2026 年 05 月 06 日
CH5 — 乙太網路
📋 大綱
1🔷 前言 — 實體層：架設與規劃
2🌐 乙太網路簡介 — 沿革、分類、名稱、發展
3🔌 乙太網路架設 — 纜線、RJ-45、集線器、接線方式
4⚡ 超高速乙太網路 — Gigabit Ethernet、SFP/GBIC
5📡 無線網路簡介 — LoRa、802.11、藍牙、ZigBee
6📶 無線網路架設 — Ad Hoc、Infrastructure、橋接、中繼
🔷 1｜前言
📌 實體層的架設與規劃
由實務架設更加引導學習的興致，對網路的「架設」與「規劃」進行了解。
- 「架設」屬於小範圍的網路工作
- 「規劃」屬於較大範圍的網路工作
- 兩者皆屬於「實體層」的部分
第五章：「架設」｜第六章：「規劃」
🌐 2｜乙太網路簡介
是各種網路架構中最普遍的一種，架構簡單、價位低廉。
2.1｜乙太網路沿革
🔬 Ethernet 的起源
- Xerox Palo Alto 研究中心 Robert Metcalfe 與 Davis Boggs 所開發
- 自夏威夷大學 (University of Hawaii) 無線通訊的 Aloha 系統
- 取名為 Ethernet，以 Ether 描述傳送訊號的物質
- 希冀這個網路能像以太一般充斥在宇宙每個角落
重要年份
1960Norman Abramson 發展 Aloha 無線電網路系統
1973Metcalfe 開發第一個乙太網路（2.94 Mbps）
1980.9迪吉多、英代爾、全錄共同制定 10 Mbps 乙太網路標準
📊 3｜乙太網路分類
所有乙太網路的基本原理差不多，因傳輸速率、調變方式與傳輸媒體不同進行區分。
3.1｜依傳輸速率區分
10 Mbps、100 Mbps、1 Gbps、10 Gbps、40 Gbps、100 Gbps、210 Gbps。辦公室、居家以 100 Mbps、1 Gbps 最普遍；骨幹連線以 1 Gbps、10 Gbps 居多。
3.2｜依調變方式
3.3｜乙太網路名稱的表示
100BaseT：100 Mbps | Baseband | Twisted Pair。
10Broad36：10 Mbps | Broadband | RG-58 同軸電纜，來回最遠可達 3600 公尺。
10Broad36：10 Mbps | Broadband | RG-58 同軸電纜，來回最遠可達 3600 公尺。
3.4｜乙太網路發展
📈 速率演進
- 一般以 10 的倍數增長
- 10 Gbps 以上無法一次增長 10 倍，先發展 40 Gbps 再精進到 100 Gbps
- 40 Gbps、100 Gbps 以單模光纖傳送可達 40 公里
- 40 Gbps 以第八類雙絞線可傳遞 30 公尺
- 下一個目標：1000 Gbps (1T) 乙太網路
📋 乙太網路標準比較表
| 名稱 | 速率 | 調變 | 傳輸媒體 | 最遠距離 |
|---|---|---|---|---|
| 10Base5 | 10 Mbps | Baseband | RG-11 同軸電纜 | 500 公尺 |
| 10Base2 | 10 Mbps | Baseband | RG-58 同軸電纜 | 185 公尺 |
| 10BaseT | 10 Mbps | Baseband | 第三類雙絞線 | 100 公尺 |
| 10BaseF | 10 Mbps | Baseband | 多模光纖 | 500～2000 公尺 |
| 10Broad36 | 10 Mbps | Broadband | RG-59 同軸電纜線 | 3600 公尺 |
| 100BaseT4 | 100 Mbps | Baseband | 第三類雙絞線 | 100 公尺 |
| 100BaseTx | 100 Mbps | Baseband | 第五類雙絞線 | 100 公尺 |
| 100BaseT2 | 100 Mbps | Baseband | 第三類雙絞線 | 100 公尺 |
🔌 4｜乙太網路架設
4.1｜材料與配備
🔧 必備材料
- 305 公尺的雙絞線線材
- RJ-45 連接頭（8 個金屬連接插片，雙叉式或三叉式）
- RJ-45 護套（預防接頭卡栓可能因碰撞導致接頭脫落）
4.2｜網路卡
不同介面、Auto-Sensing 功能。
4.3｜集線器或交換式集線器
🔀 集線器功能
- 用以進行電腦間或集線器間連接
- 集線器面板 LED 顯示連接埠連線狀況
- 全雙工功能
4.4｜RJ-45 接頭製作
纜線結構
纜線由四對雙絞線組成：(白藍,藍)、(白橙,橙)、(白綠,綠)、(白棕,棕)。定義為第一、二、三、四對線。第五類 UTP 每英吋互絞 3～4 次不等。
EIA/TIA 568B 腳位定義
| Pin | 名稱 | 功能 |
|---|---|---|
| Pin 1 | Tx+ | 傳送+ |
| Pin 2 | Tx- | 傳送- |
| Pin 3 | Rx+ | 接收+ |
| Pin 4 | — | 保留 |
| Pin 5 | — | 保留 |
| Pin 6 | Rx- | 接收- |
| Pin 7 | — | 保留 |
| Pin 8 | — | 保留 |
568B 線序：白橙 → 橙 → 白綠 → 藍 → 白藍 → 綠 → 白棕 → 棕。
568A 線序：白綠 → 綠 → 白橙 → 藍 → 白藍 → 橙 → 白棕 → 棕。
568A 線序：白綠 → 綠 → 白橙 → 藍 → 白藍 → 橙 → 白棕 → 棕。
4.5｜電腦與集線器間的連線
直通線 (Straight-through)：電腦的 Tx 對接到集線器的 Rx。568A 或 568B 任一端即可，兩端要一致。
4.6｜電腦與電腦間的連線（跳線）
對接式 (Crossover)：一端 568A，另一端 568B。
4.7｜直接纜線與跳接纜線
直接纜線 (Straight-through)：兩端接頭排序相同。跳接纜線 (Crossover)：一端 568A、一端 568B， Tx/Rx 交叉。
4.8｜集線器與集線器間的連線
使用跳接纜線（568A 對 568B）。
4.9｜Auto MDI-X
Auto MDI-X（Medium Dependent Interface Crossover）可自動偵測並切換 Tx/Rx，不需要手動選擇直通或跳接線。
4.10｜其他應注意事項
⚠️ 施工要點
- 線距：< 100 公尺
- 互絞：未絞雙絞線 < 0.5 英吋
- 束線鬆緊應以適中為宜
- 彎曲半徑 > 線材直徑 8 倍
4.11｜常見量測儀表
🛠️ 檢測工具
- 纜線測試器 (Cable Tester)
- 三用電錶（檢測接線連通情形）
⚡ 5｜超高速乙太網路 (Gigabit Ethernet)
5.1｜銅纜方案
超高速乙太網路卡 + 第六類雙絞線
5.2｜光纖方案
🌈 光纖傳輸要件
- 光纖線材接頭網路卡
- 超高速乙太網路轉換器 (GBIC；GigaBit Interface Converter) 插槽
5.3｜SFP
📦 SFP：小封裝可插拔收發器
Small Form-factor Pluggable transceiver
- 尺寸較小，又稱 mini-GBIC
- SFP 收發器規格：1 Gbps、10 Gbps、40 Gbps 分別為 SFP、SFP+、QSFP
- 可搭配 RJ45 接頭，節省配線的開支
📡 6｜無線網路簡介
6.1｜有線傳輸環境的限制
🏗️ 適合有線的場合
- 適合頻寬需求大、工作地點固定、安全性考量較嚴謹的場合（例：工廠、倉庫）
- 兩棟建築物間距離不遠，拉線困難或有礙觀瞻時，無線傳送是理想選擇
6.2｜常見頻帶（不需執照）
LoRa、802.11、802.15
📡 7｜無線網路分類
7.1｜依網路範圍大小分類
WWAN（Wireless Wide Area Network）：智慧城市、智慧農場、環境監控等遠距離連接。WLAN（Wireless Local Area Network）：無線區域網路。
7.2｜LoRa
📡 LoRa — Long Range
- 低能耗下進行低速的長距離通訊
- 資料傳輸率：0.3～27 Kbps
- 傳輸距離：空曠地方可達 10 公里以上
7.3｜802.11 (Wi-Fi)
| 標準 | Wi-Fi 名稱 | 年份 | 傳輸速率 |
|---|---|---|---|
| 802.11 | —（第一代） | 1997 | 2 Mbps |
| 802.11b | —（第二代） | 1999 | 11 Mbps |
| 802.11a | — | 2003 | 54 Mbps |
| 802.11n | Wi-Fi 4 | 2009 | 600 Mbps |
| 802.11ac | Wi-Fi 5 | 2013 | 6.9 Gbps |
| 802.11ax | Wi-Fi 6 | 2019 | 9.6 Gbps |
| 802.11be | Wi-Fi 7 | 2024 | 46.4 Gbps |
| 802.11bn | Wi-Fi 8 | 2028（預計） | 可靠性提升 |
7.4｜MIMO 技術
📶 MIMO — Multiple Input Multiple Output
- 802.11n 以後規格運用多天線技術
- 理論最高傳輸速率：600 Mbps
- 802.11ac、ax 以 Giga 級為目標
7.5｜802.15 — 無線個人網路
📡 802.15 標準
- 藍牙 (Bluetooth) 1.1 → 802.15.1：傳輸距離 10 公尺、速率 1 Mbps
- ZigBee → 802.15.4：250 Kbps 以下，最遠傳送距離可達 1 公里
📶 8｜無線區域網路架設
8.1｜優勢與限制
優勢：網路連接輕鬆自在。限制：最高傳送速率較低、配備較貴、訊號容易受外界干擾、媒體共享使資訊安全受到威脅。
8.2｜傳送距離
📏 傳送距離參考
- 空曠場所：可達 100～150 公尺
- 半開放有隔間環境：可傳送距離 30～50 公尺
- 金屬成分越高，訊號衰減阻絕情況越嚴重
- 可透過外接天線或增加基地台密度解決
8.3｜安全機制
WEP (Wired Equivalent Privacy；有線等效保密)
8.4｜兩種模式
Ad Hoc 模式（對等式 Peer-to-Peer）
- 不需要存取點 (AP) 設備
- 各節點直接對傳，彼此地位同等
- IBSS (Independent Basic Service Set) 網路
- SSID 不同不能相互通訊
Infrastructure 模式（主從式）
- AP 為節點間相互通訊的中繼中心
- 以 SSID 對網路進行辨識
- 節點送到 AP，再由 AP 傳送給目的節點
8.5｜中繼模式 (Repeater Mode)
解決傳輸距離較遠或空間隔間等因素的影響，擴大可傳送的範圍，但傳送速率會下降。
8.6｜橋接模式 (Bridge Mode)
兩個或兩個以上不相連的有線網路系統運用 AP 的橋接功能串接起來，這些 AP 平台與節點必須設相同 SSID 才可。例：相距不遠建築物間的網路通訊。
8.7｜漫遊
無線網路間的漫遊功能，允許設備在不同基地台間移動而不中斷連線。
📝 問題與討論
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