《综合布线技术与施工》第2章 网络传输介质

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1、第二章 网络传输介质 本章学习目标 本章对综合布线中常用的介质做了较为详尽的介绍， 读者应掌握以下基本内容：l 认识局域网的拓扑结构，能在具体的应用场合中选用 正确的结构l 能理解传输介质的性能参数的含义l 重点掌握同轴缆、双绞线及相应连接器的性能l 了解光纤的特性，并能掌握不同连接器的应用场合l 了解微波通信系统与红外通信系统的组成，并能认识 相应的硬件设备2.1 概述学习目标：认识局域网的拓扑结构，能在具体的应用场合中选用正确的结构，理解传输介质的性能参数的含义。 学习重点：各种拓扑结构的结构、优点、缺点。 学习难点：传输介质的性能参数的含义。一、网络的拓扑结构 总线型网络 环型网络 星型

2、网络基本网络拓扑结构1总线型（bus topology）：指网络上的计算机挂接在同一物理链路上。工作原理：载波监听多路访问/冲突监测（CSMA/CD）技术，有结点利用总线发送信号时，其它结节不能发送，只能处于等待的状态，这时总线上流动的是发送图3-1 总线拓扑结构 结点所发送的帧的比特流，总线上的其它结点全部都能侦听到这个数据帧，通过适配器接收后，进行分析，如果目标地址不是自己则将其丢弃，如果是发给自己的，则接收此数据帧。结构如图3-1所示：缺点： 故障诊断困难； 故障隔离比较困难； 实时性不强； 总线长度有限制，扩展麻烦。优点:(1)结构简单灵活； (2)可靠性高 ；(3)设备少，费用低；(

3、4)安装容易，使用方便；(5)共享资源的能力强，便于广播式工作；(6)在总线的任何地方都可以增加新计算机。 应用：小型办公环境 2环型网络：指整个网络的物理链路构成一个闭环，所有的计算机节点都挂接在这个环上。如图3-2所示。图3-2 总线型拓扑结构工作原理 ：令牌控制机制 令牌 ：决定环上的哪个站可以发送信息的特殊信息包 优点：（1）简化路径的选择； （2）电缆长度短；（3）网络的实时性好；（4）适合于光纤网，传输速度快，避免电磁干扰。 缺点：（1）对环接口要求高；（2）故障的诊断困难； （3）网络扩展困难；（4）接点过多时，传输速度慢。 应用：（1）工厂环境； （2）研究有许多大型机的场合。

4、 3星型网络(Star topology)：所有的计算机结点都连接在一个中心结点上。如图3-3所示。图3-3 星型拓扑集线器：是一种将各个单独的电缆 段或单独的局域网连接为一个网络 的中央设 备。优点：（1）结构简单，便于管理；（2）控制容易，组网简单；（3）连接的故障不影响整个网络；（4）集中控制，故障的检测和隔离方便；（5）延迟时间短，传输的误码率低。 缺点：（1）对中央节点的可靠性要求很高；（2）费用比较高，要大量的电缆，维护、安装难；（3）扩展困难：加电缆和中央节点的接口；（4）点对点连接，共享数据能力差；（5）专用通信电缆，利用率不高。 4星型总线型拓扑结构：骨干网络是总线型，节点网

5、络是星型的网络结构。如图3-4所示。图3-4 星型总线型拓扑结构5. 树型拓扑结构：是一种分层结构，适用于分级管理和控制系统。如图3-5所示。 图3-5 树型拓扑结构应用：园区网二、网络传输介质的选择 1选择介质考虑的因素：（1）数据传输速度。（2）在某网络拓扑结构中的使用。（3）距离要求。 （4）电缆和电缆组件的成本。（5）要求的其他网络设备。 （7）可防止外界干扰。（6）安装的灵活性和方便性。（8）升级选择 。2传输频率与传输速率的区别：线缆的频带带宽(MHZ)：表示的是单位时间内线路中的信号 振荡的次数，是一个表征频率的物理量。线缆上传输的数据速率(Mbps)：表示的是单位时间内线路 中

6、传输的二进制位的数量，是一个表征速率的物理量。 传输频率表示传输介质提供的信息传输的基本带宽，带宽取决 于所用导线的质量、每一根导线的精确长度及传输技术。 传输频率表征了器件或介质对信息进行传输的带宽，衡量器件 或介质传输性能时，可以采用采用带宽。通过表3-1来直观地体现传输频率与传输速率的区别 表3-1 传输频率与传输速率3类UTP 4类UTP5类UTP超5类*传输频率 MHXZ1620100200600传输速率 Mbps1016155100*2.2 同轴电缆同电缆优点：屏蔽好、带宽高和衰减低及安装方便等一般构成形式 ：用一条导体线传输 信号，导体周围裹一层 绝体和一层同心的屏蔽网，屏蔽层和

7、内部导体共轴。 一、概述1基带同轴电缆同轴电缆：以硬铜线为芯，外包一层用密织的网状导体环绕的绝缘材料。网状导体外又覆盖一层保护性材料。用于数字传输。特性：（1）高带宽； （2）极好的噪声抑制。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。线缆中间还须要使用中继器。应用：（1）有线电视； （2）某些局域网。2宽带同轴电缆宽带同轴电缆 ：使用有限电视电缆进 行模拟信号传输的同轴电缆 系统。二、 常见的同轴电缆图3-8 同轴缆结 构3. 宽带系统与基带系统的区别：覆盖的区域广。主要电气参数： 特性阻抗； 衰减； 传播速度； 直流回路电阻。 主要物理参数： 中心导体直径； 屏蔽层的内外径； 外部隔离材料的材质 最小弯

8、曲半径。RG编号中心标号阻抗(欧姆)导体芯RG-6/U18AWG75单芯RG-8/U10AWG50单芯RG-58/U20AWG53.5单芯RG-58C/U20AWG50单芯RG-58A/U20AWG50单芯RG-59/U20AWG75单芯RG-62/U22AWG93单芯常用的同轴电缆型号参见表3-2。 表3-2 常见同轴缆三、 同轴细缆 1硬件配置布线硬件 BNC接口的以太网卡 网络接口适配器 便协式适配器PCMCIA卡BNC-T型连接器 终端匹配电阻（50殴）细同轴电缆：中心有一个铜的或敷铜箔膜的铝导线，中轴上包围着一层绝缘泡沫材料。 10Base2 ：“10”代表了它的数据传输速度为10M

9、bps，“Base”代表了它使用基带传输，“2”代表了最大段长度为185（或粗略为200）米。电缆系统: 细缆(RG-58 A/U) （5毫米， 50欧姆）BNC连接器插头（安装在两端）BNC桶型连接器 （连接两段细缆）BNC 终端匹配器（50欧姆）中继器（最多四个）细缆以太网的连接如下图所示:图3-9 同轴细缆网络 2技术参数：（1）最大的干线段长度:185米；（2）最大网络干线电缆长度: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:0.5米。 3特点：（1）容易安装； （2）造价较低；（3）抗干扰能力强；（4）维护和扩展困难；（5）断点多，可靠性

10、差。四、同轴粗缆4网络实施时的注意事项：（1）不应绞结；（2）弯角半径应大于20cm；（3）各工作站点间的距离应大0.5米；（4）接头安装要牢靠，防止信号短路；（5）走线在电缆槽内，防止电缆损坏；（6）铺设时，不可用力拉扯，防止拉断；（7）两端一定要安装终端器，一个要接地；（8）一般不可在室外，在室外的加装套管。同轴粗缆：中心为铜导体或敷铜箔膜的铝导体。 10 Base 5：“10”代表10Mbps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。 1粗缆以太网硬件硬件设备：网络接口适配器（AUI接口的以太网卡、PCMCIA卡）收发器(Transceiver

11、) （以太网(IEEE802.3)类型）收发器电缆 （AUI电缆）粗缆以太网的硬件连接图如下：图3-10 同轴粗缆网络电缆系统：粗缆(RG-11 A/U)： （10毫米，50欧姆）N-系列连接器插头：（安装在两端）N-系列桶型连接器：（连接两段）N-系列终端匹配器：（50欧姆）中继器：（干线段的长度不超过500米，最多四个）2主要技术参数：（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。 3主要特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）地理覆盖范围大，最长距

12、离可达2500米；（3）安装、维护和扩展困难；（4）造价高。 4实施时应注意的问题（1）自然平直铺设；（2）弯角半径应大于30厘米；（3）各工作站点间的距离应大于2.5米；（4）接头要牢靠，防止信号短路；（5）走线在电缆槽内，防止电缆损坏；（6）拉线时不可用力过猛，防止扭曲；（7）可用连结器，总长度不可大于500米，（8）一定要安装终端匹配电阻，一个接地；（9）可安装在室外，要防护措施。 小结：本节主要学习了同轴电缆的性能及应用。作业：常见同轴缆有哪些？综合布线中什么情况下会用到同轴细缆？2.3 双绞线 一、 概述 双绞线电缆 （是否屏蔽） 屏蔽双绞线电缆（STP） 非屏蔽双绞线电缆（UTP）

13、 1. 屏蔽双绞线 影响屏蔽作用的因素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 屏蔽的对称性和一致性结构如图3-11所示图3-11 双绞线结构学习目标：掌握双绞线的性能，能应用双绞线组网 学习重点：五类、六类布线的性能参数 学习难点：双绞线的性能参数的理解2. 非屏蔽双绞线 “X Base T” “X”代表最大数据传输速度为X Mbps，“Base”代表采用基带传输方法传输信号，“T”代表UTP。结构如下图所示： 图3-12 非屏蔽双绞线结构 3屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线的比较 吞吐量 成本 连接器 抗噪性 尺寸和可扩展 性 STP 10Mbps 昂贵 类似于 电话连 接器和

14、插孔 更好 最大网段长度 是100米 每个逻辑 段最 多仅能容纳 1024个节点 UTP 10Mbps 便宜过滤 和平衡 技术抵 消噪声 100Mbps （ CAT5 ）非常昂贵 （CAT5、6 ）二、 常见双绞线的型号 最高传 输频 率 最高传 输速率 主要应用 最大网 段长度 连接器 采用形式 3类双绞线16MHZ 10Mbps 语音和 10Mbps的以太网 100米 RJ 4类双绞线 20MHZ 16Mbps 语音传输 100Mbps的以太网 100米 RJ5类双绞线 100MHZ 100Mbp s 语音 100 BASE-T以太网 100米 RJ 超5类双绞 线 200MHZ 1000

15、Mb ps 100米 RJ 6类双绞线 250MH z 100米RJ7类双绞线 600MHZ 100米RJ三。 常见的技术名词1Wire map导通性主要包括：线序是否正确、是否存在断路或短路、阻抗。2Length（指电子长度）：信号传输时所经过的距离。线缆长度：物理路径长度、电子长度3Attenuation在接收端接收到的信号能量一定会比发送端发送的信号能 量小。经过损耗的信号能量与干扰信号相当，就无法分辨原先 所传送的信号。4NEXT：(Near End Cross-talk)电信号在线缆及连接器上传送时，在导体周围产生一个电磁 场。这个电磁场辐射到相邻线对上，就会对其信号传输造成不 良干

16、扰。近端串扰表征了这种干扰对同在近端的传送线对与接 收线对所造成的影响。5PSNEXT（Power Sum Cross-talk）综合近端串扰表明四对线缆中三对线缆传输信号时对另一对 在近端所造成的影响。6ELFEXT：（Equal Level Far End Cross-talk）平衡等级远端串扰是传送端的干扰信号对相邻线对在远端 所造成的影响。 7PSELFEXT （Power sum ELFEXT）综合平衡等级远端串扰表明三对线缆处于通信状态时，对 另一对线缆在远端所造成的干扰。 8ACR：（Attenuation to cross-talk ratio）衰减串扰比是在某一频率上测得的串扰与衰减的比值。ACR为负值，则说明噪音的强度高于所传送的信号强度。 9PSACR：（Power Sum Attenuation to