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1、WLAN器件及线缆器件及线缆2011-07无线局域网网络设备连接图无线局域网网络设备连接图2目录目录l天线及应用天线及应用l馈线及接头馈线及接头l常用器件常用器件l网线及接头网线及接头l光纤及连接器光纤及连接器3天线基本概念天线基本概念作用作用l天线的定义：天线的定义：l 能够有效地向空间某特定方向辐射电磁波或能够有效地接收空间某特定方向来的电磁波的装置。l天线的作用天线的作用l天线是电波的换能器件，用以发射和接收电波。l电磁波的辐射电磁波的辐射l导线上有交变电流流动时，可发生电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长度和形状有关。若导线间距离很近，电场被束缚在两导线之间，则辐射很微弱。将两导线张开，
2、电场即散播在周围空间，则辐射增强。4天线基本概念天线基本概念组成组成l天线的组成：天线的组成：l馈电系统：连接无线发射机与振子，实现能量的分配；l振子：向空间发射电磁波；l外壳：保护天线内部器件；一般兼有一定的美化作用外壳馈电系统振子5l天线带宽：天线带宽：l天线的带宽是指它有效工作的频率范围，通常以其谐振频率为中心。l通常工作在中心频率时天线所能输送的功率最大，偏离中心频率时它所输送的功率都将减小，据此可定义天线的频率带宽。l天线带宽有几种不同的定义：l天线增益下降3dB时的频带宽度；l在规定的驻波比下天线的工作频带宽度。l在移动通信系统中是按后一种定义的，具体的说，就是当天线的输入驻波比1
3、.5时，天线的工作带宽。天线基本技术参数天线基本技术参数天线带宽天线带宽6天线基本技术参数天线基本技术参数天线增益天线增益l天线增益的几个要点：天线增益的几个要点：l天线是无源器件，不能产生能量。天线增益只是将能量有效集中向某特定方向辐射或接受电磁波的能力。l天线的增益由振子叠加而产生。增益越高，天线长度越长。l天线增益越高，方向性越好，能量越集中，波瓣越窄。7天线基本技术参数天线基本技术参数波束宽度（波束宽度（1）10dB波瓣宽度120(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB60(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB3dB波瓣宽度l水平面波束宽度水平面波束宽度定义：定义：l在水平面方向图上，在
4、最大辐射方向的两侧，辐射功率下降3dB（或10dB）的两个方向的夹角。 8天线基本技术参数天线基本技术参数波束宽度（波束宽度（2）l垂直面波束宽度垂直面波束宽度定义：定义：l在垂直方向图上，在最大辐射方向的两侧，辐射功率下降3dB （或10dB）的两个方向的夹角。15(eg)峰值峰值-3dB峰值-3dB32(eg)峰值峰值-10dB峰值-10dB9天线基本技术参数天线基本技术参数驻波比驻波比l驻波比：驻波比：l把天线作为无耗传输线的负载时，沿传输线上电压波最大值和最小值的比值；l驻波比的值在1到无穷大之间。l驻波比为1，表示完全匹配；l驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。l当天线和馈线的阻抗不
5、匹配时，天线就不能将馈线上传输的高频能量全部吸收；反射部分能量形成反射波，信号在馈线中的损耗就会增大；l过大的驻波比会减小天线的覆盖并造成系统内干扰加大，影响信号质量。9.5 W8050 发射发射: 10W反射反射: 0.5W10天线基本技术参数天线基本技术参数交调交调l交调交调l天线交调产物是指当两个或多个频率信号经过天线时，由于天线的非线性而引起的与原信号频率有和差关系的射频信号。l互调产生的干扰信号落在接收机的工作频段，就会降低接收信号的质量，甚至产生用户的掉话、掉线。11WLAN系统常用天线系统常用天线鞭状天线鞭状天线l鞭状天线：鞭状天线：l鞭状天线体积小、外形美观、易安装，多用于独立
6、放装型AP，AP缺省均自带数根鞭状天线；l鞭状天线一般提供SMA接口，便于与AP的连接；l根据工作频段的不同，鞭状天线可分为2.4G、5GHz两种；l天线的增益一般在23.5dB左右。12WLAN系统常用天线系统常用天线鞭状天线的应用鞭状天线的应用l鞭状天线的应用：鞭状天线的应用：l采用室内放装的建设方式时，一般使用AP自带的全向鞭状天线；l鞭状天线适用于：l建筑物内的局部覆盖，室内放装型AP即可覆盖整个区域的场景，例如酒店的会议室、商场的咖啡馆等；l或区域内WLAN容量需求比较高，例如写字楼、宿舍楼等。13WLAN系统常用天线系统常用天线室内吸顶天线室内吸顶天线l室内吸顶天线室内吸顶天线l室
7、内吸顶天线具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。l主要用于建筑物内各区域的无线覆盖。l室内吸顶天线又可分为全向吸顶天线和定向吸顶天线；l工作频段800MHz2500MHz；l室内吸顶天线属于低增益天线, 一般为26dBi 。14WLAN系统常用天线系统常用天线室内板状天线室内板状天线l室内板状天线室内板状天线l室内板状天线具有结构轻巧、外型美观、安装方便等优点。l主要用于对建筑物内特定区域的某一方向进行无线覆盖。l室内板状天线属于定向天线, 常见的增益为78dBi左右。l工作频段800MHz2500MHz；l室内板状天线在防水、防潮等方面没有做特殊处理，无法满足室外安装的要求。15l室内天线
8、的应用：室内天线的应用：lAP可通过分布系统与室内天线相连，完成对整个建筑的普遍覆盖：如对宿舍楼、教学楼、写字楼等的全覆盖。l其中：定向吸顶天线和壁挂天线的增益较大，可用于大面积空间的覆盖，如大型会议室、酒店大厅等。WLAN系统常用天线系统常用天线室内天线的应用室内天线的应用 APAP耦合器耦合器功分器功分器耦合器耦合器功分器功分器功分器功分器功分器功分器室内吸顶天线室内吸顶天线室内吸顶天线室内吸顶天线室内板状天线室内板状天线室内板状天线室内板状天线GSMGSM、TDTD合路器合路器16WLAN系统常用天线系统常用天线室外板状天线室外板状天线l室外板状天线室外板状天线l室外板状天线由于其覆盖区
9、域呈扇形分布，因此也被称为扇区天线或扇型天线。l室外板状天线具有增益高、结构牢靠、安装方便，以及良好的防振动冲击和防水防腐能力等特点。lWLAN使用的室外板状天线一般工作于2.4GHz及以下频段。17WLAN系统常用天线系统常用天线室外板状天线的应用室外板状天线的应用l室外板状天线的应用室外板状天线的应用l覆盖较大面积的开放、半开放环境，或通过室外覆盖室内环境，可通过室外AP配合较高增益的定向天线的实现；l采用这种方式的优点是覆盖范围大，缺点是干扰不易控制、网络容量较低。18目录目录l天线及应用天线及应用l馈线及接头馈线及接头l常用器件常用器件l网线及接头网线及接头l光纤及连接器光纤及连接器第
10、 19 页19馈线馈线定义及作用定义及作用l馈线的定义及作用馈线的定义及作用l馈线是在无线电发射机放大器输出端和发射天线输入端之间传送射频(RF)能量的线路。l馈线的主要任务是有效地传输信号能量，它应能将发射机发出的射频信号功率传送到发射天线的输入端，或将天线接收到的信号传送到接收机输入端；lWLAN系统中，馈线用于射频信号的传输，实现WLAN信源和天线、耦合器、功分器、功率放大器等器件之间的连接。第 20 页20lWLAN系统中使用的馈线：系统中使用的馈线：lWLAN及室内分布系统中常用同轴电缆传输线；l同轴电缆按照直径可以分为：8D、1/4、1/2、7/8、13/8英寸等。l直径越大，同等
11、长度馈缆的信号衰减就越小。第 21 页馈线馈线WLAN系统中使用的馈线系统中使用的馈线21馈线馈线馈线的损耗馈线的损耗第 22 页 频段频段馈线规格馈线规格900MHz1800MHz2400MHz1/2 1/2 超柔超柔馈线馈线11.4717.0220.151/2 1/2 馈线馈线7.7011.2313.177/8 7/8 馈线馈线4.086.087.20l不同规格的馈线有不同的传输特性，下表为WLAN系统中几种常用馈线在不同工作频段下的百米损耗，单位dBl考虑到不同馈线规格的传输特性，一般情况室内分布系统干线连接或较长距离传输使用7/8馈线，支线或近距离传输使用1/2馈线。22馈线接头馈线接
12、头分类分类第 23 页lWLAN系统中使用的馈线接头：系统中使用的馈线接头：l常用的主要有 MMCX 、SMA 、N型三种。l每种类型的接头中心为针的俗称“公头”（缩写“J”），中心为孔的俗称“母头” （缩写“K” ）。 MMCX型接头型接头 SMA型接头型接头 N型接头型接头23第 24 页馈线接头馈线接头 MMCX接头接头外置网卡的MMCX接头（母头）外置网卡天线上的MMCX接头（公头）lMMCX接头：接头：l即：微小型射频同轴连接器（MINIATURE MICROAX RF COAXIAL CONNECTORS）lMMCX 是一种微型射频连接器。它体积小、重量轻、连接方便可靠。广泛应用于
13、小型通讯、网络设备。 lWLAN系统中主要应用于网卡与天线的连接。lMMCX接头分为公头和母头，两者配合使用。24馈线接头馈线接头 SMA接头接头lSMA接头接头l即：系列小型射频同轴连接器（SUB MINIATURE RF COAXIAL CONNECTORS）lSMA 系列产品是一种应用广泛的小型螺纹连接的同轴连接器，具有尺寸小，成本低、频带宽、性能优、高可靠、寿命长等特点。适用于微波设备和数字通信系统的射频回路中连接射频电缆或微带线；lWLAN系统中室内型AP射频口和AP自带天线一般都用这种接口。lSMA接头分正极性（公头）和反极性（母头）两类，两者配合使用。SMA公头（外螺纹配插针）S
14、MA母头（内螺纹配插孔）室内室内AP反极性反极性SMA接头（公）接头（公）第 25 页25馈线接头馈线接头 N型接头型接头lN型接头型接头lN型接头是一种螺纹连接的中功率射频连接器。l具有可靠性高，抗振性强、机械和电气性能优良、防水等特点，尺寸较大，广泛用于振动和环境恶劣条件下的无线电设备和仪器及地面发射系统连接射频同轴电缆。l室内合路型AP、室外型AP、天线一般使用这种接口。lN型接头分为公头和母头，两者配合使用。N型母头（外螺纹配插孔）N型公头（内螺纹配插针）双阴N型转接头双阳N型转接头室外AP的N型接头(母头)室外定向天线的N型接头(母头)26馈线连接线馈线连接线 WLAN常见射频馈线连
15、接线常见射频馈线连接线l双双N-J射频连接馈缆射频连接馈缆l这种连接馈缆选用低损耗的较粗硬质黑色电缆，馈线两头均为N型公头。l用于带N型母头的室内合路型AP或室外型AP与天线的连接。lN-J转转SMA-K射频连接馈缆射频连接馈缆l这种连接馈线两端分别为N型公头和SMA母头。l用于连接带SMA公头的室内型AP和带N型母头的天线。l绝缘胶带和防水胶带：绝缘胶带和防水胶带： 户外应用时，电缆、天馈防雷器、天线的接头处， 先用绝缘胶带缠裹，再用防水胶带缠裹，保证绝 缘和防水，使系统可以长期可靠的运行下去。27目录目录l天线及应用天线及应用l馈线及接头馈线及接头l常用器件常用器件l网线及接头网线及接头l
16、光纤及连接器光纤及连接器第 28 页28第 29 页lWLAN分布系统中常用到一些只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性的无源器分布系统中常用到一些只对微波信号进行线性变换而不改变频率特性的无源器件，用于对件，用于对WLAN及其他系统的信号进行组合、分配等处理，满足覆盖需求；及其他系统的信号进行组合、分配等处理，满足覆盖需求；l这些无源器件按照功能可划分为功率分配、微波滤波、微波谐振、连接匹配等类型；这些无源器件按照功能可划分为功率分配、微波滤波、微波谐振、连接匹配等类型；l本课件主要介绍本课件主要介绍WLAN系统中最常使用的合路器、功分器、耦合器、负载及避雷器系统中最常使用的合路器、功分器
17、、耦合器、负载及避雷器。器件器件分类分类29器件器件合路器（合路器（1）第 30 页l合路器的定义：合路器的定义：l合路器是将不同频段信号滤波后合成为一路信号输出、并将接收信号滤波分离的器件。l合路器的合路器的作用：作用：l合路器实现将不同频段信号馈入同一天馈系统中，提升了天馈使用效率，有效解决室内放装部署AP时信号分布不均的难题。l合路器的合路器的分类：分类：l按照输入系统的数量可以分为双系统、三系统、四系统合路器，一般情况下，一个系统对应一个输入端口。30器件器件合路器（合路器（2）第 31 页l合路器的应用：合路器的应用：l工程中需要将WLAN射频信号与其他系统如GSM、TD信号共同在室
18、内分布系统中传输，这时需要使用合路器将各系统的信号进行合并。l对于已有分布系统的网络，进行改造后可将WLAN设备与分布系统合路进行组网，可以有效降低建设成本、加快建设进度。 AP GSM TD-SCDMA宽宽频频合合路路器器室内分布系统室内分布系统31器件器件合路器（合路器（3）第 32 页l中国移动通信集团集采的中国移动通信集团集采的WLAN合路器主要有两种：合路器主要有两种：lGSM/WLAN合路器；lGSM&DCS/WLAN合路器；l两种合路器均为两路输入、一路输出，主要指标如下：两种合路器均为两路输入、一路输出，主要指标如下：性能指标 GSM/WLAN合路器GSM&DCS/WLAN合路
19、器频率范围通路1： 889954MHz通路1： 889954MHz、17101830MHz通路2： 24002483.5MHz通路2： 24002483.5MHz插入损耗插入损耗0.6dB插入损耗0.6dB驻波比驻波比1.3驻波比1.3带内波动带内波动0.5dB带内波动0.5dB三阶互调三阶互调-120dBc(+43dBm2)三阶互调-120dBc(+43dBm2)带外抑制通路1带外抑制80dB通路1带外抑制80dB通路2带外抑制80dB通路2带外抑制80dB32第 33 页器件器件功分器（功分器（1）功率分配器功率分配器三功分三功分二功分二功分四功分四功分l功分器的定义及作用：功分器的定义及
20、作用：l功分器即功率分配器，是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等能量的器件。l功分器的分类：功分器的分类：l功分器的各路输出功率一致，功分器安装输出端口数量可以分为：二功分、三功分、四功分等；二功分的信号衰减在3dB左右。33l功分器的应用功分器的应用l与分布系统合路：功分器广泛应用于分布系统内，用于将2G、3G、WLAN等所有信号在各个点位均匀分布；lAP独立布放（包括室内放装、室外型AP单独布放场景）：当希望用一个AP需要同时覆盖向两个或两个以上的方向时，可以采用功分器直接将AP输出的信号分成两路或多路。第 34 页器件器件功分器（功分器（2）与分布系统合路AP独立布放34第 3
21、5 页器件器件耦合器（耦合器（1）l耦合器的定义：耦合器的定义：l将一路射频信号功率按比例分成几路的器件。l作用：作用：l和功分器不同，耦合器可选用不同参数性能的控制每个端口的功率输出比例，使各个天线口的功率比较接近，使WLAN覆盖信号更为均匀、覆盖效果更理想。l分类：分类：l按照耦合端输出功率的不同，可以分为3dB、5dB、7dB、10dB、13dB、15dB、30dB、40dB等多种类型的耦合器。35第 36 页器件器件耦合器（耦合器（2）l耦合器的端口：耦合器的端口：l耦合器在无内负载时往往是一个四端口网络（如图）：输入端、直通端、耦合端、隔离端，三个输出端口的功率计算方法如下：l耦合端
22、输出功率输入功率 耦合度（耦合度一般为耦合器型号中的标称值）l直通端输出功率输入功率 插入损耗l隔离端输出功率输入功率隔离度耦合端输出功率定向度（隔离度、定向度的值一般非常高，所以隔离端的输出功率基本可以忽略）l应用：应用：l耦合器主要应用与分布系统内，AP独立布放时较少使用。端口1，输入端端口2, 直通端端口3，耦合端端口4，隔离端36l天馈避雷器天馈避雷器l天馈防雷器：室外应用时，天线感应的雷击能量，可以被串连在天线和设备间的天馈防雷器通过接地线泄放到地上，从而对AP设备起到保护作用。户外应用时，建议必配该器件，并保证可靠接地！l由于天馈通常是设备最高的部分，且馈线一般比较长，是设备最容易
23、感应雷击的部位，因此，在室外应用时需要在每个天线上串接天馈避雷器。第 37 页器件器件避雷器避雷器2.4G天馈避雷器2.4G、5G双频天馈避雷器使用避雷器防护使用避雷器防护AP馈线网线37天馈防雷器天馈防雷器双频天馈防雷器：双频天馈防雷器：1902A002配置配置编码编码对外型号对外型号描述描述配置说明配置说明天馈防雷器1902A002MHT6000-N-1天馈避雷器-10KA-20V-2.46.0GHz-100W-N-F/N-M802.11a/g天馈避雷器天馈防雷器连接示意图天馈防雷器连接示意图PE端接地Protect端连接APSurge端连接天线38网口防雷器使用说明网口防雷器使用说明使用
24、说明图编码：1902A001配置配置编码编码对外型号对外型号描述描述配置说明配置说明POE-MH网口防雷器1902A001POE-MH信号避雷器-2.5KA8/20us-300VLine-Earth-10/100M PoE用于交换机侧防雷39 器件器件匹配负载匹配负载第 40 页 反极性反极性SMASMA匹配负载匹配负载 N型头匹配负载型头匹配负载l匹配负载的定义：匹配负载的定义：l用来全部吸收射频功率的器件，使所有信号达到输出端，不会使信号反射回输入端。l作用：作用：l使用匹配负载的目的在于防止射频干扰对系统产生有害影响。l分类：分类：l常见的射频负载为可接室内AP的的SMA口匹配负责和接室
25、外AP或馈线连接器的N型接头负载。l应用：应用：l在室内分布系统中当某些器件端口没有使用连接输出或输入系统使时，需要相应端口连接匹配负载。40目录目录l天线及应用天线及应用l馈线及接头馈线及接头l常用器件常用器件l网线及接头网线及接头l光纤及连接器光纤及连接器第 41 页41l网线一般采用双绞线。l双绞线：双绞线：两根相互绝缘的导线依距离周期性扭绞组成的电信传输线；一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。l按抗干扰能力分：按抗干扰能力分：非屏蔽双绞线（UTP）屏蔽双绞线（STP）双绞线双绞线定义及分类定义及分类UTPUTP网线网线STPSTP网线网线42l按线序及传输速率：按线序及
26、传输速率：分为：一类线二类线三类线四类线五类线、超五类线；六类线、超六类线；七类线；目前WLAN系统中最常用的是五类线、超五类线和六类线。双绞线广泛应用于交换机与交换机、交换机与AP之间的连接。双绞线双绞线分类分类一类线二类线三类线四类线五类线超五类线六类线超六类线七类线电话网络令牌环10Mbps100Mbps1000Mbps10Gbps43双绞线双绞线WLAN常用双绞线常用双绞线l五类线五类线l五类线绕线密度较高，外套一种高质量的绝缘材料；l五类线是最常用的以太网电缆；主要用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。l超五类线超五类线l超五类线在线径、工艺上比五类线有所改进；l具有
27、衰减小，串扰少，时延误差小等特点；l超五类线性能相比五类线有较很大提高，主要用于千兆以太网。l六类线六类线l六类线在结构上增加了绝缘的十字骨架，电缆的直径相对于超五类线也更粗；改善了在串扰以及回波损耗方面的性能。l六类线传输性能远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1Gbps的应用。44第 45 页双绞线接头双绞线接头RJ45接头接头lRJ45 型网线插头又称水晶头，用作八芯双绞线与设备的物理接头。它广泛应用于以太网的连接。lEIA/TIA的布线标准中规定了两种双绞线的线序568B与568A：l568A的排线顺序从左到右依次为：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕。l568B的排线顺序从左到
28、右依次为：为橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。l在具体应用时，采用不同的线序，RJ45 型插头和网线可构成直通线和交叉线。线缆两头均为线缆两头均为568B568B直通线直通线RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45RJ45一头为一头为568A568A一头为一头为568B568B交叉线交叉线45目录目录l天线及应用天线及应用l馈线及接头馈线及接头l常用器件常用器件l网线及接头网线及接头l光纤及连接器光纤及连接器第 46 页46光纤光纤定义及应用定义及应用l光纤的定义：光纤的定义：l光导纤维，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导介质。l光纤的结构：光纤的结构：l光纤
29、中心是光传播的玻璃芯；l芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光波保持在芯内；l最外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套；l光纤的应用：光纤的应用：l光纤主要用于交换机之间的连接，个别情况下也用于AP与交换机之间的连接；l尤其是两者之间距离超过100米、或带宽需求大于五类线的带宽能力时多采用光纤解决。纤芯包层保护套47第 48 页单模（单模（Single-ModeSingle-Mode） 多模（多模（Multi-ModeMulti-Mode）光纤光纤分类（分类（1）l只能在指定波长下传送一种模式的光纤维l中间玻璃芯很细，一般为9或10m l色散小，适用于远程通信l一般光纤跳纤用黄色表示，
30、接头和保护套为蓝色l可同时传送多种模式的光纤维l中间玻璃芯很细，一般为50或62.5m l色散大；传输距离较近l一般光纤跳纤用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色l按光在光纤中的传输模式可分为单模光纤和多模光纤：48第 49 页光纤光纤光缆的定义及作用光缆的定义及作用l光缆的定义：l一种由单根光纤、多根光纤或光纤束加上外护套制成，满足光学特性、机械特性和环境性能指标要求的缆结构实体。l光缆的分类：l按缆芯结构光缆可分为层绞式光缆、中心管式光缆和骨架式光缆。l按使用环境可分为室内光缆、室外光缆、特种光缆。l按敷设方式可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水底光缆。49第 50 页
31、光纤连接器光纤连接器l光纤连接器的定义：光纤连接器的定义：l将两根光纤永久地或可分离开地联结在一起，并有保护部件的接续部分，也称为光纤接头。l可分为： LC、FC、SC、ST等类型，是不同企业开发形成的标准，使用效果类似，各有优缺点。50光纤收发器光纤收发器l光纤收发器的定义：光纤收发器的定义：l一种将电信号和光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，也称之为光电转换器。第 51 页独立式光纤收发器模块化光纤收发器l光纤收发器的分类：光纤收发器的分类：l按光纤性质分：l单模光纤收发器：传输距离20公里至120公里 l多模光纤收发器：传输距离2公里到5公里l按结构分：l桌面式（独立式）光纤收发器：独立式用户端设备 l机架式（模块化）光纤收发器：安装于插槽式机箱内，采用集中供电方式；或者插入交换机的光模块插槽内。51谢谢谢谢中国移动通信集团设计院有限公司2011-07
