第4章网络介质与布线精选PPT.ppt
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1、第4章 网络介质与布线1第1页,本讲稿共75页4.1 网络介质类型n4.1.1 双绞线n双绞线(Twisted PairWire)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可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。2第2页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线nEIA/TIA为双绞线电缆定义了5种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用3、4、5类双绞线电缆。这5种型号如下:n第1类:主要用于语音传输(1类标准主要用于20世纪80年代初之前的电话线缆),不用于数据传输。n第2类:传输频
2、率为1MHz,用于语音传输和最高传输速率为4Mb/s的数据传输,常见于使用4Mb/s规范令牌传递协议的旧的令牌网。3第3页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线第3类:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz,用于语音传输及最高传输速率为10Mb/s的数据传输,主要用于10Base-T。第4类:该类电缆的传输频率为20MHz,用于语音传输和最高传输速率为16Mb/s的数据传输,主要用于基于令牌的局域网和10Base-T/100Base-T。第5类:该类电缆增加了绕线密度,外套一种高质量的绝缘材料,传输频率为100MHz,用于语音传输和最高传输速率为100
3、Mb/s的数据传输,主要用于100Base-T和10Base-T网络,这是最常用的以太网电缆。4第4页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线n性能指标 n衰减 n近端串扰 n直流电阻 n特征阻抗 n衰减串扰比(ACR)n电缆特性 5第5页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线n测试数据 n超5类布线系统 6第6页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线n网线制作步骤(1)利用斜口钳剪下所需要的双绞线长度,至少0.6m,最多不超过100m。然后再利用双绞线剥线器将双绞线的外皮除去2cm3cm。7第7页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线(2)剥线完成后的双绞线电缆。(3)将裸露的双绞线中的橙色对线拨向自己的前方
4、,棕色对线拨向自己的方向,绿色对线剥向左方,蓝色对线剥向右方。8第8页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线(4)将绿色对线与蓝色对线放在中间位置,而橙色对线与棕色对线保持不动,即放在靠外的位置。线相对位置由左至右分别为橙、绿、蓝、棕 左一:橙 左二:绿 左三:蓝 左四:棕 9第9页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线()小心地剥开每一对线,因为我们是遵循EIA/TIA 568B的标准来制作接头,所以线对颜色是有一定顺序的。左起:白橙/橙/白绿/蓝/白蓝/绿/白棕/棕 10第10页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪下只剩约14mm的长度,最后再将双绞线的每一根线依序放
5、入RJ-45接头的引脚内。11第11页,本讲稿共75页4.1.1 双绞线()确定双绞线的每根线已经正确放置之后,就可以用RJ-45压线钳压接RJ-45接头。()制作另一端的RJ-45接头。如果直接接入集线器的普通10兆接口(非Uplink口),需要使用交叉线,具体的顺序是:白绿/绿/白橙/蓝/白蓝/橙/白棕/棕。12第12页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n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。n同轴电缆分类:n基带同轴电缆:50W电缆,用于数字传输,由于多用于基带传输n宽带同轴电缆:75W电缆,用于模拟传输。这种区别是由历史原
6、因,而不是技术原因或生产厂家造成的。13第13页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n两种类型的宽带系统:双缆系统和单缆系统。n(1)双缆系统。双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。n(2)单缆系统。在每根电缆上为内、外通信分配不同的频段。14第14页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n1同轴电缆网络 n同轴电缆网络一般可分为3类。n(1)主干网。n(2)次主干网。n(3)线缆。n接口的安装方法 15第15页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n2参数指标 n(1)主要电气参数。n1)同轴电缆的特征阻抗 n2)同轴电缆的衰减 n3)同轴电缆的传输速度 n4)同轴电缆直流回路电阻 16第16
7、页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆(2)同轴电缆的物理参数 1)导体或屏蔽层的开路情况 2)导体和屏蔽层之间的短路情况 3)导体接地情况 4)在各屏蔽接头之间的短路情况 17第17页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n3规格型号 n同轴电缆可分为两种基本类型,基带同轴电缆和宽带同轴电缆。n基带常用的同轴电缆,屏蔽层是用铜做成的网状的,特征阻抗为50(如RG-8、RG-58等)n宽带同轴电缆常用的屏蔽层通常是用铝冲压成的,特征阻抗为75(如RG-59等)。18第18页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标准
8、距离长、可靠性高。细缆安装则比较简单,造价低。无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构。19第19页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆最常用的同轴电缆有下列几种:RG-8或RG-11;50W;RG-58;50W;RG-59;75W;RG-62;93W。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。20第20页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆n4布线结构 3种构造方式:n(1)细缆结构。n(2)粗缆结构。n(3)粗/细缆混合结构。21第21页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆(1)细缆结构。22第22页
9、,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆1)硬件配置。建立细缆以太网需要系列硬件设备:网络接口适配器;BNC-T型连接器。连接细缆以太网的电缆系统:细缆(RG-58 A/U);BNC连接器插头;BNC桶型连接器;BNC终端匹配器;中继器。23第23页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆2)技术参数。最大的干线段长度:185m 最大网络干线电缆长度:925m每条干线段支持的最大节点数:30BNC-T型连接器之间的最小距离:0.5m 24第24页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆3)特点。容易安装。造价较低。网络抗干扰能力强。网络维护和扩展比较困难。电缆系统的断点较多,影响网络系统的可靠性。25第2
10、5页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆(2)粗缆结构。26第26页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆1)硬件配置。粗缆以太网需要一系列硬件设备:网络接口适配器;收发器(Transceiver);收发器电缆;电缆系统;粗缆(RG-11 A/U);N-系列连接器插头;N-系列桶型连接器;N-系列终端匹配器;中继器。27第27页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆2)技术参数。最大干线段长度:500m。最大网络干线电缆长度:2500m。每条干线段支持的最大节点数:100。收发器之间最小距离:2.5m。收发器电缆的最大长度:50m。28第28页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆3)特点。具有较高
11、的可靠性,网络抗干扰能力强。具有较大的地理覆盖范围,最长距离可达2500m。网络安装、维护和扩展比较困难。造价高。29第29页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆(3)粗/细缆混合结构。1)硬件配置。N-系列插口到BNC插口连接器。N-系列插头到BNC插口连接器。2)技术参数。最大的干线长度:大于185m,小于500m。最大网络干线电缆长度:大于925m,小于2500m。30第30页,本讲稿共75页4.1.2 同轴电缆3)特点。造价合理。网络抗干扰能力强。系统复杂。网络维护和扩展比较困难。增加了电缆系统的断点数,影响网络的可靠性。31第31页,本讲稿共75页4.2 光纤和光缆通信基本知识 n4
12、.2.1 概述n光纤呈圆柱形,由纤芯、包层与涂层3部分组成。涂层涂层 n2纤芯 n1包层 n2涂层32第32页,本讲稿共75页4.2.2 光信号在光纤内的传输原理n为了保证光信号在光纤中能进行远距离传输,一定要使光信号在光纤中反复进行全反射,才能保证衰减最小,色散最小,到达远端。实现全反射的两个条件为:n(1)一定要使光纤纤芯的折射率n1大于光纤包层的折射率n2。n(2)进入光纤的光线向纤芯包层界面入射时,入射角应大于临界角c 33第33页,本讲稿共75页4.2.3 光纤的种类n1按传播模式分类n(1)多模光纤。n(2)单模光纤。n2按工作波长分类n短波长光纤。n长波长光纤。34第34页,本讲
13、稿共75页4.2.3 光纤的种类n3按套塑类型分类n按套塑类型可分为紧套光纤与松套光纤等。n4按CCITT建议分类n(1)G.652光纤。n(2)G.653光纤 n(3)G.655光纤。n5掺铒光纤n 6保偏光纤和色散补偿光纤35第35页,本讲稿共75页4.2.4 光纤的特性参数n光纤的特性参数可以分为3类:几何特性参数、光学特性参数与传输特性参数。包括:衰耗系数(即衰减)、色散、非线性特性等。n1衰耗系数(衰减)n衰耗系数是多模光纤和单模光纤最重要的特性参数之一,在很大程度上决定了多模和单模光纤通信的中继距离。36第36页,本讲稿共75页4.2.4 光纤的特性参数衰耗系数的定义为:每公里光纤
14、对光信号功率的衰减值。其表达式为:,单位为dB/km其中:Pi为输入光功率值(W)PO为输出光功率值(W)37第37页,本讲稿共75页4.2.4 光纤的特性参数n2色散n当一个光脉冲从光纤中输入,经过一段长度的光纤传输之后,其输出端的光脉冲会变宽,甚至有了明显的失真,这说明光纤对光脉冲有展宽的作用,即光纤存在色散。n这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致,导致脉冲变宽。n光纤的色散可以分为3部分,即模式色散、材料色散和波导色散。38第38页,本讲稿共75页4.2.4 光纤的特性参数n3带宽Bc、数值孔径NA、模场直径d和截止波长c等概念。n(1)带宽主要用带宽系数Bc表示。n(2)
15、数值孔径NA。在前面已对数值孔径进行了描述,数值孔径是多模光纤的重要参数,。n(3)模场直径d。模场直径(Mode Field Diameter,MFD),用来表征在单模光纤的纤芯区域基模光的分布状态。n(4)截止波长c。截止波长的含义就是能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长 39第39页,本讲稿共75页4.2.4 光纤的特性参数n4光纤传输的非线性效应n光纤中的非线性效应包括:n散射效应(受激布里渊散射SBS和受激拉曼散射SRS等);n与克尔效应相关的影响,即与折射率密切相关(自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频效应FWM),其中四波混频、交叉相位调制对系统影响严重。40第40页
16、,本讲稿共75页4.2.5 光纤传感技术介绍n光纤传感器是20世纪70年代中期发展起来的一门新技术,是伴随着光纤及光通信技术发展而逐步形成的。n分类:功能型传感器和非功能型传感器。n1光波强度调制技术n2光波相位调制技术41第41页,本讲稿共75页4.2.6 接收与发送模块介绍n1发送模块介绍n发送模块主要是指发送电信号调制部分和激光器光源部分。n发光器件主要有3类:发光管(LED)、FP激光器、DFB激光器。n(1)发光管。特点:输出光功率低、发散角大、光谱宽、调制速率低、价格低廉,适合于短距离通信。42第42页,本讲稿共75页4.2.6 接收与发送模块介绍(2)FP激光器。特点;输出光功率
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