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1、综合布线系统实 验 指 导 书马骥 编 前 言1实验总体目标本课程是通信工程专业的专业课之一，本课程以国际布线标准为依据，系统、深入的阐述了综合布线的设计原理、传输通道施工和测试方法，加强对当前新技术的介绍和具体实例的讲解。为了使学生能够将理论与实践融会贯通在一起，提高学生的动手能力，本课程在 32 学时的教学中安排了 10 学时的实验。实验按内容分为 4 次。 适用专业通信工程 先修课程计算机网络 实验课时分配实验项目 学时实验一 网络互连设备的认识与使用 2实验二 线缆与模块的制作 4实验三 光纤连接安装技术 2实验四 线缆测试 2 实验环境（对实验室、机房、服务器、打印机、投影机、网络设
2、备等配置及数量要求）综合布线试验平台一套、网络线缆测试仪 2 组、各类接线模块 1 套、计算机 3 台。 实验总体要求实验之前，学生应当为每次实验的内容作好充分准备。对每次实验需要完成的题目进行认真的分析，列出实验具体步骤，写出符合题目要求的程序清单，准备出调试程序使用的数据，以便提高实验的效率。按照实验目的和实验内容的要求进行操作。根据实验结果，写出实验报告。实验报告应当包括：实验题目，实验目的，操作步骤或者程序清单，运行结果，以及通过实验获得的一些经验。 本实验的重点、难点及教学方法建议试验的重点在于线缆与模块，包括光纤的连接与制作，以及电缆测试仪的使用。难点在于光纤的连接制作。本试验偏向
3、于应用，在实验讲解的过程中应结合实际，通过举例或者参观机房建设来加强同学对知识的把握程度。实验一 网络互连设备的认识与使用一、实验目的使学生对中继器、集线器、调制解调器、网卡、交换机、路由器等网络互连设备有更深了解。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器中继器、集线器、调制解调器、网卡、交换机、路由器等网络互连设备四、实验原理了解中继器、集线器、调制解调器、网卡、交换机、路由器等网络互连设备的作用。中继器主要完成对物理层的功能。负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大的功能，来延长网络长度。集线器：是中继器的一种，区别在于集线器能提供多端口的服务，也
4、称为多口中继器。a. 单中继器网段集线器在硬件平台中，第一类集线器是一种简单中继 L A N 网段，最好的例子是叠加式以太网集线器或令牌环网多站访问部件（ M A U） 。b. 多网段集线器多网段集线器是从第一类集线器直接派生而来的，采用集线器背板，这种集线器带有多个中继网段。多网段集线器通常是有多个接口卡槽位的机箱系统。然而，一些非模块化叠加式集线器也支持多个中继网段。多网段集线器的主要技术优点是可以将用户的信息流量分载，网段之间的信息流量一般要求独立的网桥或路由器。c. 端口交换式集线器端口交换式集线器是在多网段集线器基础上将用户端口和背板网段之间的连接过程自动化，它不能代替网桥或路由器，
5、并不提供不同 L A N 网段之间的连接性，其主要优点就是实现移动、增加和修改的自动化。d. 网络互联集线器端口交换式集线器注重端口交换，而网络互联集线器在背板的多个网段之间实际上提供一些类型的集成连接。这可以通过一台综合网桥、路由器或 L A N 交换机来完成。e. 交换式集线器目前，集线器和交换机之间的界限已变得越来越模糊。交换式集线器有一个核心交换式背板，采用一个纯粹的交换系统代替传统的共享介质中继网段。此类产品已经上市，并且混合的（中继/交换）集线器很可能在以后几年控制这一市场。应该指出，集线器和交换机之间的特性几乎没有区别。调制解调器：能把计算机产生出来的信息翻译成可沿普通电话线传送
6、的模拟信号。而这些模拟信号又可由线路另一端的另一调制解调器接收，并译成接收计算机可懂的语言。网卡：读入由其他网络设备传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主板上的总线将数据传输到所需设备中； 将 P C 设备发送的数据，打包后输送至其他网络设备中。交换机：交换技术是一个具有简化、低价、高性能和高端口密集特点的交换产品，体现了桥接技术的复杂交换技术在 O S I 参考模型的第 2 层操作。与桥接器一样，交换机按每一数据包中的 M A C 地址相对简单地决策信息转发。而这种转发决策一般不考虑包中隐藏的更深的其他信息。与桥接器不同的是交换机转发延迟很小，操作接近单个局
7、域网性能，远远超过了普通桥接互联网络之间的转发性能。路由器：是一种典型的网络层设备。它在两个局域网之间按帧传输数据，在 O S I / R M 之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第 3 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。五、实验方法与步骤1、在中继器两端连接相同的媒体。2、将集线器和交换机接入网络。3、将带有网卡的计算机连入网络。4、连接路由器进入网络。5、连接调制解调器，实现拨号上网。六、注意事项注意不同的网络互连设备连入网络的方法，体会各个不同的网络互连设备在网络中起到的作用。七、思考题集线器与交换机有什么不同？调制解调器在网络中起
8、到什么作用？路由器可以由交换机代替么？为什么？实验二 线缆与模块的制作一、实验目的掌握各类电缆与模块之间的连接、压线与接头的制作方法。二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器压线工具、线缆四、实验原理双绞线是由两根带有绝缘保护层的钢导线组成，把两根绝缘的铜导线按一定密度互相铰接在一起，可降低信号干扰的程度。同轴电缆是由一根空心的外圆柱体及其所包围的单根内导线组成。五、实验方法与步骤1、双绞线接头的制作：a、首先将双绞线电缆套管自端头剥去大约 20mm，剥出 4 对线。b、按 568B 标准定位电缆线以使它们的顺序号为 1，2，3，6，4，5，7，8c、为绝缘导线解扭，使其按正
9、确的顺序平行排列，导线 6 是在套管里跨过导线 4 和5。d、导线经修整后距套管的长度 14mm，从开始至少 10mm 导线不能有交叉，导线 6 应在距离套管 4mm 之内跨过导线 4 和 5。e、将导线插入 RJ-45 头，导线伸到插头最前端。f、用压线工具压实 RJ-45。 2、信息模块的压接a、将线缆剥开，露出 4 对线。b、按 568B 标准将各导线放置在信息模块的线槽口。c、使用工具冲压导线，使其与信息模块连接。3、同轴电缆的连接：将细缆切断，两头装上 BNC 头，使用压线工具压实 BNC 头，连接 T 型头或其它转接头。六、注意事项(1) 双绞线双绞线的传输速率比较高，能支持各种不
10、同类型的网络拓扑结构，控制共模干扰能力强，可靠性高。双绞线有屏蔽和无屏蔽之区别。目前，一般用户都喜欢选用 4 对线的双绞线（每对双绞线在每英寸中互绞的次数不同，互绞可以消除来自相邻双绞线和外界电子设备的电子噪音） 。使用双绞线作为基带数字信号的传输介质成本较低，是一种廉价的选择。但双绞线受网段最大长度的限制，只能适应小范围的网络。双绞线以太网有 10BASE-T 和 100BASE-T 等。10BASE-T 的主要内容如下： 一般双绞线的最大长度为 100 m； 双绞线的每端需要一个 RJ45 接头； 各段双绞线通过称为集线器的 10BASE-T 中继器互联； 10BASE-T 中继器可以利用
11、收发器电缆连到以太网上。(2) 同轴电缆同轴电缆用于计算机网络有 3 种形式。同轴电缆抗干扰能力优于双绞线，价格适中，使用中继器可连接大范围的局域网络。在局域网中较为常用。在基带同轴电缆中，10BASE5 是一种原始的 TEEE802.3 标准粗同轴电缆，其直径为10mm，阻抗为 50 ，10BASE2 是 IEEE802.3 标准的一个补充，其阻抗也为 50 ，但它较细，在布线转角处易于转弯，并可以直接连接到机箱中，铺设灵活方便。但由于 10BASE2 较细，信号衰减较大，抗干扰能力也较低，适用于分接头较少的小范围局域网。IEEE802.3 物理层对粗，细电缆网络的技术参数标准如表 6-1
12、所示。使用细以太网电缆时应注意下列规则：1)最大段数（由中继器连接的物理网络数）为 5。2)段的最大长度为 607ft，185m。3)电缆的最大长度（即所有段的总长度）为 3035ft。4)连接的站点的最大数目为每段 30 个或总共 82 个（对于中继器连着的两个段来说，中继器都算一个站点） 。七、思考题双绞线布线能够构成什么样的网络拓扑结构？同轴电缆布线能够构成什么样的网络拓扑结构？双绞线可以和同轴电缆混合布线么？如果可以，它们之间怎么实现连接转换？实验三 光纤连接安装技术一、实验目的掌握光纤连接安装技术二、实验类型（含验证型、设计型或综合型）验证型三、实验仪器光纤连接组件四、实验原理单模光
13、纤是在给定的工作波长中，只传输单一基模的光纤。他不存在模式色散，所以单模光纤具有相当宽的传输频带，运用于长距离、大容量的传输。单模光纤的芯经很细，纤芯直径只有 8-10，包层直径为 125,可以制作的很长，但是为了制造、运输、施工的方便，通常光缆的出厂长度为 1-6。单模光纤的传输损耗现已低达 0.2dB/（1.55）,光缆接续长度不易小于 2. 光纤接续的方法很多，现阶段以电弧熔接法最为优越，应用最为广泛。电弧熔接法是利用光纤高温时的熔融性能和高压尖端放电产生的高温电弧原理，使光纤熔接起来的。目前，所生产熔接机都采用图象处理技术，做到自动设定光纤端面位置。单模光纤的自动对心和自动熔接，通过切
14、换显象管画面，可以垂直和水平的两个方面观察光纤的对心和熔接情况。还可根据芯轴偏差和倾斜程度估算出接续损耗并显示出来。 在进行光纤接续时，一般按以下程序进行： 在光纤上预先套上对光缆接续部位进行补强的带有钢丝的热缩套管； 除去涂覆层，用被覆钳垂直钳住光纤快速剥除 2mm-30mm 长的一次涂覆和二次涂覆层，用浸泡酒精的棉球或镜头纸用力擦试光纤，将纤芯擦拭干净，且注意光纤的表面不应有裂口，划痕。 切割光纤，制作端面，在光纤接续中，光纤端面的制作是最为关键的工序。光纤端面的完善与否决定光纤接续损耗的重要原因之一。它要求制备后的端面平整，无毛刺、无缺损，且与轴线垂直，呈现一个光滑平整的镜面区，且保持清
15、洁，避免灰尘污染。制备端面有三种方法，一是刻痕法，采用机械切割刀，用金刚石刀在表面上向垂直于光纤的方向划道刻痕，距涂覆层 10，轻轻弹碰，光纤在此刻痕位置上自然断裂，二是切割钳法，它是利用一种自制的手持简易钳进行切割操作。三是超声波电动切割法。这三个方法只要器具优良，操作得当，制备端面的效果都非常不错。 将欲接的两根光纤放入熔接机中进行熔接，此由熔接机自动操作。 用 OTDR 仪表进行接续性能测试几评定，符合接续指标后，再进行接续部位的补强保护，即热融带有钢丝的热缩管。 最后，在全部纤芯接续完毕后，收入收容盘内，用 OTDR 仪表进行复测，不和格的要进行重新收容或重新接续，直到合格为止。单模光
16、纤接续损耗指标现一般定为 0.08dB,在施工中，可根据实际情况规定指标，但一般都不大于 0.08dB。 光纤接续损耗是由于接续点不完善而产生的损耗，影响接续点不完善的因素很多，归纳起来有两大类，即外因和内因。内因是指光纤本身的不完善，不能通过改善接续工艺来减少损耗，它包括芯径失配，折射率分布失配，光纤同心度不良，模场直径失配，所以在接续测试中，接续损耗值会出现大正大负的现象。通过多次接续只能使单向值小些，平均值趋于零，但正负现象不能避免，正负现象对光纤传输损耗有一定的影响。在工程中，光缆配盘时应尽量选用同一批出厂的光缆，A、B 端尽量一一对应，人为的完善接续工艺以减少接续损耗。 外部因素是指非光纤本身不完善，而是接续工艺不良造成的，包括芯位置横向、纵向、光纤轴向角的偏差，光纤端面污染，这是由于在接续过程中属于熔接机的 维护不及时、操作不当等
