网络通信基础设施教学课件PPT.ppt

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1、Lecture4 网络通信基础设施,网络通信基础设施是由各种传输介质组成的通信链路系统，即综合布线的系统。 4.1 综合布线系统概述 4.2 综合布线系统常用的传输介质 4.3 综合布线系统的常用配件,4.1 综合布线系统概述,4.1.1 综合布线系统的定义 4.1.2 综合布线系统的产生和发展 4.1.3 综合布线系统的标准 4.1.4 综合布线系统的组成,智能小区示例,4.1.1 综合布线系统的定义,综合布线系统(GCS，Generic Cabling System)是指在一幢建筑物或建筑群中通过电缆、光纤、各种软电缆线及相关连接硬件构成的信息传输介质系统，它将各种传输介质和接续设备按一定

2、次序组成一个有机整体，支持诸如话音、数据和图像及监控信息的传输等应用。 综合布线的称呼有：结构化综合布线系统(SCS，Structured Cabling System)、建筑物与建筑群综合布线系统(PDS，Premises Distribution System)、智能大楼布线系统(IBS，Intelligent Building System)、工业布线系统.(IDS，Industrial Distributing System)，等等。 GCS和SCS是综合布线的不同叫法，是一种与专业布线系统相区别的广义表达，两者实质是相同的。 PDS、IBS和IDS则是三个综合布线典型系列产品，它们的

3、原理和设计方法基本相同，PDS以商务环境和办公自动化环境为主，IBS以大楼环境控制和管理为主，而IDS以传输各种特殊信息和适应快速变化的工业通信为主。 综合布线系统多是指建筑物与建筑群综合布线系统，简称PDS。,4.1.2 综合布线系统的产生和发展,综合布线系统以双绞线和光缆为传输介质，采用分层星型结构，它既使语音、数据、图像通信设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连，也使这些设备与外部通信网络相连接。还具有布线标准化、接线灵活性、设备兼容性、模块化信息插座、能与其他拓扑结构连接及扩充设备，安全可靠性高等优点。 PDS消除了原有的专用布线系统的各种缺陷: (1)系统造价高； (2)系统维护困

4、难； (3)系统可扩充性差； (4)系统灵活性差。,4.1.2 综合布线系统的产生和发展1,20世纪80年代美国率先推出综合布线系统，取代传统的专业布线系统，得到了广泛重视和迅速推广，现已成为各类智能化建筑的重要组成部分和重要的基础设施，同时也成为网络系统集成工程水平的重要标志。 PDS的主要具有以下优点（三网合一）： (1)兼容性好； (2)灵活性高； (3)开放性好； (4)维护性好； (5)先进性高； (6)可靠性好。,4.1.3 综合布线系统的标准,目前综合布线系统的标准一般是CECS92.97和美国电子工业协会、美国电信工业协会的EIA/TIA为综合布线系统制定的一系列标准。这些标准

5、主要有下列几种： 1)EIA/TIA 568A/B 民用建筑线缆标准。 2)EIA/TIA 569 民用建筑通信通道和空间标准。 3)EIA/TIA xxx 民用建筑中有关通信接地标准。 4)EIA/TIA -606 民用建筑通信管理标准。,美国标准和中国标准,美国标准主要是指ANSI/EIA/TIA 568A和ANSI/EIA/TIA 568B标准。它将综合布线系统划分为六个子系统。 我国已于1995年3月由中国工程建设标准化协会批准了建筑与建筑群综合布线系统设计规范，标志着综合布线系统在我国开始走向正规化、标准化。 中国工程建设标准化协会颁布的标准主要有两个，都是在美国标准基础上结合我国特

6、点编制的，它和美国标准一样将综合布线系统划分为六个子系统： (1)CECS 72.97：建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范； (2)CECS 89.97：建筑与建筑群综合布线工程施工及验收规范。,与机房建设有关的标准,国家标准电子计算机机房设计规范（GB50174-93） 国家标准计算站场地技术要求（GB2887-89） 国家标准计算站场地安全技术（GB9361-88） 国家标准计算机机房用活动地板的技术要求（GB6650-86） 国家标准电子计算机机房施工及验收规范（SJ/T30003）,4.1.4 综合布线系统的组成,综合布线系统由传输介质、线路管理硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适

7、配器)、传输电子线路、电气保护设备等硬件部件组成。这些部件被用来构建各种子系统。 ANSI/EIA/TIA 568A标准将综合布线系统划分为六个独立的子系统，它们是：建筑群子系统、垂直主干线子系统、水平干线子系统、管理子系统、设备间子系统和工作区子系统。 每一个子系统均可视为各自独立的单元组，一旦需要更改其中任一子系统时，不会影响到其他的子系统。,4.1.4 综合布线系统的组成1,4.1.4 综合布线系统的组成2,4.1.4.1 建筑群子系统 4.1.4.2 垂直主干线子系统 4.1.4.3 水平干线子系统 4.1.4.4 设备间子系统 4.1.4.5 管理子系统 4.1.4.6 工作区子系统

8、 4.1.4.7 各子系统应注意的问题,4.1.4.1 建筑群子系统,建筑群子系统(户外系统)是建筑物之间相互连接所采用的通信电缆、光纤、微波等，以及相连接的所有设备(包括保护装置)所组成的通信线路。 在由多幢建筑物构成建筑群时，经常选择地理位置处于中心地带的建筑物为建筑群主配线架所在。通过建筑群主配线架直接与其他各建筑物的主配线架相连。 建筑群子系统通信线路通常采用单模光纤线缆或多模光纤线缆，或采用大对数铜线对称电缆。铺设方式一般采用地下管道或沟渠内铺设。,4.1.4.2 垂直主干线子系统,垂直主干线子系统又称主干线子系统或垂直竖井系统，是布线系统的垂直走线部分。它将整幢楼主配线架与各楼层配

9、线架相连，是一幢多层建筑各楼层之间垂直铺设的骨干馈线电缆或光纤。 垂直子系统一般采用光纤或大对数双绞线电缆，并通常铺设在弱电竖井内或专用上升管路内。对于低层或单层建筑，若建筑平面面积不大时，可以通过主配线架直接连接至工作区；若平面面积很大，则可以将平面面积分成几个区域，各区域通过“垂直”子系统进行连接。 为了提供与外部网络的通信能力，主干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口(由电话局提供的网络设施的一部分)连接起来。网络接口通常放在设备间或设备间相邻的房间，网络接口为这些设施和建筑物综合布线系统之间划定界限。,4.1.4.3 水平干线子系统,水平干线子系统又叫平面楼层系统，它将垂直主干线子系统

10、线路从管理子系统的配线架上连接到用户工作区的信息插座上(语音及数据的输出点)，是布线系统水平走线部分和同一楼层内铺设的线缆。 水平子系统应根据同一层各工作区要求设置通信引出端位置和数量，并根据需要，可以增加一个转接点。水平干线子系统布线方式一般有三种，即：直接埋管线槽方式、先走线槽再分管方式和地面线槽方式。线槽注意选择金属管或阻燃强度高的管材。 常用的产品有水平电缆(可根据需要选择双绞线或光纤)、RJ-45模块化插座等产品。,典型水平系统布线,4.1.4.4 设备间子系统,设备间子系统又叫机房子系统，是在每一幢大楼的适当地点放置进出线设备、网络互联设备的场所。设备间子系统是由主配线架和各种公共

11、设备组成。它的功能是将各种公共设备(包括计算机主机、数字程控交换机、各种控制系统等)与主配线架连接起来，同时也是网络管理和值班人员的工作场所。 通过设备间子系统可以完成各楼层配线子系统之间通信线路的调配、连接和测试，可以与本建筑物外的公用通信网连接。 为便于布线，节省投资，设备间位置一般选择在每一幢大楼的中间，距离各楼层均比较近，易于搬运，同时设备间要远离干扰源，内外环境要求相对较高。设备间的位置、设备的选型及环境条件，直接影响系统的性能和稳定性。 对于电话、电脑系统应用，设备间子系统内一般包括如下常用的设备器件：连接设备主机系统的配线架(光缆配线架、数据用铜缆配线架、语音用铜配线架)、适配器

12、、连线等。,4.1.4.5 管理子系统,管理子系统设置在楼层配线间内，连接垂直子系统和各水平子系统，由各楼层配线架及相关交联、互联、跳线和插头，以及各种颜色的标签等装置组成。 它通过使用颜色编码，实现配线管理，可以灵活地改建和调整线路、使得追踪等变得很容易，极大地方便了系统布线调试和线路重新调整，它是综合布线灵活性的关键所在。 它的体积小，比传统的配线箱节省50的空间。,莆田学院现代教育技术中心 2005年5月,信息点分布图示例,D-数据 T-电话,4.1.4.6 工作区子系统,工作区子系统(用户端子)由终端设备连接到信息插座的连线组成。它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线，不包括终端设

13、备。并在终端设备和输入/输出(I/O)插座之间搭线。 信息插座可以安放在墙壁上、地面上或桌面上，一般要求采用标准的RJ-45/RJ-11插头/插座，它分单孔、双孔、多孔等多种类型。一个工作区面积大小一般为810m2，可根据实际工作区大小确定信息点数(信息点即信息插座)。工作区子系统一般都是非永久固定系统，用户经常根据需要进行移动或改变。,4.1.4.7 各子系统应注意的问题,尽管规定了六个子系统，但并不是一定同时都需要，应根据具体情况而定。例如，当给单幢楼宇布线时，就不需要建筑群子系统；当给平房式别墅小区布线时，就不需要垂直子系统。总之具体情况需要具体分析。 建筑群子系统布线方式应根据光纤和电

14、缆的规格、数量、铺设环境及线路的重要程度等具体条件考虑，并结合技术可行性和经济合理性综合分析确定。常用的铺设方式有地下管道、沟渠和直埋等，不同的光纤结构和不同的电缆结构对应采用不同的铺设方式。在地下铺设困难时，也可以采用架空铺设的方式。 建筑群子系统布线铺设时一般采用防水型电缆或光纤，同时建筑物线缆入口处应采取防潮措施。此外还应采取套管等形式，避免发生线缆机械损伤。 建筑群子系统应注意安装防止浪涌电压进入的电气保护装置，确保综合布线系统电气安全。,4.1.4.7 各子系统应注意的问题,接头是指相同类型的电缆或光纤的连接。转接点是指不同类型或规格的电缆或光纤的连接地点。 无论是垂直子系统还是建筑

15、物主干子系统，由于它们是整幢建筑物的主干馈线线路，是建筑物中缆线对数最多、外径最大的通信线路，对整个系统的可靠性和稳定性极为重要。为便于安装和维护，减少线路故障率，其电缆、光纤应直接从建筑物配线架连接到楼层配线架，中间不得有接头或转接点。这两个布线系统应采用相同类型和规格的电缆或光纤，避免使用接头或转接点。 建筑群子系统和建筑群主干布线子系统同样不允许有接头或转接点。,4.1.4.7 各子系统应注意的问题,水平布线子系统中水平电缆或光纤一般在整个铺设范围内不应有接头或转接点。如有特殊需要(地形限制、距离较长等)允许有一个转接点，同时要求水平电缆或光纤芯数在转接头处实现1:1连接，不应经过转接点

16、改变电缆或光纤芯数。 水平线缆在转接点处不宜为非永久性连接，也不宜作为配线连接。 当房间面积很大，包含多个工作区时，允许在适当区域设置转接点。在转接点处的线对数不宜过多，一般最多为12个工作区配线。 工作区子系统或工作区布线一般采用非永久性铺设方式，但应注意布线相对稳定，采取铺设有序、布局合理，具有适当保护的固定方式。,4.2 综合布线系统常用的传输介质,4.2.1 双绞线介质 4.2.2 同轴电缆 4.2.3 光纤,4.2.1 双绞线介质,双绞线(TP，Twisted Pair)是一种综合布线工程中最常用的传输介质，由两根具有绝缘保护层的22号或24号或26号铜导线按一定密度互相绞在一起而成

17、。 双绞线中的电导体是实心铜导体，采用美国线缆规格尺寸AWG(American Wire Gauge)标准，见下表；其数值愈大，表示双绞线的直径愈细。,4.2.1 双绞线介质,4.2.1.1 双绞线的分类 4.2.1.2 非屏蔽双绞线 4.2.1.3 屏蔽双绞线 4.2.1.4 双绞线的性能指标,4.2.1.1 双绞线的分类,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP，Unshielded Twisted Pair，也称无屏蔽双绞线)和屏蔽双绞线(STP，Shielded Twisted Pair)两大类，屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔屏蔽层或铜网屏蔽层包裹着，它的价格相对要高一些。 在这两大类中又分100

18、电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆。其中非屏蔽双绞线分为3类、4类、5类、超5类、6类和7类；而屏蔽双绞线又分为3类和5类两种。 通常我们使用的双绞线有5类4对24 AWG l00非屏蔽双绞线(说明：24表示线芯是24号的，AWG表示美国线缆规格标准)、5类4对24 AWG l00屏蔽双绞线、5类4对26 AWG l00屏蔽软线和5类4对24 AWG l00非屏蔽软线。,4.2.1.1 双绞线的分类,4.2.1.2 非屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线UTP(Unshielded Twisted-Pair)由多对双绞线和一个塑料外套构成。UTP价格便宜，又易于网络的布线连接，应用极为广泛。电子工

19、业协会EIA将UTP划分为五类，以支持各种传输速率。 在结构化布线中，局域网主要采用5类和超5类的UTP，常用4对8芯的UTP双绞线；而用于网络主干线的UTP可有较多的双绞线对数(如：25对、50对、100对等)。,4.2.1.2 非屏蔽双绞线,1. 非屏蔽双绞线的颜色 一根非屏蔽双绞线中共有8芯线，这8芯线被分为4对，每对线两两对绞。,第一对(白蓝/蓝) 第二对(白橙/橙) 第三对(白绿/绿) 第四对(白棕/棕),4.2.1.2 非屏蔽双绞线,2. 5类非屏蔽双绞线的特点 5类非屏蔽双绞线外套是一种高质量的绝缘材料，增加了绕线密度，传输特性较好。其优点为： (1)无屏蔽外套，直径小，布线占用

20、的空间少； (2)质量小、易弯曲、易安装； (3)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。 5类非屏蔽双绞线的最大弱点是抗干扰差，尤其在外界有强电磁干扰情况下可能会造成传输信号的误码率DER(Data Error Rate)上升。另外因UTP没有电磁屏蔽层，双绞线向外辐射的微弱信号可被灵敏的设备接收，不用刺破线缆也会造成窃听。,4.2.1.2 非屏蔽双绞线,3. 超5类非屏蔽双绞线 超5类非屏蔽双绞线布线系统是在对现有的五类UTP双绞线的部分性能加以改善后出现的系统，不少性能参数超过了TIA/EIA-568的5类线要求，如近端串扰、串扰总

21、和、衰减和信噪比四个主要指标都有较大的改进：其衰减更小，串扰更少，同时具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和结构回波损耗(SRL)、更小的时延误差。 超5类线能够满足大多数应用的要求。被认为是为网络应用提供的最合适解决方案。,4.2.1.2 非屏蔽双绞线,4. 6类非屏蔽双绞线 它是一个新级别的电缆系统，除了各项参数都有较大提高之外，其带宽将扩展至200MHz或更高。 不论是超5类还是6类电缆系统，其连接方式仍和现在广泛使用的RJ-45接插模块相兼容。,4.2.1.3 屏蔽双绞线,因为双绞线传输信息时要向周围辐射，很容易被窃听，所以要花费额外的代价加以屏蔽，以减小辐射(但不能完全消除)，这就是

22、我们常说的屏蔽双绞线电缆。起屏蔽作用的是附着在导体周围的金属层，主要功能是屏蔽导体电磁干抗(EMI)。屏蔽双绞线STP(Shielded Twisted-Pair)与UTP的主要区别在于双绞线与塑料外套之间有一屏蔽层。这一屏蔽层通常用铝金属和聚酯纤维做成，在布线中是接地的。,4.2.1.4 双绞线的性能指标,1. 衰减(Attenuation) 衰减是指信号在一定长度的线缆中的损耗，即信号通过一段线缆后其幅度(电压值)减小的程度。信号衰减其实就是信号能量的减少，衰减值愈大表示传输效率愈不好。衰减与线缆的长度和信号的频率有关，线缆越长，信号频率越高，信号衰减越大。衰减随频率而变化，所以应测量在应

23、用范围内的全部频率上的衰减。衰减用“dB”作单位，表示源传送端信号到接收端信号强度的比率。,4.2.1.4 双绞线的性能指标,2. 近端串扰(NEXT) 近端串扰是评估性能的最重要的标准。高速网络一般会同时发送和接收数据，即全双工。近端串扰(NEXT)就是当两条非常接近的导线都在传输信号时所产生的电磁干扰信号，即一对线到另一对线的信号耦合。 较强的发送数据信号会干扰较弱的接收数据信号，所以，近端串扰就是由于双绞线中相邻的发送对与接收对信号强弱不同所引起的。,Power Sum Near End Crosstalk,4.2.1.4 双绞线的性能指标,NEXT的计算公式：NEXT=10*log(P

24、i/Pc)，单位：dB。 其中：Pi = 干扰端(即发送端)的信号强度 Pc = 被干扰端(即接收端)的信号强度 从计算公式中可以看出：近端串扰表示传送信号与串扰信号之间的比值。如果被干扰的串扰端信号愈强，即Pc值愈大，NEXT值就会愈小，表示此时串扰大，传输效率愈不好；反之，如果串扰端信号愈弱，即Pc值愈小，则NEXT值就会愈大，表示此时串扰小，传输效率较好。也就是说NEXT的值愈大，表示传输效率愈好。所以，在同一情况下，5类双绞线的NEXT值一定大于4类双绞线的NEXT值，4类双绞线的NEXT值一定大于3类双绞线的NEXT值。,4.2.1.4 双绞线的性能指标,为了减少噪音和串扰，双绞线的

25、制造商采用的是将线缆对绞的方法。因为当线对中的一条线中有电流流动时，就会产生一个电磁场，这种电磁场会干扰相邻的另一条传输线，而采用两两对绞的方法可以抵消这种电磁场的干扰，而且对绞的两条线中，扭绞得愈为紧密，抵消电磁场的效果也愈好，传输效率也就愈高。 两条线对绞的次数愈多，噪音或串扰发生的机会就愈少，因此可以从双绞线在每英寸长度上对绞次数的多少来判断双绞线质量的好坏。 扭绞长度在38.1mm140mm内，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞长度相差至少应在12.7mm以上。仔细观察双绞线，可能会发现电缆内不同线对具有不同的扭绞长度，这是因为制造厂商已经遵循EIA/TIA 568B标准，对主要用于发送

26、和接收数据的第二对和第三对线增加了对绞次数，以得到更好的抗干扰能力。,4.2.1.4 双绞线的性能指标,3. 结构回波损耗(Structural Return Loss) 结构回波损耗是衡量线缆阻抗一致性的标准，阻抗的变化引起反射。一部分信号的能量被反射到发送端，形成噪声。 SRL是测量能量变化的标准，由于线缆结构变化而导致阻抗变化，使得信号的能量发生变化。反射的能量越少，意味着传输信号越完整，在线缆上的噪声越小。 比起普通5类双绞线，超5类系统在100MHz的频率下运行时，为用户提供8dB近端串扰的裕量，用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4，使系统具有更强的独立性和可靠性。,4.2

27、.2 同轴电缆,同轴电缆(Coaxial Cable简称Coax)是由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成，中间用绝缘材料隔开，即是由环绕同一轴线的内外两导体和绝缘层构成，如图所示。典型的Coax内导体即中心导体是相对硬质的铜线或多股导线；外层导体是一种金属丝网(有时是导电的铝箔)，被用来屏蔽EMI；两者之间用绝缘材料填充；最外层由较坚硬的塑料外套包住。为了保持同轴电缆的正确电气特性，电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终结器来削弱信号反射作用。,4.2.3 光纤,光纤即光导纤维的简称，由导光性极好的玻璃纤维或塑料制成，光纤电缆(Fiber Optic Cable)是指带有包层与护套的

28、光缆，为了说明方便，这里光纤就指光缆。 由玻璃纤维或塑料制成光纤的芯，外面是涂覆层，也叫包层，它由多层反射玻璃构成，玻璃层设计成可以将光折射到中芯上；最外层是塑料保护套，在护套和包层之间还有空隙，当这个空隙被细线填充后就使光纤成为紧型结构，当这个空隙被液体胶或用环状物隔离后填充油料，则成为松型结构。无论是紧型还是松型，外壳护套都为光纤提供必要的强度，防止光纤受外界温湿度及拉伸、弯曲等影响。,4.2.3.1 光纤类型,光是一种波动，光波就像电磁波一样。但由于光波频率很高，看上去就像光线，所以叫光线也不错。 根据光线在光纤的芯和包层之间的传播方式，把光纤分为两类： (1)单模光纤(Single M

29、ode Fiber)：芯径小于10m，光线沿轴向直线式传播，没有折射，频率单一，即是一种颜色的光。单模光纤具有较高的通信容量，但生产与使用都比多模光纤昂贵。 (2)多模光纤(Multiple mode Fiber)：芯径在50m以上，光线沿轴间传播有些像波浪式的多种频率的光波，也即是多种颜色的光线。,4.2.3.1 光纤类型,4.2.3.1 光纤类型,光缆的类型由光纤的模(单模、多模)、材料(玻璃或塑料)及芯径和外层的尺寸决定，特别是芯的尺寸及纯度决定了传输光信号的品质。常用光缆的类型见下表。,4.2.3.2 光纤特性,1. 物理特性 光纤是一种细小(微米级)、柔软并能传导光射线的介质，高纯度

30、石英玻璃纤维的损耗最低，但由于工业生产难度大，通常使用的是有一定损耗的多股玻璃纤维，它们既经济又能提供良好的性能；塑料纤维价格便宜，它的中等偏高的损耗在用于短程连接中也是可以接受的。 玻璃纤维和塑料纤维都具有较高的折射率，所以都用折射率稍低的材料做成包层，包层将纤维隔离起来，能防止与邻近的纤芯相互干扰，光缆由一束纤维组成，每条光缆可有数目不等的一束光纤或一排光纤。 2. 传输特性 光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。内部的全反射可以在任何折射率高于包层介质折射率的透明介质中进行。,4.2.3.2 光纤特性,对于发送单元：单模光纤使用注入型激光二极管ILD作为注入光源；多模光纤使用发

31、光二极管LED作为注入光源。LED通过电流就会发光，ILD依靠激励量子电子效应来产生一个窄带宽的超辐射光束的激光原理进行工作。 在接收单元的光电变换使用APD和PIN两种光电计数的检波器，PIN是在二极管的P层和N层之间加一小段纯硅。APD和PIN类似，但使用了较强的电磁场，PIN便宜，APD稍贵但灵敏度高。,4.2.3.2 光纤特性,3. 光纤带宽 光纤的带宽被定义为信息量，也叫容量，即由发送单元输出的光脉冲序列，这个序列经光纤传输，能被接收端区分并读取它们。目前技术下光纤带宽为100Mbit/s2Gbit/s。 光纤的带宽是依赖于传输距离的，传输距离的限制是由于光脉冲信号在纤芯中传播的“色

32、散”现象会使光波波形产生畸变。所以在上述带宽下无中继传输距离为225km。 4. 抗干扰与衰减特性 光纤中传输的是光信号。不受电磁信号的干扰(光波虽是一种电磁波，但它的频率在纳米波段和通常的电磁干扰波段相距甚远)，也不会干扰其他的通信系统。光纤传输具有极高的保密性，从光纤中窃取数据极为困难。光纤不导电，因而不怕闪电与雷击。所以在高电压，大电流、电磁环境恶劣的条件下，光纤是首选的传输介质。 光纤的衰减非常小，损耗极低。衰减与光纤结构、光信号波长、传输距离等有关，但一般无中继距离都在几公里以上，不像双绞线和同轴电缆以百米来度量；因此光纤非常适合做校园网和城域网的主干线。在使用少量中继站的情况，光纤

33、可充当远距离传输主干。,4.3 综合布线系统的常用配件,4.3.1 配线架 4.3.2 双绞线连接用的插头和插座 4.3.3 光纤连接方式和光纤接头,4.3.1 配线架,配线架也可以叫做跳线架，是管理子系统中最重要的组件，主要用于实现某个布线子系统线缆管理或两个子系统的交叉连接，系统管理人员利用配线架可以很方便的对网络进行管理维护。 配线架通常可分为主干配线架(MDF，Main Distribution Frame，即一端来自外部线路，另一端接建筑楼宇内部网络，也可以是数据通信设备和语音通信设备的中心)、分支配线架(IDF，Intermediate Distribution Frame，通常用

34、于建筑楼宇内部，比如垂直干线子系统或水平子系统)、建筑群配线架(CD)、建筑配线架(BD)和楼层配线架(FD)。 每个楼层的线缆在楼层配线架(FD)处集中；各楼层配线架(FD)的线缆在建筑配线架处集中；建筑配线架的线缆最后将汇集到建筑群配线架处。在每一个网络中，不一定上述几种配线架都需要，应根据网络规模来确定，一般规模较小的网络可以不需要CD或BD。 配线架通常放置于管理间、配线间或是设备间内，网络管理员只需要在这几处进行跳线操作就可以对整个网络进行管理。在综合布线系统的网络中，整个管理的核心是配线架，只需要通过管理区接不同的跳线或跳接不同的端口来实现全部管理过程。,4.3.1.1 双绞线配线

35、架,双绞线配线架的作用是在管理子系统中将双绞线进行交叉连接，用在主配线间和各分配线间。 一般情况下，配线架集中安放在交换机、路由器等设备的上方或下方，而不应与之交叉放置，否则线缆可能会变得十分混乱。 下图所示为常用双绞线配线架的一种，其正面是跳线插口，背面则是配线板，下方一般安置线缆管理器。,美国西蒙公司(SIMON)HD6 配线架,4.3.1.1 双绞线配线架,图： AMP 100对110XC跳线架,4.3.1.1 双绞线配线架,4.3.1.2 光纤配线架,光纤配线架的作用是在管理子系统中将光缆进行连接，通常用在主配线间和各分配线间。多芯光缆一般从光纤配线架的后部接入，其中的每条光纤通过熔接

36、或压接连接到光纤尾纤，并接入对应的光纤耦合器；耦合器的前部可以插接光纤跳线，用以进行光纤跳接或者接入网络设备或服务器等。,4.3.2 双绞线连接用的插头和插座,4.3.2.1 双绞线连接用的插头 4.3.2.2 双绞线连接用的插座 4.3.2.3 网络连接线,4.3.2.1 双绞线连接用的插头,1. RJ-45插头及其引脚 RJ-45头又称为水晶头，是双绞线的接头，其前端有8个压接片触点。即每一个RJ-45插头共有8个引脚槽，称为8P (Positions)，镀金的引脚数也是8个，称为8C(Contact)。其中第1只引脚的位置是固定的，可以据此从第1只脚依序数到第8只脚。 必须记清第1只引脚

37、的位置，只有这样才能正确依序类推其余的引脚，这样在使用双绞线制作RJ-45插头时才不会出错。,4.3.2.1 双绞线连接用的插头,4.3.2.1 双绞线连接用的插头,2. RJ-11插头 电话机上使用的插头叫做RJ-11插头(接头)，外形上比RJ-45插头要小。 电话机听筒的RJ-11接头上有4个镀金的引脚，称为6C(Contact)，而一般家用电话机座对外连接的RJ-11接头上只有2个镀金引脚，称为2C，如图所示。,4.3.2.1 双绞线连接用的插头,3. EIA/TIA-568插头规格 EIA/TIA-568标准定义的RJ-45插头规格有两种：EIA/TIA-568A和EIA/TIA-56

38、8B。主要区别是双绞线的排列顺序不同，对于接入不同的网络类型是没有任何影响的。EIA/TIA-568A插头规格淘汰；EIA/TIA-568B插头规格被IEEE推荐为100BASE-TX和100BASE-T4网络的标准配置，是使用最广泛的插头规格。 在100BASE-T网络中，RJ-45插头的引脚1、2连接的是8芯双绞线中的一对线，而引脚3、6连接的是另外一对线。其中一对线用于发送数据，另一对线则用于接收数据。,4.3.2.2 双绞线连接用的插座,RJ-45插座(RJ-45 Jack)也有8个引脚，左边第1个引脚就是第1脚，其引脚顺序正好与RJ-45插头一一对应，即RJ-45插头第1只引脚接触的

39、就是插座的第1只引脚。RJ-45插座最常见于网卡、交换机、集线器上，工作区的模块化插座也是RJ-45插座。 图示为EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B的RJ-45插座规格。,4.3.2.2 双绞线连接用的插座,1. 网卡上RJ-45插座的引脚功能定义 在以太网中，并不是RJ-45插座8个引脚中的每一个引脚都会用到，而是只使用其中的第1，2，3，6共4个引脚来收发数据，其余的作为保留而未使用到。虽然100BASE-T或10BASE-T网络只使用RJ-45插座的第1，2，3，6共4个引脚就可以导通，但建议最好将8个引脚全部都接上双绞线，以适应将来发展的需要，如RJ-45插座中的第4，

40、5引脚可以保留用于将来连接电话线，第7，8引脚可以用于连接调制解调器。,4.3.2.2 双绞线连接用的插座,2. 交换机(集线器)及工作区模块上RJ-45插座的引脚功能定义 一般以太网交换机(集线器)及工作区模块上的RJ-45插座的引脚功能与网卡上的RJ-45插座的引脚功能恰好相反。引脚功能“恰好相反”是指二者发送和接收数据的方向相反。 网卡上的RJ45插座中，第1只引脚是用于发送数据的(极性为Tx+)，而交换机上的RJ-45插座中，第1只引脚是用于接收数据的(极性为Rx+)。也就是说，网卡上的第1只引脚可以直接连接到交换机(集线器)上的第1只引脚，而且二者的极性相同，刚好符合通信的基本规则，

41、即一方为发送端，另一方为接收端。,4.3.2.3 网络连接线,网络连接的原则：无论网络连接线是用于连接什么设备，都必须符合网络通信的基本原理，即一端是发送端，另一端必须是接收端，才能正确传输数据。并且还必须用Tx+接Rx+，Tx-接Rx-，这样才不会发生串扰。否则很容易发生串扰的情况。 1. 正常的网络连接线 如果想要将计算机与交换机(集线器)连接在一起时，相应脚一一对应连接，是因为厂商将网卡与交换机的引脚功能相反的设计，很容易地进行安装。 利用双绞线连接计算机与交换机(集线器)时，双绞线两端的RJ-45插头上的线对颜色必然是相同的。双绞线两端的RJ-45插头必须使用相同的插头规格，即或者同时

42、使用EIA/TIA-568A插头规格，或者同时使用EIA/TIA-568B插头规格。,4.3.2.3 网络连接线,2. 交叉线 交叉线(Cross-Over)主要用于两台计算机之间的直接对接或两台交换机(集线器)之间的连接。 根据网络连接的原则及引脚功能，可知：如果要达到一端是发送端，另一端是接收端的效果，交叉线两端RJ-45插头的颜色顺序是不一样的，恰好为：一端RJ-45插头是EIA/TIA 568A的规格，另一端RJ-45插头则是EIA/TIA 568B的规格，即只是橙、绿两对线互换位置而已。,4.3.2.3 网络连接线,4.3.3 光纤连接方式和光纤接头,6.3.3.1 光纤连接方式 光

43、纤的主要连接方式有连接器连接、熔接、压接等三种。最常用的连接方式是通过连接器连接。熔接是把两条光纤熔合到一起，具有较小的连接衰减。压接是把两条光纤用物理的方式对接到一起，并用套管固定，比熔接方便，但信号衰减稍大。 6.3.3.2 光纤接头 一般常见的光纤接头主要有ST、SC、MT-RJ三种。 1. ST接头 所谓的ST接头是由AT&T注册的专用光纤接头，因其较早出现并借助于AT&T在行业内部的强大影响力，曾经是使用非常广泛的一种接头。ST为Straight Tip的缩写，该技术采用将光纤屏蔽在突出的接头内，前端部分以高精密陶瓷制成，并用钢环来旋转固定插入的纤芯，从而完成对光纤的锁定。,4.3.

44、3 光纤连接方式和光纤接头,2. SC接头 所谓SC接头是由NNT开发的专利产品，SC为Subscriber Connector的缩写，同时也是现在流行的光纤接头这主要得益于其使用上的便捷。SC接头也是采用高精密陶瓷制成的，可以用于固定其中的光纤纤芯，并锁定接头。另外还有一种免打磨的SC接头。,4.3.3 光纤连接方式和光纤接头,3. SFF光缆连接器 千兆以太网在连接光缆时都是成对使用的，即一个输出(Output，也为光源)，一个输入(Input，光检测器)。如果使用时，能够成对使用而不用考虑连接的方向，那连接简捷方便。因此不少光缆布线的厂商推出了各种连接器来满足这种应用，这种新的光缆连接器

45、叫做SFF(Small Form Factor)通常将其称作微型光缆连接器。 (1)LC类型：是Lucent公司推出的一种SFF类型的连接器。 (2)FJ类型：是由Panduit公司推出的连接器。 (3)VF-45类型：是由3M公司推出的一种新型光纤接头，很多公司也支持这种接头标准。其大小和外形类似于双绞线的RJ-45插头，或者说像USB接头。是双芯结构(同时接入两条纤芯)，斜8度的截面更利于光信号传输(其接续衰减仅为0.2dB)。更重要的是这种接头的压制工艺简单，通常只需要用专用标准工具花费2分钟左右就可完成。 (4)MT-RJ类型：这是一种新型的光纤接头，具有体积小、使用方便、接入方式更为

46、灵活，接头制作简单、快捷、不需要熔接、工艺简单等特点，如图所示。这种接头的设计采用无需打磨、无需胶水、可多次端接、支持插头及模块的结构，插头适配器插头设计提供更易访问的连接和更易清洁的光纤口，无粘胶/免打磨，保证更快端接。,4.3.3 光纤连接方式和光纤接头,4.3.3 光纤连接方式和光纤接头,6.3.3.3 光纤终接设备 光纤接头有许多不同的类型，在不同接口之间可用跳线来互换，较常见的跳线有ST-ST、ST-SC、SC-SC等几种，分别用于不同的跳接，ST通常用于布线设备端，如光纤配线架、光纤模块等；SC和MT-RJ用于网络设备端和桌面端较多。如图就是常用的ST、SC光纤跳线。和双绞线跳线一样，光纤跳线用于连接网络设备、配线架、服务器及工作站等。 由于光纤接头有许多不同的类型，因而光纤的终端设备和附件也必须与之相匹配，否则就不能使用。不同的光纤接头要对应相应的光纤插座(也称为光纤耦合器)和不同接口的光纤收发器。,布线产品,本讲思考题,何谓综合布线系统？简述其特点。 某小型企业一幢4层办公楼和一个生产车间，相距120米，办公楼各层有58台微机，生产车间有12台微机，如何布线？ 水平布线时应该注意哪几个方面？ 直通线和交叉线有何区别，各用于何种场合？ 单模光纤与多模光纤的性能比较有什么优点？ 有哪些布线产品，各自的用途是什么？ PDS分哪几个布线子系统，各自的作用是什么？,