家裡的弱電

弱電是傳訊號用的低電壓線路(網路、電視、對講機),相對於 110V 的強電。這頁只講網路:線怎麼進到家裡、需要哪些設備、為什麼裝潢時就要決定。

Modem 和 Router 各做什麼?

中華電信提供 自己買 中華電信 機房 Modem 數據機 光 ↔ 電 訊號轉換 Router 路由器 NAT · DHCP · 防火牆 光纖 網路線 手機 192.168.1.10 筆電 192.168.1.11 電視 192.168.1.12 WAN 側(Internet) 全家對外共用 1 個 public IP LAN 側(家裡的區域網路) 每台設備各 1 個 private IP
圖 1資料從中華電信到手機,一定依序經過 modem 和 router。Router 是分界:一側是 Internet,一側是家裡。
Modem 數據機Router 路由器
輸入 → 輸出光纖的光訊號 → 網路線的 Ethernet 訊號1 個 public IP → 很多個 private IP
工作層Layer 1–2。只轉換傳輸介質,不看 IP。Layer 3。依 IP 位址轉送封包。
負責的事接上中華電信的線路。PPPoE 撥號取得 public IP、NAT(多台設備共用該 IP)、DHCP(發 private IP)、防火牆。
沒有它光纖沒有設備可以直接插。只有直接接 modem 的那一台能上網,而且直接暴露在 Internet 上。
來源申辦時中華電信來安裝。自己買。

中華電信用 PPPoE 驗證:router 用申辦時拿到的帳號密碼(HN 號碼)撥號,成功後才拿到 public IP。有些中華電信 modem 內建簡易的 router 功能;我們自備,是為了 WireGuard VPN(在外面安全連回家)和下一段的 UniFi。

為什麼 UniFi 要拆成好幾台?

一般的 Wi-Fi 分享器(一體機) Router IP 路由 · NAT · DHCP · 防火牆 Switch 提供多個有線 port,依 MAC 位址轉送 Access Point(AP) Ethernet ↔ Wi-Fi 無線電 拆成獨立設備 UniFi:三台獨立設備 Gateway 位置:modem 附近、通風的地方 Switch 位置:所有網路線匯集的地方(弱電箱) AP 位置:家的中央、天花板
圖 2一般的 Wi-Fi 分享器是三個功能裝在同一個殼裡。UniFi(Ubiquiti 的產品線)把每個功能做成一台獨立設備。

PoE 是什麼?

沒有 PoE:AP 要接兩條線 天花板 AP Cat6(只有資料) 插座 110V+變壓器 Switch 弱電箱 有 PoE:一條 Cat6 就夠 天花板 AP Cat6(資料+48V DC 電力) PoE Switch 弱電箱
圖 3PoE(Power over Ethernet)讓 switch 透過同一條 Cat6 送出資料和 48V 直流電。天花板內不必做插座,也不用留變壓器的位置。
PoE Switch 供電端 AP 受電端 線對 1-2:資料 + DC 正極 線對 3-6:資料 + DC 負極 線對 4-5:資料 線對 7-8:資料
圖 4一條 Cat6 內有 8 條銅線,兩兩絞成 4 對。資料是高頻交流訊號,可以和直流電疊在同一對線上,到設備端再分離(圖為常見的 Mode A 接法)。

SWITCH 怎麼決定要不要送電

  1. 偵測。先送低電壓量測對方的電阻。PoE 設備有 25 kΩ 的特徵電阻。
  2. 分級。讀出設備需要的功率等級。
  3. 供電。送出約 48V。設備拔掉後立刻斷電。

電腦、電視這類不支援 PoE 的設備在第 1 步就被判定為不供電,所以插在 PoE port 上不會損壞。

標準通稱每 port 最大輸出常見設備
802.3afPoE15.4 W一般 AP、攝影機、門鈴
802.3atPoE+30 W高階 AP
802.3btPoE++60 / 90 W小型 switch、可轉動的攝影機

選 PoE switch 看兩個數字:每個 port 支援到哪個標準,以及整台的總供電瓦數(PoE budget)。所有受電設備的瓦數加起來不能超過它。

套用到丰藏

電腦房 設備櫃(通風、好維護) Gateway 路由 · NAT · 防火牆 · WireGuard VPN NAS 電腦 弱電箱(金屬箱:擋 Wi-Fi、散熱差) ① 去 ② 回 電腦房牆上 2 孔 Modem → Gateway → Switch Modem 光 ↔ Ethernet PoE Switch 8 port 中華電信 光纖 PoE:資料+電力 MOD:機上盒直接接 Modem,不經過 Gateway 走道天花板(家的中央) AP PoE 供電 Wi-Fi → 手機、筆電、智慧家電 主臥 網孔 × 1 次臥 網孔 × 1 客廳 網孔:遊戲主機 網孔:MOD 機上盒
圖 5丰藏的接線方式。虛線框是空間,實線框是設備,小方格是牆上或天花板的網孔。每個網孔各用一條 Cat6 直接拉回弱電箱。這是接線關係,不是平面圖上的實際位置。

封牆前要定案的是線,不是設備

Switch 會用掉 5 個 port(Gateway、AP、客廳、主臥、次臥),8 port 夠用。Gateway、Switch、AP 的型號可以入住前再買;線和網孔位置封進牆和天花板後就很難改。