第2章-综合布线介质及相关硬件要点课件

第2章 综合布线介质及相关硬件1第第2章章 综合布线介质及相关硬件综合布线介质及相关硬件 2.12.1 综合布线介质综合布线介质综合布线介质综合布线介质 2.1.1 2.1.1 双绞线双绞线双绞线双绞线 2.1.2 2.1.2 光缆光缆 2.1.3 2.1.3 同轴电缆同轴电缆同轴电缆同轴电缆 2.2 2.2 综合布线部件和工具综合布线部件和工具 2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 墙面板墙面板墙面板墙面板 2.2.2 2.2.2 2.2.2 2.2.2 配线架配线架配线架配线架 第2章 综合布线介质及相关硬件 2.1 综合布线介质2 2.2.3 2.2.3 2.2.3 2.2.3 连接器连接器连接器连接器 2.2.4 2.2.4 2.2.4 2.2.4 综合布线工具综合布线工具综合布线工具综合布线工具 2 2 2 23 3 3 3 网络连接设备网络连接设备网络连接设备网络连接设备 2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 集集集集线线器器器器 2.3.2 2.3.2 2.3.2 2.3.2 交交交交换换机机机机 2.3.3 2.3.3 2.3.3 2.3.3 路由器路由器路由器路由器 2.3.42.3.42.3.42.3.4 调制解调器调制解调器 2.2.3 连接器 3教教学学提提示示:综合布线系统中各种应用设备的连接都是通过通信介质和相关硬件来完成的,布线系统中通信介质和相关连接硬件选择正确与否、质量的好坏和设计的是否合理,直接关系到着布线系统的可靠性和稳定性.本章主要介绍了布线系统中常用的有线通信介质、主要网络互联设备和相关支撑硬件。教学提示:综合布线系统中各种应用设备的连接都是通过通信介质4教教学学要要求求:通过学习本章，了解和掌握各种有线通信介质的特性，了解和掌握各种不同的网络连接设备和相关的支撑硬件的功能和作用，能在布线系统的设计过程中根据需要科学合理的选择不同类型的有线通信介质和相关硬件。教学要求:通过学习本章，了解和掌握各种有线通信介质的特性，521 综合布线介质综合布线介质综合布线系统中,各种信息的传递都是通过通信介质实现的,通信介质是连接网络系统中发送装置和接收装置的物理媒体,目前,通信介质可分为有线通信介质和无线通信介质。有线通信介质主要有电缆和光纤等，无线通信介质主要是无线电、微波等。本节主要介绍了有线通信介质中常用的双绞线、同轴电缆和光纤。21 综合布线介质 62.1.1双绞线1.双绞线简介双绞线(TP:TwistedPairwire)也称平衡电缆,是综合布线工程中最常用的一种传输介质，如图2所示。它可以传输模拟和数字信号，特别适用于较短距离的信息传输。2.1.1 双绞线双绞线(TP:Twisted Pairwi72.2.双绞线的分类双绞线的分类（1）第一类：主要用于传输语音,不用于数据传输。（2）第二类：传输频率为1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。2.双绞线的分类 8（3）第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10base-T。（4）第四类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主 要 用 于 基 于 令 牌 的 局 域 网 和 10base-T/100base-T。（3）第三类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指9（5）第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆.常用布线系统(1)超5类布线系统(2)6类双绞线布线系统(3)7类双绞线布线系统（5）第五类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材103.双绞线的电气特性 1)衰减衰减(Attenuation)是沿链路的信号损失度量。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。3.双绞线的电气特性 113)直流电阻 双绞线的直流电阻不得大于19.2欧姆。每对间的差异不能太大(小于 0.1欧姆),否则表示接触不良,必须检查连接点。4)特性阻抗 各种电缆有不同的特性阻抗，而双绞线电缆则有100欧姆、120欧姆及150欧姆几种。3)直流电阻125)衰减串扰比(ACR)在某些频率范围,串扰与衰减量的比例关 系是反映电缆性能的另一个重要参数。6)电缆特性4.如何正确识别双绞线1)传输速度2)电缆中双绞线对的扭绕应符合要求3)仔细观察5)衰减串扰比(ACR)13 5.各种连接网线的制作方法（1）直通线缆：水晶头两端都是遵循568A或568B标准，双绞线的每组绕线是一一对应的。颜色相同的为一组绕线。（2）交叉线缆：水晶头一端遵循568A，而另一端遵循568B标准。5.各种连接网线的制作方法14第2章-综合布线介质及相关硬件要点课件15第2章-综合布线介质及相关硬件要点课件162.1.2光缆1.基本概念光纤是指使用玻璃纤维传输光脉冲形式的网络数据的网络传输介质。单/多模光纤结构2.1.2 光缆光纤是指使用玻璃纤维传输光脉冲形式的网络数据172.光纤的分类光纤主要分以下两大类:：1）按传输点模数2）按折射率分布3）按光纤组成材料2.光纤的分类183、光纤收发器3、光纤收发器193.光缆 1）光缆的组成和优点光缆光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质，光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。优点:(1)频带较宽。(2)电磁绝缘性能好。3.光缆20(3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号强度是一个常数。(4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。(3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号强度是一个常数212）常用的光缆型号:单模：8/125um、9/125um、10/125um。多模：50/125um（欧洲标准）62.5/125um（美国标准）。工业、医疗和低速网络：100/140um、200/230um。塑料：98/1000um(用于汽车控制)3）光缆的种类2）常用的光缆型号:222.1.3同轴电缆1.同轴电缆的结构同轴电缆的结构由内导体、绝缘介质、外导体（屏蔽层）和护套4部分组成，如图所示。它以硬铜线为芯，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。护套屏蔽绝缘层导体2.1.3 同轴电缆同轴电缆的结构由内导体、绝缘介质、外导体232.同轴电缆的分类同轴电缆按其传输信号可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。1）基带同轴电缆2）宽带同轴电缆：3.同轴电缆布放2.同轴电缆的分类244.同轴电缆的相关参数 1）主要电气参数 (1)特性阻抗：(2)衰减：(3)传播速度：(4)直流回路电阻：4.同轴电缆的相关参数25 2）同轴电缆的物理参数同轴电缆具有足够的可柔性,能支持254mm(10英寸)的弯曲半径。中心导体是直径为2.17mm0.013mm的实芯铜线。绝缘材料必须满足同轴电缆电气参数。屏蔽层是由满足传输阻抗和ECM规范说明的金属带或薄片组成,屏蔽层的内径为6.15mm,外径为8.28mm。外部隔离材料一般选用聚氯乙烯(如PVC)或类似材料。2）同轴电缆的物理参数265.同轴电缆的网络布线技术参数 1)细缆结构网络布线技术参数（1）最大的干线段长度为185米；（2）最大网络干线电缆长度为925米；（3）每条干线段支持的最大结点数30；（4）BNC-T型连接器之间的最小距离为0.5米。5.同轴电缆的网络布线技术参数272)粗缆结构网络布线技术参数（1）最大干线段长度500米；（2）最大网络干线电缆长度2500米；（3）每条干线段支持的最大结点数100；（4）收发器之间最小距离2.5米；（5）收发器电缆的最大长度50米。2)粗缆结构网络布线技术参数283)粗/细缆混合结构网络布线技术参数（1）最大的干线长度大于185米,小于500米；（2）最大网络干线电缆长度大于925米,小于2500米。3)粗/细缆混合结构网络布线技术参数2922 综合布线部件和工具综合布线工程的主要目标是建立大楼内的“信息高速公路”，要建设此信息传输通道，除上述提到的双绞线、同轴电缆、光纤外，在综合布线系统设计和施工中，还要涉及以下一些综合布线设备。22 综合布线部件和工具302.2.1墙面板墙面板是在一块金属或塑料面板上以固定或模块化方式集成了不同种类和数量的连接器，用于实现工作区子系统中用户设备与布线系统中网络线缆之间的物理和电气上的连接如图所示。2.2.1 墙面板墙面板是在一块金属或塑料面板上以固定或模块311.分类目前,墙面板种类、功能和式样较多，按墙面板面板的制作材料可分为金属和塑料两类，金属类外形美观、坚固耐用，但造价较高，主要用于安装在地面。按面板与连接器的结合方式，可分为固定式和模块化两类。1）固定式墙面板2）模块化墙面板1.分类322.墙面板设计与安装要点在设计和安装综合布线系统中的墙面板时,必须根据将要进行安装的对象的性质考虑以下几点因素:(1)制造商系统。(2)(2)墙面板的定位。(3)墙面板装配系统。2.墙面板设计与安装要点332.2.2配线架 1 1 配线架的作用配线架的作用配线架是电缆或光缆进行端接和连接的装置。配线架是电缆或光缆进行端接和连接的装置。在配线架上可进行互连或交接操作。楼层配线在配线架上可进行互连或交接操作。楼层配线架连接水平电缆、水平光缆与其他布线子系统架连接水平电缆、水平光缆与其他布线子系统或设备相连接的装置，是实现垂直干线和水平或设备相连接的装置，是实现垂直干线和水平布线两个子系统交叉连接的枢纽布线两个子系统交叉连接的枢纽,2.2.2 配线架342配线架的分类在网络工程中常用的配线架有双绞线配线架和光纤配线架,如下图所示。通过安装附件，配线架可以全线满足UTP、STP、同轴电缆、光纤、音视频的需要。2 配线架的分类35双绞线配线架双绞线配线架SC光纤配线架光纤配线架双绞线配线架SC光纤配线架36ST光纤配线架光纤配线架ST光纤配线架37 配线架结构图配线架结构图 配线架结构图382.2.3连接器连接器是用来将通信介质与通信设备或其它通信介质连接起来的机械设备，主要用来端接通信电缆和光纤。1.双绞线连接器相对于其它种类的连接器，从事布线行业的人更多地使用双绞线连接器，它包括模块化RJ系列插头和插孔，以及IBM生产的供屏蔽双绞线使用的一体化连接器。2.2.3 连接器392.同轴电缆连接器 1）N型连接器 2）BNC连接器 3）F型连接器2.同轴电缆连接器403.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）SMA连接器 5）LC型光纤连接器 6）MU型光纤连接器3.光纤连接器412.2.4综合布线工具1.剥线钳 1）双绞线剥线钳剥线钳用于剥去双绞线的外护套，同时还要照顾到双绞线的不规则的外径。2.2.4 综合布线工具422）同轴电缆剥线钳同轴电缆剥线钳有2到3种深度，分别对应电缆的不同材质层。3）光纤剥线钳2）同轴电缆剥线钳432.切线钳专用剪断同轴电缆和双绞线的切线钳能够保持电缆的外形，它使用了曲线的刀刃而没有采用平的刀片。3.压线钳使用压线钳将模块化环箍和电缆连接器与电缆相连。1）双绞线压线钳2）同轴电缆压线钳2.切线钳444.冲压工具5.管道支撑设备管道支撑设备可以用来固定管道，在安装电缆时防止管道移动。用于支撑管道的硬件主要有管道吊钩、吊架、单片式管道吊钩等。1）管道吊钩 2)吊架 3）单片式管道吊钩4.冲压工具456.桥架桥架通常是固定在楼顶或墙壁上的，主要用作线缆的支撑。1）桥架的种类桥架主要分为4种，即槽式桥架、梯式桥架、托盘式桥架和组合式桥架。6.桥架46 2）桥架的支撑安装在商业大楼的桥架必须具有足够的支撑能力，这些支撑结构必须保证能够支撑通道内所有的铜缆和光缆。通常用吊架、吊杆和支撑架桥架.(1)吊架：(2)吊杆：(3)支撑架 2）桥架的支撑477.电缆支撑硬件在综合布线工程中，由于根据ANSITIAEIA-569-A标准的要求，必须对所有安装在开放式吊顶上方的通信电缆进行支撑，因此在布线工业中有很多电缆支撑产品都支撑通信电缆，最常见的电缆支撑设备包括J形钩、吊线环、电缆夹和电缆扎带等。7.电缆支撑硬件48 1）J形钩 2)吊线环 3)电缆夹 4)电缆扎带 1）J形钩4923 网络连接设备2.3.1 集线器集线器（Hub）实际就是一种多端口的中继器。通过这些接口，集线器便能为相应数量的设备完成“中继”功能。23 网络连接设备501.集线器的工作原理在计算机网络中，以太网是非常典型的广播式共享局域网，所以集线器的基本工作原理是广播（Broadcast）技术。在集线器传输过程中，无论从哪一个端口收到一个数据包时，都将此数据包广播到其他端口。而集线器不具有寻址功能，所以它并不记忆每个端口所连接网卡的MAC地址。当集线器将数据包以广播方式发出时，连接在集线器端口上的网卡将判断这个包是否是发送给自己的，如果是，则根据以太网数据包所要求的功能执行相应的动作，如果不是则丢掉。集线器对数据包中的内容不进行处理，它只负责将从一个端口上收到的数据广播到所有其他端口。1.集线器的工作原理512.集线器的工作特点集线器功能是随机选出某一端口的设备,并让它独占全部带宽，与集线器的上联设备(交换机、路由器或服务器等)进行通信。由此可以看出，集线器在工作时具有以下两个特点。一、Hub只是一个多端口的信号放大设备，工作中当一个端口接收到数据信号时，由于信号在从源端口到Hub的传输过程中已有了衰减，所以Hub便将该信号进行整形放大，使被衰减的信号再生(恢复)到发送时的状态，紧接着转发到其他所有处于工作状态的端口上。2.集线器的工作特点 集线器功能是随机选出某一52二、Hub只与它的上联设备(如上层Hub、交换机或服务器)进行通信，同层的各端口之间不会直接进行通信，而是通过上联设备再将信息广播到所有端口上。由此可见，即使是在同一Hub的不同两个端口之间进行通信，都必须要经过两步操作：第一步是将信息上传到上联设备；第二步是上联设备再将该信息广播到所有端口上。二、Hub只与它的上联设备(如上层Hub、交换机或服务器)进533.集线器分类依据总线带宽的不同,HUB分为10M、100M和10M/100M自适应三种；若按配置形式的不同可分为独立型、模块化和堆叠式三种；根据端口数目的不同主要有8口、16口和24口几种；根据工作方式可分为智能型和非智能型两种。目前所使用的HUB基本是前三种分类的组合,如我们常在广告中看到的10M/100M自适应智能型、可堆叠式HUB等。3.集线器分类 依据总线带宽的不同,HUB分544.局域网集线器的选择1.以外形尺寸为选择依据2.以带宽为选择依据集线器带宽的选择,主要决定于三个因素。(1)上连设备带宽。(2)站点数。(3)应用需求。3.以是否可管理为选择依据4.按照扩展方式选择4.局域网集线器的选择1.以外形尺寸为选择依据 552.3.2 交换机交换机通过对信息进行重新生成，并经过内部处理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换作用，由于交换机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。2.3.2 交换机561.交换机的工作原理我们所说的传统交换机是工作在OSI七层模型中的第二层数据链路层的设备，所以也称为二层交换机（此处我们不讨论三层交换和多层交换）。交换机的主要工作是转发数据帧。而之所以能够实现转发数据帧的功能是因为交换机内部有一个mac地址表，这个表记录了主机的mac地址与交换机端口的对应关系。交换机有5种处理数据帧的工作方式：缓存、学习、转发、过滤和泛洪2.交换机的性能特点1）交换机类型2）端口3）传输速率4）传输模式5）是否支持网管6）交换方式7）背板吞吐量8）支持的网络类型9)安全性10)冗余支持1.交换机的工作原理573.交换机的交换技术 4.局域网交换机的种类和选择局域网交换机根据使用的网络技术可以分为：*以太网交换机*令牌环交换机*FDDI交换机*ATM交换机*快速以太网交换机交换机如果按交换机应用领域来划分，可分为：*台式交换机*工作组交换机*主干交换机*企业级交换机*分段交换机*端口交换机*网络交换机3.交换机的交换技术 585.交换机应用中应注意的问题1.交换端口的数量2.交换端口的型号3.系统的扩充能力4.主干线的连接手段5.交换机总交换能力6.是否需要路由选择能力7.是否需要热切换能力8.是否需要容错能力9.能否与现有设备兼容,顺利衔接10.网络管理能力5.交换机应用中应注意的问题592.3.3 路由器路由器是一种典型的网络层设备。在OSIRM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间按帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。网吧专用宽带路由器2.3.3 路由器网吧专用宽带路由器601.路由器的工作原理路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSIRM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。1.路由器的工作原理612.路由器的功能一是实现基本的互联网协议，包括IP、ICMP以及其它相关的协议。二是对每个所连接的网络，路由器必须实现该网络所要求的功能。这些功能通常包括：IP数据包的封装/解封装。根据该网络所支持的最大数据包大小发送或接收IP数据包。三是接收及转发数据包，并负责缓冲区管理，拥塞控制以及转发的公平性，包括应能辨认差错状态，并按要求产生ICMP差错消息；丢弃生存时间（TTL）域为0的数据包；当下一网络MTU较小时将数据包分段等2.路由器的功能623.静态路径表和动态路径表路径表是指路由器中保存着的各种传输路径的相关数据，供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。1静态路径表由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，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3.静态路径表和动态路径表63动态（Dynamic）路径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。路由器根据路由选择协议（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。4.路由器的优缺点1优点1、适用于大规模的网络；2、复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径；3、能更好地处理多媒体；4、安全性高；5、隔离不需要的通信量；6、省局域网的频宽；7、减少主机负担。2缺点1、它不支持非路由协议；2、安装复杂；3、价格高。动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络642.3.4调制解调器1.调制解调器的概念调制解调器也叫“猫”，分两种宽带和窄带。宽带的即为ADSL，传输速度最大为下行8M，上行为640K，即非对称的。：窄带的是以前用的拨号上网的，如8163，163000.传输速度才56K。两种类型的都有内置和外置的。内置猫插在主板上。外置的如果是宽带的话，用网线接在网卡上，窄带的话，接在串口上2.3.4 调制解调器652.调制解调器的分类调制解调器有内置式和外置式，内置式和普通的计算机插卡一样，大家都称为传真卡，外置式的却只能叫做调制解调器或Modem了。3.调制解调器的工作过程计算机在发送数据时，先由Modem把数字信号转换为相应的模拟信号，这个过程称为“调制”。经过调制的信号通过电话载波传送到另一台计算机之前，也要经由接收方的Modem负责把模拟信号还原为计算机能识别的数字信号，这个过程我们称“解调”。正是通过这样一个“调制”与“解调”的数模转换过程，从而实现了两台计算机之间的远程通讯。2.调制解调器的分类664.调制解调器的标准和协议调制解调器的标准包括：CCITT（ITU）V系列标准、V221，200bps全双工调制解调器标准、V22bis2，400bps全双工调制解调器标准、V32异步和同步4，8009，600bps标准、V32bis高于14，400bps以上的异步和同步标准Modem的传输协议包括调制协议（ModulationProtocols）、差错控制协议（ErrorControlProtocols）、数据压缩协议（DataCompressionProtocols）和文件传输协议。4.调制解调器的标准和协议6724 本章小结通信介质和网络连接设备作为构架布线系统的基础硬件,其重要性是不言而喻的,在系统设计过程中对通信介质、网络连接设备和相关的连接硬件选择正确与否、质量的好坏和设计的是否合理,直接影到着布线系统的可靠性和稳定性.本章主要介绍了以下内容：24 本章小结68(1)通信介质：通信介质是连接网络系统中发送装置和接收装置的物理媒体,它可分为有线通信介质和无线通信介质。其中有线通信介质主要有电缆和光纤等，无线通信介质主要是无线电、微波等。双绞线通信通信介质由于其价格低、重量轻、布线灵活和安装容易，是目前布线系统中的首选通信介质；同轴电缆由于具有较好的屏蔽效果和高带宽低衰减，被用于有线电视网和干线网络中；作为新兴的通信介质，光纤由于其所具有的优势，随着其技术的成熟和完善，必将成为布线系统中的主流产品。(1)通信介质：通信介质是连接网络系统中发送装置和接收装置69(2)网络连接部件及设备：网络设备不但提供布线系统的连接，而且也是实现对布线系统管理的重要场所，合理的设计和选择网络设备能够优化布线系统，保证网络的可靠和稳定，降低布线系统的建设成本。(2)网络连接部件及设备：网络设备不但提供布线系统的连接，70(3)在布线系统中，对系统的稳定性和可靠性具有决定性影响的还有其它的一些网络连接器件，如墙面板、连接器、配线架等。它们的质量和性能在设计和施工时往往被忽视。实际上，一个布线系统其性能是否达到设计的要求，它们起着决定性的作用。(3)在布线系统中，对系统的稳定性和可靠性具有决定性影响的71