网络综合布线实用技术清大版教案第2章网络传输介质.docx
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网络综合布线实用技术清大版教案第2章网络传输介质
第2章网络传输介质
第2章传输介质及连接件
2.1双绞线
2.2双绞线连接件
2.3同轴电缆及连接件
2.4光纤
2.5光纤连接件
第2章传输介质及连接件
?
网络通信分为有线通信和无线通信两大类
?
有线通信的线缆主要有铜缆和光纤两大类
?
铜缆又可分为同轴电缆和双绞电缆两种
?
光缆主要分为单模光纤和多模光纤
2.1双绞线
2.1.1双绞线的结构
2.1.2双绞线的种类与型号
2.1.3真假双绞线的辨别
2.1.1双绞线的结构
?
双绞线（Twistedpair,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）
2.1.1双绞线的结构
?
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。
?
双绞线电缆的外部护套上每隔两英尺会印刷上一
些标识。
包括双绞线类型,NEC/UL防火测试和级
别,CSA防火测试、长度标志、生产日期、双绞线
的生产商和产品号码等信息。
例,
?
AVAYA-CSYSTEIMAX1061C+4/24AWGCM
VERIFIEDULCAT5E31086FEET09745.0
METERS”
线对
颜色色标
缩写
线对1白—蓝蓝W—BLBL
线对2
白—橙
橙
W—O
O
线对3
白—绿
绿
W—G
G
线对4白—棕棕
W—BR
BR
线对颜色编码
2.1.2双绞线的种类与型号
?
按结构分为非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线
?
按性能分为1类,2类,3类,4类,5类,5e
类,6类,7类双绞线电缆
?
按特性阻抗划分为100欧姆,120欧姆及150
欧姆等几种。
常用的是100欧姆的双绞线电
缆
?
按对数分为1对,2对,4对双绞线电缆,25
对,50对,100对的大对数双绞线
1．屏蔽双绞线
?
作用,
在双绞线电缆中增加屏蔽层就是为了提高电缆的物理性
能和电气性能，减少电缆信号传输中的电磁干扰。
该屏蔽层
能将噪声转变成直流电。
屏蔽层上的噪声电流与双绞线上的
噪声电流相反，因而两者可相互抵消。
?
电缆屏蔽层的设计有如下几种形式,
–屏蔽整个电缆
–屏蔽电缆中的线对
–屏蔽电缆中的单根导线
?
电缆屏蔽层由金属箔,金属丝或金属网几种材料构成
1．屏蔽双绞线
?
屏蔽双绞线电缆有STP和ScTP（FTP）两类，
STP又分为STP电缆和STP-A电缆两种
?
STP屏蔽整个电缆及各线对
?
FTP只屏蔽整个电缆
2．非屏蔽双绞线（UTP）
2．非屏蔽双绞线
?
常用的双绞线电缆封装有4对双绞线,其它还有
25对,50对和100对等大对数的双绞线电缆,
?
常见UTP电缆型号,
1类双绞线-CAT1
2类双绞线-CAT2
3类双绞线-CAT3
4类双绞线-CAT4
5类双绞线-CAT5
超5类双绞线-CAT5e
6类双绞线-CAT6
7类双绞线-CAT7
常见UTP电缆型号,
1类双绞线-CAT1
缆线最高频率带宽是750KHz,用于报警系统,
或只适用于语音系统。
2类双绞线-CAT2
缆线最高频率带宽是1MHz,用于语音,EIA-
232
3类双绞线-CAT3
该电缆的频率带宽最高为16MHz,主要应用于语
音,10Mbps的以太网和4Mbps令牌环,最大
网段长为100m,采用RJ形式的连接器,目前
已淡出市场。
常见UTP电缆型号,
4类双绞线-CAT4
缆线最高频率带宽为20MHz,最高数据传输速率为
20Mbps,主要应用于语音,10Mbps的以太网和
16Mbps令牌环,最大网段长为100m,采用RJ形式的连
接器,未被广泛采用。
5类双绞线-CAT5
该类电缆增加了绕线密度,外套为高质量的绝缘材料。
在双绞线电缆内,不同线对具有不同的绞距长度。
一般地
说,4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内,按逆时针方向
扭绞,一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。
缆线最高频率
带宽为100MHz,主要应用于语音,100Mbps的快速以太网,
最大网段长为100m,采用RJ形式的连接器。
常见UTP电缆型号,
超5类双绞线-CAT5e
超5类双绞线是增强型的5类双绞线,缆线最
高频率带宽为100MHz,与CAT5类相比,更好地支
持1000Mbps的传输,主流产品。
比起普通5类双绞线,超5类系统在100MHz
的频率下运行时,可提供8dB近端串扰的余量,用
户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4，
使系统具有更强的独立性和可靠性。
近端串扰,串扰总和,衰减和RL这4个参数是
超5类线缆非常重要的参数。
常见UTP电缆型号,
6类双绞线-CAT6
性能超过CAT5e,缆线频率带宽为
250MHz以上,6类电缆的绞距比超5类更密,
线对间的相互影响更小,从而提高了串扰
的性能。
两种结构
常见UTP电缆型号,
6类双绞线-CAT6两种结构
3．大对数电缆
?
大对数电缆，即大对数干线电缆。
?
大对数电缆一般为25线对（或更多）成束
的电缆结构，在外观上看，为直径更大的
单根电缆。
它也同样采用颜色编码进行管
理，每个线对束都有不同的颜色编码，同
一束内的每个线对又有不同的颜色编码。
2.1.3真假双绞线的辨别
1，外观检查
–查看标识文字
–查看线对色标
–查看线对绕线密度
–用手感觉
–用火烧
2，抽测线缆的性能指标
3，与已知真品对比
2.2双绞线连接件
双绞线的主要连接件有配线架、信息
插座和接插软线（跳接线），工作区采用
信息插座（信息模块/RJ连接头）形式连接。
在配线间，双绞线电缆端接至配线架，再
用跳接线连接。
2.2.1信息模块/RJ连接头
2.2.2配线架
2.2.1信息模块/RJ连接头
?
综合布线中，信息模块/RJ连接头的结构采用八线
位结构的连接器，用,8P8C”表示，用于4对8芯水
平电缆（数据和语音）的端接
?
信息模块/RJ连接头与双绞线端接有T568A或T568B
两种结构
?
T568A：
白—绿、绿、白—橙、蓝、白—蓝、橙、
白—棕、棕。
?
T568B：
白—橙、橙、白—绿、蓝、白—蓝、绿、
白—棕、棕
?
在同一个工程中，只能采用一种连接标准
2.2.1信息模块/RJ连接头
3RJ45连接头
4信息模块
4信息模块
打线模块
免打线模块
4信息模块
桌
面
模
块
屏
蔽
模
块
2.2.2配线架
?
在配线架或设备间，双绞线用配线架来连接
?
连接的结构有互相连接结构和交叉连接结构两种
?
互连结构的配线系统，水平布线系统和主干布线系
统分别连接在不同的配线架上，这种连接主要用于
计算机通信的布线系统，这样的配线架一般称为数
据配线架
?
交叉连接是水平布线系统和主干布线系统接同一配
线架的不同区域，这种连接主要用于语音通信的布
线系统，称为110型连接管理系统，这样的配线架
称为110配线架。
1数据配线架
?
数据配线架都是安装在19英寸标准机柜上的，
主要有24口和48口两种规格
?
有固定端口配线架和模块化配线架两种结构
2110配线架
?
110型连接管理系统的基本部件是110配线架、
连接块、跳线和标签。
?
有25对,50对,100对,300对多种规格
?
110配线架其上装有若干齿形条，沿配线架
正面从左到右均有色标，以区别各条输入线
?
110系列配线架有多种结构，两种主要类型：
夹接式（110A型）和接插式（110P型）
110A型
110P型
110C连接块
?
110配线系统中都用到了连接块，称为110C，有3
对线（110C-3）,4对线（110C-4）和5对线
（110C-5）三种规格的连接块。
2.3同轴电缆及连接件
?
同轴电缆其组成由里往外依次是铜芯、塑胶绝缘
层、金属网状屏蔽网和塑料护套而组成，铜芯与
网状导体同轴，故名同轴电缆。
?
这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射
电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体
的信号。
2.3.1同轴电缆的种类
?
同轴电缆可分为两种基本类型,基带同轴电
缆和宽带同轴电缆。
?
常用的同轴电缆有下述几种,
1,RG-8和RG-11,阻抗为50欧姆,通常用来实现
粗缆以太网。
2,RG-58,阻抗为50欧姆常用来实现细缆以太网。
3RG-59,通常用来实现电视传输,其阻抗为７５
欧姆,也可用于宽带数据网络。
2.3.2同轴电缆参数指标
1主要电气参数
（1）同轴电缆的特性阻抗
（2）同轴电缆的衰减
（3）同轴电缆的传播速度
（4）同轴电缆直流回路电阻
2同轴电缆的物理参数
3对电缆进行测试的主要参数
（1）导体或屏蔽层的开路情况。
（2）导体和屏蔽层之间的短路情况。
（3）导体接地情况。
（4）在各屏蔽接头之间的短路情况
（1）细缆结构
?
网络接口适配器BNC接口的以太网卡
?
BNCT型连接器
?
电缆系统包括,
-细缆（RG-58A/U），直径为5mm，特征阻抗为50欧的细同轴电缆；
-BNC连接器插头，安装在细缆段的两端；
-BNC桶型连接器，用于连接两段细缆；
-BNC终端匹配器,BNC50欧的终端匹配器安装在干线段的两端。
-中继器
（1）细缆结构
?
细缆结构的主要技术参数如下,
-最大的干线电缆长度,185m；
-每个以太网中最多可用4个中继器，连接五段干线。
-最大网络干线电缆长度,925m；
-每条干线段支持的最大结点数,30；
-BNCT型连接器之间的最小距离,0.5m。
?
细缆结构主要特点。
具有容易安装、造价较低、抗干扰能力强、维护
和扩展较困难、电缆系统的断点故障较多，影响网
络系统的可靠性的
（2）粗缆结构
（2）粗缆结构硬件
?
网络接口适配器：
网络中每个结点需要一块提供A
UI接口的以太网卡
?
收发器（transceiver）
?
收发器电缆：
用于连接结点和外部收发器，通常称
为AUI电缆
?
电缆系统：
用于连接粗缆以太网的电缆系统。
包括,
–粗缆（RG-11A/U）：
直径为10mm，特征阻抗为50Ω
的粗同轴电缆，每隔2.5m有一个标记；
–N系列连接器插头：
安装在粗缆段的两端；
–N系列桶型连接器：
用于连接两段粗缆；
–N系列终端匹配器,
–中继器,
（2）粗缆结构的主要技术参数
?
最大干线段长度,500m；
?
中继器：
对于使用粗缆的以太网，每个干线
段的长度不超过500m，可用中继器连接两个
干线来扩充主干电缆的长度，每个以太网中
最多可以使用4个中继器，连接5段干线电缆。
?
最大网络干线电缆长度,2500m；
?
每条干线支持的最大结点数,100；
?
收发器之间最小距离,2.5m。
2.4光纤
1,光纤的物理结构
?
光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。
光导
纤维线缆由一捆光导纤维组成,简称为光缆。
?
光能沿着光导纤维传播,但若只有这根玻璃纤芯的
话,也无法传播光。
因为不同角度的入射光会毫无
阻挡地直穿过它,而不是沿着光纤传播,就好像一
块透明玻璃不会使光线方向发生改变一样。
因此,
为了使光线的方向发生变化从而使其可以沿光纤传
播,就在光纤芯外涂上折射率比光纤纤芯材料低的
材料,这个涂层材料称为包层。
?
为了改善光纤的性能,人们一般在光纤纤芯包层的
外面再涂上一层涂覆层
纤芯包层涂覆层
典型的光纤结构如所示,
自内向外为纤芯、包层及涂覆层。
1．光纤的物理结构
?
包层的外径一般为125μm（一根头发平均100μm）
?
常用的62.5/125μm多模光纤，指的就是纤芯外径
是62.5μm，加上包层后外径是125μm
?
纤芯和包层是不可分离的，纤芯与包层合起来组
成裸光纤
?
用光纤工具剥去外皮（Jacket）和塑料层
（Coating）后，暴露在外面的是涂有包层的纤芯。
实际上，我们是很难看到真正的纤芯的。
光纤优点
?
较宽的频带
?
电磁绝缘性能好。
?
衰减较小,在较大范围内基本上是一个常数值。
?
需要增设光中继器的间隔距离较大。
?
重量轻,体积小,适用的环境温度范围宽,使用寿
命长
?
光纤通讯不带电,使用安全,可用于易燃,易爆场
所
?
抗化学腐蚀能力强,适用于一些特殊环境下的布线
?
光纤也有质地脆,机械强度低；切断和连接中技术
要求较高等缺点,这些缺点也限制了目前光纤的普
及。
2，光纤的分类
?
从构成光纤的材料分
–玻璃光纤：
计算机通信中常用
–胶套硅光纤
–塑料光纤
?
按传输模式分类
–单模光纤
–多模光纤
单模/多模类
?
光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁波场场型，或者说
是光场场形（HE）。
各种场形都是光波导中经过多次的反射
和干涉的结果。
各种模式是不连续的离散的。
由于驻波才能
在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各
种形状的光场，即各种光斑。
若是一个光斑，我们称这种
光纤为单模光纤,若为两个以上光斑，我们称之为多
模光纤。
单模光纤（SMF）
?
采用固体激光器做光源
?
在给定的工作波长上只能以单一模式传输，
传输频带宽，传输容量大。
?
光信号可以沿着光纤的轴向传播，因此光信
号的损耗很小，离散也很小，传播的距离较
远。
?
单模光纤芯径为8~10μm,包括外包层，其
直径为125μm。
?
单模导入波长1310nm,1550nm
多模光纤
（MMFMultiModeFibre）
–是在给定的工作波长上，能以多个模式
同时传输的光纤。
–多模光纤的纤芯直径一般为50至200
μm,而包层直径的变化范围为125~230
μm,
–国内计算机网络常用的光纤芯直径为
62.5μm,包层为125μm,也就是通
常所说的62.5μm规格。
–多模导入波长850nm,1300nm
单模光纤和多模光纤光轨迹图
（3）折射率分布类
?
折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤两种
?
跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是常数。
在
纤芯和保护层的交界面折射率呈阶梯型变化。
?
渐变式光纤纤芯的折射率随着光纤半径的增加而按一定规
律减小，到纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率
（4）按工作波长分
?
按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、
长波长光纤和超长波长光纤
?
多模光纤的工作波长为短波长850nm和长波
长1300nm
?
单模光纤的工作波长为长波长1310nm和超
长波长1550nm
3．光纤通信系统组成
?
光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通
信方式。
这种通信方式起主导作用的是光源、光纤、光发
送机和光接收机。
?
实际通信时，光路是成对出现的，形成双向光纤通信系统
通常一根光缆由多根光纤组成，每根光纤称为一芯。
每个
光纤端接设备都同时具有光发射机和光接收机的功能。
光
纤端接设备与光缆之间通过光跳接线相连。
4，光纤的衰减
?
造成光纤衰减的主要因素有,本征，弯曲，挤压，
杂质，不均匀和对接等。
?
本征,是光纤的固有损耗，包括：
瑞利散射，固有吸收等
?
弯曲,光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造
成的损耗
?
挤压,光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗
?
杂质,光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的
损失
?
不均匀,光纤材料的折射率不均匀造成的损耗
?
对接,光纤对接时产生的损耗
2.4.2光缆
?
光纤传输系统中直接使用的是光缆而不是
光纤。
光纤最外面常有100μm厚的缓冲层
或套塑层，套塑层的材料大都采用尼龙、
聚乙烯或聚丙烯等塑料
?
把若干根光纤疏松地置于特制的塑料绑带
或铝皮内，再被涂覆塑料或用钢带铠装，
加上外护套后才成光缆
?
缓冲层有松缓冲层（loosetube）和紧缓冲
层两种
2.4.2光缆
左图为单芯光缆结构图，右图为多芯光缆结构图
2.4.2光缆
光缆的分类
?
按敷设方式分有：
架空光缆、管道光缆、铠装地埋
光缆、水底光缆和海底光缆等
?
按光缆结构分有：
束管式光缆，层绞式光缆，紧抱
式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆等。
?
按用途分有：
长途通讯用光缆、短途室外光缆、室
内光缆和混合光缆等
局域网中常用的光缆
?
局域网中的光纤产品主要包括布线光缆、光纤跳线、
光纤连接器、光纤配线架等。
在计算机通信网络工
程中，常用光缆的有多模光纤和单模光纤两种。
?
多模光纤纤芯直径较大，其传输距离较短（一般在
2km之内）常用的为62.5μm芯/125μm和50
μm芯/125μm
?
单模光纤纤芯直径较小，传输距离长（如3km甚
至几十千米）常用的为8.3μm芯/125μm
?
在使用光缆互联多个节点的应用中,必须考虑光
纤的单向特性，如果要进行双向通信，就要使用双
根光纤
2.5光纤连接件
?
一条光纤链路,除了光纤外还需要各种不同的硬
件部件,其中一些用于光纤连接,另一些用于光
纤的整合和支撑。
?
光缆敷设至配线间后连至光纤配线架（光纤终端
盒）,光缆与一条光纤尾纤熔接,尾纤的连接器
插入光纤配线架上的光纤耦合器的一端,耦合器
的另一端用光纤跳线连接,跳线的另一端通过交
换机的光纤接口或光纤收发器与交换机相连,从
而形成一条通信链路。
1,光纤配线设备
?
光纤配线设备是光缆与光通信设备之间的
配线连接设备,用于光纤通信系统中光缆
的成端和分配,可方便地实现光纤线路的
熔接,跳线,分配和调度等功能。
?
光纤配线架有机架式光纤配线架,挂墙式
光缆终端盒和光纤配线箱等类型
1,光纤配线设备
?
光
纤
配
线
架
光纤连接器（FiberConnector））
?
光纤连接器是光纤系统中使用最多的光纤无源器
件，是用来端接光纤的，光纤连接器的首要功能
是把两条光纤的芯子对齐，提供低损耗的连接。
?
光纤连接器按连接头结构可分为,FC,SC,ST、
LC,D4,DIN,MU,MT等等各种型式
?
按光纤端面形状分有FC,PC（包括SPC或UPC）
和APC型；按光纤芯数分还有单芯、多芯（如
MT-RJ）型光纤连接器之分
?
常用的是ST和SC型连接器
光纤连接器（FiberConnector））
?
传统主流的光纤连接器品种是FC型（螺纹连接
式）,SC型（直插式）和ST型（卡扣式）3种，它
们的共同特点是都有直径为2.5mm的陶瓷插针
?
小型化（SFF）光纤连接器是发展方向，它压缩
了整个网络中面板、墙板及配线箱所需要的空间，
使其占有的空间只相当传统ST和SC连接器的一半，
目前最主要SFF光纤连接器有四种类型LC型,MU
型,MT-RJ,VF－45型
光纤连接器（FiberConnector））
光纤连接器（FiberConnector））
光纤跳线和尾纤
?
光纤跳线是两端带有光纤连接器的光纤软线，又
称为互连光缆，有单芯和双芯、多模和单模之分。
光纤跳线主要用于光纤配线架到交换设备或光纤
信息插座到计算机的跳接，根据需要，跳线两端
的连接器可以是同类型的，也可以是不同类型的，
其长度在5米以内。
?
光纤尾纤一端是光纤，另一端连光纤连接器，用
于与综合布线的主干光缆和水平光缆相接，有单
芯和双芯两种，一条光纤跳线剪断后就形成两条
光纤尾纤。
光纤适配器（耦合器）
?
光纤适配器（FiberAdapter）又称光纤耦合器，
是实现光纤活动连接的重要器件之一，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
器的精密对准连接，保证两个连接器之间有一个
低的连接损耗。
?
局域网中常用的是两个接口的适配器，是它实质
上是带有两个光纤插座的连接件，同类型或不同
类型的光纤连接器插入光纤耦合器，从而形成光
纤的连接
光纤适配器（耦合器）
光纤面板
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