罗森伯格综合布线基础知识.ppt

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1、布线系统基础知识,房 毅 市场技术支持经理,结构化布线概念,结构化布线系统介绍 综合布线系统是指按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物（或建筑群）内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。,综合布线基础知识,如同计算机网络的出现和发展一样，布线结构及其指导标准也是在不断的完善变化中应运而生的，并且会继续发展下去。结构化布线的出现是与用户的不断需求密切相关的,通用的三种布线标准 ISO/IEC 11801信息技术-通用客户综合布线标准 ANSI/TIA/EIA-568A商业建筑电信布线标准 EN

2、50173信息技术通用布线系统 同时，国内也有建设部和信息产业部的相关的标准和规范,综合布线基础知识,通常的结构化布线由三个布线子系统组成 建筑群主干网 / 建筑物主干网 / 水平布线,综合布线基础知识,ANSI / TIA / EIA-568A与 ISO / IEC 11801术语对照,ANSI / TIA / EIA-568-A ISO / IEC 11801 主交叉连接（MC） 建筑群配线架（CD） 中间交叉连接（IC） 建筑物配线架（BD） 水平交叉连接（HC） 楼层配线架（FD） 转接点（TP）或合并接点（CP） 转接点（TP） 电信插座/连接器 电信插座（TO）,常用网络简介,令牌

3、环网的逻辑拓朴为环形。在令牌环网上，传送信息之前要取得空闲的令牌。一旦取得了空闲的令牌，信息包就可以沿着环传送了。 令牌网一般以 4 和 16Mb/s 速率运行。 令牌环系统在 ISO / IEC8802-5和 IEEE802.5标准中都有所说明。 尽管令牌环网是以逻辑环结构运行的，但普遍使用的布线结构是物理星形结构。在星形结构中心有被称作为多路访问单元（MAU）的有源设备。同样，最大结点数和最大链路长度（即节点间距离）取决于使用的传输设备和传输媒体的性质。,常用网络简介,以太网采用物理总线和物理星形拓扑结构。普遍应用的以太网系统是10BASE-T，10BASE-T的含义是10Mb/s基带局域

4、网，它采用双绞线物理星形布线。由于交换技术的应用，现在的以太网已能够进行更快的数据传输，如100Mb/s和1000Mb/s。IEEE802.3和 ISO / IEC TR3 8802提供了一系列说明以太网的文献。 以太网的最大结点数以及铜缆和光缆的链路长度在IEEE802.3标准中有所规定。 以太网的最大结点数和最大链路长度（即两结点间的距离）是由所用的传输设备和传输媒体的性质所决定的。,常用网络简介,异步传输模式（Asynchronous Transfer ModeATM） 作为构造远程电信骨干网的协议，ATM正被更多的高性能企业网所采用。 ATM依靠 “信元”的固定长度的数据单元来传送数据

5、。ATM传送数据时，需要建立一个初始的呼叫来确定数据在传送和接收站之间的传送路径（有时指电路模式）。 ATM设备在广域网的应用可支持 2.048Mb/s传输速率，在局域网的应用可支持从155到 620 Mb/s的传输速率或更高。,常用网络简介,光纤分布数据接口（FDDI） 由ANSI和 ISO标准可知，FDDI是一个逻辑拓朴为环形的 100Mb/s定时令牌协议。FDDI一般具有自愈环以应付布线故障，一个环出现断路时，另一个环会继续工作。 罗森伯格结构化布线系统提供标准的光纤接口来连接 FDDI设备，也可以利用混合接口接插软线来完成。,带宽和传输速率,带 宽 (MHz) 设备或媒介按照一定传输性

6、能可以提供的传输频率范围 数 据 传 输 速 率 ( Mbps) 数据传输系统数据吞吐量的描述，即在单位时间内一个数据传输系统能传递的二进制位,带宽和传输速率的区别,带宽 (Hz),数据传输速率( Mbps),频率单位 描述电信号 和物理媒介有关 不依赖于应用(Application),数据的速率 系统吞吐量的描述 和带宽有关 依赖于应用(Application)的编码,C = 2f Log2N,f : bandwith C : data rate N : Multilevel signal coding,带宽与数据速率的举例,如何在 100MHz 下实现千兆位以太网 (1000Mbps) 的

7、数据传输 ？,不同网络应用的带宽,衰减 (Attenuation) 的概念,注意：衰减是频率的函数,Attn (dB) = -20 lg uB / uA,影响衰减因素,Attn.,线 缆 长 度 导 体 直 径 环 境 温 度 安 装 工 艺 电 磁 环 境,近端串绕的概念,ACR - 信噪比的概念,ACR = | NEXT - ATTN |,如何利用 ACR 评价结构化布线元件质量,高带宽传输需要考虑更多因素,FEXT 远 端 串 绕 ELFEXT 等 效 远 端 串 绕 Power Sum 综 合 串 绕 Propagation Delay 传 输 延 迟 Delay Skew 时 延 差

8、 Return Loss 回 波 损 耗,FEXT 和 ELFEXT: 串绕在远端的反应,ELFEXT = |FEXT - ATTN|,HDCS ELFEXT测试曲线,Power Sum综合串扰,近 端 Power Sum NEXT / Power Sum ACR 远 端 Power Sum FEXT / Power Sum ELFEXT,传输迟延和时延差,什么是EMC,EMC是电磁兼容性，是指电子设备或网络系统具有一定的抵抗电磁干扰的能力，同时不能产生过量的电磁辐射。也就是说，要求该设备或网络系统能够在比较恶劣的电磁环境中正常工作，同时有不能辐射过量的电磁波干扰周围其它设备及网络的正常工作。

9、,UTP & FTP,UTP电缆是理想的平衡传输系统，为什么还要用FTP电缆？ UTP电缆是通过芯线的双绞来达到EMC性能，这意味着EMI首先被UTP电缆所接收，随后才被抵消。但是，随着频率的提高，UTP的EMC性能将会下降。经过测量发现，将电缆双绞只能满足到30MHz的EMC性能，对于更高的电磁干扰双绞线将无能为力。而到目前为止，大多数的实际网络应用的工作频率都低于30MHz。 并且，理想的平衡传输系统是不存在的。UTP电缆的平衡特性并不只取决于部件本身的质量（如绞对），而会受到周围环境的影响。因为UTP周围的金属、隐蔽的“地”、施工中的牵拉、弯曲等等情况都会破坏其平衡特性，从而降低EMC性

10、能。,FTP电缆的屏蔽原理,不同于双绞的平衡抵消原理，FTP电缆是在四对双绞线的外面加多一层或两层铝箔，利用金属对电磁波的反射、吸收和趋肤效应原理（所谓趋肤效应是指电流在导体截面的分布随频率的升高而趋于导体表面分布，频率越高，趋肤深度越小，即频率越高，电磁波的穿透能力越弱），有效的防止外部电磁干扰进入电缆，同时也阻止内部信号辐射出去，干扰其它设备的工作。 实验表明，频率超过5MHz的电磁波只能透过38m厚的铝箔。如果让屏蔽层的厚度超过38m，例如耐克森的FTP电缆为两层25m厚的铝箔屏蔽，就使能够透过屏蔽层进入电缆内部的电磁干扰的频率主要在5MHz以下。而对于5MHz以下的低频干扰可应用双绞的

11、原理有效的抵消。,FTP & UTP的几个问题,FTP的衰减大于UTP？ FTP电缆的衰减指标完全符合ISO/IEC11801和EIA/TIA 568B等相关标准。 如果将UTP电缆穿入金属导管中，其特性阻抗将下降，导致衰减增大。而因为FTP电缆在制造过程中考虑到周围铝箔的影响，所以已经在制造工艺中加以补偿。 FTP的传输距离小于UTP？ 电缆的传输距离是由电缆的衰减和传播时延决定的，与是否屏蔽没有关系。 影响传输距离的关键因素是传播时延。,回波反射,Ri = 150 ,=,Uo,Ri = 150 ,Zo = 100,信号源 (发 送 方 ),数据线缆 (传 输 介 质 ),网 卡 (接 收

12、方 ),Ri - Zo r = = 0.2 = 20 % Ri + Zo,100 % 能 量,80 % 能 量,20 % 能 量,Return loss in dB (typ. CLASS E values) min. Return loss in dB per standard,回波损耗测试曲线,名称 速度 距离 介质 10Base-T 10Mbps 100米 铜线 100Base-TX 100Mbps 100米 铜线 100Base-FX 100Mbps 2000米 多模光纤 1000Base-LX 1000Mbps 5000米 单模光纤 1000Mbps 550米 多模光纤 1000Ba

13、se-SX 1000Mbps 550米 多模光纤（50m） 1000Mbps 275米 多模光纤（62.5m） 1000Base-CX1 1000Mbps 25米 铜线 1000Base-T 1000Mbps 100米 铜线,常用网络简介,综合布线系统是一个无源的网络 综合布线可以采用分布式、集中式的星型结构 综合布线必须与交换机、集线器、服务器、工作站等一起构成计算机网络 综合布线并非万能，它主要为智能大厦中高性能的通信自动化系统提供基础选择电缆系统要从实际出发，考虑未来需要和投资费用，确保安装质量,综合布线基础知识,建筑群子系统 管理子系统 设备间子系统 干线子系统 水平子系统 工作区子系

14、统,综合布线基础知识,综合布线的构成,综合布线基础知识,建筑群子系统,1、将园区内各建筑物连接起来,公众网,综合布线基础知识,管理子系统,2、连接设备子系统与主干或建筑群子系统，完成管理和分配等职能,综合布线基础知识,设备间子系统,3、包括系统交叉连接、公用设备、设备安装线槽等，连接至主干子系统。,综合布线基础知识,主干子系统,4、从设备间连接至个楼层配线间。,综合布线基础知识,水平子系统,5、楼层配线间连接至个工作区,综合布线基础知识,工作区子系统,6、通过信息输出口连接至终端设备。,铜缆布线的性能等级,Classes E (250 MHz)信道性能 以及未来CLASS F (600 MHz

15、),综合布线基础知识,布线系统各部分长度规范,CD：主配线架 BD：建筑物配线架 FD：楼层配线架 TO：工作区输出端口,综合布线基础知识,水平布线系统长度规范,90米,水平线缆,工作区跳线,10米,工作区跳线,工作区跳线,FD：楼层配线架 TO：工作区输出端口,综合布线基础知识,水平布线系统长度规范的探讨,水平布线系统 100米长度规范是 IEEE 802.3中的 CSMA / CD描述要求 产生这个项目要求的主要原因是因为线缆中的衰减造成的 罗森伯格的 CAT.5E可以达到 120米的传输距离 如果出现独立端点超过系统长度规范要求？ 建议： *采用罗森伯格的优秀电缆 *采用罗森伯格的光纤产

16、品 *采用同轴电缆或其他的有源设备,综合布线基础知识,布线系统级别与布线产品类别,Cat.1,Cat.2,Cat.3,Cat.4,Cat.5,Cat.5e / Cat.5,Cat.6,产品类别,A,B,C,无应用,D,D+,E,网络级别,语音：PBX,语音：ISDN,10BASE-T以太网，1000BASE-T4快速以太网， 100BASE-T2，令牌环 4Mbit/s，ATM-XX,无应用,100BASE-TX快速以太网， 高速令牌环 100Mbit/s，ATM-155,千兆以太网 1000BASE-T,千兆以太网 1000BASE-TX,应用,综合布线基础知识,EN50173规范中的定义,

17、永久链路 CP链路 通道,EQP,FD,C,C,水平布线模型,TE,通道,链路（1995年版本定义）,永久链路,TO,综合布线基础知识,光纤知识,综合布线基础知识,光纤是光导纤维的简称。光通信系统中常常将 Optical Fiber（光纤）又简化为Fiber，例如：光纤放大器（Fiber Amplifier）或光纤干线（Fiber Backbone）等等。 光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。大部分光纤都具有如下特性，诸如：损耗小；有一定带宽且色散小；接线容易；可靠性高；制造比较简单； 价廉等。,综合布线基础知识,单模光纤类型 G.652 ，G.653， G.654，G

18、.655 几何尺寸: 8-10/125m 传输损耗 典型损耗值0.4dB(1310nm) 0.3dB(1550nm),多模光纤 几何尺寸: 50/125m 62.5/125m 100/140m 传输损耗: 典型损耗值3.0dB(850nm) 1.0dB(1300nm),综合布线基础知识,光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，举例如下: （1）工作波长：紫外光纤、红外光纤（850nm、1310nm、1550nm）。 （2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型。 （3）传输模式：单模光纤、多模光纤。 （4）原材料：石英玻璃、塑料、复合材料等

19、。 （5）制造方法：汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等。,综合布线基础知识,综合布线基础知识,光纤连接器的目的： 把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。在一定程度上，光纤连接器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。 光纤活动连接器应用领域： 应用包括通信、局域网（LAN）、光纤传感、光纤到户（FTTH）、高质量视频传输、测试仪器仪表、CATV等。,综合布线基础知识,综合布线基础知识,常用光纤活动连接器的种类 FC/PC，SC/PC，SC/APC，ST/PC，LC，MU，E-2000，MT/RJ，MTP，SC-DC，ESCON,综合布

20、线基础知识,工作站数 欧洲建议的设备间 ANSI/TIA/EIA-569-A设备间 m2（ft2） m2（ft2） 100以下 10（107） 14（150） 101-400 20（215） 37（398） 401-800 40（430） 74（796） 801-1,200 70（753） 111（1194）,特点：高密度连接,光纤芯数: 12（也可以选择 4或者8芯） 光纤类型: 9/125m, 50/125 m, 62.5/125m 插入损耗（MM）: 典型值：0.20dB 最大值：0.60dB 插入损耗（SM）,8研磨: 典型值：0.25dB 最大值：0.80dB,MTP光纤连接器,MT

21、 插针结构,尾套,导向针插入孔,带状光缆,所有尺寸均为毫米（ mm ）,MTP光纤连接器,插针材料：复合材料 生产: 模具浇注,12芯光纤孔,光纤通信的优势 -传输容量大 -传输距离长 -传输保密性好 .,光纤应用的趋势,* 可靠的大数据量的传输要求网络具备较高的带宽 * 光纤是高性能光网络的基础构成 * 数据流量可以达到40G/秒(单波长） * 原因是什么？ - 多媒体应用和互联网的巨大需求 - 移动通信网络的不断延伸 * 预测远期带宽的增长需求为 60%/年,光纤应用的趋势,地铁 / 接入网： 大型城市及周围城市群落的发展推动了光纤的发展。 相对于普通的标准单模光纤而言，传输距离可以比以前

22、提高三倍以上。 远期不断升级的网络： 对于远期需要升级的网络来说，使用光纤的优点在于可以随传输容量的增加而扩大网络的容量。,光纤应用的趋势,光纤应用的趋势,过去 -光纤的应用仅限于干线网络和大型城域网 现在 -光纤已经在各领域广泛应用，并且在不断的深入，逐渐走向大楼，小区，甚至桌面。 将来 -光纤的应用不仅限于通信，现在使用铜缆或铜线的领域，都会被光纤替代，包括传感，监控，测量等高端领域,光纤应用的趋势,应关注的问题 系列产品超越国际标准 EN50173和 EIA/TIA568A的要求。 光纤布线系统的2个主要性能参数：衰减和带宽。 光纤和铜线的基本性能差异在于：由于光纤比铜线具有更大的带 宽

23、和更小的衰减，所以光纤的传输距离更远，传输速率更高。 比如：铜缆的拉伸强度、弯曲半径、铜缆的重量和端接。,未来通信的传输的两大方式 -光纤通信 -无线通信,光纤应用的趋势,光纤传输系统组成原理图,光纤传输基本都是由光源（光发）、传输介质、光检测器（光收）三部分组成的。 光源是完成电信号转变成为光信号。 传输介质指光纤，完成信号传送。 光检测器完成光信号转变为电信号。,光检 测器,光源,光纤,信源,信宿,光纤通信主要产品分类,光纤光缆 有源器件 无源器件 测试仪表 系统设备,光通信产品简介（光纤）,目前国内可以生产任何类型的光纤 应用超过100万km，每年光纤用量400万km。 在核心网中新建线

24、路已开始采用G.655光纤，在接入网中已开始应用光纤带光缆。,光通信产品简介（器件）,光器件方面常规的光连接器、光隔离器、光准直器、光衰减器（固定衰减器和可变衰减器）、滤光器和光耦合器等已在批量生产。光纤光栅的制作，以及利用光纤光栅做成各种光器件是目前的热点之一。,光通信产品简介（系统设备）,DWDM的研制进展很快，322.5Gb/s系统正准备建立试验工程。810Gb/s、 1610Gb/s系统完成了传输实验。 此外，光时分复用410Gb/s 或810Gb/s的研究。 对光纤CDMA、光ATM交换系统、光孤子传输等的研究也有很大进展。,系统设备（接入网）,目标：尽量使光纤接近用户、综合业务接入、宽带接入、降低成本等方面。 接入网中已较大量采用了光纤接入的方式，以实现FTTC、FTTB，为最终实现FTTH打下基础。目前正在开发综合宽带光接入系统如ATM-PON等，为进一步实现FTTH打下基础。,