基于 Realtek RTL8221B 2.5G ETHERNET TRANSCEIVER WiFi6路由器 AX5400M 设计方案

COVID-19疫情正面冲击世界经济，更直接扭转民众的生活模式，加速实体活动数位化，虽然台湾疫情已受到控制，但线上会议及网路娱乐需求已大幅增加，已渐渐改变了民众生活方式。而每个人家中的网路环境，都必须因应网路流量暴增而进行升级，而网路原先乘载的内容也由延迟较不敏感的数据资料，变成对即时性要求相对严格的影音串流，不管是企业或消费者，都需要更低延迟的网路技术，显示不只改变生活型态，而是升级生活型态。
Wi-Fi技术已经成为企业跟家庭网路中不可或缺的重要元素。随著Wi-Fi 6与Wi-Fi 6E规格制定完成，支援这些新一代Wi-Fi标准的终端与网路设备，如笔记型电脑、平板装置与路由器，都已经量产上市。然而，目前市场上支援Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E的终端产品，大多属于高阶产品。而成本更合理的芯片方案，更可支援主流或入门级产品中的Wi-Fi 6技术。

瑞昱乙太(有线)网路应用

迎接未来高速外网时代的来临现在立即享用提升2.5倍内网传输的高效能生活在无线网路已经发展至最新的 Wi-Fi 6 (802.11 ax)，企业陆续将无线路由器升级成 Wi-Fi 6 规格，并具备 2.5GbE连接埠。但仅是将无线路由器升级，实际连网速度仍无法获得真正提升，同步亦需要提升整体网路环境的频宽，包含电脑的网卡、交换器等桥接设备也都需升级至2.5G有线网路，速度才能真正达到2.5GbE该有的效能。

支援多元应用 网速同步到位

2.5GbE可广泛应用在电脑主机板、NAS、交换机、路由器、外插PCIe网卡与USB界面的网路扩充界面卡，其USB界面的2.5GbE 外接式网卡更是目前独家，满足商用轻薄笔电已经拔除内建式网卡但仍需使用乙太网路的需求，或透过USB界面升级现有电脑的网速规格。不止如此，宽频接入设备像是Cable modem、xDSL、光纤xPON、电信商局端设备等，都能采用瑞昱2.5GbE解决方案，满足各式网路设备与族群。过去十年，家庭或SOHO网路所使用的乙太网规格，若仍停留在Gigabit乙太网，将使有线网路成为网路环境中的瓶颈。因此，随著Wi-Fi 6装置、设备日益普及，市场对2.5G乙太网的需求，将会同步攀升，2021年将出现明显成长，而瑞昱第二代2.5G乙太网路解决方案耗电全球最低(<700mW)、封装最小(6mmx6mm)、具备PCIe (RTL8125B)、USB (RTL8156B)、2500BaseX/HSGMII (RTL8221B) 三种界面，涵盖各种应用需求，是电竸NB/PC、工作站、网路连接储存(NAS)、扩充基座(Docking)、适配器(Dongle)、5G客户终端设备(CPE)、企业存取点(Enterprise AP)等产品升级2.5G乙太网路的最佳选择。

Realtek RTL8221B(I)-VM-CG,是高度集成的以太网 PHY 收发器，与 10BASE-Te、100BASE-TX、1000BASE-T 兼容和 2.5GBASE-T，并且与 IEEE 802.3 标准和 NBASE-T™ Alliance PHY 完全兼容。它提供了通过 CAT.5e UTP 电缆传输和接收以太网数据包所需的所有物理层功能。
RTL8221B(I)-VM 提供了 IEEE MAC 安全标准协议的 MACsec 特性。与 MACsec 安全引擎的集成功能分离出入口流量，并提供数据完整性检查、机密性和重放保护。
RTL8221B(I)-VM 使用最先进的 DSP 技术和模拟前端 (AFE)，通过 UTP 电缆实现高速数据传输和接收。 RTL8221B 实现了交叉检测和自动校正、极性校正、MDI 交换、自适应均衡、串扰消除、回声消除、定时恢复、RFI 保护、热管理、环回诊断能力和纠错等功能（I )-VM 提供强大的传输和接收
能力。MAC 和 PHY 之间的数据传输是通过 SERDES（串行器-解串器）接口进行的，该接口支持 SGMII、HiSGMII 和 2500Base-X。 RTL8221B(I)-VM 在各种数字 I/O 电压下工作，包括 3.3V 和 1.8V。

2.5GbE主要优势如下：

1. 体积缩小64%、省电50%更环保:
QFN封装的尺寸比上一代更小，以全速2.5G传收时仅需0.65瓦的耗电，体积更小并降低散热处理的成本，非常适合搭载于轻薄短小的行动装置，将连结更高速行动网路的市场需求。

2. 高速、高稳定性、高相容性：
经专业网路测试工具证实，与市面各大网路交换器连接，能稳定地维持高速双向传输(上传与下载)。支援比标准规格更长10%网线 稳定传输: IEEE802.3bz定义2.5GbE需支援Cat 5e网路线长标准为100米，而瑞昱网卡可支援更长至110米，不让线长工差吃掉网路品质，且即便网路线分段串接，也能保持优越的效能，在复杂的网路串线环境下，能维持效能不衰减。

友尚FAE能协助提供(申请)开发者需要的参考文件及软件包,如下

1.RTL8221B(I)-VM_DataSheet
2.RTL8221B(I)-VM_Reference_Schematic
3.RTL8221B(I)-VM Series_Demo_Board_Reference_schematic)
4.RTL8221B(I)-VM SerDes_Mode_Setting_Flow_App_Note_1.2
5.RTL8221B(I)-VM API_code
友尚FAE可协助开发者硬件线路及layout review
友尚FAE可协助软体 API整合开发



RTL8211B 主要应用
DTV (Digital TV)
MAU (Media Access Unit)
CNR (Communication and Network Riser)
Game Console
Printer and Office Machine
DVD Player and Recorder
Ethernet Hub
Ethernet Switch
Base Stations and Controllers
Routers, DSLAMs, PON Equipment
Test and Measurement Systems
Industrial and Factory Automation Equipment
Multimedia synchronization and Real Time Networking

►场景应用图

►产品实体图

►展示板照片

►方案方块图

►核心技术优势

1.IEEE 1588 v1/v2(one Step insertion, IEEE 1588 2008 standard ), Sync. Ethernet & 802.1AS application; up to 4GPIO pins for PTP_CLKIN or Event capture or trigger. CLKOUT*1 2.Configurable MDI port order support by Registers or HW latch for easy PCB layout 3. 2.5G/1G Lite support (1Gbps/500Mbps data rate) mode for 2 pairs cable 4.Support Cable doctor(TDR): 1.accuracy to 1m; 2.Open/Short/Mismatch(150ohm/75ohm) 5.L L Surge +(+(--) 1KV Class B 6.HBM ESD 4.5KV; MM ESD 200V; CDM ESD 500V 7.CS over 5V/m no CRC & packet loss. 8.RS over 5.5V/m no CRC & packet loss. 9.Datasheet, Schematic, IBIS Model, ICM/Transformer AVL, Layout Guide, Layout file, App Notes, Programming Guide, initial code and API source code are available 10.Power consumption, EMI, Thermal and Waveform reports ready 11.Support preamble recondition. (RTL8221B VB CG & RTL8221B VM CG only) 12.Support Macsec upto 256bits (compatible with IEEE 802.1AE, AEbn , AEbw ) (RTL8221B VM CG only)

►方案规格

1.Compatible with IEEE 802.3, IEEE 802.3u, IEEE 802.3ab
2.Supports IEEE 802.3az (Energy Efficient Ethernet)
3.Supports IEEE 802.3bz (2.5GBASE-T)
4.Support MACsec compatible with IEEE 802.1AE, IEEE 802.1AEbn, IEEE 802.1AEbw
5.Supports Full Duplex flow control (IEEE 802.3x)
6.Supports IEEE 802.3 optional ability (Energy Efficient Ethernet and Fast Retrain)
7.Integrated 10M BASE-Te and 100M/1000M/2.5GBASE-T IEEE 802.3 compatible transceiver
8.Supports 2.5G Lite (1G data rate) mode
9.Auto-Negotiation with Extended Next Page capability (XNP)
10.Compatible with NBASE-TTM Alliance PHY Specification
11.Supports pair swap/polarity/skew correction
12.Crossover Detection & Auto-Correction
13.Configurable MDI port ordering (MDI swap) for easy PCB layout
14.Supports hardware CRC (Cyclic Redundancy Check) function |
15.Supports power down/link down power saving mode
16.Supports clause 22 and Clause 45 MDC/MDIO management interface
17.Supports rate adaptor for SerDes

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