 잭을 선택할 때는 포트에 인쇄된 속도가 아니라, 해당 잭이 통과시켜야 하는 신호 대역폭을 기준으로 결정해야 합니다.
핵심 요약
- 멀티 기가비트 RJ45 잭을 선택할 때는 정격 속도 등급을 기준으로 하십시오. 풋프린트가 일치한다고 해서 2.5G, 5G 또는 10GBASE-T를 지원할 수 있다는 의미는 아니기 때문입니다.
- 신호 대역폭은 1000BASE-T의 62.5 MHz에서 2.5GBASE-T의 100 MHz, 5GBASE-T의 200 MHz, 10GBASE-T의 400 MHz로 4쌍의 페어를 통해 증가합니다.
- IEEE 802.3bz는 Cat 5e 또는 Cat 6 케이블에서 최대 100m까지의 2.5GBASE-T 및 5GBASE-T를 정의하며, IEEE 802.3an은 Cat 6A 케이블에서 최대 100m까지의 10GBASE-T를 정의합니다.
- 흔히 발생하는 실수는 멀티 기가비트 설계에 기가비트 MagJack을 재사용하는 것입니다. 보드에는 맞을 수 있지만, 정격 사양이 포트에 필요한 대역폭에 미치지 못할 수 있습니다.
- 대체 공급업체의 멀티 기가비트 잭은 풋프린트뿐만 아니라 속도 등급, 내부 회로도, PoE 유형이 원본과 일치해야 합니다.
엔지니어링 경험 법칙: 포트가 실행될 최고 속도에 맞춰 잭을 지정하고, 본체나 핀 수로 추측하지 말고 데이터시트에서 해당 정격 사양을 확인하십시오.
1000BASE-T에서 2.5G, 5G 및 10GBASE-T로의 변화
인터페이스는 모든 속도에서 동일하게 보입니다. 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-T 및 10GBASE-T는 모두 8P8C 잭, 100 Ω 차동 채널 및 4쌍의 페어를 양방향으로 사용합니다. 변화하는 것은 각 페어의 신호 전송 속도입니다. IEEE 802.3bz는 10GBASE-T의 신호 전송 속도를 4분의 1 및 2분의 1로 낮추어 2.5GBASE-T와 5GBASE-T를 도출합니다.
이것이 단계가 동일하지 않은 이유입니다. 1000BASE-T에서 2.5GBASE-T로 이동하면 신호 대역폭이 62.5 MHz에서 100 MHz로 증가하며, 이후 각 단계마다 200 MHz, 400 MHz로 두 배씩 증가합니다. 마그네틱, 접점 및 보드 라우팅은 모두 PHY가 신호를 복구할 수 있도록 충분한 마진을 확보한 상태에서 해당 대역을 통과해야 합니다.
10/100 잭은 별개의 경우입니다. 10BASE-T와 100BASE-TX는 두 쌍의 페어만 사용하므로, 해당 속도용으로 제작된 부품은 일반적으로 두 쌍의 페어에 맞게 배선 및 마그네틱이 장착되어 있어 4쌍의 페어를 사용하는 포트에는 사용할 수 없습니다.
멀티 기가비트 속도에서 잭이 제공해야 하는 기능
통합 마그네틱 RJ45 커넥터의 경우, 마그네틱이 하우징 내부에 위치하므로 해당 부품은 하나의 어셈블리로 간주됩니다. 데이터시트에서 다음 네 가지 항목을 읽고, 각 항목이 귀하의 포트가 사용하는 대역폭 전반에 걸쳐 명시되어 있는지 확인하십시오:
- 정격 속도. 제조업체가 보증하는 속도 등급입니다. 제품군 전체에서 공유되는 본체 정보만으로는 해당 부품의 성능을 알 수 없습니다.
- 삽입 손실(Insertion loss). 잭을 통과하면서 손실되는 신호입니다. 손실은 주파수가 높아질수록 증가하므로, 낮은 주파수에서만 측정된 수치로는 400 MHz 포트의 성능을 설명할 수 없습니다.
- 반사 손실(Return loss). 임피던스 불연속성으로 인해 발생하는 반사입니다. 네 쌍의 케이블이 모두 동시에 송수신하므로, 반사된 에너지는 수신기에 직접적인 영향을 미칩니다.
- 쌍 간 누화(Crosstalk between pairs). 잭 내부의 커플링 현상입니다. 네 쌍이 동시에 신호를 전송할 때, 이는 더 높은 속도에서 PHY가 필요로 하는 마진을 잠식합니다.
100 MHz에서 끝나는 표는 기가비트 부품에는 충분할 수 있으나 10GBASE-T 부품에는 정보가 부족할 수 있습니다. 데이터시트가 귀하의 대역폭을 다루지 않는다면, 레이아웃을 확정하기 전에 해당 데이터를 요청하십시오. 트랜스포머가 잭 내부에 있든 옆에 있든 동일한 판독 기준이 적용되며, 이 선택에 관한 내용은 MagJack 대 개별 마그네틱에서 다룹니다.
기가비트 풋프린트를 재사용하기 전에 수행해야 할 점검 사항
기가비트 포트를 업그레이드하는 것은 멀티 기가비트 잭을 설계에 도입하는 일반적인 방법이며, 풋프린트는 고려해야 할 여러 사항 중 가장 작은 부분에 불과합니다. 두 도면과 두 데이터시트 모두에 대해 다음 사항을 점검하십시오:
- 속도 등급. 새 부품이 단순히 동일한 본체로 제공되는 것이 아니라, 목표 속도에 대해 정격화되어 있는지 확인하십시오.
- 내부 회로도. 핀 할당과 센터 탭 연결을 핀별로 비교한 다음, 그 결과를 새로운 PHY의 참조 설계와 대조하여 확인하십시오. PHY가 변경되면 예상되는 바이어싱(biasing)도 변경될 수 있습니다.
- 기계적 적합성. 핀 피치, 실드 탭 위치, LED 핀, 본체 높이 및 잭 아래의 킵아웃(keep-out) 영역을 비교하십시오. 속도 등급 간에 이러한 사양이 그대로 유지된다고 가정하지 마십시오.
- 라우팅. PHY에서 잭으로 이어지는 100 Ω 쌍을 새로운 PHY의 레이아웃 가이드에 따라 검토하십시오. 마진을 확보하며 통과했던 기가비트 레이아웃이라도 더 높은 대역폭에서는 동일한 마진을 갖지 못할 수 있습니다.
- 링크 검증. 지원하는 가장 긴 케이블 길이에서 실제 보드로 테스트하십시오. 링크 LED가 켜져 있다고 해서 연결이 보장되는 것은 아니므로, 협상된 속도와 오류 카운터를 확인해야 합니다.
Need a Drawing for Your 2.5G, 5G or 10G Port?
케이블링 및 도달 거리: 포트가 보장하는 성능
속도 등급은 고객에게 보장할 수 있는 케이블링 사양을 결정합니다. 2.5GBASE-T 및 5GBASE-T는 기존 Cat 5e 및 Cat 6 케이블로도 100m까지 1기가비트 이상의 속도를 전송할 수 있도록 설계되었으며, 이것이 무선 액세스 포인트에서 흔히 사용되는 이유입니다. 10GBASE-T는 Cat 6A 케이블에서 100m까지 지원하도록 규정되어 있으므로, 10G 포트 사용 시 케이블 재설치 비용이 발생할 수 있습니다.
따라서 속도 등급은 구성 요소뿐만 아니라 시스템 전체의 결정 사항이 됩니다. 기존 케이블을 그대로 사용해야 할 때는 2.5G 또는 5G를 선택하고, 애플리케이션에 높은 처리량이 필요하며 케이블 교체가 가능한 경우에는 10G를 선택하십시오. 속도 등급은 방향이나 LED 옵션을 고려하기 전에 후보군을 좁혀주므로, RJ45 잭 및 MagJack 제품군을 선택할 때 보통 첫 번째 필터 역할을 합니다.
멀티 기가비트 속도에서 PoE 추가
PoE(Power over Ethernet)와 속도 등급은 별도의 정격이며, 멀티 기가비트 PoE 포트에는 두 가지 사양을 모두 충족하는 잭이 필요합니다. PoE 전류는 데이터를 전송하는 마그네틱의 케이블 측 센터 탭을 통해 흐르며, IEEE 802.3bt Type 3 및 4는 네 쌍의 케이블을 모두 사용하여 전력을 공급합니다. 데이터시트에서 속도 등급과 PoE 유형을 각각 확인하십시오.
요구 사항은 하나의 부품에 집중됩니다. 마그네틱을 통과하는 대역폭과 동일한 권선을 통과하는 센터 탭 전류가 그것입니다. 빠른 PHY와 전원이 공급되는 잭이 밀폐된 인클로저 내에 나란히 배치될 수 있으므로 발열 문제 또한 중요합니다. 확인해야 할 정격 사양은 센터 탭 전류를 기준으로 PoE 마그네틱을 선택하는 방법 가이드에서 다루고 있습니다.
이더넷 속도 등급 비교
| 속도 등급 | IEEE 표준 | 사용된 페어 | 페어당 심볼 레이트 | 신호 대역폭 | 지정 케이블 | 최대 거리 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1000BASE-T | 802.3ab | 4 | 125 MBd | 62.5 MHz | Cat 5 이상 | 100 m |
| 2.5GBASE-T | 802.3bz (2016) | 4 | 200 MBd | 100 MHz | Cat 5e 또는 Cat 6 | 100 m |
| 5GBASE-T | 802.3bz (2016) | 4 | 400 MBd | 200 MHz | Cat 5e 또는 Cat 6 | 100 m |
| 10GBASE-T | 802.3an (2006) | 4 | 800 MBd | 400 MHz | Cat 6A | 100 m |
자주 묻는 질문
1000BASE-T MagJack으로 2.5GBASE-T를 실행할 수 있나요?
가능하다고 가정하지 마십시오. 반드시 2.5GBASE-T 등급의 부품을 사용해야 합니다. 신호 대역폭이 62.5 MHz에서 100 MHz로 증가하므로, 기가비트 등급이 더 높은 수치에서의 성능을 보장하지 않습니다. 짧은 테스트 케이블에서 연결이 된다고 해서 100 m 거리에서의 여유 성능(margin)이 보장되는 것은 아닙니다.
1G와 2.5G 이더넷 포트의 차이점은 무엇인가요?
2.5G 포트는 1G 포트와 동일한 4쌍의 페어와 8P8C 인터페이스를 통해 2.5 Gb/s를 전송하며, 신호 대역폭은 62.5 MHz가 아닌 100 MHz를 사용합니다. 두 포트 모두 100 m까지 도달할 수 있습니다. 2.5 Gb/s 속도를 구현하려면 2.5G를 지원하는 PHY, 잭 및 링크 파트너가 필요하며, IEEE 802.3bz 표준은 Cat 5e 또는 Cat 6 케이블을 통한 전송을 허용합니다.
Cat 6에서 10G를 실행할 수 있나요?
IEEE 802.3an 표준은 100 m 거리에서 Cat 6A를 통한 10GBASE-T를 규정하고 있으므로, Cat 6는 전체 거리를 지원하는 옵션이 아닙니다. 제품이 100 m에서 10GBASE-T를 보장해야 한다면 Cat 6A를 기준으로 해야 합니다. 더 짧은 거리의 Cat 6 사용은 설치된 채널 환경에 따라 검증이 필요한 예외적인 경우로 간주하십시오.
10GBASE-T 잭으로 PoE를 전송할 수 있나요?
네, 해당 부품이 10GBASE-T와 필요한 PoE 유형 모두에 대해 등급을 인증받았다면 가능합니다. PoE 등급이 없는 10GBASE-T 잭은 전원이 공급되는 포트에 사용해서는 안 됩니다. 센터 탭과 권선이 해당 전류를 견디도록 설계되지 않았을 수 있기 때문입니다. 데이터시트에서 두 등급을 모두 확인하십시오.
보드 재설계 없이 기가비트 MagJack에서 2.5G 부품으로 교체할 수 있나요?
경우에 따라 가능하지만, 새 부품이 풋프린트, 핀 배열, 센터 탭 연결 및 LED 구성과 일치하는 경우에만 가능합니다. RJ45 교차 참조 도구를 사용하면 기존 부품 번호를 기반으로 후보 제품을 추릴 수 있으며, 동일한 속도 등급의 대체 부품을 찾을 때도 동일한 확인 절차가 적용됩니다. 검증을 위한 드롭인 호환 부품, 샘플 및 기계 도면은 요청 시 제공됩니다.
멀티 기가비트 잭을 선택할 때는 포트가 실행되어야 하는 최고 속도, 해당 속도에 필요한 대역폭, 보장할 수 있는 케이블링 환경, 그리고 PoE가 동일한 마그네틱을 공유하는지 여부를 고려해야 합니다. 풋프린트가 맞다고 해서 이러한 모든 문제가 해결되는 것은 아니므로, 데이터시트에서 각 등급을 확인하고 실제 보드에서 링크를 검증하십시오.
About the Author
Michael Wang
Senior Technical Engineer
As the technical lead at TeleWire, Michael bridges the critical gap between complex engineering requirements and precision manufacturing. With deep expertise in Design for Manufacturing (DFM) and signal integrity, he oversees the technical validation of custom interconnect solutions for mission-critical automotive, industrial, and medical applications.
