LanMan_C02_介质

1、第二章第二章 拓扑和传输介质拓扑和传输介质通信学院通信学院 韦云凯韦云凯局域网与城域网LanMan 20161YKWei UESTC概述概述v 初期局域网技术的特点初期局域网技术的特点 三者紧密关联：介质、拓扑、MAC协议v 本章内容本章内容 网络拓扑 概念、物理拓扑、逻辑拓扑 传输介质 数据传输的物理基础 香农信道容量定理：传输介质与传输容量的关系 主要传输介质：双绞线、光纤、无线“介质” 通用布缆系统主要内容主要内容2.1 网络拓扑网络拓扑12.2 传输介质概述传输介质概述22.3 香农信道容量定理香农信道容量定理3LanMan 2016SCIE,UESTC2.4 双绞线双绞线42.5 光

2、纤光纤52.6 无线介质无线介质62.7 通用布缆系统通用布缆系统72.8 小结小结8LanMan 20164YKWei UESTC2.1 概述信道概述信道v 通信传输系统三要素通信传输系统三要素 Transmitter, Receiver, Mediumv ( T, R, M )构成一般意义上的通信信道构成一般意义上的通信信道v 本节讨论信道的基本特点本节讨论信道的基本特点LanMan 20165YKWei UESTC2.1 概述独享与共享信道概述独享与共享信道v 独享信道独享信道 Dedicated channel 信道中T只有一个 在任何时刻，一个T单独使用信道传输数据 在任何时刻T与R

3、之间的通信不受干扰v 共享信道共享信道 Shared channel 信道中T有多个，通常R也有多个 多个T发送数据会相互干扰 应该规范一个规则，何时T可以发送数据LanMan 20166YKWei UESTC2.1 概述点对点与多点信道概述点对点与多点信道v 点对点信道点对点信道P2P：Point to point channel信道中T和R均只有一个，不必指定源地址和目的地址在任何时刻T与R之间的通信不受干扰v 点对多点信道点对多点信道P2MP：Point to multipoint channel信道中T只有一个，R有多个，应当指定目的地址一发多收：同时或分时v 广播信道广播信道BROA

4、D：Broadcast channel一发多收：一次发送、同时接收任何时刻，也只有一个T可以发送通常，一些R可以根据规则变成Tv 多点信道多点信道多发多收，必须指定源地址和目的地址任何时刻只有一个站点可以发送LanMan 20167YKWei UESTC2.1 网络拓扑网络拓扑v 2.1.1 拓扑概述拓扑概述v 2.1.2 总线型拓扑总线型拓扑v 2.1.3 环型拓扑环型拓扑v 2.1.4 星型拓扑星型拓扑v 2.1.5 交换网络一般拓扑结构交换网络一般拓扑结构LanMan 20168YKWei UESTC2.1.1 拓扑概述拓扑概述v 网络拓扑的概念网络拓扑的概念 系统组成的抽象表达 网络由

5、节点与链路构成v 物理拓扑与逻辑拓扑物理拓扑与逻辑拓扑 物理拓扑：与网络设备和物理介质的连接相对应 拓扑结构通常就是指物理拓扑结构 逻辑拓扑：与数据流在网络中的流向相对应 物理拓扑可能与逻辑拓扑形状不同v 局域网常见的拓扑结构局域网常见的拓扑结构 总线、环形、星形、树形LanMan 20169YKWei UESTC2.1.2 总线拓扑：图例总线拓扑：图例BNC头LanMan 201610YKWei UESTC2.1.2 总线拓扑总线拓扑v 应用要点应用要点 一发全收 传输信道为共享信道，例如使用同轴电缆 发送每一帧，总线上每个站点都能收到 需要用源/目的地址指明是收发双方 同一时刻只可能有一个

6、有效发送 多个发送帧在时间上有重叠时，会造成帧错误称为冲突：collusion 需要用发送规则来决定当前谁可以发送 通称：MAC协议LanMan 201611YKWei UESTC2.1.2 总线拓扑总线拓扑v本质特征本质特征 无需中继 时延最短 一发多收 隐式吸收v典型网络：以太网典型网络：以太网 介质：同轴电缆 拓扑：总线型 协议：CSMA协议LanMan 201612YKWei UESTC2.1.3 星型拓扑：图例星型拓扑：图例站点HUBLanMan 201613YKWei UESTC2.1.3 星型拓扑星型拓扑v物理结构的特点物理结构的特点 物理拓扑是星型 所有站点直接与中央节点相连

7、各站点之间无直接连线 站点之间通信必须通过中心节点转发 中央节点的处理方式决定了网络的逻辑拓扑与性能v逻辑结构的特点逻辑结构的特点 中心节点为交换机，则网络的逻辑拓扑为星型 中心节点为HUB ，网络的逻辑拓扑为总线型 用两个单向传输的接口实现双向传输功能 “一收普发”的转发方式未改变总线型的基本通信特点LanMan 201614YKWei UESTC2.1.4 环型拓扑：图例环型拓扑：图例转发器转发器LanMan 201615YKWei UESTC2.1.4 环型拓扑环型拓扑v逻辑拓扑：环形逻辑拓扑：环形v连接特点：转发器互连成环连接特点：转发器互连成环 转发器通过单向链路互连成环状 各个站点

8、通过一个三端口的转发器接入环中v通信特点：通信特点： 准广播通信，数据单向绕环一周，所有站点都能收到 数据在每个站点重新转发，信号强度增大 转发器可以对数据进行插入、接收、删除处理 同一时刻可以有一个或多个站点发送 使用或不使用令牌机制LanMan 201616YKWei UESTC2.1.4 环型拓扑环型拓扑v本质特征本质特征 逐个节点转发 沿环传递，共享 每节点1比特时延 源节点吸收v典型网络：令牌环典型网络：令牌环 介质：双绞电缆 拓扑：环型 协议：Token RingLanMan 201617YKWei UESTC2.1.5 Mesh拓扑拓扑v交换式局域网交换式局域网 交换式局网的流行

9、 局网交换机的大量使用 网状网 也称：Mesh网 交换式网络的一般拓扑 全互连结构：右上图 网状网的一般结构 性能高、代价大 部分互连结构：右下图 常见结构LanMan 201618YKWei UESTCv一种部分互连网状网一种部分互连网状网v拓朴结构可靠性高拓朴结构可靠性高 所有节点均有冗余链路v匹配汇聚型流量模型匹配汇聚型流量模型 与通常的组织关系一致v适合企业网络适合企业网络 大型园区网 城域专用网络2.1.6 轮辐状拓扑轮辐状拓扑LanMan 201619YKWei UESTC2.1.7 层次性拓扑层次性拓扑v交换设备的大量使用显著改变了网络拓扑交换设备的大量使用显著改变了网络拓扑 网

10、络设备：L2/L3以太网交换机 以交换机为网络节点，以点对点链路为传输信道v当前局域网络当前局域网络拓扑结构通常是层次性拓朴拓扑结构通常是层次性拓朴 两层拓朴结构：核心层、接入层 核心层：部分全互连结构（mesh网） 这就是通信子网、网络基础设施 接入层：以星型拓扑接入 接入的主机构成资源子网v当前最为常见的拓朴结构：当前最为常见的拓朴结构：Mesh-star结构结构LanMan 201620YKWei UESTC2.1.7 图例：图例：mesh-star拓扑拓扑通信子网通信子网主机主机节点节点资源子网资源子网通信子网通信子网LanMan 201621YKWei UESTC2.2 传输介质概述

11、传输介质概述v传输介质：发送者与接收者之间的物理路径传输介质：发送者与接收者之间的物理路径 电信号以电磁波的形式在介质中传播vIEEE 802标准将介质分为标准将介质分为 导向介质（guided media） 光纤与铜缆之类固体 不管介质如何弯曲，电信号都会随物理介质向前传播。 非导向介质（unguided media） 大气层与外层空间等 可以传播电磁波但不对其导向 使用这两类介质传输，通常称为有线通信与无线通信LanMan 201622YKWei UESTC2.2 主要物理介质主要物理介质v 历史上曾经使用过多种传输介质历史上曾经使用过多种传输介质 例如：基带同轴电缆、宽带同轴电缆、等等v

12、 近年来，已经集中到：近年来，已经集中到： 双绞线：特别是非屏蔽双绞线 光纤：包括多模光纤和单模光纤 无线：主要使用2.5GHz和5GHz频段LanMan 201623YKWei UESTC2.3 香农信道容量定理香农信道容量定理v香农定理：介质性能与信道能力的关系香农定理：介质性能与信道能力的关系v香农定理香农定理C = W * log( 1 + S/N )， （bit/s, Hz） 信道容量取决于传输带宽和传输信噪比 推论：单纯加大带宽不能提高信道容量lim C = 1.44*S/n0v物理介质的主要性能物理介质的主要性能 传输带宽：Hz、MHz 衰减串扰比(ACR)：dB 表示接收端信噪

13、比的系统余量LanMan 201624YKWei UESTC2.4 双绞线双绞线v 2.4.1 双绞线传输基础双绞线传输基础v 2.4.2 双绞线双绞线v 2.4.3 接插件接插件v 2.4.4 双绞线连接线序双绞线连接线序LanMan 201625YKWei UESTC2.4.1 双绞线传输基础双绞线传输基础v 特点特点 是当前局域网中使用最广泛的铜传输介质 性价比好，施工、维护容易 传输距离和抗干扰性能均弱于同轴电缆v 构成构成 无源部件：双绞线、接插件 有源器件：收发器，由网络设备端提供1818LanMan 201626YKWei UESTC2.4.2 双绞线介质双绞线介质v 双绞线原理

14、双绞线原理 两根绝缘铜线对绞形成一条平衡型电缆 可减小对外电磁干扰并提高抗外来电磁干扰性v 非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线 Unshielded twisted pair，UTP Shielded twisted pair， STPv 类别：类别：category 3类线、5类线、6类线，等等LanMan 201627YKWei UESTC2.4.2 双绞线介质双绞线介质v 非屏蔽缆常用规格非屏蔽缆常用规格 Cat3、Cat5e、Cat6A 3类、超5类、增强（augmented）6类v 屏蔽缆常用规格屏蔽缆常用规格 F/UTP、U/FTP、SF/UTP、S/FTP 屏蔽材料

15、：金属箔（F）、金属丝网（S） 分别对：高频有效、低频有效 屏蔽对象：电缆整体、线对LanMan 201629YKWei UESTC2.4.2 双绞线的传输带宽双绞线的传输带宽v双绞线的有效传输带宽双绞线的有效传输带宽TIA-568-B 带宽用途Cat1 100kHzCat2 1MHzCat3 16MHz话音Cat4 20MHzCat5 100MHzCat5e 100MHz10/100/1000BASE-TCat6 250MHzCat6A 500MHz 10GBASE-TLanMan 201630YKWei UESTC2.4.3 双绞线接插件双绞线接插件v 双绞线传输系统通常使用下列接插件双绞

16、线传输系统通常使用下列接插件v 数据传输：数据传输：RJ45插头座插头座 终端接插件和转接接插件通常都使用RJ45 RJ45插座俗称水晶头v 话音传输话音传输 终端接插件：RJ11 转接接插件：IDC系列、110系列LanMan 201632YKWei UESTC2.4.4 双绞线连接线序双绞线连接线序v 两个标准没有本质区别，只是线序颜色的不同两个标准没有本质区别，只是线序颜色的不同v 本质问题是本质问题是 保证1和2、3和6、4和5、7和8分别是一个绕对v 目前，工程中多使用目前，工程中多使用TIA-568-B标准的线序标准的线序LanMan 201633YKWei UESTC2.4.4

17、双绞线连接线序双绞线连接线序LanMan 201634YKWei UESTC2.5 光纤光纤v 2.5.1 光纤通信系统光纤通信系统v 2.5.2 光纤结构光纤结构v 2.5.3 单模光纤与多模光纤单模光纤与多模光纤v 2.5.4 推荐光纤类型推荐光纤类型v 2.5.5 光纤接插件光纤接插件v 2.5.6 光缆光缆LanMan 201635YKWei UESTC2.5 光纤光纤v 光纤通信的优点光纤通信的优点 高带宽：超大容量传输，可达Tb/s 低衰减：可长距离，单段可达300km 电磁隔离：光传输不受电磁干扰、不易窃听 小型轻便：对管线、支持物要求相对较低LanMan 201636YKWei

18、 UESTC2.5.1 光纤通信系统光纤通信系统v光纤通信系统的构成光纤通信系统的构成 无源部件：光纤，光缆（内封单纤或多纤） 有源器件 光发射器（光源），光接收器（光检测器）LanMan 201637YKWei UESTC2.5.1 光纤通信窗口光纤通信窗口v石英光纤存在多个低损耗传输窗口石英光纤存在多个低损耗传输窗口 主要窗口有3个： 850nm、1310nm、1550nmLanMan 201638YKWei UESTC2.5.2 光纤结构光纤结构v光纤结构光纤结构 纤芯、包层 其界面形成光的全反射界面 涂覆层：提高光纤的性能稳定性v多模光纤的结构多模光纤的结构 几何参数：芯径/包层直径/

19、涂层外径 规格：62.5/125/250， 50/125/250v单模光纤的结构单模光纤的结构 几何参数：模场直径/包层直径/涂层外径 规格：9.5/125/250LanMan 201639YKWei UESTC2.5.3 单模光纤与多模光纤单模光纤与多模光纤v光纤分为多模与单模两种类型光纤分为多模与单模两种类型 单模光纤 SMF：Singer Mode Fiber 光在光纤中以单一路径、或单模式传播 多模光纤 MMF：Multiple Mode Fiber 光在光纤中以多条路径、或多模式传播LanMan 201640YKWei UESTC2.5.3 单模光纤与多模光纤单模光纤与多模光纤Lan

20、Man 201641YKWei UESTC2.5.3 单模光纤与多模光纤单模光纤与多模光纤v多模光纤多模光纤系统系统特点特点 传输距离短：300m5km 容量不太高 通常为1001000Mb/s，10G系统需用特殊的万兆光纤 系统价格低：光纤略贵，但光收发器价格低 短距离系统价格尤其低v单模光纤单模光纤系统系统特点特点 传输距离长：1040km，300km 系统价格高：光纤价格略低，但光收发器价很高 长距离系统结构相对并不太高 传输容量高 单波可达40Gb/s，使用DWDM技术可达几十Tb/sLanMan 201642YKWei UESTC2.5.4 推荐光纤类型推荐光纤类型v布缆系统中的光纤

21、：布缆系统中的光纤： OS1、OM1/OM2/OM3 使用规范：ISO 11801 : 2002v多模光纤多模光纤 OM1/OM2/OM3：IEC 60793系列规范 适用于850/1300nm传输系统 OM1：62.5/125，适用于100BASE-FX OM2：50/125，适用于1000BASE-SX OM3：50/125，适用于10GBASE-SRv单模光纤单模光纤 OS1，ITU G.652 适用于1310/1550nm传输系统 1000BASE-LX、10GBASE-LR/ERLanMan 201643YKWei UESTC2.5.4 推荐光纤类型推荐光纤类型v多模光纤特性多模光纤

22、特性光纤类型 芯径带宽备注OM162.5/125 200OFLOM2 50/125 500OFLOM3 50/1252000ELLv多模光纤的带宽多模光纤的带宽 模场带宽，modal bandwidth，MHz*kmv带宽测试方法带宽测试方法 OFL：Overfilled Launch，满注入 ELL：Effective Laser Launch，等效激光注入LanMan 201644YKWei UESTC2.5.5 光纤接插件光纤接插件v 光纤连接件光纤连接件 实现光纤的活动连接 无源器件，包括：光纤连接器和光纤适配器v 光纤连接器光纤连接器 Fiber Connector 接续了光纤的“插

23、头”v 光纤适配器光纤适配器 Fiber Adapter 尺寸精密的开口套管，使光纤连接器精密对准 也称为“光纤发兰盘” 、耦合器v 当前的常用接插件类型当前的常用接插件类型 SC、LCLanMan 201645YKWei UESTC2.5.5 光纤接插件光纤接插件SCvSC连接器连接器 标准中的主流接插件： ISO 11801 Gigabit EthernetvSC Duplex SC双工连接器 SC双纤连接器LanMan 201646YKWei UESTC2.5.5 光纤接插件光纤接插件LCv小型光纤连接器小型光纤连接器 SFF fiber connector Small Form Fac

24、tor 安装尺寸与RJ45兼容 比SC节省1/2空间 衰减远小于SCvLC连接器连接器 当前流行的小型连接器 性能卓越，安装简易 Lucent市场影响力大LanMan 201647YKWei UESTC2.5.5 光纤接插件配线架光纤接插件配线架v光纤配线架光纤配线架 是光纤接插的支撑设施 形状因子与双绞线配线架兼容 通常是封闭式，以便更好地保护光纤 包括：适配器安装版、绕纤机构LanMan 201648YKWei UESTC2.5.6 光缆光缆v 光缆概述光缆概述v 基本结构基本结构v 光缆分类光缆分类v 普通室外光缆普通室外光

25、缆v 全介质光缆全介质光缆v 铠装光缆铠装光缆v 室内光缆室内光缆LanMan 201649YKWei UESTC 光缆概述光缆概述v 光纤总是被加工成光缆后使用光纤总是被加工成光缆后使用 便于保护、便于安装 光纤产业链：制棒、拉纤、成缆v 网络工程施工对象网络工程施工对象 敷设：光缆 融接：光纤LanMan 201650YKWei UESTC 光缆图例光缆图例LanMan 201651YKWei UESTC 基本结构基本结构v 光缆基本结构光缆基本结构 纤芯（内芯）、涂覆（外芯）、缓冲 Core、Cla

26、dding、BufferBufferCladdingCoreLanMan 201652YKWei UESTC 基本结构紧套与松套基本结构紧套与松套v 紧密缓冲层光纤紧密缓冲层光纤 典型 缓冲层直径900 通常应用于室内光缆v 松散缓冲层光纤松散缓冲层光纤 典型：采用填充胶 更地适应温度变化而膨胀或收缩 适合于施工拖放 通常应用于室外光缆 易燃，室外光缆进大楼不可超过50英尺LanMan 201653YKWei UESTC 光缆分类光缆分类v普通室外光缆普通室外光缆 中心束管式、层绞式 铠装、非铠装v特种光缆特种光缆 电力光缆 ADSS：全介质自承式架空光缆 OPGW

27、：光纤复合架空地线 海底光缆、v光纤带光缆光纤带光缆v室内光缆室内光缆LanMan 201654YKWei UESTC 普通室外光缆普通室外光缆vGYTA 层绞式铝塑粘结护层光缆vGYDXTW 束管式光纤带光缆LanMan 201655YKWei UESTC 全介质光缆全介质光缆vADSS 全介质自承式架空光缆vGYFSTY 层绞式全介质光缆LanMan 201656YKWei UESTC 铠装光缆铠装光缆vGYXTA33 中心管式铠装光缆vGYTY53 层绞式LAP内护层钢带铠装外护套光缆LanMan 201657YKWei UESTC

28、 室内光缆室内光缆v单芯室内光缆单芯室内光缆v双芯室内光缆双芯室内光缆 LanMan 201658YKWei UESTC2.6 无线介质无线介质v IEEE 802中的两个术语中的两个术语 无线介质：WM, Wireless Medium 非导向介质：unguided mediumv 无线通信的某些特殊的优点无线通信的某些特殊的优点 广受欢迎的用户接入方式 不受线缆的束缚、可以移动等等v 宽带无线接入是近年来的热点宽带无线接入是近年来的热点 Broadband Wireless Access，BWA WLAN和WMAN都在蓬勃发展LanMan 201659YKWei UESTC2.6 无线介质

29、无线介质v 频率分配频率分配 无线频率是受到严格监管的不可再生资源 ITU-R：统筹规划全球的频率使用 国际电联无线电部 各个国家的无线电主管部门 具体分配并监管频率的使用v 免照频段免照频段 无需申请许可证即可使用的频段 各个国家各个地区并不完全相同 典型频段：2.4GHz，2.42.4835GHz 典型频段：5GHz，5.7255.825GHzLanMan 201660YKWei UESTC2.6 无线介质无线介质v 无线介质的传输质量远比有线介质差无线介质的传输质量远比有线介质差 是广播环境但不能简单认为是“总线型” 覆盖缺乏全连通性，可形成隐蔽站点和暴露站点 传播时延可能变化，连通可能

30、不对称 拓扑结构的动态性，由站点移动或信号变化形成 外来信号易于侵入共享的无线介质 无线介质上的通信远比在有线介质上困难v 无线通信特别是无线接入无可取代的优点无线通信特别是无线接入无可取代的优点 无线传输技术的持续改进，通信的性能有了极大提高 调制、编码、纠错、多系统共存 无线介质的应用已在LAN/MAN领域蓬勃展开LanMan 201661YKWei UESTC2.6 通用布缆系统通用布缆系统v 2.7.1 概述概述v 2.7.2 通用布缆标准通用布缆标准v 2.7.3 ISO 11801概要概要v 2.7.4 布缆标准对比布缆标准对比v 2.7.5 布缆系统的测试布缆系统的测试LanMa

31、n 2016YKWei UESTC2.7.1 概述概述v 系统功能系统功能v 系统特点系统特点v 系统的发展系统的发展v 系统的名称系统的名称LanMan 2016YKWei UESTC 系统功能系统功能v布缆系统已经成为商用楼宇的必备设施布缆系统已经成为商用楼宇的必备设施 智能楼宇的基本子系统，常称为“综合布线” 楼宇销售的卖点之一v通用布缆系统的功能通用布缆系统的功能 主要用于：电话和计算机网络 参阅：TIA-568-B有关内容 其它用途，通常不实用 例如：广播、电视、监控、门禁、安保、楼控、 主要原因：接口转换

32、昂贵 由于各种应用系统的技术发展，情况可能改变 例如：采用网络摄像机的监控系统，可能使用以太网线LanMan 2016YKWei UESTC 系统特点系统特点v 通用布缆系统是通用布缆系统是 建筑物内和建筑群间多种信息传输的通用通道v 系统拓扑结构为采用多级星型系统拓扑结构为采用多级星型 适应楼内的星型拓扑v 采用模块化结构、配置灵活性高采用模块化结构、配置灵活性高 只要互连配置，可对系统作多种拓扑的转换 例如：星型、总线型、环型、树型等v 各个子系统都是相对独立的单元各个子系统都是相对独立的单元 对每个子系统的改动都不影响其他子系统LanMan 2016YKWei UESTC2

33、.7.1.3 系统的发展系统的发展v通用布缆系统起源通用布缆系统起源 商业楼宇的电话线布线 规范、就位的电话线有利于用户的使用 通用的规范布缆系统有助于大楼销售 规范化的布缆系统开始进入家庭v北美和北美和AT&T占有初期的优势占有初期的优势 AT&T的垄断、北美经济的主导v今天的通用布缆系统今天的通用布缆系统 是商用楼宇的必须 是高质量家庭装修的必须LanMan 2016YKWei UESTC 系统的名称系统的名称v 布缆系统有多个名称布缆系统有多个名称 来源于不同的行业、不同的厂商 Structured Cabling System，SCS Premises D

34、istribution System，PDS Generic Cabling Systemv 中国的名称中国的名称 Generic Cabling System GB/T 18233：通用布缆系统 GB 50311/50312：综合布线系统LanMan 2016YKWei UESTC2.7.2 通用布缆标准通用布缆标准v 标准发展概述标准发展概述v TIA标准标准v ISO标准标准v 中国标准中国标准v 中国其它标准中国其它标准LanMan 2016YKWei UESTC 标准发展概述标准发展概述v现

35、行布缆标准有多个现行布缆标准有多个 内容并不完全一致 需要认真理解、分析，并合理选用vTIA-568-B ANSI/TIA/EIA：美国标准vISO-11801 ISO/IEC：国际标准vEN 50173：欧洲标准：欧洲标准vGB/T 18233、50311/50312 中国推荐性国家标准LanMan 2016YKWei UESTC TIA标准标准v ANSI/TIA/EIA标准发展标准发展 TIA-568-1991 TIA-568-A-1995 TIA-568-B-2001v 制定机构：制定机构：TIA TR42 Premises Telecommunications Cabl

36、ingv 特点特点 起源早、更新快、实用性好LanMan 2016YKWei UESTC TIA标准标准vTIA-568-B主要标准主要标准 Commercial Building Telecommunications Cabling Standard TIA-568-B.1 General Requirements TIA-568-B.2 Balanced Twisted-Pair Cabling Components TIA-568-B.2-1-2002：UTP Cat 6 TIA-568-B.2-10-2006： UTP Cat 6A TIA-568-B.3 Optical

37、 Fiber Cabling Components StandardLanMan 2016YKWei UESTC ISO标准标准vISO/IEC 11801标准的发展标准的发展 Generic cabling for customer premises ISO 11801: 1995, Edition 1 ISO 11801: 2000, Edition 1.2 ISO 11801: 2002, Edition 2v制定机构：制定机构：ISO/IEC JTC1 SC25 Interconnection of information technology equipmentv特点特

38、点 概念清晰、结构合理、严谨 本课程以ISO 11801为主，着重讨论系统级概念LanMan 2016YKWei UESTC GB标准标准vGB/T 18233-2000 信息技术 用户建筑群的通用布缆 特点：等同采用ISO 11801- 1995vGB 50311-2007、GB 50312-2007 综合布线系统工程设计规范 综合布线系统工程验收规范 特点：通俗易懂、便于操作，由建设部发布 取代了：GB/T 50311-2000、 GB/T 50312-2000vGeneric cabling 译名译名 通用布缆：GB/T 18233 综合布线：GB/T 50311/5031

39、2LanMan 2016YKWei UESTC 中国其它标准中国其它标准v行业标准：信产部邮电行业标准：信产部邮电vYD/T 926.1-2001 大楼通信综合布线系统第1部分：总规范vYD/T 926.2-2001 第2部分：综合布线用电缆、光缆技术要求vYD/T 926.3-2001 第3部分：综合布线用连接硬件技术要求vYD 5082-1999 建筑与建筑群综合布线系统工程设计施工图集vYD/T 1013-1999 综合布线系统电气特性通用测试方法LanMan 2016YKWei UESTC 中国其它标准中国其它标准v 协会标准：中国工程建设标准化协会协会标准

40、：中国工程建设标准化协会v CECS 72-1997 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 v CECS 89-1997 建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范LanMan 2016YKWei UESTC2.7.3 布缆标准布缆标准-ISO 11801v 系统概要系统概要v 功能元素功能元素v 子系统子系统v 元素的安置与配置元素的安置与配置v 双绞线布缆双绞线布缆v 光纤布缆光纤布缆v 连接硬件连接硬件v 系统管理系统管理LanMan 2016YKWei UES

41、TC 系统概要系统概要v 通用布缆系统的结构概要通用布缆系统的结构概要 Structure of the generic cabling system ISO 11801: 2002, Ch05 系统使用10种功能元素连接成3类子系统 可配置的子系统互连形成层次化结构的系统 系统的全局全程都加强管理 Administration：监督管理、监管LanMan 2016YKWei UESTC 系统概要系统概要v 通用布缆系统结构图通用布缆系统结构图LanMan 2016YKWei UESTC 功能元素功能元素v 通用布缆系统可使用通用布缆系统可使用10种功

42、能元素种功能元素 配线设施：4种 CD、 BD、 FD、 CP 缆线：4种 园区主干缆、楼宇主干缆、水平电缆、 CP电缆 信息插座：2种 MUTO、TOLanMan 2016YKWei UESTC 功能元素功能元素v 配线设施：配线设施：4种种 园区配线器： CD campus distributor 楼宇配线器： BD building distributor 搂层配线器： FD floor distributor 汇聚点： CP consolidation pointLanMan 2016YKWei UESTC 功能元素功能元素v 缆线：缆线：4种种 园区主干缆

43、 campus backbone cable 楼宇主干缆 building backbone cable 水平电缆 horizontal cable 汇聚电缆： CP cable consolidation point cableLanMan 2016YKWei UESTC 功能元素功能元素v 信息插座：信息插座：2种种 多用户信息插座： MUTO multi-user telecommunications outlet 信息插座： TO telecommunications outletLanMan 2016YKWei UESTC 布缆子系统布缆子系统v子系统概述

44、子系统概述 通用布缆系统可以包括3种布缆子系统 园区主干布缆子系统 楼宇主干布缆子系统 水平布缆子系统 通用布缆系统由多个布缆子系统连接而成 参见：Fig.1 / ISO 11801-2002 布缆系统可通过配线架进行配置成工作拓扑结构 例如：总线型、星形、环形 体现出：模块化、灵活性LanMan 2016YKWei UESTC 布缆子系统布缆子系统v园区主干布缆子系统园区主干布缆子系统 子系统从CD延伸到BD 园区主干缆：端接于CD与BD BD通常位于园区内位置分开各个楼宇v楼宇主干布缆子系统楼宇主干布缆子系统 子系统从BD延伸到FD 楼宇主干缆：端接于BD与FDv水平布缆子系

45、统水平布缆子系统 子系统从FD延伸到TO 水平线缆：端接于FD与TO 可选：CP及CP线缆、MUTOLanMan 2016YKWei UESTC 子系统互连子系统互连v子系统的无源互连：应用无关子系统的无源互连：应用无关 有源互连：应用相关，典型的是通过交换机互连v无源互连方式：交叉连接无源互连方式：交叉连接 cross connect，简称“交接” 插接式交接 使用接插软线（patch cord） 软线两端带有接插件（RJ45插头、SC/LC插头） 配置灵活、快捷，成本高 固定式交接 使用跳线（jumper） 双绞线压接、光纤溶接 成本低、性能好，配置不方便 单交接与双交接La

46、nMan 2016YKWei UESTC 子系统互连子系统互连v布缆子系统中的功能元素互连成分层结构布缆子系统中的功能元素互连成分层结构 合并配线器功能可能省略某些中间布缆子系统 LanMan 2016YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置v 通用布缆系统中的子系统数量与类型通用布缆系统中的子系统数量与类型 在系统实施中可以不同 取决于实现的布局、大小、用户策略v 决定系统的大小与配置，包括决定系统的大小与配置，包括 配线器、信息插座、汇聚点 电缆、各种跳线 电信间和设备间 楼宇入口设施v 下面简介一些典型考虑下面简介一些典型考虑LanMan 20

47、16YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置v 功能元素在楼宇中的典型功能元素在楼宇中的典型安置如图安置如图4所示所示 配线器位于 设备间或电信间 使用通道布放电缆 Pathway 管道、暗沟、托架 信息插座位于工作区LanMan 2016YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置v配线器配线器 典型配备 每园区1个CD、每楼宇1个BD、每楼层1个FD 建筑群不配CD，仅配备一个BD 建筑群仅有一个楼宇 不需要园区主干布缆子系统也不需要CD 大型楼宇可配备多个BD 相邻楼层共用一个FD 楼层布缆稀少 单个配线器中实现功能组合，例如 单个

48、配线架中组合功能：BD/FD、CD/BD 为了安全和可靠性，布缆设计中可能加入冗余 LanMan 2016YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置vTO：单用户信息插座：单用户信息插座 每一单独工作区通常应至少有两个TO 每个TO应有用户可见的永久性标识vMUTO：多用户信息插座：多用户信息插座 适用于开放性办公室环境 供开放式多用户办公区使用 通常最多供12个单用户区使用vCP 用于开放式办公环境中 可提供工作区TO的重新放置灵活性LanMan 2016YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置v 电信间电信间 电信间提供所有必要的设

49、施 空间、电源、环境控制，等 供安放无源/有源装置、外部网络接口使用 电信间均应直接接入主干布缆子系统v 设备间设备间 设备间是楼宇内放置设备的专门区域 由于设备的复杂性，设备间也比电信间复杂LanMan 2016YKWei UESTC 元素的安置与配置元素的安置与配置v 楼宇入口设施楼宇入口设施 包括 楼宇的外部入口点 导向CD或BD的布缆通道 必要时配置入口的双路由 必要性 园区主干/公网/专网的线缆进入楼宇 在内外端接点可能有线缆的变化 端接外部线缆可能有地方法规的特定要求LanMan 2016YKWei UESTC 双绞线布缆双绞线布缆v平衡型布缆：水平布缆

50、采用双绞线平衡型布缆：水平布缆采用双绞线vISO 11801 规定了信道、永久链路和CP链路的最低性能 LanMan 2016YKWei UESTC 双绞线布缆双绞线布缆v永久链路永久链路 permanent link 完成安装的布缆子系统上的传输路径 包括完成安装的布缆端点处的连接 例如，线缆端点安装好的连接硬件 永久链路构成举例：在水平布缆子系统中，包括 TO 水平线缆及其在FD上的终端 可选的CP 注意：不包括设备跳线！ 布缆系统的测试是对永久链路的测试LanMan 2016YKWei UESTC 双绞线布缆双绞线布缆vISO 11801规范了下列平衡型布缆的

51、系统规范了下列平衡型布缆的系统等级等级 Class A：规范到100kHz Class B ：规范到1MHz Class C：规范到16MHz Class D：规范到100MHz Class E：规范到250MHz Class F：规范到600MHzv据称正在调整据称正在调整E/F级系统的指标级系统的指标 使布缆系统更好匹配应用需求LanMan 2016YKWei UESTC 双绞线布缆双绞线布缆v水平布缆：部件选择水平布缆：部件选择 选择恰当的比较类别以满足系统等级的要求系统等级部件类别Class DCat5Class ECat6Class FCat7v注意区别：注意区别： I

52、SO 11801-2002未规范A/B/C级系统的部件选择 TIA 568-B推荐采用的部件是：Cat3和Cat5eLanMan 2016YKWei UESTC 双绞线布缆双绞线布缆v 水平布缆：通用长度限制水平布缆：通用长度限制 信道的物理长度不超过100m 固定水平线缆的物理长度不超过90m 当跳线总长度超过10m时，固定水平缆长度应相应减少 快接跳线/压接跳线的长度不应超过5m 汇聚点放置位置至FD不少于15m MUTO的工作区跳线长度不应超过20mLanMan 2016YKWei UESTC 光纤布缆光纤布缆vISO 11801规范下列光纤布缆系统的等级规范

53、下列光纤布缆系统的等级 Class OF-300 信道支持的光纤应用最少300m Class OF-500信道 信道支持的光纤应用最少500m Class OF-2000信道 信道支持的光纤应用最少2000mv支持的光纤传输窗口支持的光纤传输窗口 多模光纤：850nm、1300nm 单模光纤：1310nm、1550nmLanMan 2016YKWei UESTC 光纤布缆光纤布缆v ISO 11801规范了对下列光纤的需求规范了对下列光纤的需求 多模光纤：OM1、OM2、OM3 几何参数：50/125m、62.5/125m 类型A1a或A1b：IEC 60793-2-10 衰减测

54、量：IEC 60793-1-40 带宽测量：IEC 60793-1-41 单模光纤：OS1 类型B1：IEC 60793-2-50 或，ITU-T G.652 LanMan 2016YKWei UESTC 光纤布缆光纤布缆vISO 11801-2002规范了多模光纤的性能需求规范了多模光纤的性能需求 模式带宽：多模光纤的主要性能指标 modal bandwidth，MHzkm 带宽测试方法：仿真应用系统环境 OFL：Overfilled Launch，满注入 ELL：Effective Laser Launch，等效激光注入LanMan 2016YKWei UESTC2.7.3.

55、7 连接硬件连接硬件v 平衡型铜缆平衡型铜缆 通常使用：RJ45，TIA-568-Bv 光纤光纤 推荐使用：SC及SC双纤型 小型光纤连接器：LC开始成为主流LanMan 2016YKWei UESTC 系统管理系统管理vISO 11801术语：术语：Administrationv是通用布缆系统的基本特征是通用布缆系统的基本特征v要求要求 对布缆与使用进行恰当的管理 方可充分发挥通用布缆系统的灵活性v管理：标识和记录管理：标识和记录 标识：系统的所有部件、布缆通道、配线器，等 记录：布缆系统的所有变更 基于计算机的记录管理：推荐用于大型系统LanMan 2016YKWei UES

56、TC2.7.4 标准对比：标准对比：TIA-568-B与与ISO 11801v TIA-568的重要性的重要性v 术语对照术语对照v 系统构成系统构成v 设备间与电信间设备间与电信间v 系统管理系统管理LanMan 2016YKWei UESTC TIA-568标准的重要性标准的重要性v发布早发布早 TIA-568-1991：业界第一个结构化布缆标准v更新快更新快 及时反映新的发展，例如： Cat.6：TIA-568-B.2-1-2002 Cat.6a：TIA-568-B.2-10-2006v影响大影

57、响大 美国厂商是线缆界最重要的厂商 对中国的布缆技术影响十分大v了解了解TIA-568标准系列十分重要标准系列十分重要LanMan 2016YKWei UESTC 术语对照术语对照LanMan 2016YKWei UESTC 术语对照：系统构成术语对照：系统构成LanMan 2016YKWei UESTC 系统构成对比系统构成对比建筑群建筑群主干主干建筑物建筑物主干主干水平水平布缆布缆CDMCBDICFDHCCP（可选）（可选）CP TP（可选）（可选）TOTO终端终端设备设备工作区工作区LanMan 2016YKWei UESTC 系统

58、构成对比系统构成对比v ISO 11801: 2002：3个子系统个子系统v TIA 568B-2001：6个子系统个子系统v GB 50311-2007：7个部分个部分 工作区 配线子系统、干线子系统、建筑群子系统 设备间、进线间 管理LanMan 2016YKWei UESTC ISO 11801系统构成系统构成楼宇主干子系统楼宇主干子系统水平子系统水平子系统工作区工作区电信间电信间园区主干子系统园区主干子系统设备间设备间LanMan 2016YKWei UESTC TIA 568-A系统构成系统构成垂直子系统垂直子系统水平子系统水平子系统工作区工作区子系统子系

59、统管理管理子系统子系统建筑群子系统建筑群子系统设备间设备间子系统子系统LanMan 2016YKWei UESTC 设备间与电信间设备间与电信间v设备间设备间 楼宇内的中心级机房 安放网络通信设备 安放配线设施：CD、BD 又称：中心机房、网络中心v电信间电信间 主要安放无源装置，以及不太复杂的有源设备 提供必要的空间、电源、环境控制等 安放：FD 又称：配线间LanMan 2016YKWei UESTC 系统管理概述系统管理概述v TIA标准系列详细定义了系统管理标准系列详细定义了系统管理 可参见：TIA-606v 系统管理无比重要系统管理无比重要 与大楼的使用周

60、期可达50年 经常会发生：移动、修改、增加v 系统管理主要包括系统管理主要包括 文档、标识、记录 纸面记录或计算机辅助记录LanMan 2016YKWei UESTC 系统管理内容系统管理内容v 文档文档 工作报告、订货清单等 图纸及其更新v 标识：系统各部件上的清晰标识标识：系统各部件上的清晰标识v 系统各部件的记录系统各部件的记录 工程施工记录及其变更 链接所有相关的系统记录 用户编码：分机号、IP地址，帐号、密码等 其它记录LanMan 2016YKWei UESTC 管理标识管理标识v标识（标识（Identify）举例）举例 空间标识 ERxxx - Equipment R