《综合布线材》PPT课件.ppt
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1、第3章 综合布线材料,本章重点,双绞线光纤与光缆连接器件与布线器材布线系统的选型,3.1 双绞线,由于铜基电缆技术标准成熟、价格便宜、应用广泛、安装方便,尤其是支持铜缆的网络设备的性价比支持光缆的设备要低得多,双绞线所提供的带宽足以应付目前95%以上的应用。因此,在选择安装双绞线还是光缆时,除非对安全性和带宽有较高要求,否则,成本几乎总是决定因素。,在综合布线系统中:(1)语音通信系统一般使用非屏蔽双绞线电缆。(2)计算机网络现在一般采用双绞线电缆、光缆或者二者结合。(3)楼宇自动控制系统也采用双绞线电缆。在商用楼和居民楼中都会装上视频系统,通常采用同轴电缆。(4)广播系统通常采用18AWG标
2、准的半导体电缆,但在综合布线系统中,也采用双绞线电缆。,双绞线(TP:Twisted Pair wire)作为一种价格低廉、性能优良的传输介质,在综合布线系统中被广泛应用于水平布线。双绞线价格低廉、连接可靠、维护简单,可用于数据传输,还可以用于语音和多媒体传输。,双绞线概述,双绞线是网络综合布线施工中最常用的一种传输介质。它采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可以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,双绞线的名字也是由此而来。一般扭线越密其抗干扰能力就越强,按结构分类。双绞电缆分
3、为非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线电缆。按性能指标分类。双绞线电缆分为1类、2类、3类、4类、5类、5e、6类、7类双绞线电缆。按特性阻抗分类。双绞线电缆有100、120、150等几种。常用的是100的双绞线电缆。按双绞线对数进行分类。有1对、2对、4对双绞线电缆,其中4对最常用。另外还有25对、50对、100对的大对数双绞线电缆。,双绞线电缆分类,铜电缆的直径通常用AWG(American Wire Gauge)单位来衡量。AWG数越小,电线直径却越大。直径越大的电线越有用,它们具有更大的物理强度和更小的电阻。双绞线的绝缘铜导线线芯大小有22、24和26等规格,常用的5类和超5类非屏蔽双绞线是2
4、4AWG,直径约为0.51mm。,电缆电线规格,非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线,非屏蔽双绞线电缆(UTP:Unshielded Twisted Pair),是指没有用来屏蔽双绞线的金属屏蔽层,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,提高了抗系统本身电子噪声和电磁干扰的能力,但不能防止周围的电子干扰。UTP电缆是有线通信系统和综合布线系统中最普遍的传输介质,并且因其灵活性而应用广泛。UTP电缆可以用于传输语音、低速数据、高速数据等。UTP电缆还可以同时用于干线布线子系统和水平布线子系统。常用的非屏蔽双绞线封装有4对双绞线,其他还有25对、50对和100对等大对数的
5、双绞线电缆。大对数双绞线电缆常用于语音通信的干线子系统中。,1.非屏蔽双绞线,2.非屏蔽双绞线电缆等级美国电子工业协会(EIA)和电信工业协会(TIA)不断推出双绞线电缆各个级别的工业标准,以满足日益增加的速度和带宽要求。类(Category)是用来区分双绞线电缆等级的术语,不同的等级对双绞线电缆中的导线数目、导线扭绞数量以及能够达到的数据传输速率等具有不同的要求。不同等级的双绞线电缆的标注方法是这样规定的:如果是标准类型,按CATx方式标注,如常用的5类线和6类线,在线缆的外包皮上标注为CAT5和CAT6;如果是增强版的,就按CATxe方式标注,如超5类线就标注为CAT5e。,UTP电缆等级
6、:(1)1、2类双绞线。(2)3类双绞线。(3)4类双绞线。(4)5类双绞线。(5)超5类双绞线。(6)6类双绞线。(7)超6类双绞线。(8)7类双绞线(5)超5类双绞线(Enhanced CAT5):或称“5类增强型”、“增强型5类”,简称“5e类”,是目前市场的主流产品。链路等级为D+。电缆最高频带带宽为100MHz,但对近端串扰、远端串扰和回路损耗等性能指标有明显改善,并且超5类线的全部4个线对都能实现全双工传输,可更好地支持千兆位以太网。,(6)6类双绞线:6类电缆最高频带带宽为250MHz,链路等级为E。是1000Bps数据传输的最佳选择。仍采用传统8端口RJ-45模块化插座和插头。
7、6电缆的绞距比超5类更密,线对间的相互影响更小。为了减少衰减,电缆绝缘材料和外套的损耗应最小。在电缆中通常使用聚乙烯和聚四氟乙烯两种材料。,6类电缆的结构有两种:(1)一种结构与5类电缆类似,采用紧凑的原型设计方式及平行隔离带技术。(2)一种结构是采用中心扭十字技术,电缆采用十字分隔器。十字星形填充的双绞线电缆构造是在电缆中建一个十字交叉中心,把4个线对分成不同的信号区。,(7)超6类双绞线:或称“6类增强型”、“增强型6类”,简称“6e类”,链路等级为E+。电缆最高频带带宽为500MHz。(8)7类双绞线:电缆最高频带带宽为600MHz。链路等级为F。基于7类F级标准开发的STP布线系统,可
8、以在一个连接器和单根电缆中,同时传送独立的视频、语音和数据信号。7类F级STP布线系统可采用两种模块化接口方式:一种是传统的RJ接口,机械上能够兼容低级别的设备,但是由于受其天生结构的限制很难达到标准的600MHz带宽;另一种选择非RJ接口,能够提供高带宽的服务(1.2GHz),并且已经被ISO/IEC 11801认可并被批准为7类F级标准接口。,7类双绞线电缆截面图,3.非屏蔽双绞线电缆等级与分类之间的关系综合布线系统工程设计规范(GB50311-2007)中明确规定,综合布线铜缆系统的分级与类别应符合下表。铜缆布线系统的分级与类别,4.UTP电缆的颜色编码双绞线电缆中的每一根绝缘线路都用不
9、同颜色加以区分,这些颜色构成标准的编码,因此很容易识别和正确端接每一根线路。每个线对都有两根导线。其中一根导线的颜色为线对的颜色,另一根导线的颜色是白色底色加线对颜色的条纹,即电缆中的每一对双绞线电缆都是互补颜色。,(1)4对UTP电缆的颜色编码。4对UTP电缆的4对线具有不同的颜色标记,这四种颜色是蓝色、橙色、绿色、棕色。,(2)25线对束UTP电缆的颜色编码。,5.屏蔽双绞线STP,STP屏蔽双绞线,在双绞线电缆中增加屏蔽层就是为了提高电缆的物理性能和电气性能,减少周围信号对电缆中传输的信号的电磁干扰。(1)电缆屏蔽层的形式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
10、蔽电缆中的单根导线。,(2)屏蔽双绞线电缆的类型电缆屏蔽层由金属箔、金属丝或金属网构成。屏蔽双绞线电缆与非屏蔽双绞线电缆一样,电缆芯是铜双绞线电缆,护套层是塑橡皮。只不过在护套层内增加了金属层。按金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式,屏蔽双绞线电缆可分为以下几种:,电缆金属箔屏蔽双绞线电缆(F/UTP):整体屏蔽结构,在多对双绞线外包裹铝箔,屏蔽层外是电缆护套。通常用于电磁干扰较严重或对数据传输安全要求较高的布线区域。更适合并易于端接在屏蔽插座上,金属箔可以对孔洞提供更好的覆盖,有效地抑制高频干扰。缺点是,如果操作不当,屏蔽层易断裂。,线对金属箔电缆金属编织网屏蔽双绞线电缆(U/FTP)每个线对
11、都有各自的屏蔽层,在每对线对外包裹铝箔后,再在铝箔外包裹铜编织网。可以减少外界电磁干扰,并有效控制线对间的综合串扰。应用于电磁干扰严重,对数据传输安全性要求很高的布线区域。,电缆金属箔编织网屏蔽加上线对金属箔屏蔽双绞线电缆(S/FTP)每个线对都使用金属箔屏蔽电缆,有效抑制内部串扰,并在4对线外再加金属箔进行屏蔽,提供附加电磁干扰防护。,6.大对数双绞线,24对UDP电缆,大对数电缆截面图,(1)衰减(2)近端串扰NEXT(3)直流电阻(4)特性阻抗(5)衰减串扰比ACR(6)电缆特性SNR,7.双绞线的性能指标,8.双绞线的工程应用,3.2 同轴电缆,同轴电缆由两个导体组成,其结构是一个外部
12、圆柱形空心导体围裹着一个内部导体。同轴电缆的组成由里向外依次是:导体、绝缘层、屏蔽层和护套.,同轴电缆的结构,(1)RG6/RG-59同轴电缆。RG6/RG-59电缆用于视频、CATV和私人安全视频监视网络。特性阻抗为75;RG6是支持住宅区CATV系统的主要传输介质。(2)RG-8或RG-11同轴电缆。即通常所说的粗缆,特性阻抗为50。可组成粗缆以太网,即10Base-5以太网。(3)RG-58/U或RG-58C/U同轴电缆。即通常所说的细缆,特性阻抗为50。可组成细缆以太网,即10Base-2以太网。(4)RG-62同轴电缆。特性阻抗为93。,同轴电缆的类型,同轴电缆连接器,N型连接器,同
13、轴电缆连接器,同轴电缆连接器,3.3 光纤与光缆,随着光纤和光纤设备价格的不断下降,光纤被越来越多地应用于局域网布线。由于光纤具有链路带宽高、传输距离长的特点,因此,除被应用于楼宇之间的布线外,还被广泛应用于服务器机房的布线,以实现中心交换机与骨干交换机,以及中心交换机与服务器之间的高速连接。,3.3.1 光纤,光纤是光导纤维的简称,光导纤维是一种传输光束的细而柔软的媒质,是数据传输中最有效的一种传输介质。由于光纤在传输信息时使用光信号,而不是电信号。光纤功率损失少、传输衰减小、保密性强,并有极大的传输带宽,被广泛应用于综合布线的建筑群主干布线子系统和建筑物主干布线子系统。,1.光纤的结构:,
14、计算机网络中的光纤主要是用石英玻璃(SiO2)制成的,横截面积很小的双层同心圆柱体。裸光纤由光纤芯、包层和涂覆层三部分组成。最里面的是光纤芯(折射率高);包层(折射率低)将光纤芯围裹起来,使光纤芯与外界隔离。包层的外面涂覆一层很薄的涂覆层,2.光纤的分类:(1)按构成光纤的材料分类。按照构成光纤的材料,光纤一般可分为 玻璃光纤、胶套硅光纤、塑料光纤。玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高。胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层是塑料,损耗小,传输距离长,成本较低。塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响以及短距离的图像传输。,(2)按传输模式分类。
15、按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。,单模光纤SMF(Single Mode Fiber):这里的“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固定激光器作为光源,若入射光的模样为圆光斑,射出端仍能观察到圆形光斑,即单模光纤只允许一束光传输,没有模分散特性,因此,单模光纤的纤芯相应较细、传输频带宽、容量大,传输距离长。单模光纤的纤芯直径很小,约为4m 10m,包层直径为125m。目前常见的单模光纤主要有8.3m/125m、9m/125m、10m/125m等规格。单模光纤通常用在工作波长为1310nm或1550nm的激光发射器中。通常在建筑物之间或地域分散时使用。,(2)按传
16、输模式分类。按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。,多模光纤MMF(Multi Mode Fiber):多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,形成模分散,模分散限制了多模光纤的带宽和距离,多模光纤的纤芯粗、传输速度低、距离短、整体的传输性能差,成本低。特别适合于多接头的短距离应用场合。在综合布线系统中常用纤芯直径为50m、62.5m,包层均为125m。多模光纤的光源一般采用LED(发光二极管),工作波长为850nm或1300nm。多模光纤常用于建筑物内干线子系统、水平子系统或建筑群之间的布线。,单模光纤和多模光纤,单模光纤:纤芯小,单角度进入,激光器,发光二极管,多模光纤:纤芯大,多
17、角度进入,(3)按光纤横截面上的折射率分布。均匀光纤。光纤纤芯的折射率n1和包层的折射率n2都为一常数,且n1n2,在纤芯和包层的交界面处折射率呈阶梯型变化,又称为突变型光纤。非均匀光纤。光纤纤芯的折射率n1随着半径的增加而按一定规律减小,到纤芯与包层的交界处为包层的折射n2,即纤芯中折射率的变化呈近似抛物线型。又称为渐变型光纤。(4)按工作波长分类。有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。多模光纤的工作波长为短波长850nm和长波长1300nm;单模光纤的工作波长为长波长1310nm和超长波长1550nm。,3.光纤示例图室内光缆和室外光缆,束管式光缆和层绞式光缆,光纤带光缆和单纤光缆,直埋
18、光缆、管道光缆和自承光缆,直埋光缆、管道光缆和自承光缆,4.光纤通信系统目前在局域网中实现的光纤通信是一种光电混合式的通信结构。通信终端的电信号与光缆中传输的光信号之间要进行光电转换,光电转换通过光电转换器完成。,与铜缆相比,光纤通信系统的主要优点有:(1)光纤通信的频带很宽,理论可达30GHz,通信容量大。(2)线路损耗低,衰减较小,传输距离远。(3)不受电磁场和电磁辐射的影响,完全的电磁绝缘,抗干扰能力强,安全性高。(4)线径细,重量轻。(5)抗化学腐蚀能力强,适用于某些特殊环境下的布线。(6)不带电,使用安全,可用于易燃、易爆场所。没有电流通过,不产生热和火花,所以不怕雷击、不怕静电,不
19、必担心串扰以及回波损耗等。主要缺点有:(1)初始投入成本比铜缆高。(2)光纤连接器比铜缆连接器易坏;(3)端接光纤需要更高的技能和复杂的设备。,3.3.2 光缆及其结构,光缆由一捆光纤组成。,芳纶砂,钢丝,纤维玻璃棒,3.3.2 光缆及其结构,光缆的分类:(1)按照光缆结构分类光缆按照结构分有中心束管式、层绞式和带状式。中心束管式光缆。一般12芯以下的采用中心束管式,中心束管式工艺简单,成本低。层绞式光缆。层绞式光缆的最大优点是易于分叉,即光缆部分光纤需分别使用时,不必将整个光缆开断,只需将分叉的光纤开断即可。层绞式光缆采用中心放置钢绞线或单根钢丝加强,采用SZ续合成缆,成缆纤数可达144芯。
20、骨架式光缆。骨架式光缆是把紧套光纤或一次涂覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成的。这种结构的缆芯抗侧压性能好,利于对光纤的保护。,中心加强件UV光纤松套管LAP带扎带及填充带光纤用填充物PE护套缆芯用填充物,中心束管式光缆 铝带纵包层绞式光缆,光纤用填充物阻水层(热熔胶)松套管钢丝加强件UV光纤铠装层PE护套,3.3.2 光缆及其结构,带状式光缆。带状式光缆的芯数可以做到上千芯,它将412芯光纤排列成行,构成带状光纤单元,再将多个带状单元按一定方式排列成缆。,带状式光缆,中心金属加强件松套管光纤带光纤带填充膏缆芯填充膏阻水带钢带MDPE护套,(2)按光缆的应用环境分类根据光缆的
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