上禮拜五下午接到岡山一位廠務的電話,口氣很無奈:「工程師,我們後棟那支攝影機又斷線了,交換器重開會好個半天,隔天又來一次。線是新拉的 Cat6 耶,怎麼會這樣?」我只問了一句:那條線大概拉多遠?他抓了一下,說繞過廠房差不多一百三十公尺。聽到這個數字,不用到現場,答案八九不離十:銅纜拉超過一百公尺了。
100 公尺不是廠商唬你,是訊噪比算出來的
電訊號在雙絞線上跑,能量會一路變成熱耗掉,而且頻率越高耗得越兇:高頻電流因為集膚效應只擠在導體表面薄薄一層流動,等效電阻變大,衰減就以 dB 為單位隨長度累積。麻煩的是,接收端的雜訊不會跟著變小:近端串音是隔壁線對在接收端附近耦合進來的,跟線拉多長沒有關係。訊號一路變弱、雜訊原地不動,兩邊一夾,超過某個長度之後錯誤率就會陡增。
IEEE 802.3ab(1000BASE-T)當年就是拿 TIA-568 的通道模型去算這筆預算的:固定佈線 90 公尺,兩端跳線合計 10 公尺,總長 100 公尺。所以這個數字不是保守估計,是設計上限。而且 1G 是四對線全部上陣、用 PAM-5 編碼加回音消除硬擠出來的,訊噪比預算本來就吃得很滿,沒什麼超載空間。
超過了會怎樣?通常不是乾脆斷掉,而是「半通不通」:先是 CRC 錯誤、偶發掉封包,再來自動協商把速率打回 100M,監視器畫面卡卡糊糊、時好時壞。這種狀況最耗工時,因為 ping 得到、網頁也開得了,大家都不肯相信是線的問題。那支一百三十公尺外的攝影機,就是標準案例。
Cat5e、Cat6、Cat6a 差在哪:頻寬等級與 10G 的距離折扣
線材等級本質上是「測試頻寬」的等級:等級越高,絞距做得越緊、線對之間的隔離越好,在高頻下還能維持可用的訊噪比:
- Cat5e:測試到 100 MHz,100 公尺內跑 1G 達標,辦公室與監視器的主力。
- Cat6:測試到 250 MHz,跑 1G 餘裕更大;但要跑 10G(IEEE 802.3an)只剩約 37 到 55 公尺,成捆佈線時外部串音嚴重就往 37 靠。
- Cat6a:測試到 500 MHz,10G 撐滿 100 公尺,機房骨幹、高流量匯聚用它。
- 過渡選項:IEEE 802.3bz 的 2.5G/5G,Cat5e 跑 2.5G、Cat6 跑 5G 都能滿 100 公尺,舊線不換、升級 Wi-Fi 6 基地台的回程很實用。
但有一點要注意:整條鏈路的速率由最弱的一環決定。水晶頭、配線架模組、跳線、交換器埠,任何一個環節只支援 100M,全段就是 100M。線材等級怎麼挑,我在Cat5e 與 Cat6 怎麼選那篇有更完整的比較。
真的要超過 100 公尺:光纖、中繼、PoE 延長怎麼選
光纖是長距離的正解。多模 OM3 跑 10G 可到 300 公尺,單模上公里輕輕鬆鬆,兩端配光電轉換器或直接用有 SFP 埠的交換器。跨棟還有一個常被忽略的理由:兩棟建築的接地電位不一定相同,銅纜跨棟等於把地電位差和雷擊突波直接引進機房;光纖不導電,天生免疫這件事。
中繼交換器適合路徑中間剛好有配電點的場合:把長度切成兩段、各自不超過 100 公尺就好。代價是多一個要供電的故障點,中繼那台的電源品質要顧,不然等於把不穩定搬到路中間。
PoE 延長器對單支遠端攝影機最省事,一顆接一顆,每一段各自享有 100 公尺。不過供電要算帳:802.3af 給 15.4W、802.3at 給 30W、802.3bt 可到 60W 以上,線越長電壓降越大,串到後段瓦數會打折,帶紅外線的大功率球機就要保守抓。供電原理與瓦數等級,這篇 PoE 解說有完整整理。
我的判斷習慣很簡單:跨棟一律光纖,不用討論;室內單點 110 到 150 公尺,用 PoE 延長或中繼救;如果是一整排點位都超距,那代表配線架的位置本身規劃錯了,回頭把弱電箱移到點位的重心,比一條一條硬救划算得多。
現場最常見的冤枉:CCA 線、只壓兩對、跳線沒算進去
最坑人的是 CCA 線(銅包鋁):外皮印著 Cat6,導體其實是鋁芯外面鍍一層薄銅。鋁的電阻率比銅高將近不少,資料跑到六、七十公尺就開始不穩,PoE 更慘:電壓降大、發熱高、接點容易氧化。會出錯是因為價差可以差到一半,而且成品外觀完全看不出來;判別方式是剝開看導體剖面(鋁芯是銀白色),或量整條迴路的直流電阻。
再來是老習慣害人:百兆時代兩對線就能通,有些舊做法水晶頭只壓實兩對,結果就是「跑 100M 正常、切 1G 就斷」,因為 1000BASE-T 四對全都要用。最後是帳算錯:100 公尺要含兩端跳線,牆內拉好拉滿 98 公尺,機櫃跟桌邊再各接 5 公尺跳線,帳面沒超、實際超了。
反過來說,100 公尺以內也不是保證書。線材品質差、水晶頭壓不實、跟動力線長距離並排走,都會提前出事;要真的驗收,得用線纜認證測試儀跑衰減與串音,不是通斷儀八個燈全亮就算過關。