設(shè)備管理_傳輸介質(zhì)和接續(xù)設(shè)備講義

第2章傳輸介質(zhì)和接續(xù)設(shè)備 主要教學(xué)內(nèi)容 1學(xué)時講解2學(xué)時實驗2 1雙絞線2 2同軸電纜2 3光纖2 4配線架2 5跳線教學(xué)目標(biāo) 掌握 常用電纜及其連接件的結(jié)構(gòu)和特性 以及這些傳輸介質(zhì)的基本連接方法了解 各種配線架和跳線 概述 綜合布線系統(tǒng)采用的主要布線材料 部件按其外形 作用和特點可粗略分為傳輸介質(zhì)和接續(xù)設(shè)備兩大類 傳輸介質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備的中間介質(zhì) 也是信號的傳輸媒體 常用的傳輸介質(zhì)可分為有線傳輸介質(zhì)和無線傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì)包括 同軸電纜 雙絞線 光纜等 無線傳輸介質(zhì)包括 衛(wèi)星 無線電波 紅外線等 一類是傳輸介質(zhì)的物理特性 如導(dǎo)體的金屬材料 強(qiáng)度等 物理特性在出廠時已經(jīng)確定 另一類是傳輸介質(zhì)的電氣特性 這些特性是最重要的 接續(xù)設(shè)備是綜合布線系統(tǒng)中各種連接硬件的統(tǒng)稱 它指用于端接和支持電纜的所有布線部件 不僅包括各種連接器 也包括各種連接模塊 配線盤 通信架以及配線管理組件等 概述 接續(xù)設(shè)備的幾種常見分類方式 1 按連接硬件在綜合布線系統(tǒng)中的線路段落 1 終端連接硬件 如總配線架 箱 柜 終端安裝的分線設(shè)備 如電纜分線盒 光纖分線盒等 和各種信息插座 2 中間連接硬件 如中間配線架 盤 和中間分線設(shè)備等 2 按使用功能分 1 配線設(shè)備 如配線架 箱 柜 等 2 交接設(shè)備 如配線盤 交接間的交接設(shè)備 和無外設(shè)置的交接箱等3 分線設(shè)備 如電纜分線盒 光纖分線盒和各種信息插座等 3 按設(shè)備結(jié)構(gòu) 架式和柜式 箱式 盒式 4 按安裝方式 壁掛和落地 信息插座有明裝和暗裝 且有墻上 地板和桌面 2 1雙絞線 雙絞線的結(jié)構(gòu) 雙絞線 TwistedPair TP 是一種在綜合布線系統(tǒng)工程中最常用的傳輸介質(zhì) 所謂雙絞線 就是把兩條相互絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的方向順時針或逆時針擰在一起 形狀就像一根麻花 故名雙絞線 雙絞線分為3層 內(nèi)層的銅導(dǎo)線遵循AWG標(biāo)準(zhǔn) 美國線規(guī)尺寸標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了導(dǎo)體的直徑 外層的絕緣層一般由PVC 聚乙烯化合物的氧化物 制成 另外在電纜的最外層還有一層塑料護(hù)套 用于保護(hù)電纜 圖2 1即為雙絞線的結(jié)構(gòu)示意圖 2 1雙絞線 圖2 1雙絞線的結(jié)構(gòu) 2 1雙絞線 按AWG 雙絞線的線芯大小有22 24和26等規(guī)格 常用5類和超5類非屏蔽雙絞線是24AWG 直徑約為0 51mm 加上絕緣層的銅導(dǎo)線直徑約為0 92mm 典型的加上塑料外部護(hù)套的超5類非屏蔽雙絞線電纜直徑約為5 3mm 雙絞線電纜的外部護(hù)套上每隔兩英尺會印刷上一些標(biāo)識 包括雙絞線類型 NEC UL防火測試和級別 CSA防火測試 長度標(biāo)志 生產(chǎn)日期 雙絞線的生產(chǎn)商和產(chǎn)品號碼等信息 例 AVAYA CSYSTEIMAX1061C 4 24AWGCMVERIFIED ULCAT5E31086FEET 09745 0METERS 線對顏色編碼 雙絞線的種類與型號 按結(jié)構(gòu)分為非屏蔽雙絞線電纜和屏蔽雙絞線按性能分為1類 2類 3類 4類 5類 5e類 6類 7類雙絞線電纜按特性阻抗劃分為100歐姆 120歐姆及150歐姆等幾種 常用的是100歐姆的雙絞線電纜按對數(shù)分為1對 2對 4對雙絞線電纜 25對 50對 100對的大對數(shù)雙絞線 非屏蔽雙絞線 UTP 可用于語音 低速數(shù)據(jù) 高速數(shù)據(jù) 音頻和呼叫系統(tǒng) 以及樓宇自動控制系統(tǒng) 并可同時用于干線子系統(tǒng)和水平子系統(tǒng) 24AWG電纜特征阻抗100歐姆優(yōu)點 沒有屏蔽層 直徑小 較具靈活性 容易安裝 缺點 抗外界電磁干擾的能力差 安全性差 非屏蔽雙絞線 UTP 常用的雙絞線電纜封裝有4對雙絞線 其它還有25對 50對和100對等大對數(shù)的雙絞線電纜 常見UTP電纜型號 1類雙絞線 CAT12類雙絞線 CAT23類雙絞線 CAT34類雙絞線 CAT45類雙絞線 CAT5超5類雙絞線 CAT5e6類雙絞線 CAT67類雙絞線 CAT7 常見UTP電纜型號 1類雙絞線 CAT1纜線最高頻率帶寬是750KHz 用于報警系統(tǒng) 或只適用于語音系統(tǒng) 2類雙絞線 CAT2纜線最高頻率帶寬是1MHz 用于語音 EIA 2323類雙絞線 CAT3該電纜的頻率帶寬最高為16MHz 主要應(yīng)用于語音 10Mbps的以太網(wǎng)和4Mbps令牌環(huán) 最大網(wǎng)段長為100m 采用RJ形式的連接器 目前已淡出市場 常見UTP電纜型號 4類雙絞線 CAT4纜線最高頻率帶寬為20MHz 最高數(shù)據(jù)傳輸速率為20Mbps 主要應(yīng)用于語音 10Mbps的以太網(wǎng)和16Mbps令牌環(huán) 最大網(wǎng)段長為100m 采用RJ形式的連接器 未被廣泛采用 5類雙絞線 CAT5該類電纜增加了繞線密度 外套為高質(zhì)量的絕緣材料 在雙絞線電纜內(nèi) 不同線對具有不同的絞距長度 一般地說 4對雙絞線絞距周期在38 1mm長度內(nèi) 按逆時針方向扭絞 一對線對的扭絞長度在12 7mm以內(nèi) 纜線最高頻率帶寬為100MHz 主要應(yīng)用于語音 100Mbps的快速以太網(wǎng) 最大網(wǎng)段長為100m 采用RJ形式的連接器 常見UTP電纜型號 超5類雙絞線 CAT5e超5類雙絞線是增強(qiáng)型的5類雙絞線 纜線最高頻率帶寬為100MHz 與CAT5類相比 更好地支持1000Mbps的傳輸 主流產(chǎn)品 比起普通5類雙絞線 超5類系統(tǒng)在100MHz的頻率下運(yùn)行時 可提供8dB近端串?dāng)_的余量 用戶的設(shè)備受到的干擾只有普通5類線系統(tǒng)的1 4 使系統(tǒng)具有更強(qiáng)的獨立性和可靠性 近端串?dāng)_ 串?dāng)_總和 衰減和RL這4個參數(shù)是超5類線纜非常重要的參數(shù) 常見UTP電纜型號 6類雙絞線 CAT6性能超過CAT5e 纜線頻率帶寬為250MHz以上 6類電纜的絞距比超5類更密 線對間的相互影響更小 從而提高了串?dāng)_的性能 兩種結(jié)構(gòu) 常見UTP電纜型號 6類雙絞線 CAT6兩種結(jié)構(gòu) 大對數(shù)電纜 大對數(shù)電纜 即大對數(shù)干線電纜 大對數(shù)電纜一般為25線對 或更多 成束的電纜結(jié)構(gòu) 在外觀上看 為直徑更大的單根電纜 它也同樣采用顏色編碼進(jìn)行管理 每個線對束都有不同的顏色編碼 同一束內(nèi)的每個線對又有不同的顏色編碼 屏蔽雙絞線 作用 在雙絞線電纜中增加屏蔽層就是為了提高電纜的物理性能和電氣性能 減少電纜信號傳輸中的電磁干擾 該屏蔽層能將噪聲轉(zhuǎn)變成直流電 屏蔽層上的噪聲電流與雙絞線上的噪聲電流相反 因而兩者可相互抵消 電纜屏蔽層的設(shè)計有如下幾種形式 屏蔽整個電纜屏蔽電纜中的線對屏蔽電纜中的單根導(dǎo)線電纜屏蔽層由金屬箔 金屬絲或金屬網(wǎng)幾種材料構(gòu)成 屏蔽雙絞線 屏蔽雙絞線電纜有STP和ScTP FTP 兩類 STP又分為STP電纜和STP A電纜兩種STP屏蔽整個電纜及各線對FTP只屏蔽整個電纜 雙絞線連接件 雙絞線的主要連接件有配線架 信息插座和接插軟線 跳接線 工作區(qū)采用信息插座 信息模塊 RJ連接頭 形式連接 在配線間 雙絞線電纜端接至配線架 再用跳接線連接雙絞線和終端設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接時所用的連接器稱為RJ 45信息模塊 它由RJ 45信息模塊插座和RJ 45水晶頭 插頭 組成 RJ 45信息模塊插座 一般用于工作區(qū)水平電纜的端接 通常與跳線進(jìn)行有效連接它的主要應(yīng)用場合 端接到不同的面板 安裝到表明安裝盒 安裝到模塊化配線架中目前信息模塊一般要滿足5類或超5類傳輸標(biāo)準(zhǔn)要求 適用于寬帶終端連接 信息模塊 RJ連接頭 綜合布線中 信息模塊 RJ連接頭的結(jié)構(gòu)采用八線位結(jié)構(gòu)的連接器 用 8P8C 表示 用于4對8芯水平電纜 數(shù)據(jù)和語音 的端接信息模塊 RJ連接頭與雙絞線端接有T568A或T568B兩種結(jié)構(gòu)T568A 白 綠 綠 白 橙 藍(lán) 白 藍(lán) 橙 白 棕 棕 T568B 白 橙 橙 白 綠 藍(lán) 白 藍(lán) 綠 白 棕 棕在同一個工程中 只能采用一種連接標(biāo)準(zhǔn) 信息模塊 RJ連接頭 RJ45連接頭 信息模塊 信息模塊 打線模塊 免打線模塊 信息模塊 屏蔽模塊 桌面模塊 桌面模塊 2 2同軸電纜 同軸電纜其組成由里往外依次是銅芯 塑膠絕緣層 金屬網(wǎng)狀屏蔽網(wǎng)和塑料護(hù)套而組成 銅芯與網(wǎng)狀導(dǎo)體同軸 故名同軸電纜 這種結(jié)構(gòu)的金屬屏蔽網(wǎng)可防止中心導(dǎo)體向外輻射電磁場 也可用來防止外界電磁場干擾中心導(dǎo)體的信號 同軸電纜的種類 同軸電纜可分為兩種基本類型 基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜 常用的同軸電纜有下述幾種 1 RG 8和RG 11 阻抗為50歐姆 通常用來實現(xiàn)粗纜以太網(wǎng) 2 RG 58 阻抗為50歐姆常用來實現(xiàn)細(xì)纜以太網(wǎng) 3RG 59 通常用來實現(xiàn)電視傳輸 其阻抗為 歐姆 也可用于寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 同軸電纜的種類 1 基帶同軸電纜基帶同軸電纜易于連接 數(shù)據(jù)信號可以直接加載到電纜上 阻抗特性均勻 電磁干擾屏蔽性很好 誤碼率低 適用于各種局域網(wǎng)絡(luò) 2 寬帶同軸電纜使用有線電視電纜進(jìn)行模擬信號傳輸?shù)耐S電纜系統(tǒng) 被稱為寬帶同軸電纜 寬帶 這個詞來源于電話業(yè) 指比4kHz寬的頻帶 同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng) 在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中 對同軸電纜的粗纜和細(xì)纜有三種不同的構(gòu)造方式 即細(xì)纜結(jié)構(gòu) 粗纜結(jié)構(gòu)和粗 細(xì)纜混合結(jié)構(gòu) 1 細(xì)纜結(jié)構(gòu)細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 5所示 硬件配置 網(wǎng)絡(luò)接口適配器BNC接口的以太網(wǎng)卡BNCT型連接器電纜系統(tǒng)包括 細(xì)纜 RG 58A U 直徑為5mm 特征阻抗為50歐的細(xì)同軸電纜 BNC連接器插頭 安裝在細(xì)纜段的兩端 BNC桶型連接器 用于連接兩段細(xì)纜 BNC終端匹配器 BNC50歐的終端匹配器安裝在干線段的兩端 中繼器 細(xì)纜結(jié)構(gòu) 細(xì)纜結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)如下 最大的干線電纜長度 185m 每個以太網(wǎng)中最多可用4個中繼器 連接五段干線 最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度 925m 每條干線段支持的最大結(jié)點數(shù) 30 BNCT型連接器之間的最小距離 0 5m 細(xì)纜結(jié)構(gòu)主要特點 具有容易安裝 造價較低 抗干擾能力強(qiáng) 維護(hù)和擴(kuò)展較困難 電纜系統(tǒng)的斷點故障較多 影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性的 粗纜結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)接口適配器 網(wǎng)絡(luò)中每個結(jié)點需要一塊提供AUI接口的以太網(wǎng)卡收發(fā)器 transceiver 收發(fā)器電纜 用于連接結(jié)點和外部收發(fā)器 通常稱為AUI電纜電纜系統(tǒng) 用于連接粗纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng) 包括 粗纜 RG 11A U 直徑為10mm 特征阻抗為50 的粗同軸電纜 每隔2 5m有一個標(biāo)記 N系列連接器插頭 安裝在粗纜段的兩端 N系列桶型連接器 用于連接兩段粗纜 N系列終端匹配器 中繼器 粗纜結(jié)構(gòu)硬件 粗纜結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù) 最大干線段長度 500m 中繼器 對于使用粗纜的以太網(wǎng) 每個干線段的長度不超過500m 可用中繼器連接兩個干線來擴(kuò)充主干電纜的長度 每個以太網(wǎng)中最多可以使用4個中繼器 連接5段干線電纜 最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度 2500m 每條干線支持的最大結(jié)點數(shù) 100 收發(fā)器之間最小距離 2 5m 2 3光纖 光纖的結(jié)構(gòu)和特點光纖就是光導(dǎo)纖維 是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì) 光導(dǎo)纖維電纜是由一捆光導(dǎo)纖維組成 稱為光纜 光纖和同軸電纜相似 只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層 光纖通常是圓柱形的 由三部分組成 光纖芯 包層 保護(hù)層 和護(hù)套 如圖所示 圖光纖刨面結(jié)構(gòu)示意圖 典型的光纖結(jié)構(gòu)如所示 自內(nèi)向外為纖芯 包層及涂覆層 光纖優(yōu)點 較寬的頻帶電磁絕緣性能好 衰減較小 在較大范圍內(nèi)基本上是一個常數(shù)值 需要增設(shè)光中繼器的間隔距離較大 重量輕 體積小 適用的環(huán)境溫度范圍寬 使用壽命長光纖通訊不帶電 使用安全 可用于易燃 易爆場所抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng) 適用于一些特殊環(huán)境下的布線光纖也有質(zhì)地脆 機(jī)械強(qiáng)度低 切斷和連接中技術(shù)要求較高等缺點 這些缺點也限制了目前光纖的普及 光纖通信及其優(yōu)點 光纖通信就是以光波為載頻 光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的一種通信方式 優(yōu)點 傳輸速率高頻帶寬傳輸損耗小傳輸距離遠(yuǎn)抗電磁干擾能力強(qiáng)誤碼率低保密性好不易被竊取或截取數(shù)據(jù) 光纖的分類 從構(gòu)成光纖的材料分玻璃光纖 計算機(jī)通信中常用膠套硅光纖塑料光纖按信號傳輸方式分類單模光纖 適用于大容量 長距離的光纖通信 激光為光源多模光纖 發(fā)光二極管LED為光源按折射率分類對于多模光纖 根據(jù)其折射率的變化可以分為突變型光纖和漸變型光纖 單模光纖和多模光纖光軌跡圖 光纖的標(biāo)準(zhǔn)和分類 1 單模光纖標(biāo)準(zhǔn)及分類國家標(biāo)準(zhǔn) IUT T建議和IEC建議我國的國標(biāo) GB T9771 1 GB T9771 5 2000 通信用單模光纖系列 光纖類別按IUT T標(biāo)準(zhǔn)分為 G 652A G 652B G 652C G 653 G 654 G 655B按IEC標(biāo)準(zhǔn) B1 1 B1 2 B1 3 B2 B4我國光纖型號命名等效采用了IEC規(guī)定 光纖的標(biāo)準(zhǔn)和分類 2 多模光纖標(biāo)準(zhǔn)及分類按IUT T標(biāo)準(zhǔn)分為 G 651按IEC標(biāo)準(zhǔn) A1 A2 A3 A4我國光纖型號命名等效采用了IEC規(guī)定 光纜的分類和選用 1 按光纜結(jié)構(gòu)劃分中心束管式 12芯以下 工藝簡單成本地在架空敷設(shè)和具有良好的管道保護(hù)的支干線網(wǎng)絡(luò)中具有競爭力層絞式 中心放置鋼絞線或單根鋼絲加強(qiáng) 成纜纖數(shù)可達(dá)144芯 防水 抗強(qiáng)大拉力 可用于直接埋地 同時易于分叉 帶狀式 芯數(shù)可達(dá)上千芯 它是將4 12芯光纖排列成行構(gòu)成帶狀單元 再將多個帶狀單元按一定方式排列成纜 適用于光纖接入網(wǎng) 按光纜敷設(shè)方式 室內(nèi)光纜 用于垂直 水平子系統(tǒng)的室內(nèi)使用架空光纜 架掛在電桿上使用 可利用已有的架空明線桿路直埋光纜 外部帶有鋼帶或鋼絲的鎧裝 直接埋設(shè)在地下0 8 1 2m 管道光纜 管道敷設(shè)一般在城市 管道敷設(shè)的條件比較好 水底光纜 海底光纜 光纜主要敷設(shè)方式 室內(nèi) 架空 直埋和管道方式 光纖連接器 在光纖通信鏈路中 為了實現(xiàn)不同模塊 設(shè)備和系統(tǒng)之間靈活連接的需要 必須有一種能在光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸連接的器件 使光路能按所需的通道進(jìn)行傳輸 以實現(xiàn)預(yù)定的目的 能實現(xiàn)這種功能的器件叫連接器 光纖連接器的基本要求 能把光纖的兩個端面精密對接起來 以使發(fā)射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去 并使由于其接入光鏈路而對系統(tǒng)造成的影響減到最小 影響光傳輸系統(tǒng)的可靠性和各項性能 分類 分為固定連接器和活動連接器活動連接器 主要用于布線系統(tǒng)中設(shè)備間 設(shè)備與儀表間 設(shè)備與光纖間以及光纖與光纖間的非永久性古代連接 是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件 光纖連接器的基本結(jié)構(gòu)與性能指標(biāo) 結(jié)構(gòu) 采用高精密組件 由兩個插頭和一個耦合管共三個部分組成 實現(xiàn)光纖的對準(zhǔn)連接 光學(xué)性能 主要是插入損耗和回波損耗這兩個最基本的參數(shù) 插入損耗 InsertionLoss 是指因連接器的導(dǎo)入而引起的鏈路有效光功率的損耗 回波損耗 ReturnLoss ReflectionLoss 是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力 互換性 重復(fù)性 抗拉強(qiáng)度 不低于90N 溫度 40oC 70oC 插拔次數(shù) 1000次以上 常見光纖連接器 按傳輸媒介分 單模光纖連接器和多模光纖連接器 按結(jié)構(gòu)分 FC SC