网络综合布线技术网络传输介质.pptx
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1、2.1 2.1 有线传输介质有线传输介质-双绞线双绞线2.2 2.2 有线传输介质有线传输介质-同轴电缆同轴电缆第1页/共126页 本章将主要介绍网络传输介质的概念,网络传输介质的分类,网络传输介质的不同用途,网络传输介质的性能指标和技术参数以及如何在网络设计与工程中对传输介质的进行选用。第2页/共126页 要实现计算机相互间的信息传输时,首先要解决的是通信线路和通道传输问题。计算机网络通信系统可以分为有线通信和无线通信两大类。第3页/共126页 有线通信系统是利用电缆或光缆来作为信号的传输载体。无线通信系统则是利用卫星、微波、红外线来作为信号的传输载体。第4页/共126页2.1 2.1 有线
2、传输介质-双绞线 双绞线(Twisted pairTwisted pair,T PT P)是一种综合布线工程中最常用的有线通信传输介质。双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。第5页/共126页 目前局域网主要采用以太网技术和星型网络拓朴结构,相应的结构化布线就主要采用双绞线作为传输介质之一。双绞线既可以传输模拟信号,又能传输数字信号。第6页/共126页 双绞线可分为非屏蔽双绞线(Unshiielded Twisted PairUnshiielded Twisted Pair,UTPUTP)和屏蔽双绞线(Shielded Twisted PairShielded Twisted Pair,S
3、TPSTP)。双绞线主要是用来传输模拟/数字信号,适用于较短距离的信息传输。第7页/共126页 在传输期间,信号的衰减比较大,并且使波形畸变。采用双绞线的局域网络的带宽取决于所用导线的质量、导线的长度及传输技术。第8页/共126页 屏蔽双绞线同常比非屏蔽双绞线有更高的传输速率。双绞线,非屏蔽型,还是屏蔽型,作为布线工程和用户所关心的是性能参数。第9页/共126页2.1.12.1.1双绞线的种类与型号1.1.屏蔽双绞线 如果干扰信号产生在双绞线电缆的附近,则可能会带来称作噪声的破坏或干扰。第10页/共126页 另一方面,电缆导线中传输的信号能量的辐射,也会对临近的网络系统设备和电缆产生电磁干扰(
4、EMIEMI)。第11页/共126页 在双绞线电缆中增加屏蔽层的目的就是为了提高电缆的物理性能和电气性能,减少电缆信号传输中的电磁干扰。第12页/共126页 屏蔽层能将噪声转变成直流电,屏蔽层上的噪声电流与双绞线上的噪声电流方向相反,因而两者可相互抵消。第13页/共126页 电缆屏蔽层的设计有如下几种形式:屏蔽整个电缆 屏蔽电缆中的线对 屏蔽电缆中的单根导线第14页/共126页 屏蔽双绞线电缆STPSTP又分为STPSTP电缆和STP-ASTP-A电缆两种。第15页/共126页 STP STP电缆指的是IBMIBM在19841984年确立的最初规格,它的性能要求是工作频率为20MHz20MHz
5、。第16页/共126页 随着网络传输速率的不断提高,在19951995年STPSTP电缆的规格也提升为STP-ASTP-A电缆,它的性能要求是工作频率为300MHz300MHz,第17页/共126页 在TIA/EIA-568-ATIA/EIA-568-A标准中,STP-ASTP-A电缆是干线布线子系统和水平布线子系统都认可的传输介质。图2-12-1为屏蔽双绞线电缆STPSTP的图形。第18页/共126页图2-12-1屏蔽双绞线电缆STPSTP第19页/共126页 另一类屏蔽双绞线电缆是金属箔屏蔽双绞线电缆,称为ScTPScTP(或FTPFTP),它不再屏蔽各个线对,而是屏蔽整个电缆。第20页/
6、共126页图2-2 2-2 金属箔屏蔽双绞线电缆(ScTPScTP或FTPFTP)第21页/共126页 在某些安装环境中,如果电磁干扰或其他电子干扰过强,则不能使用UTPUTP,使用FTPFTP电缆可以屏蔽这些干扰,保证电缆传输信号的完整性。第22页/共126页2 2非屏蔽双绞线 非屏蔽双绞线电缆,没有金属屏蔽层。它在绝缘套管中封装了一对或一对以上的双绞线,每对双绞线按一定密度互相绞在一起,提高了抵抗系统本身电子噪声和电磁干扰的能力,但它不能防止周围的电子干扰。第23页/共126页图2-3 52-3 5类4 4对24 AWG-UTP24 AWG-UTP图第24页/共126页 电气特性如表2-1
7、2-1所示:表2-1 52-1 5类4 4对24 AWG-UTP 24 AWG-UTP 电气特性第25页/共126页频率需求频率需求阻抗(欧姆)阻抗(欧姆)最大衰减值最大衰减值(dB/100mdB/100m)NEXT(dB)NEXT(dB)最大直流阻抗最大直流阻抗(100m/20100m/20)256kHz256kHz1.11.1512kHz512kHz1.51.5772kHz772kHz1.81.866661MHz1MHz2.12.164644MHz4MHz4.34.355559.389.3810MHz10MHz6.66.6494916MHz16MHz85-11585-1158.28.246
8、4620MHz20MHz9.29.2444431.25MHz31.25MHz11.811.8424262.50MHz62.50MHz17.117.13737100MHz100MHz22.022.03434第26页/共126页 UTP UTP电缆是通信系统和综合布线系统中最流行使用的传输介质,可用于语音、数据、音频、呼叫系统以及楼宇自动控制系统。UTPUTP电缆可同时用于垂直干线子系统和水平子系统的布线。第27页/共126页 常用的双绞线电缆封装有4 4对双绞线,其它还有2525对、5050对和100100对等大对数的双绞线电缆,大对数电缆用于语音通信的布线系统的干线子系统中。第28页/共126
9、页常见UTPUTP电缆型号:1 1类双绞线-CAT1-CAT12 2类双绞线-CAT2-CAT23 3类双绞线-CAT3-CAT3(指目前在ANSIANSI和EIA/TIA 568EIA/TIA 568标准中指定的电缆)第29页/共126页4 4类双绞线-CAT4-CAT45 5类双绞线-CAT5-CAT5超5 5类双绞线是增强型的5 5类双绞线,器性能优于5 5类线。6 6类双绞线-CAT 6-CAT 67 7类双绞线-CAT 7-CAT 7第30页/共126页 这里需要注意的是:电缆的频率带宽(MHzMHz)与电缆的数据传输速率(Mb/sMb/s)是有区别的,Mb/sMb/s是衡量单位时间
10、内线路传输的二进制位的数量,而MHzMHz是衡量单位时间内线路中电信号的震荡次数。第31页/共126页具体的颜色编码如表2-22-2所示。表2-2 42-2 4对UTPUTP电缆颜色编码第32页/共126页线线 对对颜色色标颜色色标缩缩 写写线对线对1 1白白蓝蓝蓝蓝WBLWBLBLBL线对线对2 2白白橙橙橙橙WOWOO O线对线对3 3白白绿绿绿绿WGWGG G线对线对4 4白白棕棕棕棕WBRWBRBRBR第33页/共126页 非屏蔽双绞线电缆的优点:无屏蔽外套,直径小,节省所占用的空间;质量小、易弯曲、易安装;将串扰减至最小或加以消除;具有阻燃性;具有独立性和灵活性,适用于结构化综合布线
11、。第34页/共126页 国际电气工业协会(EIAEIA)为双绞线电缆定义了5 5种不同质量的型号。计算机网络综合布线使用的多为第3 3、5 5、5e5e、6 6类四种。第35页/共126页3 3大对数电缆 大对数电缆,即大对数干线电缆。大对数电缆一般为2525线对(或更多)成束的电缆结构,在外观上看,为直径更大的单根电缆。物理结构如图2-4 2-4 所示。第36页/共126页图 2-4 52-4 5类 2525对 24 AWG 24 AWG 非屏蔽软线第37页/共126页它的导线色彩编码如表2-3 2-3 所示。电气特性如表2-1 2-1 所示。第38页/共126页表 2-3 52-3 5类
12、2525对2 4 AW G 2 4 AW G 非屏蔽软线导线色彩编码线对线对色彩码色彩码线对线对色彩码色彩码1 1白白/蓝蓝/蓝蓝/白白14 14 黑黑/棕棕/棕棕/黑黑2 2白白/橙橙/橙橙/白白15 15 黑黑/灰灰/灰灰/黑黑3 3白白/绿绿/绿绿/白白16 16 黄黄/蓝蓝/蓝蓝/黄黄4 4白白/棕棕/棕棕/白白1717黄黄/棕棕/棕棕/黄黄5 5白白/灰灰/灰灰/白白18 18 黄黄/绿绿/绿绿/黄黄6 6红红/蓝蓝/蓝蓝/红红19 19 黄黄/棕棕/棕棕/黄黄7 7红红/橙橙/橙橙/红红20 20 黄黄/灰灰/灰灰/黄黄8 8红红/绿绿/绿绿/红红21 21 紫紫/蓝蓝/蓝蓝/紫紫
13、9 9红红/棕棕/棕棕/红红22 22 紫紫/橙橙/橙橙/紫紫1010红红/灰灰/灰灰/红红23 23 紫紫/绿绿/绿绿/紫紫1111黑黑/蓝蓝/蓝蓝/黑黑24 24 紫紫/棕棕/棕棕/紫紫1212黑黑/橙橙/橙橙/黑黑25 25 紫紫/灰灰/灰灰/紫紫1313黑黑/绿绿/绿绿/黑黑第39页/共126页频率需求频率需求阻抗(欧姆)阻抗(欧姆)最大衰减值最大衰减值(dB/100mdB/100m)NEXT(dB)NEXT(dB)最大直流阻抗最大直流阻抗(100m/20100m/20)256kHz256kHz1.11.1512kHz512kHz1.51.5772kHz772kHz1.81.86666
14、1MHz1MHz2.12.164644MHz4MHz4.34.355559.389.3810MHz10MHz6.66.6494916MHz16MHz85-11585-1158.28.2464620MHz20MHz9.29.2444431.25MHz31.25MHz11.811.8424262.50MHz62.50MHz17.117.13737100MHz100MHz22.022.03434第40页/共126页4 4双绞线的测试数据受下述指标的约束,即:衰减、分布电容、直流电阻、直流电阻偏差值、阻抗特性、返回(回波)损耗、近端串扰。标准测试数据如表2-42-4所示。第41页/共126页表2-4
15、2-4 双绞线电缆的标准测试数据第42页/共126页2.1.22.1.2双绞线的电气特性参数 双绞线的电气特性直接影响了它的传输质量,双绞线的电气特性参数同时也是布线过程中的测试参数。第43页/共126页缆线链路长度 线缆链路的物理长度由测量到的信号在线路上的往返传播延迟T T导出。用额定传输速度NVPNVP值进行校核。第44页/共126页 NVP=NVP=线缆中信号传播速度/光速*100%100%。该值随不同缆线类型不同而不同。通常NVPNVP范围在60%90%60%90%。第45页/共126页2 2特性阻抗特性阻抗指链路在规定工作频率范围内呈现的电阻。结构化布线用电缆应该为100100。第
16、46页/共126页无论使用5 5类、超5 5类或6 6类线缆,其每对芯线的特性阻抗在整个工作带宽范围内应保证恒定、均匀。链路上任何点的阻抗不连续性将导致该链路信号反射和信号畸变。第47页/共126页特性阻抗包括电阻及频率范围内的电感抗和电容抗,与一对电线间的距离及绝缘的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗,双绞线电缆有100100、120120和150150几种。第48页/共126页直流环路电阻在基本链路方式、永久链路方式或是通道链路方式下,线缆每个线对的直流电组在摄氏20C30C20C30C的环境下最大值不超过3030,无论5 5类/超5 5类/6/6类线缆。第49页/共126页4 4衰减
17、(A A,AttenuationAttenuation)衰减是指信号传输时在一定长度的线缆中的损耗,是一个的信号损失的度量,衰减与线缆的长度有关,随着长度增加,信号衰减也随之增加,同时衰减量与频率也有着直接关系。第50页/共126页任何传输介质都存在信号衰减问题。每100100米的传输距离会增加1Db1Db的线路噪音。第51页/共126页5 5近端串扰-N E X T-N E X T(N e a r End Cross Talk N e a r End Cross Talk)NEXTNEXT就是干扰对同在近端的传送线对与接收线对所产生的影响。近端串扰与线缆类别、连接方式和频率有关。第52页/共
18、126页6 6相邻线对综合近端串扰-PSNEXT-PSNEXT(POWER SUM NEXTPOWER SUM NEXT)相邻线对综合近端串扰是指四对线缆中3 3对线缆传输信号时对另1 1对线缆的近端串扰的组合。第53页/共126页7 7远端串扰-FEXT-FEXT(Far-End Cross TalkFar-End Cross Talk)与近端串绕相对应,在一条线缆的另外一端,发送信号的线对通过电磁感应耦合,作用于其同FEXT FEXT 是在某个线对的始端发送信号,而耦合到另一个线对的终端的信号比例。第54页/共126页8 8等效远端串扰-ELFEXT-ELFEXT(Equal Level
19、FextEqual Level Fext)ELFEXTELFEXT是传送端的干扰信号对相邻线对在远端所产生的影响,是考虑衰减后的FEXTFEXT,即ELFEXT=FEXT-AttenuationELFEXT=FEXT-Attenuation。第55页/共126页9 9综合等效远端串扰-PSELFEXT-PSELFEXT(Power Sum ELFEXTPower Sum ELFEXT)PSELFEXTPSELFEXT表明四对线缆中三对线缆传输信号时对另一对线缆的在远端所产生的干扰。第56页/共126页1010衰减串扰比-ACR-ACR(Attenuation-to-crosstalk Rati
20、oAttenuation-to-crosstalk Ratio)在高频段,串绕与衰减值得比例关系很重要。ACR(dB)=NEXT(dB)-ACR(dB)=NEXT(dB)-A(dB)A(dB),即A C RA C R是是同一频率下近端串扰N E X TN E X T和衰减的差值,第57页/共126页它对于表示信号和噪声串扰之间的关系有着重要的价值。A C RA C R是系统S N RS N R(信噪比)衡量的唯一衡量标准,它是决定网络正常运行的一个因素。第58页/共126页1111综合衰减串扰比-PSACR-PSACR(Power Sum Attenuation-to-crosstalk Po
21、wer Sum Attenuation-to-crosstalk RatioRatio)PSA CRPSA CR表征了四对线缆中三对线缆传输信号时对另一对线缆所产生的综合影响。它主要用于保证综合布线系统的高速数据传输。第59页/共126页1212回波损耗-RL-RL(Returm lossReturm loss)数据抟输中,当遇到线路中阻抗不匹配时,部分能量会反射回发送端,回波损耗反映了因阻抗不匹配反射回来的能量大小,回波损耗对于全双工传输的应用非常重要。第60页/共126页电缆制造过程中的结构变化、连接器和布线安装等3 3种因素是影响回波损耗数值的主要因素。第61页/共126页1313传输延
22、迟(Propagation Delay Propagation Delay)传输延迟是指信号从信道的一端到达另一端所需要的时间,即测试脉冲沿每对电缆传输的时间(nsns)。第62页/共126页 1414延迟偏离(Delay skewDelay skew)延迟偏离是最短的传输延迟线对(以0ns0ns表示)和其它线对间的差别。第63页/共126页2.1.3 2.1.3 超五类布线系统 超5 5类布线系统通过对它的“链接”和“信道”性能进行测试表明,其性能超过TIA/EIA 586TIA/EIA 586的5 5类,与普通的5 5类UTPUTP比较,其衰减更小,第64页/共126页同时具有更高的衰减串
23、扰比ACRACR和回波损耗SRLSRL,更小的时延和衰减,性能得到提高。超5 5类UTPUTP具有以下优点:第65页/共126页提供了坚实的网络基础,可以方便迁移到更新网络技术;能够满足大多数应用,并用满足偏差和低串扰总和的要求;第66页/共126页为将来的网络应用提供了传输解决方案;充足的性能余量,给安装和测试带来方便。第67页/共126页超5 5类系统在100 MHz100 MHz的频率下运行时,可提供8dB8dB近端串扰的余量,用户的设备受到的干扰只有普通5 5类线系统的1/41/4,使系统具有更强的独立性和可靠性。第68页/共126页近端串扰、串扰总和、衰减和SRLSRL这4 4个参数
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