网络工程第三章.

Page1/70网络工程ShanghaiJiaotongUniversity张世虎Page2/70第三章物理网络设计3.1综合布线系统的总线有线介质双绞线同轴电缆光纤无线介质无线电微波激光红外线卫星通信Page3/701双绞线双绞线TP是目前使用最广，价格相对便宜的一种传输介质由两根绝缘铜导线相互缠绕组成，以减少对邻近线对的电磁干扰由若干对双绞线构成的电缆被称为双绞线电缆非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STPPage4/70Page5/70Page6/70双绞线的标准EIA/TIA-568——“商用建筑物电信布线标准”Cat5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4支持高达100MHz的数据通信传输频率为100MHz主要用于100base-T和10base-T网络。Cat5e：超五类双绞线Cat6:传输频率为200MHzPage7/70六类布线系统六类系统向下兼容三类、五类、超五类布线产品，同时满足混合使用的要求六类提供2倍于超五类的带宽改善了在串扰以及回波损耗方面的性能6类线与5类和超5类标准存在许多不同之处：最高工作带宽200MHz按照250MHz下检测进行设计可作为UTP和STP的解决方案包括超5类的所有测试，并加入新的参量Page8/70双绞线的重要性能指标参数名称参数含义合格标准（100MHz）衰减（Attenuation）信号经过线缆时的强度损失，单位为分贝21.6近端串扰（NEXT，Near-EndCrossTalk）电缆中某导线上传输的信号对其它导线信号产生的噪声称为串扰，近端串扰是出现在发送端的串扰32.3额定传输速度（NVP，NominalVelocityofPropagation）是信号在线缆中传输的速度，以光速的百分比形式表示60％～90％衰减串扰比（ACR，Attenuation-to-CrosstalkRatio）串扰与衰减量的比例关系，单位为分贝10.7回波损耗（RL，ReturnLoss）信号源输入给数据传输系统的信号与信号源接收到的反射信号的功率之比11.0以超五类双绞线为例，其性能参数如下：Page9/702同轴电缆同轴电缆(Coax)是以太网络中采用的一种传输介质，主要流行于20世纪80年代，目前已经基本采用双绞线和光纤取代了同轴电缆。同轴电缆的绝缘层和外皮保护层具有高抗噪声干扰的能力。同轴电缆的信号衰减比双绞线要低，传输距离更远，当然比光纤要差。但是同轴电缆在价格上比双绞线要昂贵些，并且通常支持低吞吐量。在同轴电缆的两端需要终端器。同轴电缆规格多样，但是每一种规格被分配一个无线管理(RG)规格号，在表中列出了不同类型的同轴电缆规格说明。计算机网络一般选用RG-8以太网粗缆和RG-58以太网细缆，RG-59用于电视系统，RG-62用于ARCnet网络和IBM3270网络。Page10/70Page11/70Page12/70表同轴电缆的类型规格类型阻抗/Ω描述RG-58/UThinwire50固体实芯铜线RG-58C/UThinwire50军用版本RG-59CATV75宽带电缆，用于TV电缆RG-8Thickwire50固体实心线，直径大约为0.4英尺RG-11Thickwire50标准实心线，直径大约为0.4英尺RG-62Baseband90用于ARCnet和IBM3270终端Page13/70根据传输频率的不同，同轴电缆可以分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。一种是50 Ω电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，因此也叫基带同轴电缆。其传输带宽与电缆长度有关，1 km的电缆可以达到1～2 Gb/s的数据传输率。这种电缆主要用于某些局域网或服务器与高端交换机的连接，甚至也可用于电视网络。Page14/70另一种是75 Ω电缆，用于模拟传输，即宽带同轴电缆。宽带网主要使用标准的有线电视网技术，可使用的频带高达300 MHz，甚至可达450 MHz，适用于多信道的传输，实现多路复用技术，同时传输不同的信号，如广播电视的不同电台和电话语音等混合传输。同轴电缆网络一般可分为三类：主干网、次主干网和线缆。Page15/70同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器，为用户提供接口。接口的安装方法如下：(1)细缆：将细缆切断，两头装上BNC头，然后接在50 Ω的T型连接器两端，网络每段干线长度不超过185 m，每段干线最多接入30个用户。(2)粗缆：粗缆一般采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。电缆两端头设有50 Ω终端器，以削弱信号的反射作用。Page16/70Page17/703光传输系统光传输系统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器驱动器光源光检测器放大器电信号电信号光信号光纤超细玻璃熔硅纤维发光二极管激光二极管光电二极管Page18/70Page19/70Page20/70光信号在光纤中的传输光脉冲在光纤中的传输是利用了光的全反射原理光纤分为多模光纤和单模光纤多模光纤单模光纤输入脉冲输出脉冲输入脉冲输出脉冲Page21/70Page22/70Page23/70光缆的结构和传播特性光缆的结构光缆的传播特性损耗色散外护套远供电源线光纤及其包层填充物加强芯包带层Page24/70Page25/70Page26/70多模光纤和单模光纤的比较单模光纤多模光纤用于高速度、长距离用于低速度、短距离成本高成本低端接较难端接较易窄芯线，需要激光源宽芯线，聚光好，光源可采用激光或发光二极管耗散极小，高效耗散大，低效Page27/70无线通信无线介质是指信号通过空气传输，信号不能被约束在一个物理导体内无线介质实际上就是无线传输系统，主要包括:无线电微波红外线激光卫星通信Page28/70无线电无线电就是利用地面发射的无线电波通过电离层的反射，或电离层与地面的多次反射而到达接收端的一种远距离通信方式传播距离远，容易穿过建筑物，全方向传播无线电波的传播特性与频率有关在低频上，无线电波能轻易地绕过一般障碍物，但其能量随着传播距离的增大而急剧递减在高频上，无线电波趋于直线传播并易受障碍物的阻挡，还会被雨水吸收质量不稳定，容易受到其他电子设备的各种电磁干扰地球表面电离层地球表面地面波Page29/70微波微波是能量集中于一点并沿直线传播，且频率在1GHz以上的无线电波微波通信是利用无线电波在对流层的视距范围内进行信息传输的一种通信方式使用频率范围一般在1GHz至20GHz左右需要使用中继站延长传输距离成本低，常用于长途通信缺点是保密性不如电缆和光缆好Page30/70Page31/70各种传输介质总结传输介质成本传输距离传输速率抗噪性可扩展性施工难易优点总结缺点总结双绞线低100m高STP较好UTP一般好易价格便宜，使用广泛，技术成熟，安装简单易受电磁干扰和窃听，传输距离短光缆高70km高优好难传输速率高，传输距离远，不易受电磁干扰，保密性强，使用范围正在逐步扩大成本较高，安装较难无线电/微波高可达数百公里较高差好较易几乎不受传输距离的限制，适合于复杂地形衰减大，造价较高，保密性差，抗干扰能力差，有时需要申请使用频段Page32/70以太网标准中的线缆规范以太网标准传输介质拓扑接口最大传输距离（m）速率（Mb/s）10Base-T2对三类或以上UTP星形RJ-4510010100Base-TX2对五类UTP或以上星形RJ-451001001000Base-T4对五类UTP或以上星形RJ-4510010001000Base-LX光缆星形SC①500010001000Base-SX多模光缆星形SC①5501000Page33/70线缆的连接1EIA/TIA568A和568B线缆的连接标准网线交叉网线全反线直通/交叉直通交叉直通交叉直通交叉交叉管脚号用途颜色1发送+白色和绿色2发送-绿色3接收+白色和橘黄色4不被使用蓝色5不被使用白色和蓝色6接收-橘黄色7不被使用白色和棕色8不被使用棕色T568A标准中RJ-45连接器的管脚号和颜色编码Page34/70线缆的连接2标准网线的线序交叉网线的线序制作过程Page35/70Page36/70Page37/70综合布线系统1建筑物综合布线系统（PDS）是一个用于传输语音、数据、影像和其他信息的标准结构化布线系统是建筑物或建筑群内的传输网络使语音和数据通信设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连接物理结构一般采用模块化设计和星形拓朴结构Page38/70综合布线系统2建筑群子系统设备间子系统垂直子系统管理子系统工作区子系统水平子系统铜缆光缆由信息插座延伸至设备RJ-45跳线和信息插座等从工作区的信息插座到管理间子系统的配线架一般为星形拓扑交连、互联和I/O楼层配线间机柜、配线架、网络设备等建筑物的主干线缆目前多为光缆连接设备间和管理间位于主机房内由电缆、连接器和相关支撑硬件组成连接各种公共系统连接不同建筑物内的电缆一般由光缆及相应设备组成Page39/70综合布线的优点结构清晰，便于管理维护材料统一先进，适应今后的发展需要灵活性强，适应各种不同的需求，使用非常灵活便于扩充，既节约费用又提高了系统的可靠性Page40/70综合布线的标准TIA/EIA-568A：商业大楼电信布线标准（加拿大采用CSAT529）EIA/TIA-569：电信通道和空间的商业大楼标准（CSAT530）EIA/TIA-570：住宅和N型商业电信布线标准（CSAT525）TIA/EIA-606：商业大楼电信基础设施的管理标准（CSAT528）TIA/EIA-607：商业大楼接地／连接要求（CSAT527）GB/T50311-2000：《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50312-2000：《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》CECS72：97：《建筑与建筑群综合布线系统工程设计及验收规范》Page41/70综合布线使用的材料槽：主要用于明装布线管：主要用于暗装布线桥架：主要用于线缆数量太多，无法使用线槽的场合槽管的铺设Page42/70槽金属槽和塑料槽产品名称图例产品名称图例产品名称图例阳角平三通连接头阴角顶三通终端头直转角左三通接线盒插口右三通灯头盒插口塑料线槽的明安装铺设配套附件Page43/70管金属管以外径mm为单位金属管内布线难度比线槽大，一般金属管内填充物占30％左右，以便于穿线塑料管以外径mm为单位PE阻燃导管：一种塑制半硬导管PVC阻燃导管：以聚氯乙稀树脂为主要原料Page44/70桥架用于水平线缆的数量很多，无法使用线槽的布线系统中Page45/70槽、管的线缆铺设1通常采用电缆桥架或线槽和预埋钢管结合的方式Page46/70槽、管的线缆铺设2注意要点铺设高度和天花板等的距离线缆填充率线缆在槽管内的固定对槽管进行支撑和固定距地面2.2m以上距顶棚不小于0.3m吊顶内槽盖开启面保持80mm的垂直净空填充率不超过50％水平、垂直桥架和垂直线槽中应对缆线进行绑扎，绑扎间距不宜大于1.5mPage47/70综合布线方案设计案例卫生间卫生间机房(10)会议室一(4)会议室二(4)办公室三(8)办公室二(8)办公室一(6)Page48/70综合布线的工程设计1实用性灵活性开放性模块化扩展性经济性支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等适应现在和未来技术的发展任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、打印机、终端、服务器、监视器等能够支持任何厂家的任意网络产品，支持任意网络结构，如总线形、星形、环型等所有的接插件都是积木式的标准件，方便使用、管理和扩充实施后的综合布线系统是可扩充的，易于增加新设备一次性投资，长期受益；维护费用低，整体投资少综合布线系统的设计要点Page49/70综合布线的