揭密RJ45網路線進化史:從粗重同軸到現代雙絞線的奇蹟

Evolution of Ethernet Technology 10BaseT Museum
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在現今的辦公室和家庭中,我們習以為常地使用 RJ45 網路線連接網路。但你可能不知道,這種細巧的雙絞線網路技術,竟經歷了近十年的發展與競爭才成為主流。讓我們一同回顧這段科技演進的歷史,探討為何雙絞線乙太網路能從眾多競爭者中脫穎而出,並成為現代網路基礎架構的基石。

令人驚嘆的雙絞線革命

  • 早期乙太網路的困境
    在 1980 年代初期,乙太網路採用 10Base5 標準,使用粗重的同軸電纜,安裝成本高昂且故障排除困難。工程師們戲稱它為「黃色花園水管」。1985 年,10BASE2 標準問世,它採用更細的同軸電纜和 BNC 接頭,降低了成本和安裝難度,被稱為「薄型乙太網路」或「便宜乙太網路」」(Cheapernet)。但它仍有諸多限制,包括傳輸距離上限、匯流排拓撲結構的缺點,以及安裝和維護的複雜性。
  • AT&T 的意外良機
    1982 年,英特爾推出了 82586 晶片,大幅降低了乙太網路設備的開發成本和複雜性。英特爾產品經理羅伯特·加倫積極尋找該晶片的更多應用,並與 NCR、Wang Laboratories、AT&T 和 Tandem Computers 等公司合作,共同開發低成本、易於安裝的區域網路。
    同年 1 月 8 日,美國司法部對 AT&T 提出反壟斷訴訟,迫使這個電信巨頭分拆資產。分拆後的 AT&T 工程師提姆·洛克發現,遍布全美各大辦公大樓的電話線纜,可能成為網路傳輸的新媒介。這些電話線纜通常包含 25 對雙絞線,但並非所有線對都被使用。這個發現讓 AT&T 看到了新的商機:如果能善用這些閒置的線對來傳輸數據,就能大幅降低網路建置成本。
  • 克服挑戰,制定標準
    這個想法得到了 IEEE 802.3 工作組的支持,並成立了專門的任務小組,由加倫擔任主席,理查德·班奈特擔任副主席,負責制定 UTP 乙太網路標準。
    然而,使用 UTP 也面臨著挑戰,例如電磁干擾 (EMI) 和串擾 (Crosstalk)。透過仔細的研究和測試,任務小組克服了這些問題,並最終在 1987 年發布了 1Base5 標準,實現了 1Mbps 的傳輸速度。
  • 10BaseT 的誕生
    惠普的女工程師派特·泰勒在標準制定工作中扮演了關鍵角色。她在一次令人印象深刻的場合中,隻身前往 DEC 公司,在一群傲慢的男性工程師面前成功捍衛了多埠中繼器的標準。
    派特·泰勒等工程師認為 1Base5 標準仍有提升空間,並開始研究 10Mbps UTP 乙太網路的可行性。他們發現,透過最佳化設計和克服串擾問題,UTP 完全可以達到更高的傳輸速度。泰勒和她的團隊進行了大量測試,特別是在俄亥俄州代頓市的 YMCA——這裡的電磁干擾特別嚴重,成為測試雙絞線抗干擾能力的絕佳場所。他們的研究證明,雙絞線完全有能力支援 10Mbps 的傳輸速率。關鍵在於:
    * 雙絞線的平衡傳輸特性使其能有效抵抗外部干擾
    * 線對間的絞接可以降低串擾影響
    * 即使在 25 對線纜中,實際上每對線只會受到周圍約 6 對線的影響
  • 市場之爭與技術之辯

    這場技術革新引發了激烈的爭論。3Com 的創始人鮑勃·梅特卡夫——同時也是乙太網路的發明者之一——堅持認為星型拓撲結構中的集線器會成為網路瓶頸。但支持雙絞線的陣

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