第二章 综合布线介质及设备

结构化综合布线新华教育（北京）研究院主编1主要知识点：一、有线通信介质 （掌握）二、网络互联设备 （掌握）三、数据传输的技术术语 （掌握）第二章综合布线介质与设备2网络通信线路是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。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、可扩展性及其他一些因素。目前，在通信线路上使用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光导纤维。网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术等传输。一、有线通信介质

31、双绞线

双绞线（Twistedpair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质。双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根为22号或24号或26号绝缘铜导线相互缠绕而成。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受一定限制，但价格较为低廉。4双绞线的种类：（1）屏蔽双绞线（STP）；（2）非屏蔽双绞线（UTP）；STPUTPUTP和STP的区别：STP在电线与外部塑料套之间有一个屏蔽层5UTP类別描述最大传送速度第一类(CAT1)铜线沒有缠绕，不能传送资料。只能传送语音第二类(CAT2)沒有缠绕，可传送资料。4Mbps第三类(CAT3)每英尺缠绕三次，是架设10BaseT网络的基本需求。10Mbps第四类(CAT4)缠绕较第三类密，適合架设令牌网络(TokenRingNetwork)，。16Mbps第五类(CAT5)缠绕最紧密，适合于架设高速以太网络上100Mbps双绞线的型号6七类每对屏蔽双绞线五类4对屏蔽双绞线屏蔽双绞线7六类4对非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线超五类4对非屏蔽双绞线8五类4对非屏蔽地毯双绞线五类4对室外阻水非屏蔽双绞线9五类25对非屏蔽双绞线五类25对室外阻水非屏蔽双绞线10RJ-45接头及压制工具11双绞线的制作标准标准12345678T568A白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕T568B白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕12双绞线的选购（1）包装好：包装纸箱质地、印刷都很精好，许多厂家有防伪标志。（2）有标识：五类线包皮上一般有“AWG……CAT5”以及生产厂商的名称。AWG表示铜线采用AWG标准，铜线直径采用0.5mm。（3）绞合密度；（4）颜色清；（5）韧性好；（6）不燃烧：判断线缆是否阻燃。（7）品牌：安普、朗讯（Lucent）、丽特（NORDX/CDT）、西蒙（Siemon）、奥创利（Ortrpmocs）等。132、同轴电缆同轴电缆（coaxialcable）以硬线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料，其频率特性比双绞线好，能进行较高速率的传输。由于它的屏蔽性能好，抗干扰能力强，通常多用于基带传输。

14（1）基带同轴电缆：其屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为50Ω，如RG–8或RG–11、RG-58等。（2）宽带同轴电缆：

其屏蔽层通常是用铝冲压成的。特征阻抗为75Ω，如RG-59等。1575Ω同轴电缆1650Ω同轴电缆17（3）细同轴电缆：直径为0.25英寸。细缆比粗缆灵活方便，易于安装。安装两头装上BNC头,然后接在T型连接器两端。最大的干线电缆长度：185m最大网络干线电缆长度：925m每条干线段支持的最大节点数：30BNCT型连接器之间的最小距离：0.5m每个以太网中最多可使用的中继器数：418BNC头1919T型头2020终端匹配器2121粗缆2222冲塞式粗缆收发器2323（4）粗同轴电缆：粗缆直径为0.5英寸，一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆两端头设有终端器，以削弱信号的反射作用。最大干线段长度：500m最大网络干线电缆长度：2500m每条干线支持的最大结点数：100收发器之间最小距离：2.5m24粗缆收发器Transceiver收发器线缆用粗缆连接计算机25粗缆结构的主要特点有：具有较高的可靠性，网络抗干扰能力强；具有较大的地理覆盖范围，最大距离可达2500m；网络安装、维护和扩展比较困难；造价高。263、光纤

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。27光纤的结构：（1）光纤芯：由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心贺柱体，它质地脆、易断裂。（2）包层：折射率比纤芯低的玻璃封套，使射入纤芯的光信号经世界面反射。（3）光纤通常被扎成束，外面有外壳保护，内部有抗拉线。28光纤通信系统：光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。（1）光源—光源是光波产生的根源；（2）光纤—光纤是传输光波的导体；（3）光发送机—光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤；（4）光接收机—光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相应处理。29光发送机光接收机光发送机光接收机光纤通信系统构成30光纤收发器3132光纤通信系统的主要优点：（1）传输频带宽、通信容量大，短距离时达几千兆的传输速率；（2）线路损耗低、传输距离远；（3）抗干扰能力强，应用范围广；（4）线径细、质量小；（5）抗化学腐蚀能力强；（6）光纤制造资源丰富。332、光纤的种类（1）按传输光束分类①单模光纤（MultiModeFiber）

一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。②多模光纤（SingleModeFiber）一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。注：通过光纤传输的每一条光束称作一个模。34分类主要特点主要用途连接距离光纤单模光纤

传输频带宽，通信容量大，短距离时达几千兆的传输率；线路损耗低、传输距离远；抗干扰能力强，安全可靠；搞化学腐蚀能力强；用于高速度、长距离连接；成本高；需要激光源；耗散极小，高效。可达到几千米至几十千米多模光纤

用于低速度、短距离布线；成本低；耗散大，低效一般在2000米左右35（2）按折射率分布类①跳变式光纤跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是常数，在纤芯和保护层的交界面折射率呈阶梯型变化。②渐变式光纤渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加而按一定规律减小，到纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率，近似抛物线型。36光在折射率分布类光纤中的传输过程

373、光缆的种类和机械性能（1）单芯互联光缆

①应用范围跳线。内部设备连接。通信柜配线面板。墙上出口到工作站的连接。水平拉线,直接端接。适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接。38②性能优点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准；

900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除；

Aramid抗拉线增强组织,提高了对光纤的保护；

UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求；设计和测试均根据BellcoreGR-409-CORE及IEC793-1/794-1标准；扩展级别62.5/125符合ISO/IEC11801:1995标准；39单芯互联光缆缓冲层Aramid抗拉线外表皮40（2）双芯互联光缆

①应用范围交连跳线。水平走线直接端接。光纤到桌。通信柜配线面板。墙上出口到工作站的连接。适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接。41②性能与特点

光纤之间易于区分。

高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。

900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。

Aramid抗拉线增强组织提高了对光纤的保护。

UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求。设计和测试均根据BellcoreGR-409-CORE及IEC793-1/794-1标准。

扩展级别62.5/125符合ISO/IEC11801:1995标准。

42双芯互联光缆缓冲层Aramid抗拉线外表皮43（3）分布式光缆

①应用范围

多点信息口水平布线。

垂直布线。

大楼内主干布线。

从设备间到无源跳线间的连接。

从主干分支到各楼层应用。

适用于胶水型光纤连接头以及IGHTCRIMP光纤头端接。44②性能与特点

高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。

900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。

按照EZA标准色码标识。

UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求。

设计和测试均根据BellcoreGR-409-CORE及IEC793-1/794-1标准。

扩展级别62.5/125符合ISO/IEC11801:1995标准。防护网可抵挡尖锐物损伤。45分布式光缆46（4）室内/室外光缆（单管全绝缘型）①应用范围园区中楼宇之间的连接；长距离网络；主干线系统；本地环路和支路网络；严重潮湿、温度变化大的环境；架空连接(和悬缆线一起使用)；地下管道或直埋、悬吊缆/服务缆；47②性能与特点

高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。

900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。

套管内具有独立TIA彩色编码的光纤。

轻质的单通道结构节省了管内空间,管内灌注防水凝胶,以防止水渗入。

设计和测试均根据BellcoreGR-20-CORE标准。

扩展级别62.5/125符合ISO/IEC11801:1995标准。

Aramid抗拉线增强组织提高了对光纤的保护。

聚乙烯外衣对紫外线或恶劣的室外环境有保护作用。低磨擦的外皮使之可轻松穿过管道,完全绝缘或铠装结构,撕剥绳使剥离外表更方便。

48室外光缆4950室内单芯单模光缆室内双芯多模光缆51光纤跳线52FC/FC53ST/ST54LC/LC55SC/SC56传输媒介价格电磁干扰频带宽度单段长度UTP最便宜高低100mSTP一般低中等100m同轴电缆一般低高185m/500m光纤最高没有极高几十km双绞线、同轴电缆、光纤之间的比较571、中继器和集线器（1）中继器（RPrepeater）是连接网络线路的一种装置，常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作。中继器是最简单的网络互联设备，它完成物理线路的连接，对衰减的信号进行放大，保持与原数据相同，延长网络的长度。二、网络互联设备

5859中继器传输数据到所有连接的计算机Repeater60（2）集线器（HUB）集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。它在网络中只起到信号放大和重发作用，其目的是扩大网络的传输范围，而不具备信号的定向传送能力，是—个标准的共享式设备。因此有人称集线器为“傻Hub”或“哑Hub”。61集线器传输数据到所有星型拓扑结构网络中的计算机中Hub62以太网Ethernet100同一时间只能有一个设备发送信息Hub所有节点共享100M带宽HUB的工作机制63集线器分类：单中继网段集线器多网段集线器端口交换式集线器网络互联集线器64652、网桥、交换机（1）网桥（Bridge）网桥将两个相似的网络连接起来，并对网络数据的流通进行管理。它工作于数据链路层，不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网桥的功能在延长网络跨度上类似于中继器，然而它能提供智能化连接服务，即根据帧的终点地址处于哪一网段来进行转发和滤除。网桥对站点所处网段的了解是靠“自学习”实现的。6667Bridge68网桥的功能：源地址跟踪；帧的转发和过滤；生成树的计算；协议转换；分帧和重组；无线网桥网桥69（2）交换机（Switch）交换机拥有多个端口，每个端口有自己的专用带宽，并且可以连接不同的网段。交换机各个端口之间的通信是同时的、并行的，这就大大提高了信息吞吐量。用交换机组成的网络称为交换式网络。在交换式以太网中，交换机提供给每个用户专用的信道，根据所传递信息包的目的地址，将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避免了和其他端口发生碰撞。70以太网交换机

每个节点独享10M带宽骨干交换式以太网10多个设备可同时发送信息71交换机72（3）三种交换技术①端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中，集线器的背板通常划分有多条以太网段，不用网桥或路由器连接，网络之间是互不相通的。以太网主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上，端口交换用于将以太网模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡。模块交换：将整个模块进行网段迁移。端口组交换：通常模块上的端口被划分为若干组，每组端口允许进行网段迁移。端口级交换：支持每个端口在不同网段之间进行迁移。73②帧交换帧交换是目前应用最广泛的局域网交换技术，它通过对传统传输媒介进行微分段,提供并行传送的机制，以减小冲突域，获得高的带宽。直通交换：提供线速处理能力，交换机只读出网络帧的前14个字节，便将网络帧转送到相应得断口上。贮存转发：通过对网络帧的读取进行验错和控制。74③信元交换ATM技术代表了网络和通信中众多难题的一剂“良药”。ATM采用固定长度53个字节的信元交换。由于长度固定，因而便于用硬件实现。ATM采用专用的非差别连接，并行运行，可以通过一个交换机同时建立多个节点，但不会影响每个节点之间的通信能力。ATM还容许在源节点和目标节点之间的通信能力。ATM采用了统计时分电路进行复用，因而能大大提高通道德利用率。ATM的带宽可以达到25M、155M、622M甚至数GB的转送能力。

75（4）交换机的分类①根据应用的规模分类桌面交换机、骨干交换机和中心交换机三类。②根据结构分类固定端口交换机和模块化交换机。③根据工作的协议层分类第2层交换机、第3层交换机和第4层交换机。④根据交换方式分类直通式交换机、存储转发式交换机和无碎片直通式交换机。763、路由器路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器是一种典型的网络层设备。77（1）路由器的工作原理RouterRouterRouterRouter负责将数据分组由源端经最佳路径传到目的端。两个功能：路由选择和数据转发。工作在网络层。78（2）路由选择依据——路由表①静态路由表（Static）由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。②动态路径表（Dynamic）动态路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由协议（RoutingProtocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。79（3）路由器的优缺点优点：适用于大规模的网络；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；能更好地处理多媒体；安全性高；隔离不需要的通信量；节省局域网的频宽；减少主机负责。缺点：它不支持非路由协议；安装复杂；价格高。804、调制解调器调制解调器经由公共电信网络实现远程通信的重要设备。主要用来将二进制数字信息转换成可以通过普通公共信息系统传送的模拟信号，或将接收到的模拟信号转换成数字信息。81调制解调器分为内置和外置两种类型825、防火墙防火墙成为近年来新兴的保护计算机网络安全技术性措施。它是一种隔离控制技术，在某个机构的网络和不安全的网络（如Internet）之间设置屏障，阻止对信息资源的非法访问，也可以使用防火墙阻止重要信息从企业的网络上被非法输出。作为一种网络安全技术，防火墙具有简单实用的特点，并且透明度高，可以在不修改原有网络应用系统的情况下达到一定的安全要求。83需要保护的数据有三种类型的特征保密性：是用户不需要被别人知道的；完整性：是用户不需要被别人修改的；可用性：是用户希望自己能够使用的。8484（1）防火墙的功能

限制人们从一个特别的控制点进入；

防止侵入者接近你的其他防御设施；

限定人们从一个特别的点离开；

有效的阻止破坏者对你的计算机系统进行破坏。8586（2）防火墙的优点和不足优点：能强化安全策略；能有效地记录Internet上的活动；能限制暴露用户点；防火墙是一个安全策略的检查站；不足之处：不能防范恶意的知情者；不能防范不通过它的连接；不能防备全部的威胁；不能防范病毒；87（3）防火墙的发展史第一代防火墙第一代防火墙技术几乎与路由器同时出现，采用了包过滤（Packetfilter）技术。第二、三代防火墙

1989年，贝尔实验室的DavePresotto和HowardTrickey推出了第二代防火墙，即电路层防火墙，同时提出了第三代防火墙——应用层防火墙（代理防火墙）的初步结构。第四代防火墙

1992年，USC信息科学院的BobBraden开发出了基于动态包过滤（Dynamicpacketfilter）技术的第四代防火墙，后来演变为目前所说的状态监视（Statefulinspection）技术。1994年，以色列的CheckPoint公司开发出了第一个采用这种技术的商业化的产品。第五代防火墙

1998年，NAI公司推出了一种自适应代理（Adaptiveproxy）技术，并在其产品GauntletFirewallforNT中得以实现，给代理类型的防火墙赋予了全新的意义，可以称之为第五代防火墙。

88（４）防火墙的未来越来越多的客户端和服务器端的应用程序本身就支持代理服务方式。比如：许多WWW客户服务软件包就具有代理能力。而许多象SOCKS这样的软件在运行编译时也支持代理服务。包过滤系统向着更具柔性和多功能的方向发展。比如动态包过滤系统，在CheckPointfirewall-1、KarlBrige/KarlBrouter以及MorningSratSecureConnectrouter中的包过滤规则可由路由器灵活、快速的来设置。一个输出的UDP数据包可以引起对应的允许应答UDP创立一个临时的包过滤规则，允许其对应的UDP包进入内部网。8989三、数据传输技术中的技术术语

1、信道传输速率（1）调制速率在模拟通道中传输数字信号时常常使用调制解调器，在调制器的输出端输出的是被数字信号调制的载波信