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1、第3章 网络布线材料与工具,3.1 数据通信基础,3.2 同轴电缆,3.3 双绞线,3.4 光介质,3.5 连接器件,3.6 网线制作工具,3.1 数据通信基础 综合布线的目的是为保证各种数据通过传输介质能顺利地到达目的地。数据在传输过程中可能受各种外界信号的干扰，而且会不可避免地出现能量的损耗。了解数据传输技术中的常见术语对综合布线非常重要。本小节对传输方式、通信方式等概念进行了简单的介绍。,3.1.1 模拟信号与数字信号 在自然界中存在着许多物理量，它们在时间上和数值上是连续的，这类物理量称为模拟量。用来表示模拟量的信号称为模拟信号。模拟信号的典型特点是：它具有无穷多个数值，其数学表达式比
2、较复杂，可用正弦函数、指数函数等来表示。常见的正弦波、三角波、调幅波、阻尼振荡波等都是模拟信号。这些波型的共同特点是具有无穷多的数值。换句话说，它们在数值上是连续的。,3.1.1 模拟信号与数字信号 在自然界中存在着许多物理量，它们在时间上和数值上是连续的，这类物理量称为模拟量。用来表示模拟量的信号称为模拟信号。模拟信号的典型特点是：它具有无穷多个数值，其数学表达式比较复杂，可用正弦函数、指数函数等来表示。常见的正弦波、三角波、调幅波、阻尼振荡波等都是模拟信号。这些波型的共同特点是具有无穷多的数值。换句话说，它们在数值上是连续的。,模拟信号,在自然界存在许多物理量，它们在时间和数值上均是离散的
3、，也就是说，它们的变化在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间。同时，它们的数值大小和每次的增减变化都是某一最小数量单位的整数倍，这类物理量称为数字量，用来表示数字量的信号称为数字信号。数字信号通常用数字波形表示，数字波形是逻辑电平与时间的关系。当某波形仅有两个离散值时，可以称为脉冲波形。它们的区别是表达方式不同，前者用逻辑电平表示，后者用电压值表示。,数字信号,3.1.2 传输方式 1. 并行传输方式 并行传输是指数据信号以成组的方式在多个并行信道上传输，数据由多条数据线同时传送与接收，每个比特使用单独的一条线路。通常是将构成一个字符代码的所有位都在同一个时钟节拍发送出去。并行传输的优
4、点在于传送速率高，发收双方不存在字符同步的问题。缺点是需要多个并行信道，增加了设备的成本，而且并行线路的电平相互干扰也会影响传输质量，因此不适合做较长距离的通信。所以，并行传输主要用于计算机内部或同一系统设备间的通信。,并行传输,2. 串行传输方式 串行传输就是将比特流逐位在一条信道上传送。由于数据流是串行的，必须解决收发双方如何保持码组或字符同步的问题，否则，在接收方将无法正确区分每一个码字，这样会使传输过来的信息变为一串毫无意义的比特流。相对于并行传输，串行传输的效率低，传输速率慢。但由于只有一条信道，减少了设备的成本，且易于实现与维护，因此，是目前计算机通信采取的主要方式，如计算机与Mo
5、dem之间的通信。图3-3所示为串行传输示意图。,串行传输,3.1.3 通信方式 1. 单工方式 所谓单工，是指在两个通信设备间，信息只能沿着一个方向传输，采用单工通信时，在通信设备双方中，一方只能设置为发送设备，另一方只能为接收设备。如图上图所示为单工通信传输方式示意图。单工通信的电路一般为二线制。如广播和电视节目的传送都属于单工通信的例子。,三种通信方式,2. 半双工方式 若使用同一根传输线既作接收传输介质又作发送传输介质时，虽然数据可以在两个方向上进行传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式称为半双工方式。如图中间图所示为半双工通信传输方式示意图。采用半双工方式时，通信系统每一端
6、的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。,3. 全双工方式 当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式称为全双工方式，如图3-4中的下图所示为全双工通信传输方式示意图。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有利。这种方式要求通讯双方均有发送器和接收器，同时，需
7、要2根数据线传送数据信号。,3.1.4 异步传输与同步传输 1. 异步传输 异步传输方式中一次只传输一个字符。每个字符用一位起始位引导、一位停止位结束。起始位为“0”，占一位时间；停止位为“1”，占12位的持续时间。在没有数据发送时发送方可发送连续的停止位称空闲位。接收方可根据至“1”或至“0”的跳变来判别一个新字符的开始，然后接收字符中的所有位。这种通信方式简单便宜，但每个字符有23位的额外开销。异步传输的数据格式如图3-5所示。,2. 同步传输 同步传输方式为使接收方能判定数据块的开始和结束，还须在每个数据块的开始处和结束处各加一个帧头和一个帧尾，加有帧头、帧尾的数据称为一帧（Fram）。
8、帧头和帧尾的特性取决于数据块是面向字符的还是面向位的。,同轴电缆是传统的有线网络传输介质。常用于有线电视信息传输、高科技电子通信、多媒体宽带、视频监控系统、计算机等信息高速公路及智能大厦信息网建设。本小节对同轴电缆的分类、特性等知识进行介绍。,3.2 同轴电缆,3.2.1 概述 1. 基带同轴电缆 同轴电缆以硬铜线为芯，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。有两种广泛使用的同轴电缆，一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即下面要讲的宽带同轴电缆。,2. 宽带同轴电缆 使用有线电视电缆进
9、行模拟信号传输的同轴电缆称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz（常常到450MHz）；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。,3.2.2 同轴电缆参数指标 1、主要电气参数 2、同轴电缆的物理参数 3、规格型号,同轴电缆按不同的标准可分为不同的类别，如图,3.3.1 双绞线概述 双绞线是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，如
10、图3-9所示。从图中我们可以看出双绞线中的每一对线都是由两根绝缘铜导线按一定密度相互缠绕而成的，这是为了降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根2226号绝缘铜导线相互缠绕而成。,3.3 双绞线,非屏蔽双绞线电缆具有以下优点： （1）无屏蔽外套、直径小、节省所占用的空间； （2）重量轻、易弯曲、易安装； （3）可将串扰减至最小或加以消除； （4）具有阻燃性； （5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线,3.3.2 双绞线分类,3.3.3 超五类双绞线性能指标 （1）衰减 （2）近端串扰 （3）直流电阻 （4）特性阻抗 （5）衰减串扰比
11、（6）电缆特性,超5类双绞线具有四大优点： （1）提供了坚实的网络基础，可以方便转移、更新网络技术。 （2）能够满足大多数应用的要求，并且满足低偏差和低串扰总和的要求。 （3）被认为是为将来网络应用提供的解决方案。 （4）充足的性能余量，给安装和测试带来方便。,3.4.1 光纤概述 光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。光纤通常是由石英玻璃制成，其横截面积很小的双层同心圆柱体，也称为纤芯，它质地脆，易断裂，由于这一缺点，需要外加一保护层。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。光纤的直径大致与
12、人的头发粗细相当。,3.4 光介质,光纤剖面图,（1）传输频带宽、通信容量大，短距离时达几千兆的传输速率。 （2）线路损耗低、传输距离远。 （3）抗干扰能力强，应用范围广。 （4）线径细、重量轻，且抗化学腐蚀能力强。 （5）光纤制造资源丰富。,3.4.2 光纤分类 1.折射率分布类 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是常数。在纤芯和保护层的交界面折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加而按一定规律减小，到纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化是近似抛物线型。,2. 单模/多模 单模光纤（SMF Single
13、 Mode Fibre）的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。,3.4.3 光纤通信简述 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须在发射端对其进行调制，而在接收端把信息从光波中检测出来（解调）。依目前技术水平，大部分采用强度调制与直接检测方式（IM-DD）。,在以光波为载体、光导纤维为传输介质的光纤通信方式中，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 （1）光源光源是光波产生的根源； （2）光纤光纤是传输光波的导体； （3）光发送机光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，同时再把光信号导入
14、光纤； （4）光接收机光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相应处理。,3.4.4 光缆施工基础知识 准备工作 （1）检查光缆敷设所需的设计资料、原材料、施工工具和器材是否齐全等； （2）组建一支高素质的施工队伍。这一点至关重要，因为光纤施工比电缆施工要求要严格得多，任何施工中的疏忽都将可能造成光纤损耗增大，甚至断芯,路由工程 （1）光缆敷设前首先要对光缆要经过的路线做认真勘查，了解当地道路的建设和规划情况，尽量避开坑塘、打麦场、加油站等这些潜在的隐患。 （2）画路径施工图。 （3）两根光纤接头处最好安设在地势平坦、地质稳固的地点，避开水塘、河流、沟渠及道路
15、，最好设在电杆或管道出口处，架空光缆接头应落在电杆旁0.51左右，这一工作称为“配盘”。,3.光缆敷设 4.光缆接续 5.光纤测试,3.4.5 光缆的连接方式 1.“纤对纤”方式。“纤对纤” 方式，是指要铺设的光纤与已端接光连接器的尾纤（Pigtail）相连接。“纤对纤”连接分两种方式：熔接和机械接续。这两种方式共同的好处是光纤端接方式不受光连接器类型选择的影响，并且尾纤上光连接器是在工厂装成的，经过检验，性能有保障。 2.“纤对接头”方式。“纤对接头” 方式，是指铺设光纤与光连接器直接相连接。也大致分两种方式：粘合剂/打磨方式和非现场打磨方式。粘合剂/打磨方式是将铺设光纤剥去外皮、清洁后穿入
16、光连接器，再沿光连接器末端面切割并按一定的程序手工打磨。在工厂环境下制作尾纤时可用机器成批打磨，光纤与连接器之间由粘合剂接合。,3.5.1 同轴电缆连接器 1.BNC桶型接头：BNC桶型接头用于连接两段细同轴电缆。 2. BNC连接器：BNC电缆连接器是用来连接到每段电缆的两端。BNC电缆连接器由一根中心针、一个外套和卡座组成。 3. BNC -T型接头：T型接头用于连接细缆的BNC连接器和网卡。T型接头提供信号进出的两个电缆连接。,3.5 连接器件,BNC桶型接头,BNC连接器及散件,4. 终端匹配器,3.5.2 双绞线连接器 1.RJ-45水晶头 2. 信息模块与信息插座,3.5.3 光纤连接器 1. 光纤配线架 2. 光纤收发器 3.光纤连接器,1. RJ-45口网线钳 2. BNC口网线钳 3. 打线钳 4. 剥线钳 5. 打线保护装置,3.6 网线制作工具,
