综合布线材料.ppt

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1、第2章 综合布线材料,概述,学习目标：认识局域网的拓扑结构，能在具体的应用场合中选用正确的结构，理解传输介质的性能参数的含义。学习重点：各种拓扑结构的结构、优点、缺点。学习难点：传输介质的性能参数的含义。,一、网络的拓扑结构,总线型网络环型网络星型网络,基本网络拓扑结构,1总线型（bus topology）：指网络上的计算机挂接在同一物 理链路上。工作原理：载波监听多路访问/冲突监测（CSMA/CD）技术，有结点利用总线发送信号时，其它结节不能发送，只能处于等待的状态，这时总线上流动的是发送,补充知识,图3-1 总线拓扑结构,结点所发送的帧的比特流，总线上的其它结点全 部都能侦听到这个数据帧，

2、通过适配器接收后，进行分析，如果目标地址不是自己则将其丢弃，如果是发给自己的，则接收此数据帧。,结构如图3-1所示：,补充知识,缺点：故障诊断困难；故障隔离比较困难；实时性不强；总线长度有限制，扩展麻烦。,优点:(1)结构简单灵活；(2)可靠性高；(3)设备少，费用低；(4)安装容易，使用方便；(5)共享资源的能力强，便于广播式工作；(6)在总线的任何地方都可以增加新计算机。,应用：小型办公环境,2环型网络：指整个网络的物理链路构成一个闭环，所有的 计算机节点都挂接在这个环上。如图3-2所示。,图3-2 总线型拓扑结构,补充知识,工作原理：令牌控制机制,令牌：决定环上的哪个站可以发送信息的特殊

3、信息包,优点：（1）简化路径的选择；（2）电缆长度短；（3）网络的实时性好；（4）适合于光纤网，传输速度快，避免电磁干扰。缺点：（1）对环接口要求高；（2）故障的诊断困难；（3）网络扩展困难；（4）接点过多时，传输速度慢。应用：（1）工厂环境；（2）研究有许多大型机的场合。,3星型网络(Star topology)：所有的计算机结点都连接在一 个中心结点上。如图3-3所示。,图3-3 星型拓扑,集线器：是一种将各个单独的电缆段或单独的局域网连接为一个网络的中央设 备。,补充知识,优点：（1）结构简单，便于管理；（2）控制容易，组网简单；（3）连接的故障不影响整个网络；（4）集中控制，故障的检测

4、和隔离方便；（5）延迟时间短，传输的误码率低。缺点：（1）对中央节点的可靠性要求很高；（2）费用比较高，要大量的电缆，维护、安装难；（3）扩展困难：加电缆和中央节点的接口；（4）点对点连接，共享数据能力差；（5）专用通信电缆，利用率不高。,4星型总线型拓扑结构：骨干网络是总线型，节点网络是星型 的网络结构。如图3-4所示。,图3-4 星型总线型拓扑结构,补充知识,5.树型拓扑结构：是一种分层结构，适用于分级管理和控制 系统。如图3-5所示。,图3-5 树型拓扑结构,应用：园区网,补充知识,二、常见的技术名词,1Wire map 导通性主要包括：线序是否正确、是否存在断路或短路、阻抗。2Leng

5、th（指电子长度）：信号传输时所经过的距离。线缆长度：物理路径长度、电子长度 3Attenuation 在接收端接收到的信号能量一定会比发送端发送的信号能量小。经过损耗的信号能量与干扰信号相当，就无法分辨原先所传送的信号。4NEXT：(Near End Cross-talk)电信号在线缆及连接器上传送时，在导体周围产生一个电磁场。这个电磁场辐射到相邻线对上，就会对其信号传输造成不良干扰。近端串扰表征了这种干扰对同在近端的传送线对与接收线对所造成的影响。5PSNEXT（Power Sum Cross-talk）综合近端串扰表明四对线缆中三对线缆传输信号时对另一对在近端所造成的影响。,补充知识,6

6、ELFEXT：（Equal Level Far End Cross-talk）平衡等级远端串扰是传送端的干扰信号对相邻线对在远端所造成的影响。7PSELFEXT（Power sum ELFEXT）综合平衡等级远端串扰表明三对线缆处于通信状态时，对另一对线缆在远端所造成的干扰。8ACR：（Attenuation to cross-talk ratio）衰减串扰比是在某一频率上测得的串扰与衰减的比值。ACR为负值，则说明噪音的强度高于所传送的信号强度。9PSACR：（Power Sum Attenuation to Cross-talk Ratio）综合衰减串扰比反映了三对线同时进行信号传输时对另

7、一对 线所造成的综合影响。10Return Loss 电信号在遇到端接点阻抗不匹配时，部分能量会反射回传送端。,补充知识,11Delay Skew 传输时延差是不同线对的传输时延的差值，以传输时延的最小值为基准点，其余线对的时延与之的差值即为传输时延差。12Channel、Link：信道（Channel）是从发送输出端到接收输入端之间传送信息的通道。综合布线系统中的有线信道和链路如图3-6所示，从图3-6中可看出信道不包括两端设备。,图3-6 信道与链路（注：D为设备，T为终端。）,补充知识,上述名词解释中关于“综合”一词的含义如图3-7所示。,图3-12 Power Sum,三、网络传输介质

8、的选择,1选择介质考虑的因素：（1）数据传输速度。（2）在某网络拓扑结构中的使用。（3）距离要求。（4）电缆和电缆组件的成本。（5）要求的其他网络设备。（7）可防止外界干扰。（6）安装的灵活性和方便性。（8）升级选择。,补充知识,通过表3-1来直观地体现传输频率与传输速率的区别,表3-1 传输频率与传输速率,2传输频率与传输速率的区别：线缆的频带带宽(MHZ)：表示的是单位时间内线路中的信号振荡的次数，是一个表征频率的物理量。线缆上传输的数据速率(Mbps)：表示的是单位时间内线路中传输的二进制位的数量，是一个表征速率的物理量。传输频率表示传输介质提供的信息传输的基本带宽，带宽取决于所用导线的

9、质量、每一根导线的精确长度及传输技术。传输频率表征了器件或介质对信息进行传输的带宽，衡量器件或介质传输性能时，可以采用采用带宽。,补充知识,同轴电缆,同电缆优点：屏蔽好、带宽高和衰减低及安装方便等,一般构成形式：用一条导体线传输信号，导体周围裹一层绝体和一层同心的屏蔽网，屏蔽层和内部导体共轴。,一、概述,1基带同轴电缆 同轴电缆：以硬铜线为芯，外包一层用密织的网状导体环 绕的绝缘材料。网状导体外又覆盖一层保护性 材料。用于数字传输。特性：（1）高带宽；（2）极好的噪声抑制。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。线缆中间还须要使用中继器。应用：（1）有线电视；（2）某些局域网。2宽带同轴电缆 宽带同轴电

10、缆：使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同 轴电缆系统。,补充知识,二、常见的同轴电缆,图3-8 同轴缆结构,3.宽带系统与基带系统的区别：覆盖的区域广。,主要电气参数：特性阻抗；衰减；传播速度；直流回路电阻。主要物理参数：中心导体直径；屏蔽层的内外径；外部隔离材料的材质 最小弯曲半径。,补充知识,常用的同轴电缆型号参见表3-2。,表3-2 常见同轴缆,补充知识,三、同轴细缆,1硬件配置,布线硬件,BNC接口的以太网卡网络接口适配器 便协式适配器 PCMCIA卡,BNC-T型连接器,终端匹配电阻（50殴）,细同轴电缆：中心有一个铜的或敷铜箔膜的铝导线，中轴上包围着一层绝缘泡沫材料。10Base2

11、：“10”代表了它的数据传输速度为10Mbps，“Base”代表了它使用基带传输，“2”代表了最大段长度为185（或粗略为200）米。,电缆系统:细缆(RG-58 A/U)（5毫米，50欧姆）BNC连接器插头（安装在两端）BNC桶型连接器（连接两段细缆）BNC 终端匹配器（50欧姆）中继器（最多四个）,补充知识,细缆以太网的连接如下图所示:,图3-9 同轴细缆网络,2技术参数：（1）最大的干线段长度:185米；（2）最大网络干线电缆长度:925米；（3）每条干线段支持的最大结点数:30；（4）BNC-T型连接器之间的最小距离:0.5米。3特点：（1）容易安装；（2）造价较低；（3）抗干扰能力强

12、；（4）维护和扩展困难；（5）断点多，可靠性差。,补充知识,四、同轴粗缆,4网络实施时的注意事项：（1）不应绞结；（2）弯角半径应大于20cm；（3）各工作站点间的距离应大0.5米；（4）接头安装要牢靠，防止信号短路；（5）走线在电缆槽内，防止电缆损坏；（6）铺设时，不可用力拉扯，防止拉断；（7）两端一定要安装终端器，一个要接地；（8）一般不可在室外，在室外的加装套管。,同轴粗缆：中心为铜导体或敷铜箔膜的铝导体。10 Base 5：“10”代表10Mbps的吞吐量，“Base”代表是基带传输，“5”代表了粗缆网的电缆最大网段长度为500米。,1粗缆以太网硬件 硬件设备：网络接口适配器（AUI接

13、口的以太网卡、PCMCIA卡）收发器(Transceiver)（以太网(IEEE802.3)类型）收发器电缆（AUI电缆）,补充知识,粗缆以太网的硬件连接图如下：,图3-10 同轴粗缆网络,电缆系统：粗缆(RG-11 A/U)：（10毫米，50欧姆）N-系列连接器插头：（安装在两端）N-系列桶型连接器：（连接两段）N-系列终端匹配器：（50欧姆）中继器：（干线段的长度不超过500米，最多四个）,2主要技术参数：（1）最大干线段长度：500米。（2）最大网络干线电缆长度：2500米。（3）每条干线段支持的最大结点数：100。（4）收发器之间最小距离：2.5米。（5）收发器电缆的最大长度：50米。

14、,补充知识,3主要特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）地理覆盖范围大，最长距离可达2500米；（3）安装、维护和扩展困难；（4）造价高。4实施时应注意的问题（1）自然平直铺设；（2）弯角半径应大于30厘米；（3）各工作站点间的距离应大于2.5米；（4）接头要牢靠，防止信号短路；（5）走线在电缆槽内，防止电缆损坏；（6）拉线时不可用力过猛，防止扭曲；（7）可用连结器，总长度不可大于500米，（8）一定要安装终端匹配电阻，一个接地；（9）可安装在室外，要防护措施。,补充知识,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线（Twisted pair，TP）双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把一对或

15、多对双绞线放在一个绝缘套管中便构成了双绞线电缆。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。电缆护套外皮有非阻燃（CMR）、阻燃（CMP）和低烟无卤（LSZH）三种材料）,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的分类按结构分非屏蔽双绞线电缆（UTP）屏蔽双绞线电缆（STP）,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的分类按电气角度分100特性阻抗双绞线电缆120特性阻抗双绞线电缆150特性阻抗双绞线电缆按缆线对数分8芯4对双绞线电缆50芯25对双绞线电缆100芯50对多对数双绞

16、线电缆200芯100对多对数双绞线电缆,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的分类按级别分（按频率分）1类2类3类（16MHz）4类（20MHz）5类（100MHz）超5类（100MHz）6类（250MHz）7类（600MHz）,第1节 传输介质,超五类布线系统,RJ45接头中的8个PIN分布如图3-13所示：,图3-18 RJ45引脚步分布,1四大优点：（1）坚实的网络基础；（2）多对数应用，低偏差和低串扰总值；（3）为将来的网络应用提供了解决方案；（4）充足的性能余量，安装和测试方便。,3超五类双绞线的应用,第1节 传输介质,2主要性能与测试（100米长度、100MHZ

17、时）：频率范围：100MHZ 电缆插入损耗：22.0dB 连接器插入损耗：0.4dB 线对间的近端串扰：35.3 dB 线对间综合近端串扰：32.3 dB 连接器线对间的近端串扰：40.3dB 连接器线对间的综合近端串扰：40.0dB 信道近端串扰：30.1dB 信道的综合近端串扰：27.1dB 衰减串扰比：6.1dB 综合衰减串扰比：3.1dB 电缆远端串扰：23.8dB 电缆综合远端串扰：20.8dB 连接器的远端串扰：35.1 dB 连接器的综合远端串扰：32.1 dB 信道远端串扰：17.4 dB 信道综合远端串扰：14.4 dB 电缆回波损耗：20.1 dB 连接器回波损耗：20.0

18、 dB 信道回波损耗：10.0 dB 缆线最大延时：538ns 连接器最大延时：2.5ns 信道最大延时：548ns 缆线最大延时差：45ns 连接器最大延时差：1.25ns 信道最大延时差：50ns,第1节 传输介质,六类布线系统,1六类系统与五类系统的主要区别,结构变化,新标准中增加：电信布线系统设计原理 安装准则与现场测试 组件规范、传输性能、系统模型 用于验证电信布线系统的测量程序 光纤电信布线系统的组件规范和传输要求,关键新项目,插入损耗：表示链路与信道上的信号损失量,永久链路替代基本链路,测试参数的变化,推动高速应用,传播时延差：最快线对与最慢线对发送信号延时差的尺度,传播时延：传

19、播信号延长时间,新增加的两个参数为传播时延、传播时延差,第1节 传输介质,2.六类产品,产品主要有：六类双绞线、六类RJ45连接器、六类布线架、六类信息插座等。,图3-14 六类布线产品,第1节 传输介质,3六类系统的安装注意事项,六类布线系统施工时应该注意：,在管线设计时，一般内径20mm的线管以放2根六类线为宜。桥架设计合理，保证合适的线缆弯曲半径。放线过程中主要是注意对拉力的控制。拉线工序结束后，两端留出的冗余线缆要整理和保护好，做好标注，提醒其他人员勿动勿踩。在整理、绑扎、安置线缆时，冗余线缆不要太长，不要让线缆叠加受力，线圈顺势盘整，固定扎绳不要勒得过紧。在整个施工期间，工艺流程及时

20、通报。,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的分类其他分类按照使用场合不同可分为室内电缆和户外电缆按照外护套使用材料不同可分为阻燃电缆和非阻燃电缆按照填充材料不同可分为实芯电缆和非实芯电缆,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的规格按AWG，双绞线的线芯大小有22、24和26等规格，常用5类和超5类非屏蔽双绞线是24AWG，直径约为0.51mm，加上绝缘层的铜导线直径约为0.92mm。典型的加上塑料外部护套的超5类非屏蔽双绞线电缆直径约为5.3mm,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的标注双绞线的外护套上有一段文字标注，其标示着不同

21、的内容，不同的厂家标注是不一样的,第1节 传输介质,2.1.1 双绞线电缆概述,双绞线电缆的颜色编码4对双绞线电缆的颜色编码25线对束缆线颜色编码双绞线电缆的颜色编码4对双绞线电缆的颜色编码25线对束缆线颜色编码,第1节 传输介质,2.1.2 双绞线的电气特性,特性阻抗结构回波损耗衰减串扰衰减串扰比传输延迟,第1节 传输介质,2.1.3 光缆概述,光纤和光缆的概念光纤是一种能传到光波的介质，可以使用玻璃和塑料制造光纤光纤通信具有传输频带宽、信息容量大、不受电磁干扰、损耗低等优点为了使光纤能够在工程中实用化，承受工程中的各种外力作用，要将光纤制作成光缆。光缆是由涂覆光纤、缓冲层、加强材料和外护套

22、组成,第1节 传输介质,2.1.3 光缆概述,左图为单芯光缆结构图，右图为多芯光缆结构图,第1节 传输介质,纤芯,包层,涂覆层,2.1.3 光缆概述,第1节 传输介质,2.1.3 光缆概述,光缆的分类按折射率分布分类突变型光纤渐变型光纤按传导模数分类单模光纤多模光纤按光纤的组成材料分类,第1节 传输介质,光缆分类,按照模数分：单模、多模；按照折射率分布分：跳变式光纤、渐变式光纤1.单模/多模（SMF：Single Mode Fibre）单模光纤中光的传输如图3-26所示：,图2-6 单模光纤,TIA/TIS-568A规范规定的单模光纤电缆的主要特征如表3-3,表2-3 标准中的单模光纤规格,第

23、1节 传输介质,图2-7多模光纤,多模光纤(MMF：Multi Mode Fibre)中光的传输如图2-7：,TIA/TIS-568A规范规定的多模光纤电缆的主要特征如表2-4：,第1节 传输介质,2.折射率分布,表2-5 常见的网络类型与光纤的型号对照表,第1节 传输介质,.4.光缆的标号,光缆型号及规格标注形式如图2-8所示。,图2-8 光缆型号标注形式,光缆型号中常见代号见表2-6。,光纤在综合布线中的应用,光纤应用于结构化布线中的数据干线优点：（l）干线用缆量不大（2）干线升级容易（3）防电磁干扰。（4）弱电井布放，安装难度较小,第1节 传输介质,表2-6 光缆型号中的常见符号,第1节

24、 传输介质,2.1.3 光缆概述,光缆的分类按结构分类层绞式光缆骨架式光缆叠带式光缆中心束管式光缆按敷设方式分类按使用环境和场合分类,第1节 传输介质,2.1.4 光缆的基本特性,光纤的损耗特性光纤的带宽和色散光纤的机械特性光纤的温度特性,第1节 传输介质,2.1.5 跳线,跳接电缆跳接光缆,第1节 传输介质,2.2.1 双绞线连接器的组成,双绞线连接器一般包含3个组成部分：模块、插头和面板,第2节 连接器,2.2.2 双绞线连接器的类型,按应用级别分类3类信息插座模块5类信息插座模块超5类信息插座模块千兆位插座模块多媒体信息插座模块屏蔽信息插座模块,第2节 连接器,多媒体信息插座,第2节 连

25、接器,屏蔽信息插座,第2节 连接器,五类屏蔽信息插座模块,六类屏蔽信息插座模块,2.2.2 双绞线连接器的类型,按安装方式类分表面安装插座嵌入式安装插座,第2节 连接器,安装在桌面和地面的信息插座,第2节 连接器,2.2.3 双绞线连接器的接线方式,T568A/T568B标准直连线和交叉线,第2节 连接器,2.2.4 光纤连接器,光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸连接的器件大多数光纤连接器由三部分组成：两个光纤连接器接头和一个光纤耦合器耦合器是实现光纤活动连接的重要器件它通过尺寸精密的开口套管在适配器内部实现了光纤连接器的精密对准，简历可靠的光学连接,第2节 连接器,2.2.5 光纤连接器种

26、类,传统主流光纤连接器SC型连接器ST型连接器FC型连接器小型化光纤连接器光纤耦合器,第2节 连接器,SC型连接器,第2节 连接器,ST型连接器,第2节 连接器,FC型连接器,第2节 连接器,光纤耦合器,第2节 连接器,2.2.6 光纤连接器连接方式,光纤连接器要传输数据至少要两根光纤单连接器在装配时只连接一根光纤，双连接器在装配时要连接两根光纤单连接器装配时，必须记住连接器的极性,第2节 连接器,双连接器,第2节 连接器,2.4 综合布线系统选择,屏蔽与非屏蔽双绞线的选择超5类与6类布线系统的选择双绞线与光纤的选择,第4节 综合布线系统选择,2.5 综合布线器件的选择,电缆和接插件之间的连接应考虑阻抗匹配和平衡与非平衡的转换适配系统设计时应保证布线信道和链路在支持相应等级应用中的传输性能电信间和设备间的配线设备的选用应与所连接的缆线相适应,第5节 综合布线器件的选择,