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弱电专业培训课件 技术部 李帮海二00九年四月 背景弱电专业涉及知识面广 技术更新快 目前工程部配置的弱电人员多数是其它专业转过来的 掌握的专业知识少 实际操作经验不足 导致弱电类报事处理效率低 通过开发弱电专业课件强化培训 使员工掌握必要的专业基础知识和学会分析处理常见故障方法 工作经验分享 逐步提升员工分析解决问题的能力 从而提升整体工作效率 前言1 弱电的定义 泛指低压交 直流电路或音 视频线路 网络线路 电话线路 电压在36V以下 如常用的电话 网络 电视机的信号输入 音响线路等均属于弱电范畴 它区别于强电的主要特征是用途的不同 强电是用作一种动力能源 弱电是用于信息传递 2 小区弱电系统的简介小区弱电系统主要包括通信和安防两大块 通信包括 电话 宽带 有线电视 无线对讲和办公网络 安防包括 楼宇对讲 监控 户内和周界报警 巡更 车管 门禁 目录 第一章综合布线与以太网第二章总线通信技术 RS485 RS232 LONWORKS CAN 第三章安防系统一 监控第四章安防系统二 报警 巡更第五章安防系统三 一卡通 车管 门禁 第六章安防系统四 楼宇对讲系统第七章设备监控 背景音乐系统第八章消防专业培训 说明 第一 二章内容侧重基础 主要介绍线路 通信方面的内容 第三至八章内容侧重应用 主要介绍安防方面的内容 第一章综合布线与以太网 一 本章要点简介1 1综合布线 1 楼宇或园区布线的范围 2 布线结构 3 综合布线简介 4 综合布线的类与带宽 5 综合布线结构 6 综合布线常见线缆及测试 第一章综合布线与以太网 1 2以太网 1 定义及分类 2 网络拓朴及体系结构 3 以太网传输协议 TCP IPa IP协议b TCP协议 4 以太网交换技术 5 以太网常见设备简介 6 以太网应用 7 以太网常见故障处理 第一章综合布线与以太网 二 综合布线2 1楼宇或园区布线的范围 楼宇和园区范围内所有弱电系统的线路部分 是数据和语音通信的神经网络 是信息传输的基础 2 2布线结构简介布线结构分为星型和总线型 2 2 1星型结构图 第一章综合布线与以太网 2 2 2总线型结构图下一代布线结构发展趋势 综合布线 2 3综合布线系统简介 1 定义 楼宇和园区范围内 在统一的传输介质上建立的可以连接电话 计算机 报警和监控等设备的结构化的信息传输系统 2 优势 使用标准的双绞线和光纤 支持高速率 1G 的数据传输 采用标准的接口 安装 维护 升级和扩展都非常方便和节省费用 采用星型拓扑结构 单点故障 改动或增加不影响其他的点 第一章综合布线与以太网 2 4综合布线的类与带宽 1 类 是指布线产品所能支持的布线 等级 Cat6六类或Cat5e超六类支持1000MHzCat5五类或Cat5e超五类支持100MHzCat3三类支持16MHz 2 带宽 MHz 和 Mbps 的关系Hz代表的是单位时间内线路中电信号的震荡次数bps衡量的是单位时间内线路传输的二进制位的数量 MHz Mbps No 第一章综合布线与以太网 2 5综合布线结构简介 楼层设备间 建筑物间主干布线 服务入口 入口设备 通讯插座 工作区 水平布线 主干布线 主 楼层设备间 第一章综合布线与以太网 2 6综合布线常见线缆及测试综合布线常见线缆主要有双绞线和光缆两种 2 6 1双绞线1 类型简介从结构分 UTP 非屏蔽双绞线 FTP 包铝箔的屏蔽双绞线 SFTP 包铝箔 加铜编织网的屏蔽双绞线 STP 每对芯线电缆包铝箔 总体加铜纺织网 从线芯对数上分 从2芯1对 N芯n对从级别上为 1 7类线说明 电话布线 4芯2对或8芯4对3类线或5类线以太网布线 8芯4对超5类或6类 第一章综合布线与以太网 2 UTP双绞线简介 Cat3 5 5e AWG24号即直径0 51mmCat6 AWG23号即直径0 58mm直径越大 物理强度越大 衰减和电阻越小 Cat3UTP Cat5UTP Cat6UTP 语音数据模块 第一章综合布线与以太网 3 双绞线测试主要有以下测试项目测试工具 FlukeDSP 100SR简单的测试采用普通的通断仪即可 第一章综合布线与以太网 1 线序 白橙橙白绿绿白蓝蓝白棕棕白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕 T568B口诀 橙绿蓝棕 白色在前 46对调 常用 白绿绿白橙橙白蓝蓝白棕棕白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕 T568A口诀 绿橙蓝棕 白色在前 46对调 12345678 12345678 第一章综合布线与以太网 2 衰减Attenuation在电子穿过电缆时 并不是所有的电子都能到达电缆的另一端 这样就导致了信号的损耗 这种损耗被称为 衰减 第一章综合布线与以太网 3 近端串扰NEXT NearEndCrosstalk 10M或100M传输使用白橙 橙 白绿 绿这2对线 1000M传输使用四对 NEXT近端串扰 100Mb s 100Mb s 100Mb s 100Mb s Attenuation衰减 第一章综合布线与以太网 4 回返损耗 ReturnLoss 衡量通道阻抗一致性发送信号功率与反射信号功率之比 db 对于千兆以太网这种在一对线上进行双向同时传输的应用影响很大 第一章综合布线与以太网 5 传导延迟 PropagationDelay 指一个信号从电缆一端传到另一端所需要的时间 550ns 第一章综合布线与以太网 2 6 2光缆1 类型简介 光缆分单模和多模两类单模光缆 核心直径小 光以一种模式无散射传输 在1300和1550nm下测量 多模光缆 核心直径大 光以多路径或多模式传输 在850或1300nm下测量 光纤有如下特点 抗电磁干扰 EMI 性强最高支持10G带宽传输速率传输距离远 单模主干布线的最大距离为100KM 多模主干布线的最大距离为2KM 更高的安全性 多模 单模 第一章综合布线与以太网 2 光缆简介3 光纤测试专用测试仪 一般的通断测试可采用激光笔或强光源直接测试 第一章综合布线与以太网 4 常见光接口设备简介 光缆接头 SC ST FC LC 耦合器及跳线光缆配线架 第一章综合布线与以太网 三 以太网3 1定义及分类1 定义 把地理位置不同且具有独立功能的多个终端系统 通过通信设备和线路将其连接起来 由功能完善的网络软件实现网络资源共享的系统 2 分类 根据网络地理 规模分下以下几类 第一章综合布线与以太网 3 2网络拓朴及体系结构1 网络拓朴结构 第一章综合布线与以太网 2 网络体系结构层和协议的集合称为网络体系结构 OSI模型是网络体系结构的模型 Physical物理层 DataLink数据链路层 Network网络层 Transport传输层 Session会话层 Presentation表示层 Application应用层 7654321 开放系统互连 OSI 参考模型 第一章综合布线与以太网 3 3以太网传输协议 TCP IP TCP IP协议集vs OSI参考模型 Physical Network Transport 第一章综合布线与以太网 1TCP IP物理层完成所有CSMA CD功能 传输帧至目标站点2TCP IP数据链路层将IP包封装在帧的数据部分并传送至物理层3TCP IP网络层协议IPInternetProtocol提供节点之间包的传输服务ICMPInternetControlMessageProtocol在站点和路由器 网关之间控制传输的错误和控制信息ARPAddressResolutionProtocolIP地址至物理地址的映射 MAP RARPReverseAddressResolutionProtocol物理地址至IP地址的映射网络层 IP 建立包 加上帧首再将帧传至数据链路层 第一章综合布线与以太网 4TCP IP传输层协议TCPTransmissionControlProtocol提供站点之间可靠的数据传输服务UDPUserDatagramProtocol提供非可靠的无连接的数据传输服务传输层将信息流分割 加上网段的序列后交给网络层5TCP IP的应用层TelnetRemotelogin远程访问FTPFileTransferProtocol文件传送SMTPSimpleMailTransferProtocolDNSDomainNameSystem域名简析 第一章综合布线与以太网 3 3 1IP协议1 定义 网际协议IP是TCP IP的心脏 也是网络层中最重要的协议 IP层接收由更低层 网络接口层例如以太网设备驱动程序 发来的数据包 并把该数据包发送到更高层 TCP或UDP层 相反 IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层 IP数据包是不可靠的 因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏 IP数据包中含有发送它的主机的地址 源地址 和接收它的主机的地址 目的地址 高层的TCP和UDP服务在接收数据包时 通常假设包中的源地址是有效的 IP地址形成了许多服务的认证基础 这些服务相信数据包是从一个有效的主机发送来的 IP确认包含一个选项 叫作IPsourcerouting 可以用来指定一条源地址和目的地址之间的直接路径 对于一些TCP和UDP的服务来说 使用了该选项的IP包好像是从路径上的最后一个系统传递过来的 而不是来自于它的真实地 第一章综合布线与以太网 点 这个选项是为了测试而存在的 说明了它可以被用来欺骗系统来进行平常是被禁止的连接 许多依靠IP源地址做确认的服务将产生问题并且会被非法入侵 IP协议是TCP IP协议族中的网络层部分 最早用于ARPA网络 后来成为工业标准 用于网络互连 Internet网络层即是采用IP协议 IP协议提供非连接的数据报服务 数据在网上传输时不保证可靠性 由网关将数据穿过几个网络 可靠性依靠上层 传输层 TCP 来保证 2 工作方式 源机器取得要传输的数据并把它分割成最大64K字节的数据报 每个数据报延网络传输 传输过程中IP数据报可能被网关分成更小的数据报片 所有报片最后到达目标机器后 重新汇编成本来数据 IP数据报长度最大为64K 但实际中应与MAC帧一起考虑 最好是一个IP数据报正好装入一个MAC帧中 如EthernetMAC帧数据最长1500byteIP数据报就取1500byte 第一章综合布线与以太网 3 IP地址 IP数据报传输为无连接 通过IP地址进行寻址 IP地址由32位组成 按每8位为一个字节组 共四个字节组 通常用十进制数表示 用小数点隔开 202 112 1 12IP地址由网络标识和主机标识两部分组成 网络标识一样的是同一个网络IP地址一般划分为5类 A B C D E 第一章综合布线与以太网 IP地址划分规则 网络标识的第一个字节不能为127 内部使用网络标识的第一个字节不能为0主机标识各个二进制数不能全为1 广播地址主机标识各个二进制数不能全为0 子网和子网掩码每一个网络都需要唯一的网络标识 而32位IP地址中的网络地址部分是有限的 要想扩充网络地址可采用子网技术 将主机地址部分划分出一定位数作为网络地址 剩余的位数作为主机地址 整个IP地址表示为 网络标识 子网标识 主机标识如 162 105 0 0是一个B类网络 可将主机标识的第一字节用于子网标识则可构成254 0 255禁用 个子网 每个子网有254个主机 第一章综合布线与以太网 要告之本网络是如何划分的 采用子网掩码 凡是IP地址中网络和子网标识部分用二进制1表示 主机标识部分则用二进制0表示 子网掩码缺省值为 A类 255 0 0 0B类 255 255 0 0C类 255 255 255 0例 IP地址为 162 105 160 5Mask为 255 255 0 0表示 162 105网络中160 5号主机Mask为 255 255 255 0表示 162 105 160网络中5号主机 第一章综合布线与以太网 MAC地址与IP地址MAC地址是按厂商 3字节 和设备号 3字节 编号 按整个MAC地址进行寻址 寻址麻烦 IP地址可以按组织 网络拓扑 编号 IP寻址按 网络地址 子网地址 主机地址进行 寻址合理 不是所有的设备都有MAC地址 如Modem MAC寻址要维护大量整个MAC地址 若一个组织以MAC地址组成网段 该组织最好购买同一厂商的网卡 IP地址属逻辑地址 可以分配给组织一个IP网段 软件设置每台主机的IP地址 主机移动时不需改动硬件 只需修改IP地址 按MAC寻址 不知道地址就广播出去 是全网内广播 广播风暴 IP广播可以只在一定网段内进行 组发 不影响其他网段 第一章综合布线与以太网 IP数据报格式 由报头和正文两部分组成报头为一个20字节固定长度和一个可选项版本 版本号IHL 报头长度 32bit 单位 最小直为5服务类型 优先级 D XX T R 01234567 低延迟高吞吐高可靠 总长度 数据报整个长度 最大65536字节标识符 用于将数据报分成报片 属于同一数据报的报片标识一样DF 通知网关不要将数据报分成报片MF 表示后面还有报片 最后一个报片应为0 第一章综合布线与以太网 分段位移 表示当前报片在源数据报中的位置 偏置从0开始 单位为8byte13个bit有8192 8 65536byte 报片头与数据报头大小一样 多数段一样 不同的有 总长度 MF 校验和与分段位移有变化 目标节点收到最后一个报片 MF 0 从它的长度和偏置可得到数据报总长度 然后与所有到达报片的长度和比较是否相等来判断是否所有报片均到达 报片到达可以不按顺序生存时间 数据报容许在网络系统中维持的时间 超时即丢弃 单位为秒 最大容许时间为255 准确计算时间较难 因为无时钟同步 简单方法是数据报每经过一次网关 即将寿命减一协议 指出传输的数据报是属于上层的哪种服务 如 TCP报头校验和 对报头按16bit流取反码再相加 再把结果取反形成一个16bit校验和 只对报头校验 不对数据校验 交上层处理源IP地址 目的IP地址 可选项 用于安全 路由选择 错误报告 调试等 容许后续版本的协议插入信息 具有可扩展性数据 第一章综合布线与以太网 ARP AddressResolveProtocol 地址解析协议 作用 查找目的主机的MAC地址源站点在网络中广播ARP请求 目的站点收到请求后发送单播的ARP应答 告诉源站点自己的MAC地址 源站点将所得到的目的站点的IP地址与MAC地址对存入本机ARP表 之后将待发送IP包封装在以太帧中发给目的站点 源站点在发送IP包前 先比较自己与目的站点的网络号是否相同 若相同 则调用ARP过程查对方的MAC地址 直接将包发给对方 若不同 则查找缺省网关的MAC地址 先将包发给路由器 由路由器选择合适路径将包转发到目的主机 第一章综合布线与以太网 第一章综合布线与以太网 3 3 2TCP协议1 定义 TCP是一个面向连接的传输层协议 UDP是非面向连接的协议 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包 那么IP将把它们向 上 传送到TCP层 TCP将包排序并进行错误检查 同时实现虚电路间的连接 TCP数据包中包括序号和确认 所以未按照顺序收到的包可以被排序 而损坏的包可以被重传 TCP将它的信息送到更高层的应用程序 例如Telnet的服务程序和客户程序 应用程序轮流将信息送回TCP层 TCP层便将它们向下传送到IP层 设备驱动程序和物理介质 最后到接收方 面向连接的服务 例如Telnet FTP rlogin XWindows和SMTP 需要高度的可靠性 所以它们使用了TCP DNS在某些情况下使用TCP 发送和接收域名数据库 但使用UDP传送有关单个主机的信息 UDP与TCP位于同一层 但它不管数据包的顺序 错误或重发 UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务 UDP主要用于那些面向查询 应答的服务 例如NFS 相对于FTP或Telnet 这些服务需要交换的信息量较小 使用UDP的服务包括NTP 网络时间协议 和DNS DNS也使用TCP 第一章综合布线与以太网 2 TCP数据格式 端口号 1 255为众所周知的端口号 其它端口号留给用户使用 序号 TCP接收用户报文 分成长度不超过64K的数据片 数据片由IP作为一个独立的数据报 字节流 传送 建议使用数据片长度为536 则IP为576byte TCP为传输的每个字节数据都编号 序号处放的是当前数据片中第一个字节的顺序号 模2的32次方 第一章综合布线与以太网 确认号 告之发方的已经收到了确认号以前的数据 即采用 捎带 技术 在发送数据段中捎带数据确认应答 全双工通信 头长度 报头长度 单位为4byte 最小为 5 URG紧急标志 表示有紧急数据 ACK确认标志 表示使用确认号字段 EOM报文结束 报文发完 还可发别的 RST复位标志 通知对方复位 SYN同步标志 用于建链时同步序号 FIN结束标志 释放连接 窗口 通知对方在确认号字节后容许发送的最大字节数 最多为64K 起流量控制的作用 头校验和 所有报头数据按16位取反相加 和再取反 紧急指针 紧急数据位于当前序号后的位置指示 选项 其它应用 如指明最大数据段长度等 填充 保证头为32位的整数倍 填充0 数据 发送数据 第一章综合布线与以太网 3 TCP协议的工作方式 建立连接TCP使用三次握手动作完成建立一条连接 容许任意一端建立 也可双方同时建立 连接建立后 容许数据双向流动 全双工 两端无主次之分 发端为Client 收端为Server建立连接时 双方均需协商 确认序号 实现同步由于TCP可用于不可靠分组 有可能在连接的建立过程中 出现延迟分组或重发分组 因此需要可靠的建链过程 site1site2SYN Seq xSYNSYN ACKSYN Seq y ACKx 1ACKy 1ACK 第一章综合布线与以太网 关断连接TCP关断连接使用修改的三次握手完成 由于TCP是全双工的 有两个方向的数据流 有两个发方 任何发方都可以关闭自己的一半 最后两条全关闭 发拆方可收 不可发 收拆方可发 不可收 site1site2FIN Seq xFINACKACKx 1DATADATAFINFINSeq yACKy 1ACK 第一章综合布线与以太网 数据传输与控制用TCP数据格式传数据ACK确认 若发方发的多 收方ACK少 则需重传 超时重发 每次发送一个数据片 启动计时 等待确认 若超时则重发复位 严重故障时 启动复位 两端立即停止发送 释放连接 紧急数据可插入URG 如 Break 使用窗口进行流量控制 可以看出 TCP的数据格式只有一种格式 建链 拆链 复位 应答 流控与数据传输都用此格式 靠标志来完成 而不是靠不同的TCP数据格式来完成 第一章综合布线与以太网 3 4以太网传输设备 交换机1 交换机转发技术存储转发 Store Forward 接收到整个帧后再作出转发决定特点 1 延迟的时间取决于帧的长短 2 不会转发错误帧切转 CutThrough 接收到目的主机物理地址后再作出转发决定特点 1 延迟小 2 可能转发错误帧改进的切转 ModifiedCutThrough 接收到前64个字节后作出转发决定特点 1 延迟小 2 可能会转发错误帧 但不是正常碰撞 第一章综合布线与以太网 2 交换机工作原理 学习MAC地址 StationAsendsaframetostationC SwitchcachestheMACaddressofstationAtoportE0bylearningthesourceaddressofdataframes TheframefromstationAtostationCisfloodedouttoallportsexceptportE0 unknownunicastsareflooded 第一章综合布线与以太网 2 交换机工作原理 StationAsendsaframetostationC Destinationisknown frameisnotflooded 帧过滤FilteringFrames 第一章综合布线与以太网 AVLAN ABroadcastDomain LogicalNetwork Subnet SegmentationFlexibilitySecurity 2 交换机工作原理 VLAN虚拟局域网 第一章综合布线与以太网 2 交换机工作原理 802 1QTrunking 第一章综合布线与以太网 Routersmustlearndestinationsthatarenotdirectlyconnected 路由表 2 交换机工作原理 第一章综合布线与以太网 数据在路由器中传输的过程 2 交换机工作原理 第一章综合布线与以太网 3 5以太网常见设备简介 Router Switch Hub 集线器 交换机 路由器 第一章综合布线与以太网 工作在物理层转发所有的帧 包括错误帧不能分隔开碰撞区域不能隔离广播域不影响物理或网络地址 中继器 集线器 第一章综合布线与以太网 工作在数据链路层有选择地转发帧不转发错误帧可以隔离碰撞域不隔离广播域不影响物理或网络地址 网桥 交换机 第一章综合布线与以太网 路由器 工作在网络层有选择地转发帧不转发错误帧可以隔离碰撞域可以隔离广播域可以对协议滤波可以影响物理地址但不影响网络地址 第一章综合布线与以太网 3 6以太网应用 Internet接入技术ADSL ADSLMODEM ADSLMODEM PS PS PC PSTN PublicSwitchedTelephoneNetwork NetworkSwitch VideoProgramSources etc ENet 1 5Mbpsdownstream 64Kbpsupstream 4 1Mbpsdownstream 384Kbpsupstream 6 1Mbpsdownstream 640Kbpsupstream 8Mbpsdownstream 768Kbpsupstream 第一章综合布线与以太网 WWW WorldWideWeb 万维网WebApplication WebServiceE mail ElectronicMail 电子邮件MailingList邮件群FTP FileTransferProtocol 文件传输Telnet远程登录RemoteDesktop远程桌面BBS BulletinBoardSystem 电子公告板E commerce电子商务B2B BusinesstoBusiness 商家对商家B2C BusinesstoCustomer 商家对消费者 3 6以太网应用 Internet上的应用 第一章综合布线与以太网 作用 完成主机名到IP地址的自动转换主机名ex 主机名 域名域名的分级结构顶级域 edu com org gov net mil ca fr de cn二级域 edu com gov ac net cn下 三级域 pku tsinghua hebtu 下 DNS服务器维护被授权域的名字数据库 提供查询帮助客户机完成名字的递归解析 3 6以太网应用 DNS DomainNameSystem 第一章综合布线与以太网 优点 方便 可移动 缺点 费用较高 安全性差 带宽较低 3 6以太网应用 无线Wireless 802 11b 11M 2 4GHZ802 11a 54M 5GHZ802 11g 54M 可兼容802 11b 第一章综合布线与以太网 控制面板 网络与拨号连接 本地连接 属性 TCP IP属性 3 7以太网常见故障处理1 IP地址设置 第一章综合布线与以太网 2 简单的测试ping 202 206 97 10 协议栈测试C ping202 206 97 10OK同一交换机 集线器间计算机C ping202 206 97 20OK不同交换机 集线器间计算机C ping202 206 97 30OK网关C ping202 206 97 1OK域名服务器测试C OKIE 工具 Internet选项 连接 局域网设置 代理服务器设置OK病毒检测 第一章综合布线与以太网 蠕虫病毒是影响机器性能的主要因素 常见蠕虫病毒RedCode Nimda Slammer Blaster Nachi Sobig F等消灭蠕虫病毒切断传播途径在防火墙上关闭相应端口 如ICMP TCP 135 TCP 449等控制传染源在主页上定期公布疑似者主动免疫打补丁 新装的计算机在未打补丁 win2ksp4 winXPsp1 之前不要接入INTELNET网定期升级补丁及反病毒程序的病毒特征库 第一章综合布线与以太网 3 IP地