第二章网络传输介质与布线常用设备

1、第二章 网络传输介质与布线常用设备 计算机之间联网时，首先遇到的是通信线路和通信传输的问题。目前，计算机通信分为有线通信和无线通信。有线通信是利用电缆或光纤充当传输介质的，而无线通信是利用卫星、微波、红外线等充当传输介质的。在网络工程组网过程中有线网多采用双绞线和光缆，而无线网则采用微波。2.1网络传输介质概述 双绞线（Twisted Pair, TP）是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，其直径一般为0.4mm0.65mm,常用的是0.5mm。它们各自包在彩色绝缘层内，按照规定的绞距互相扭绞成一对双绞线。2.1.1双绞线和双绞线电缆 非屏蔽双绞线电缆有

2、以下优点： 无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。 重量轻、易弯曲、易安装。 将串扰减至最小或加以消除。 具有阻燃性。 具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 图图2-1非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线图图2-2屏蔽双绞线屏蔽双绞线 光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中。 芯的直径是15 mm50 mm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8 mm 10mm。2.1.2 光纤和光缆图2-3光缆结构图 图2-4光缆截面图2.1.3同轴电缆 无线通信传输主要有两种手段： 无线电波，即短波、超短波或微波。 光波，即激光和红外线。2.1.4无线介质2.1.5

3、 传输介质的选择 网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装难易性、可扩展及其他一些因素。目前最常用的传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤。2.2 双绞线及其传输特性2.2.1双绞线的结构 1按绝缘层的不同分类 按照绝缘层外部是否有金属屏蔽层，双绞线可以分为UTP(非屏蔽双绞线)和STP(屏蔽双绞线)两大类，如图2.2和图2.3所示。在这两大类中又分为100 电缆、双体电缆、大对数电缆和150 屏蔽电缆，具体型号有多种。2.2.2双绞线的分类 2按传输速率的不同分类 EIA/TIA为双绞线电缆定义了5种不同质量的型号。其中计算机网络工程综合布线使用第3、4、5类。这5种型号如下：

4、1类UTP电缆。 2类UTP电缆。 3类UTP电缆。 4类UTP电缆。 5类UTP电缆。 1.性能参数 （1）衰减 衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系，随着长度的 增加，信号衰减也随之增加。衰减用dB为单位，表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。由于衰减随频率而变化，因此，应测量应用范围内的全部频率上的衰减. （2）近端串扰 串扰分近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)，测试仪主要是测量NEXT，由于存在线路损 耗， 因此FEXT的量值的影响较小。近端串扰损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。对于UTP链路，NEXT是一个关键的

5、性能指标，也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加，其测量难度将加大。2.2.3 双绞线的性能指标 3）直流电阻 直流环路电阻会消耗一部分信号，并将其转变成热量。它是指一对导线电阻的和，11801规格的双绞线的直流电阻不得大于19.2。每对间的差异不能太大（小于0.1），否则表示接触不良，必须检查连接点。 （4）特性阻抗 与环路直流电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率为 lMHz-lOOMHz的电感阻抗及电容阻抗，它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗，而双绞线电缆则有1OO、120及1503种。 （5）衰减串扰比(ACR) 在某些频率范围，串扰与衰减量的比例

6、关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也以信噪比(Signal-Noice Ratio,SNR)表示，它由最差的衰减量与NEXT量值的差值计算。ACR值较大，表示抗干扰的能力更强。一般系统要求至少大于lOdB。 （6）电缆特性 通信信道的品质是由它的电缆特性描述的。SNR是在考虑到干扰信号的情况下，对数据信号强度的一个度量。如果SNR过低，将导致数据信号在被接收时，接收器不能分辨数据信号和噪音信号，最终引起数据错误。因此，为了将数据错误限制在一定范围内，必须定义一个最小的可接收的SNR。2.测试数据2.2.4 常用的品牌双绞线电缆 目前在网络工程综合布线中最常用的是5类或超5类双绞线。

7、5类或超5类双绞线一般都是以“箱”为单位出售的，每箱双绞线的长度为305 米。不同品牌的双绞线的价格相差较大，有时相差一倍多。2.2.5 常用双绞线选购 双绞线购买时需要注意的是，每隔两英尺有一段文字，以AMP公司的线缆为例子，该文字为“AMP SYSTEMS CABLE E138034 0100 24 AWG （VL）CMR/MPR OR C （VL） PCC FT4VERIFIED ETC CAT5 044766 FT 200112” 其中： AMP：代表公司名称 0100：表示100 24：表示线芯是24号的（线芯有22、23、24、26四种规格） AWG：表示美国线缆规格标准 VL：表

8、示通过认证的标记 FT4：表示4对线 CAT5：表示5类线 044766：表示线缆当前处在英尺数 200112：表示生产年月 231 光纤的结构23 光纤及其传输特性 （1）传输点模数类。传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。 （2）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。2.3.2 光纤的分类 233 光纤的连接方式 1永久性连接(熔接) 2机械连接 3活动连接 光纤的重量很轻，每公里光纤重约几十克。 完全的电磁绝缘，因而无需担心内部信号会存在泄露而导致安全问题， 使用光纤，我们不再担心串扰以及回波损耗

9、，不产生热和火花，光纤不怕雷击，不怕静电，并有较大的环境适应温度和耐腐蚀性，可以放心地用于严禁烟火的矿企业、库房、人密集区等场合。234光纤的物理特性 光纤可提供的带宽高出数个吉甚至数百个吉，光纤的无中继传输距离远远大于其它种类线缆。 极高的通信安全保障2.3.5 光纤的传输特性 图2-9 多模光纤 图2-10 单模光纤 衰减:所有的光纤网络安装中的最大问题就是衰减。衰减就是作为数据载体的信号(这全是光信号),在功率上的损失和减弱,它的单位是分贝(dB或dB/km,后者是针对某一特定的网络而言),光纤连接中3dB的衰减就大约相当信号损失了50%。2.3.6光纤的性能指标 许可度：许可度是指特定

10、的光纤（多模光纤）能接受光信号做为其入射信号的角度。多模光纤中两个或几个信号间的许可角的差异越大,模态色散的影响就越大。 数值孔径:数值孔径是易被人们忽略的一个问题,但它是一个非常重要的性能要素,特别是在接合两根光纤网络时,数值孔径是用来表示一根特定的光纤网络容纳光信号的参数.在数值上等于一个包含许可角的数学表达式的值。 色散:色散是指不同波长的光穿过光纤时散射开的现象,是因为不同的波长的光在同一种介质中的传播速度是不同的.当它们反复反射穿过光纤时,不同波长的光会在光纤壁上以不同的角度反射,不同波长的光会越来越伸展分离,直到在完全不同的时间到达目的地。 1.光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为

11、载体、光导纤维为传输媒体的通信方式，起主导作用的是光 源、光纤、光发送机和光接收机。2.3.7 光纤通信系统及其构成 光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点: 频带较宽。 电磁绝缘性能好。 衰减较小。 中继器的间隔较大光纤通信系统的主要优点 单模光纤（SMF，即Single Mode Fiber）和多模光纤（MMF，即Mult Mode Fiber），而多模光纤又通常分为突变型和渐变型。2.3.8常用光纤种类 2.4.1信息插座24布线常用设备一、信息插座的结构二、信息插座的位置和配置 (1) 墙上型。墙上型插座多为内嵌式插座，适用于与主体建筑同时完成的布线工程。 (2) 桌上

12、型。桌上型插座适用于主体建筑完成后进行的网络布线工程。 (3) 地上型。地上型插座也为内嵌式插座，大多为铜制，而且具有防水的功能，主要适用于地面或架空地板，三、信息插座的类型四、信息插座的制作 一RJ45连接器2.4.2网络线缆连接器非屏蔽水晶头屏蔽水晶头双绞线线序二、光纤连接器 （1） FC型光纤连接器 （2）SC型光纤连接器 （3）ST型光纤连接器（4）MT-RJ型光纤连接器（5）LC型光纤连接器（6）MU型光纤连接器5光纤跳线 配线架是网络神经的中枢。是管理子系统中最重要的组件，是实现垂直干线和水平布线两个子系统交叉连接的枢纽。配线架通常安装在机柜或墙上。2.4.3 配线架一、配线架的作

13、用端接双绞线配线架的具体步骤步骤1：在双绞线配线架上安装理线器，理线器用于支撑和理顺过多的电缆。步骤2：利用尖嘴钳将线缆剪至合适的长度。步骤3：利用线缆准备工具(剥线钳)剥除双绞线的绝缘层包皮。步骤4：依据所执行的标准和配线架的类型，将双绞线的4对线按正确颜色顺序一一分开。步骤5：依据配线架上所指示的颜色，将导线一一置入线槽。步骤6：利用打线工具端接配线架与双绞线，既可以使用普通打线工具端接，也可以使用多对打线工具端接。多对打线工具在使用上和普通打线工具没有什么区别，只是能同时打8条线。步骤7：重复步骤2至步骤6的操作，端接其他双绞线。步骤8：将线缆理顺，并利用尼龙扎带将双绞线与理线器固定在一起。步骤9：利用尖嘴钳整理扎带，整理后要使各条线缆比较整齐的排列。四、光纤配线架 1、金属槽和塑料槽2.4.4管材和桥架 2、金属管和塑料管二、桥架 2.4.6机柜 1.实训目的 （1）理解水晶头端接和跳线的制作方法。 （2）了解水晶头端接和跳线的测试方法。 2.实训内容 (1) 观看视频制作过程 (2) 制作RJ45水晶头 (3) 测试 3.实训方法（见教程）实训1 水晶头端接和跳线制作 1.实训目的 通过练习掌握信息模块的制作方法与步骤 2.实训内容 要求学生将一根双绞线连接两个信息