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什麼是自動協商?
自動協商(Auto-Negotiation)是 IEEE 802.3 定義的機制,讓以太網鏈路兩端在接通瞬間互相通告各自支援的速率、雙工與流量控制能力,並自動選出雙方都支援的最佳組合。它令不同年代、不同能力的設備可以即插即用,也是千兆以太網的強制要求。本頁講解協商的運作過程、失敗時的回退行為、千兆特有的主從協商,以及「千兆線只跑百兆」等常見問題的排查方法。
協商如何進行
根據 Wikipedia 對自動協商的介紹 ,鏈路接通時兩端各自發出 FLP(Fast Link Pulse)快速鏈路脈衝 :脈衝串編碼一個 16 位元的基本通告字(Base Page),逐位元宣告自己支援的模式——10BASE-T 半/全雙工、100BASE-TX 半/全雙工、流量控制(PAUSE)能力等,千兆能力則經後續的 Next Page 交換。雙方收齊對端通告後,按標準規定的優先次序取交集:速率高者優先,同速率下全雙工優先 ,然後以選出的組合建立鏈路,全程毫秒級完成。
若對端不發 FLP(例如被手動固定參數的舊設備),協商端啟動並行偵測(Parallel Detection) :從線路訊號特徵辨認出對端是 10M 還是 100M,但訊號本身不攜帶雙工資訊,標準規定此時保守地假設半雙工 。這個回退規則正是雙工不匹配的來源——一端固定全雙工、另一端自動協商,後者必然落在半雙工,詳見全雙工與半雙工有何分別 。
協商結果一覽
本端設定 對端設定 結果
自動協商 自動協商 雙方最高共同能力(正常情況)
自動協商 固定 100M 全雙工 本端並行偵測出 100M 但回退半雙工——雙工不匹配
固定 100M 全雙工 固定 100M 全雙工 正常,但兩端必須同時設定一致
自動協商(四對線有問題) 自動協商 千兆不可用,降級協商出 100Mbps
自動協商 不支援協商的古董設備 並行偵測速率+半雙工
千兆有一項額外任務:主從角色(Master/Slave)協商 。根據 Wikipedia 對雙絞線以太網的介紹 ,1000BASE-T 四對線雙向同傳,兩端必須議定由哪一方提供時鐘基準,這隻能經協商程序完成,因此標準強制 1000BASE-T 啟用自動協商——「固定千兆」的設定實際上仍在跑協商,只是限制了通告的能力範圍。10Gbps 及更高速率同樣以協商為常態。
常見協商問題與排查
① 千兆線只跑百兆 最常見原因是四對線未全通:只壓兩對、4-5/7-8 對斷線或接觸不良,協商便降級至 100Mbps。以測線儀逐對驗證,重新端接後再試。
② 鏈路反覆升降 速率在千兆與百兆之間反覆跳動(flapping),多為線材質素臨界、長度超標或水晶頭氧化,訊號測試時好時壞所致,應更換線段根治。
③ 雙工不匹配 一端 Late Collision、另一端 CRC 錯誤齊現即可斷定。翻查兩端設定,找出被固定的一方恢復自動協商。
④ 中途設備限速 舊款 PoE 分離器、延長器或面板模組只支援百兆,令整條鏈路封頂。更換攝影機或 AP 後「速度沒提升」時,記得檢查沿途每一件配件。
香港工程實務上,協商問題多數在裝修後浮現:新拉的線由不同判頭端接,個別插座只壓兩對線,日常上網無感,直到更換千兆設備或 Wi-Fi 6 AP 後才發現上行只有百兆。驗收時逐點以認證測試儀量測(見網線認證測試 ),可把這類問題在交付前清除。線材等級的選擇可參考 Cat5e/Cat6/Cat6a 比較 。