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1、3网络布线材料及综合布线 杨学明1 329 课程介绍 面向应用与互补参考资料 学习要点 双绞线同轴电缆光纤综合布线 介质 MediaorMedium 网络的介质是一种数据从中传输的材料 是通信网络中发送方和接收方之间的物理通路 常用的介质有线介质和无线介质两种 有线介质 电话线 双绞线 同轴电缆 光导纤维等 无线介质 卫星 微波 激光等 介质又称网线 传输线 通信信道等 其传输能力的衡量标准是带宽 Band 带宽越大传输能力越强 基带和宽带传输 基带 Baseband 传输是指信道上传输的没有经过调制的数字信号 基带系统一次仅能传输一个信号或一个信道 基带传输易受衰减影响 宽带 Broadba
2、nd 使用多个频率可以使一个宽带系统能接入几个信道 宽带系统能够比基带系统跨越更长的距离 3 1双绞线 双绞线 TwistedPairCable 是计算机网络布线中的主要连接介质 双绞线电缆中封装着一对或一对以上的双绞线 为了降低信号的干扰程度 每一对双绞线一般由两根绝缘铜导线相互缠绕而成 每根铜导线的绝缘层上分别具有不同的颜色 以示区别 在一对电线中 每米的缠绕越多 对所有形式的噪声的抗噪性就越好 质量越好 价格越高的双绞线电缆在每米中也必将包含越多的缠绕 每米或每英尺的缠绕率也将导致更大的衰减 为最优化性能 电缆生产厂商必须在串扰和衰减减小之间取得一个平衡 双绞线既可以传输模拟信号 又能传
3、输数字信号 用双绞线传输数字信号时 其数据传输率与电缆的长度有关 距离短时 数据传输率可以高一些 双绞线的定义 标准 对于双绞线的定义有两个主要来源 一个是EIA 电子工业协会 的TIA 远程通信工业分会 即通常所说的EIA TIA 另一个是IBM EIA负责 CAT 即 Category 系列非屏蔽双绞线 UnshieldedTwistedPair UTP IBM负责 Type 系列屏蔽双绞线标准 如IBM Type1 Type2等 EIA和IBM都定义了双绞线的专用连接器 对于CAT3 CAT4 CAT5和CAT6来说 使用RJ 45 4对8芯 遵循EIA TIA标准对于Type电缆 则使
4、用DB9连接器 大多数以太网在安装时使用基于EIA标准的电缆 而大多数IBM及令牌环网则倾向于使用符合IBM标准的电缆 这里主要介绍CAT系列的双绞线 3 1 1双绞线的组成 STP UTP 抗拉线 六类双绞线 加长型抗拉的模制尾护套防扭曲的能力比标准高出两倍多 不允许跳线的弯曲半径超过1英寸 双绞线外皮标识 AMPSYSTEMSCABLEE138034010024AWG UL CMR MPRORC UL PCCFT4VERIFIEDETLCAT5O44766FT9907 AMP 代表公司名称 0100 表示100W 24 表示线芯是24号的 线芯有22 24 26三种规格 A G 表示美国线
5、缆规格标准 UL 表示通过认证的标记 FT4 表示4对线 CAT5 表示5类线 044766 表示线缆当前处在的英尺数 9907 表示生产年月 由按照规则螺旋结构排列的两根绝缘线组成带宽依赖于线的粗细和传输距离用于话音传输1类 只能用于话音的模拟传输2类 可用于数据传输 速率达1Mbps用于计算机局域网的数据传输3类 速率达10Mbps4类 速率达20Mbps5类 速率达100Mbps 3 1 2双绞线的分类 双绞线一般有两种分类方法 根据结构的不同可以分为 非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线根据性能的不同可以分为 3类 4类 5类等不同类型 根据结构来分 屏蔽双绞线 STP 屏蔽双绞线STP 外屏蔽双
6、绞线 ScTP 或整体屏蔽双绞线 FTP 屏蔽双绞线 STP 电缆中的缠绕电线对被一种金属制成的屏蔽层所包围 而且每个线对中的电线也是相互绝缘的 一些屏蔽双绞线电线使用网状金属屏蔽层 该屏蔽层能将噪声转变成直流电 屏蔽层上的噪声电流与双绞线上的噪声电流相反 因而两者可以相抵消 影响屏蔽双纹线屏蔽作用的因素包括 环境噪声的级别和类型 屏蔽层的厚度和所使用的材料 接地方法以及屏蔽的对称性和一致性 非屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线 UTP 电缆包括一对或多对由塑料封套包裹的绝缘电线对 非屏蔽双绞线没有用来屏蔽双绞线的额外屏蔽层 因此 非屏蔽双绞线比屏蔽双绞线便宜 但其抗噪性也相对较低 IEEE Insti
7、tuteofElectricalandElectronicsEngineers 美国电气及电子工程师学会 已将非屏蔽双绞线电缆命名为 xBaseT 其中 x 代表最大数据传输速度为xMbps Base 代表采用基带传输方法传输信号 Broad 代表宽带传输 T 代表UTP CAT5该如何表示 STP与UTP的比较 吞吐量 STP和UTP能以10Mbps的速度传输数据 CAT5UTP以及在某些环境下的CAT3UTP的数据传输速度可达100Mbps 高质量的CAT5UTP也能以1Gbps的速度传输数据 成本 STP和UTP的成本区别在于所使用的铜线级别 缠绕率以及增强技术 一般来说 STP比UTP
8、更昂贵 但高级UTP也是非常昂贵的 抗噪性 STP具有屏蔽层 因而它比UTP具有更好的抗噪性 但是 在另一方面 UTP可以便用过滤和平衡技术抵消噪声的影响 尺寸和可扩展性 STP和UTP的最大网段长度都是100m 它们的跨距小于同轴电缆所提供的跨距 这是因为双绞线更易受环境噪声的影响 双绞线的每个逻辑段最多仪能容纳1024个结点 整个网络的最大长度与所使用的网络传输方法有关 100M规则 设备与设备之间的UTP线缆联接不能超过100M 否则性能下降 根据性能来分 UTP可以分为3类 4类 5类 超5类 6类和7类等 STP可以分为3类和5类目前最常用的是5类和超5类 3类双绞线 3类双绞线的最
9、高传输频率为16Mb 最高传输速率为10Mbit s 主要应用于语音和最高传输速率为10Mbit s的以太网中 最大网段长度为100m 目前正逐步从市场上消失 4类双绞线该类双绞线的最高传输频率为20MHz 最高传输速率为16Mbit s 可用于语音传输和最高传输速率达到100bMbit s的以太网 4类双绞线在网络布线中应用很少 5类双绞线由于五类双绞线使用了特殊的绝缘材料 使其最高传输频率达到100MHz 最高传输速率达100Mbit s 既可用于语音 也可用于100BASE T以太网的数据传输 目前广泛使用 超5类双绞线它是增强型的五类双绞线 由于材料技术的提高 超五类双绞线的衰减和串扰
10、比五类小 故可以提供更坚实的网络基础 满足大多数应用的需求 给网络安装和测试带来了便利 成为目前国内网络应用中较好的解决方案 虽然原标推规定超五类的传输特性与普通五类的相同 但现在许多厂家的产品都已远远超出标准的要求 最高的传输频率可达200MHz 在四对线都工作于全双工通信时 最高传输速率可达近1000kbit s 是目前网络布线的主流 6类双绞线TIA EIA和ISO制定的标准已经在2002年6月通过 未来布线应达到200MHz的带宽 满足多媒体网络的需要 7类双绞线目前还没有正式标准 3 1 3对应的硬件设备接口 RJ 45连接器负责计算机及设备间的连接 网卡上RJ 45接口的引脚功能
11、10Base T和100Base T中每个引脚的功能说明引脚1Tx 引脚2Tx 引脚3Rx 引脚4保留引脚5保留引脚6Rx 引脚7保留引脚8保留详见page69 集线器或交换机上RJ 45接口的引脚功能 集线器或交换机上RJ 45接口的每个引脚功能与网卡上RJ 45接口的引脚功能正好相反 引脚1Rx 引脚2Rx 引脚3Tx 引脚4保留引脚5保留引脚6Tx 引脚7保留引脚8保留 网卡与集线器或交换机引脚的功能为何正好相反 引脚网卡集线器或交换机1Tx Rx 2Tx Rx 3Rx Tx 4保留保留5保留保留6Rx Tx 7保留保留8保留保留 当计算机上的网卡与集线器或交换机连接时 必定有一方是发送
12、端 另一方是接收端 即Tx 接Rx Tx 接Rx 即极性相同 否则容易产生串扰 3 1 4双绞线的连接方式 双绞线组网的特点每条双绞线通过两端安装的RJ 45连接器 水晶头 与网卡和集线器或交换机相连 最大网线长度为100米 可以通过级联方式加大网络的范围 采用集线器或交换机 最多安装4个中继器 范围最大为500米 正确认识RJ 45连接头 RJ 45接头的8个接脚的识别方法是 铜接点朝自己 头朝右 从上往下数 分别是1 2 3 4 5 6 7 8 直通线与交叉线 图中T568A线缆中为什么pair2要跳过4 5绞合在一起 为何不是3和4 5和6绞合在一起 这样做意义何在 规定双工方式下本地的
13、1 2两脚为信号发送端 3 6两脚为信号接收端 所以讲 这两对信号必须分别使用一对双绞线进行信号传输 在做线时要特别注意 以568B方式为例 1 2两脚使用橙色的那对线 其中白橙线接1脚 橙线接2脚 3 6两脚使用绿色的那对线 其中白绿线接3脚 绿线接6脚 剩下的两对线在10M 100M快速以太网中一般不用 通常将两个接头的4 5和7 8两接头分别使用一对双绞线直连 4 5用蓝色的那对线 4为蓝色 5为白蓝色 7 8用棕色的那对线 7为白棕色 8为棕色 如果网线两头都按一种方式做就是直通线 如果网线的两头不按一种方式 一头是568B 另一头是568A 那么这种做法便是交叉线 目前主要使用568
14、B标准 用直通线进行下列连接 交换机到路由器交换机到PC或服务器集线器到PC或服务器用交叉线进行下列连接 交换机到交换机交换机到集线器集线器到集线器路由器到路由器路由器到PCPC到PC该用什么线 为什么 不过有些产品在设计时 在端口内部已经错过线了 如 Uplink MDI 连线为直通 有的标有 OuttoHub 3 1 5双绞线的制作和测试方法 该节为实验课内容 3 2同轴电缆 在最初的局域网中 同轴电缆被认为是唯一的传输介质 而忽略了双绞线的日益增长 目前有两种应用广泛的同轴电缆 75欧姆 用于模拟传输 称为宽带电缆 CATV系统 50欧姆 用于传输数字信号 称为基带电缆粗缆 10Mbps
15、 500m 100个站点细缆 10Mbps 185m 30个站点 同轴电缆有粗 细两种形式 在早期的网络中经常使用粗同轴电缆作为连接网络的主干 20世纪80年代早期 以太网标准建立时 第一个定义的介质类型就是粗同轴电缆 因为有了更好的产品 如光纤等 来取代它 目前粗同轴电缆已经不经常使用了 细同轴电缆的直径与粗同轴电缆相比要小一些 用于将桌面工作站连接到网络中 同轴电缆的组成和分类 主要分为 细缆 10Base2 和粗缆 10Base5 目前一般使用细缆 粗缆已经很少使用 铜导线用于传导电流 铜屏蔽层用来接地 两者不能接触 否则会短路 构成电流回路 粗缆 10Base5 IEEE对粗缆以太网的
16、规定为10Base5 10 代表10Mbit s的吞吐量 Base 代表是基带传输 5 代表了粗缆网的电缆最大网段长度为500米 在较新的网络中几乎不能发现同轴粗缆 只有在较老的网络中才可能发现它 粗缆的外表通常为黄色 细缆 10Base2 细同轴电缆与有线电视电缆很相似 但又有所不同 网络电缆的电子特性非常精确 且必须符合IEEE标准 以太网规范中要求细同轴电线的阻抗为50欧姆 细同轴电线贴有标注 RG 58A U 的标签 说明这是50欧姆的电缆 一般综合布线工程师称之为10Base2 其中 10 代表了它的数据传输速度为10Mbps Base 代表了它使用基带传输 2 代表了它的最大段长度为185 或粗略为200 m 一般细缆的外罩为黑色 直径大约为0 64cm 细缆一般使用BNCT型连接器与计算机相连 BNC是 BritishNavalConnector 英国海运连接器 细缆的连接 常用的同轴电缆类型 见page83 3 2 2组建同轴电缆网络 同轴粗缆网络 AUI电缆 即收发器电缆 同轴细缆网络 3 2 3同轴电缆使用特点 粗缆和细缆性能比较 3 3光纤 在局域网的骨干和广域网
