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1、传输介质概念 通信传输介质可分有界（或有线）与无界（ 或无线）介质两种。 1，无界（或无线）介质通常指利用无线电系 统、微波无线系统和红外技术传输等。 第3章 综合布线系统的传输介质 无线电、微波 红外线 2.有界（或有线）介质通常指网络系统的传输介 质。 综合布线系统中常用的传输介质有： 双绞线、同轴电缆、光纤等三种。 (1)双绞线 非屏蔽双绞线 第3章 综合布线系统的传输介质 屏蔽双绞线 双绞线 双绞线连接 (2) 同轴电缆 粗缆粗缆 细缆细缆 集中式集中式 单单体式体式 (3) 光纤 光纤纤芯 光纤线缆 第3章 综合布线系统的传输介质 智能建筑综合布线系统的传输介质是建筑 物之间及内部的
2、信息传输系统中的传输数 据、连接各节点的实体。 有界传输介质它包括双绞线、同轴线缆和光 纤等三种传输介质。 其中： 双绞线传输数据、电话、监控、智能等信号； 同轴线缆作为有线电视的传输介质； 光纤则用作楼宇间的数据网络主干。 第3章综合布线系统的传输介质 传输介质的划分： 第1节 双绞线 1，双绞线的定义及性能指标 1.1双绞线的定义 定义：两根金属线依距离周期性扭绞组成的电 信传输线。 双绞线是综合布线工程中较常用的一种传 输介质。它由两根具有绝缘保护层的铜导线互 相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰组 成的一对通信线。 第1节 双绞线 1，双绞线的定义及性能指标 原理：当电流在一条导线中
3、流通时，会产生一 定的电磁场，干扰相邻导线上的信号。频率越 高这种影响就越大。双绞线就是利用两条导线 绞合在一起后，因为相位相差180度的原因而 抵消相互间的干扰。绞距越紧则抵消效果越佳 ，也能支持的数据传输速率越高。 “双绞线” 的名字也是由此而来。 电磁波辐射 辐射 辐射是指热，光，声，电磁波等物质向四周 传播的一种状态。 辐射以电磁波和粒子（如、等）的形式 向外放散。无线电波和光波都是电磁波。它们 的传播速度很快，在真空中的传播速度与光波(31010厘米/ 秒)相同，在空气中稍慢一些。 特点：双绞线主要是用来传输模拟声音信息 的,但同样适用于数字 信号的传输,特别 适用于较短距离 的信息
4、传输。 图3-3 双绞线通讯接线图示意图 第1节 双绞线 第3章综合布线系统的传输介质 1.2性能指标（双绞线布线标准） 对于双绞线,用户最关心的是表征其性能的 几个指标。这些指标包括衰减、近端串扰、 特性阻抗、衰减串扰比、电缆特性等。 (1)衰减：是指发射端信号在通过传输介质时不 可避免地出现的强度减弱与波形变化。 第3章综合布线系统的传输介质 (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。近端串扰是指在与 发送端处于同一边的接收端处所感应到的从 发送线对感应过来的串扰信号。在串扰信号 过大时，接收器将无法判别信号是远端传送 来的微弱信号还是串
5、扰杂讯。 第3章综合布线系统的传输介质 当近端串扰严重到影响接收时，我们称为一 次“碰撞”，信号必须重发。 远端串扰是电话里面有串进的杂音，也听 不清对方的声音。远端串扰解决就比较复 杂。 (3)特性阻抗 或以最小的损耗传送到接收机输入端。 例：以最小的损耗传送到发射天线的输入端。 (3)特性阻抗 是电缆对高频信号的负载阻抗。 指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗。 阻抗是阻止交流电流通过的一种电阻，一条 电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电感、 电容以及阻值组合后的综合特性 (传输线路中 电压信号与电流信号之比，是复数）。 图3-5特性阻抗示意图 式中：L为一个基本节的电感，C为一个基本节 的电
6、容。通常使用的非屏蔽超五类双绞线的 阻抗为100欧姆。 (4)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。 ACR有时也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)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10 分贝。衰减串扰比（ACR）是用分贝（dB）表示的近 端串扰（NEXT）与用分贝（dB）表示的衰减的差 值。表达式如下：ACR（dB）=NEXT（dB）-Atten（ dB） 衰减串扰比测试 (5)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
7、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。 （门槛值min） 数据信号强度强度测试 2，双绞线的分类 按使用特征：目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP： UNSHILDED Twisted Pair）和屏蔽双绞线（STP： SHIELDED Twisted Pair）。它由8根不同颜色的线分成4对绞 合在一起，成对扭绞的作用是尽可能减少电磁辐射与外部电 磁干扰的影响。结构如图3-8所示.： 3，双绞线的主
8、要特性 物理特性：铜质线芯，能提供良好的传导率。 传输特性： 可以用于传输模拟信号和数字信号。在 专门的局域网双绞线中，目前最高的传输速率可达1 000Mb/s。 连通性：双绞线普遍用于点到点的连接，也可以用于 多点的连接。 3，双绞线的主要特性 地理范围：双绞线可以很容易地在15km或更大范围 内提供数据传输。 抗干扰性：在低频传输时（10k以下），抗干扰性强 于同轴电缆；但在超过10100k时，抗干扰性弱于同 轴电缆。 相对价格：比同轴电缆和光缆便宜得多. 4，双绞线的发展过程及趋势 4.1双绞线的发展过程 近20年来，双绞线按性能标准经历了从3类 线，5类线和超5类线，6类线，增强6类线
9、，以 及最新的7类线的发展过程. 目前，3类与5类的布线系统只应用于语音主 干布线的大对数电缆及相关配线设备。 100对大对数电缆125对大对数电缆 型号如下： 三类线：传输速率可达16Mbps(现趋于衰退 )。(一般 为10 Mb/s ) 四类线：传输速率可达20Mbps(不常用)。 五类 (超五类)线：传输速率可达100Mbps(常用)。 六类线：该类电缆的传输频率为1MHz250MHz，它 提供2倍于超五类的带宽。 增强6类(6A类)：（美国电信工业协会）在TIAEIA 568 B.210标准中又规定了 (6A类)布线系统支持的 传输带宽为500MHz等等。 7类电缆系统：计划的带宽为6
10、00MHZ，但是其 连接模块的结构与目前的RJ45完全不兼容。 如表2 双绞线布线系统的分级与类别 第2节 同轴电缆 同轴电缆也像双绞线一样由一对导体组成，但它们 是按“同轴”形式构成线对。 最里层是内芯，向外依次为绝缘层、屏蔽层，最外 层则是起保护作用的塑料外套，内芯和屏蔽层构成一对 导体。同轴电缆分为基带同轴电缆（阻抗为500）和 宽带同轴电缆（阻抗为750）。基带同轴电缆又可分 为粗缆和细缆两种（细缆：线长 185 米；粗缆：线长 500 米 ），都用于直接传输数字信号。 图3-9 同轴电缆示意图 第2节 同轴电缆 性能指标：有特性阻抗、驻波/阻抗一致性、损耗、额定 功率容量、工作电压、
11、屏蔽、电容、传播速度、电长度 稳定性、截止频率、脉冲响应、自生电缆噪声、工作温 度范围、柔软性、环境应力、电缆强度等。 主要特性： 物理特性：单根同轴电缆的直径约为1.022.54cm， 可在较宽的频率范围内工作。 传输特性： 基带同轴电缆仅用于数字传输，数据传输速率最高为 10Mb/s。基带500. 宽带同轴电缆既可用于模拟信号传输又可用于数字信号 传输。宽带750 . （带宽：相对更宽的频带。在数字通信中 通常指可传送2Mbit/s以上信号的带宽。） 第2节 同轴电缆 连通性：同轴电缆适用于点到点和多点连接。 地理范围：同轴电缆的传输距离取决于传输的信 号形式和传输的速率，典型基带电缆的最
12、大距离 限制在几千米以内。 抗干扰性：同轴电缆的抗干扰性能比双绞线 强。 前景：由于超五类的带宽，六类布线的传输性能 远远高于现行的同轴电缆，以及价位低，同轴电 缆正淡出市场。 光纤结构 利于吹动的外皮 缓冲层 (第三层) 主敷层 (第二层) 玻璃纤维敷层 (第一层) 光纤涂层 纤芯 第3节 光纤与光缆 1.光纤的结构及性能指标 ，光纤的结构 光纤即光导玻璃纤维。光纤的结构是质量 非常高的、传导光极好的、很细的玻璃或塑料 丝为芯子。芯子通常是一根二氧化硅制成的圆柱体 玻璃丝（纤维）、一段光频段（工作波长：红外光纤 （短波长0.85pm、长波长1.35pm和1.55pm）的波导结 构，它的材料组
13、成通常是：纤芯（ 石英玻璃（SiO2 ）掺二氧化锗制成）、包层，其目的就是使光纤纤 芯的折射率n1大于光纤包层的折射率n2，保证光在纤 芯与包层的界面上发生全反射而能够长距离传 输。 光纤的结构及性能指标 . 光及其特性：光是一种电磁波，光频段（工作 波长）分为：紫外光纤、可观光纤、近红外光 纤、红外光纤（短波长0.85pm、长波长1.35pm 和1.55pm。可见光部分波长范围是： 390760nm。大于760nm部分是红外光，小于 390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850， 1350，1550三种。 目前光纤通信使用的光载波频率在 1014Hz 1015Hz 数量级，比常用的微波频率
14、高 104倍 105倍，因而，通信容量原则上比微披通信高 104倍105 倍。 光纤的结构及性能指标 ，光纤通信的原理： 光纤通信系统由发送器、光纤和接收器三部 分组成。如3-12图所示。 .光纤通信的优点： 轻便，低衰减，电磁隔离。 2. 光纤的传光原理：全内反射 光有折射，反射和全反射现象。 光在不同物质中的传播速度是不同的，光从一种密介 质射向另一种疏介质质时，在两种物质的交界面处会 产生折射和反射。折射光的角度会随入射光的角度变 化而变化，当入射光的角度达到或超过某一角度时， 折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的 全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同 的，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。 光纤通讯就是基于以上原理而形成的。见图3-13 。 1.2光纤的性能指标 数值孔径（NA） 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传 输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。 这个角度就称为光纤的数值孔径。NA越大，则 光纤接收光的能力越强，但光纤的模畸变加大 ，会影响光纤的带宽。因此，在光纤通信系统 中，对光纤的数值孔径有一定的要求。 1.2光纤的性能指标 光纤模式（是指光波沿着光纤传播的途径和 方式。） .按光在光
