第二章 傳輸介質(zhì)和接續(xù)設(shè)備

1、 主要教學(xué)內(nèi)容：主要教學(xué)內(nèi)容： 1學(xué)時講解學(xué)時講解 2學(xué)時實驗學(xué)時實驗 2.1 雙絞線雙絞線 2.2 同軸電纜同軸電纜 2.3 光纖光纖 2.4 配線架配線架 2.5 跳線跳線 教學(xué)目標：教學(xué)目標： 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)的基本連接方法介質(zhì)的基本連接方法 了解：各種配線架和跳線了解：各種配線架和跳線綜合布線系統(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

2、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）

3、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 桌面雙絞線的結(jié)構(gòu)： 雙絞線(Twisted Pair，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標準(美國線規(guī)尺寸標準，規(guī)定了導(dǎo)體的直徑)，外層的絕緣層一

4、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套，用于保護電纜。 圖2.1即為雙絞線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 2.1 雙絞線的結(jié)構(gòu) 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套上每隔兩英尺會印刷上一些標識。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-C SYSTEIMAX 1061C+ 4/24A

5、WG CM VERIFIED -UL CAT5E 31086FEET -09745.0 METERS” 線 對顏色色標縮 寫線對1白藍藍WBLBL線對2白橙橙WOO線對3白綠綠WGG線對4白棕棕WBRBR線對顏色編碼l按結(jié)構(gòu)分為非屏蔽雙絞線電纜和屏蔽雙絞線l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l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l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)

6、。 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l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，l常見UTP電纜型號： 1類雙絞線-CAT1 2 類雙絞線-CAT2 3 類雙絞線-CAT3 4 類雙絞線-CAT4 5 類雙絞線-CAT5 超5類雙絞線-CAT 5e 6類雙絞線-CAT 6 7類雙絞線-CAT 71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-232

7、 3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。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

8、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。 超5類雙絞線-CAT 5e 超5類雙絞線是增強型的5類雙絞線，纜線最高頻率帶寬為100MHz，與CAT 5類相比，更好地支持1000Mbps的傳輸，比起普通5類雙絞線，超5類系統(tǒng)在100 MHz的頻率下運行時，可提供8dB近端串擾的余量，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)具有更強的獨立性和可靠性。 近端串擾、串擾總和、衰減和RL這4個參數(shù)是超5類線纜非常重要的參數(shù)。6類雙絞線-CAT 6 性能超過CAT 5e，纜線頻率帶寬為250MHz以上，6類電纜的絞距

9、比超5類更密，線對間的相互影響更小，從而提高了串擾的性能。兩種結(jié)構(gòu)6類雙絞線-CAT 6 兩種結(jié)構(gòu)l大對數(shù)電纜，即大對數(shù)干線電纜。l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。l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。l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 l

10、電纜屏蔽層由金屬箔、金屬絲或金屬網(wǎng)幾種材料構(gòu)成l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 lSTP屏蔽整個電纜及各線對lFTP只屏蔽整個電纜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。一般用于工作區(qū)水平電纜的端接，通常與跳線進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

11、 目前信息模塊一般要滿足5類或超5類傳輸標準要求，適用于寬帶終端連接l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l信息模塊/RJ連接頭與雙絞線端接有T568A或T568B兩種結(jié)構(gòu) lT568A：白綠、綠、白橙、藍、白藍、橙、白棕、棕。 lT568B：白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕 l在同一個工程中，只能采用一種連接標準 打線打線模塊模塊免打免打線線模塊模塊 屏蔽模塊屏蔽模塊桌面模塊桌面模塊桌面模塊桌面模塊l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)和塑料護套而組成，銅芯與網(wǎng)狀導(dǎo)體同軸，故名

12、同軸電纜。l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。l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。l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)細纜以太網(wǎng)。 3 RG-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)。 l1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)。 l 2寬帶同軸電纜 使用有線電視電纜進行模擬信號傳輸?shù)耐S電纜系統(tǒng)，被稱

13、為寬帶同軸電纜。“寬帶”這個詞來源于電話業(yè)，指比4 kHz寬的頻帶。 在計算機網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中，對同軸電纜的粗纜和細纜有三種不同的構(gòu)造方式，即細纜結(jié)構(gòu)、粗纜結(jié)構(gòu)和粗/細纜混合結(jié)構(gòu)。1細纜結(jié)構(gòu) 細纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.5所示。l網(wǎng)絡(luò)接口適配器 B N C接口的以太網(wǎng)卡 lBNC T型連接器l電纜系統(tǒng) 包括：- 細纜（R G-5 8 A / U），直徑為5mm，特征阻抗為5 0歐的細同軸電纜；- BNC連接器插頭，安裝在細纜段的兩端；- BNC桶型連接器，用于連接兩段細纜；- BNC終端匹配器，BNC 50歐的終端匹配器安裝在干線段的兩端。 - 中繼器 l細纜結(jié)構(gòu)的主要技術(shù)參數(shù)如下：-最大的干線電

14、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；- BNC T型連接器之間的最小距離：0.5m。l細纜結(jié)構(gòu)主要特點。 具有容易安裝、造價較低、抗干擾能力強、維護和擴展較困難、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l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A U I接口的以太網(wǎng)卡 l收發(fā)器（transceiver） l收發(fā)器電纜：用于連接結(jié)點和外部收發(fā)器，通常稱為A U I電纜 l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

15、軸電纜，每隔2.5m有一個標記；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： l最大干線段長度： 500m；l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。 l最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：2500m；l每條干線支持的最大結(jié)點數(shù)：100；l 收發(fā)器之間最小距離：2.5m。 光纖的結(jié)構(gòu)和特點l光纖就是光導(dǎo)纖維，是一種傳輸光束的細而柔韌的媒質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜是由一捆光導(dǎo)纖維組成，稱為光纜。l光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。光纖通

16、常是圓柱形的，由三部分組成：光纖芯、包層(保護層)和護套，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。 纖芯纖芯包層包層涂覆層涂覆層l較寬的頻帶較寬的頻帶 l電磁絕緣性能好。電磁絕緣性能好。 l衰減較小，在較大范圍內(nèi)基本上是一個常數(shù)值。衰減較小，在較大范圍內(nèi)基本上是一個常數(shù)值。 l需要增設(shè)光中繼器的間隔距離較大。需要增設(shè)光中繼器的間隔距離較大。l重量輕，體積小，適用的環(huán)境溫度范圍寬，使用壽命重量輕，體積小，適用的環(huán)境溫度范圍寬，使用壽命長長 l光纖通訊不帶電，使用安全，可用于易燃，易爆場所光纖通訊不帶電，使用安全，可用于易燃，易爆場所 l抗化學(xué)腐蝕能力

17、強，適用于一些特殊環(huán)境下的布線抗化學(xué)腐蝕能力強，適用于一些特殊環(huán)境下的布線 l光纖也有質(zhì)地脆，機械強度低；切斷和連接中技術(shù)要光纖也有質(zhì)地脆，機械強度低；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。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 抗電磁干擾能力強 誤碼率低 保密性好 不易被竊取或截取數(shù)據(jù)l從構(gòu)成光纖的材料分從構(gòu)成光纖的材料分玻璃光纖：計算機通信中常用玻璃光纖：計算機通信中常用 膠套硅光纖膠套硅光纖 塑料光纖塑料光纖 l按信號傳輸方式分類按信號傳輸方

18、式分類 單模光纖：適用于大容量、長距離的光纖通信。激單模光纖：適用于大容量、長距離的光纖通信。激 光為光源光為光源多模光纖：發(fā)光二極管多模光纖：發(fā)光二極管LEDLED為光源為光源l按折射率分類按折射率分類 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。型光纖和漸變型光纖。 1、單模光纖標準及分類 國家標準：IUT-T建議和IEC建議 我國的國標：GB/T 9771.1GB/T9771.5-2000通信 用單模光纖系列 光纖類別按IUT-T標準分為：G.652A、G.652B、 G.652C、G.653、G.654、G.655B 按I

19、EC標準：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。2、多模光纖標準及分類 按IUT-T標準分為：G.651 按IEC標準： A1、A2、A3、A4 我國光纖型號命名等效采用了IEC規(guī)定。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，成纜纖數(shù) 可達144芯。防水，抗強大拉力，可用于直 接埋地。同時易于分叉。 帶狀式：芯數(shù)可達上千芯，它是將412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

20、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0.81.2m。 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行可拆卸連接的器件，使光路能按所需的通道進行傳輸，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

21、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（Insertion Loss）：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（Return Loss, Reflection Loss）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 抗拉強度（不低于90N）