RJ-45 基礎了解
歷史
在 1970 年代以前,全美電話系統由 AT&T(Bell System)壟斷。當時你家裡的電話是電信師傅拿著螺絲起子,將電線一根一根鎖死在牆壁底座上的,更換非常困難。
1976 年,AT&T 與貝爾實驗室為了推動「隨插即用(Modular)」標準,向美國聯邦通訊委員會(FCC Part 68)提出了一套統一規範,稱為 Registered Jack(已註冊插孔,簡稱 RJ)。
- RJ-11:給單線家用電話用(使用 6P2C / 6P4C 小接頭)
- 真正的原始 RJ-45(RJ-45S):
- 它根本不是給電腦網路用的,而是專門接在高速商用電話數據機(Data Modem)上的插座!
- 特徵:它的塑膠外殼右側有一個防呆凸起(Keyed),而且內部 Pin 7 與 Pin 8 之間跨接了一顆程式化電阻(Programming Resistor)。當數據機插上去時,會透過這顆電阻通知機房自動調節發射功率,避免高頻撥接音干擾同線路的鄰居通話。
到了 1980 年代末期,乙太網路還在使用粗硬昂貴的同軸電纜(10BASE5 / 10BASE2)。工程師為了讓網路線好拉、便宜,決定採用大樓原本就拉滿的電話雙絞線,並尋找現成便宜的模組化塑膠接頭。
他們看上了原本拿來做多線商用電話與數據機的 8P8C 塑膠接頭。為了讓普通網路線隨便插,IEEE 802.3i 工作組把 RJ-45S 側邊的防呆凸起削掉,也移除了內部的電阻,做成了標準對稱的 8P8C。
1990 年 10BASE-T 正式發表,雖然標準文件寫的是「8-position modular plug/jack」,但全世界的網管、水電工看到它長得跟機房數據機的 RJ-45S 一模一樣,直接順口叫它 RJ-45。
10GB 線材

- 滿足基本的收發需求(一對說、一對聽):如同圖中所標示,網路通訊依賴差動訊號,因此需要兩根線組成一對。Pin 1 和 Pin 2 組成發送端(TxData+ / TxData-),Pin 3 和 Pin 6 組成接收端(RxData+ / RxData-)。這 4 根線路就已經完全滿足了 100 Mbps 以下全雙工通訊的所有物理需求。
- 刻意相容傳統電話線(RJ-11):圖中正中央的 Pin 4 和 Pin 5(藍色線對)是被刻意跳過不用的。因為在 RJ-45 剛發明的年代,大樓的綜合佈線希望「一個插座能兩用」。傳統家用電話的水晶頭(RJ-11)比較窄,如果把它直接插進這個較寬的 RJ-45 網路孔中,RJ-11 上的金屬接點會剛好完美命中正中央的 Pin 4 和 Pin 5。把網路訊號移到兩側,就能讓這個插座安全地向下相容電話系統。
- 預留擴充與供電(備用線):剩下的 Pin 7 和 Pin 8(棕色線對)在當時純粹是作為擴充備用
差分訊號
發送端要有兩個線是因為,兩個線得出一個資料,並且受到干擾的時候,兩個一起變動,最後得出來的資料還是會一樣。
RJ45 vs 光纖
因為一般人網速不需要太高,且光纖太容易壞掉,並且光纖雖然也算便宜,但相關的光纖網卡都很貴。
並且光纖一堆不同的通訊協定跟物理接頭,太多了。
所以光纖只用在資料中心 ISP 等核心網路,末端還是 RJ-45 的專業。
PoE
傳統的標準 RJ-45 網路線在設計之初「確實完全沒有電源」,它純粹只傳輸交流差動訊號。 但現代你看到的 PoE(Power over Ethernet,乙太網路供電),是工程師利用物理電氣特性,硬把 48V 直流電灌進 RJ-45 網路線裡。
一條 RJ-45 網路線裡面有 8 根芯線(4 對絞線)。國際標準(IEEE 802.3af / at / bt)定義了兩種供電方法:
- 偷用空閒線(Mode B / Alternative B,常見於 100M 網速): 在老式的 10BASE-T 或 100BASE-TX 中,其實只用了 4 根線:
- Pin 1, 2 走發送(TX)
- Pin 3, 6 走接收(RX)
- Pin 4, 5 與 Pin 7, 8 完全空閒沒在用,所以可以把 Pin 4, 5 綁在一起接 DC +48V(正極) 把 Pin 7, 8 綁在一起接 DC 0V(負極/接地) 資料走一邊,電力走一邊。
- 在千兆(1000BASE-T)甚至萬兆網路上,8 根線必須全部拿來傳輸高速資料,沒有任何空閒線,因此工程師好像使用資料是交流電,電源是直流電的特性進行供電。