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发布时间:2020-05-23 01:11:31

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作者:罗启平

出版社:重庆大学出版社

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综合布线技术

综合布线技术试读:

前言

综合布线系统又称结构化布线系统,是目前较为流行的一种新型布线方式。作为智能建筑的重要组成部分,它提供了信息传输的高速通道,是保证建筑物内和建筑物之间优质高效信息服务的基础设施之一。它采用标准化部件和模块化组合方式,把语音、数据、图像和控制信号用统一的传输媒体进行综合,形成了一套标准、实用、灵活、开放的布线系统,并越来越受人们的重视,发展迅速。为了满足高等职业院校综合布线方面的教学需求以及相关工程技术人员的学习需要,编者认真搜集、组织和整理素材,编写了本书。

本书主要介绍了综合布线系统的基础知识,并通过实验实训的方式加深读者对知识的理解,培养解决实际问题的能力,以满足实际工作的需要。

全书共分为6个项目。具体内容安排如下:

项目1:综合布线系统概述。通过学习该项目使读者理解综合布线系统的含义,掌握综合布线系统的结构及各子系统的特点,了解综合布线系统的优点、发展历史、主要生产厂商、国内外标准的区别及发展趋势,掌握综合布线系统的主要技术标准。

项目2:网络传输介质与综合布线工程器材。通过学习该项目使读者了解传输介质的品种与规格、性能和特性,了解选用网络传输介质的方法、了解综合布线工程器材的种类、功能和用途,了解综合布线工程器材选用方法。

项目3:综合布线工程设计。通过该项目的学习,使读者熟悉综合布线工程设计的市场需求分析,掌握绘图工具软件Auto CAD的使用,掌握综合布线6大子系统工程技术的设计方法,了解国内外主要综合布线系统产品,熟悉综合布线主流产品选型及配置。

项目4:综合布线工程施工。通过该项目的学习,使读者熟悉综合布线工程施工的各项准备工作,熟悉综合布线工程施工的组织管理流程,掌握综合布线线缆施工技术。

项目5:综合布线系统工程的测试及验收。通过该项目的学习,使读者熟悉综合布线测试的基本概念和国家标准,掌握非屏蔽双绞线、光纤布线的测试方法,熟悉测试报告的编写,掌握综合布线系统工程验收的基本内容和步骤。

项目6:综合布线工程实训项目。在该项目中,要完成“认识综合布线系统结构”“5类双绞线RJ45水晶接头的制作”“110型配线架、信息模块的电缆端接”“同轴电缆连接器的制作”“布线通道的组合安装”“各种线缆、光缆的敷设布放”“设备机架安装及光、电缆的终端固定”“光纤的接续”“光缆的测量”“综合布线系统的设计方案和投标书”10个实训任务的学习。

此外,本书在后面还设有附录A:综合布线常用名词解释。附录B:综合布线常用缩略语。附录C:综合布线常用图形符号,以供读者需要时查阅。

本书内容选择合理、语言通俗,各任务从基本概念出发,逐步深入,并通过相关图片加深读者对知识点的理解,最后结合实训使理论和实践相结合,达到学以致用、解决实际问题的目的。每个项目还准备了一定数量的习题,供读者课后练习和思考。本书可作为高职高专院校网络综合布线课程教材,也可供培训学校使用,同时还可以作为综合布线工程技术人员的参考用书。

本书由广西机电职业技术学院罗启平担任主编,负责编写项目5、项目6及附录,并负责全书的规划和最后定稿;由广西电力职业技术学院的陆茵、莫其逢以及广西工业技师学院的黄小芹担任副主编,其中陆茵负责编写项目1和项目4,莫其逢负责编写项目3,黄小芹负责编写项目2。本书在编写过程中得到了众多同行的支持和帮助,在此表示衷心的感谢。

由于时间仓促,再加上作者水平有限,书中难免有错漏和不妥之处,请广大读者与同行专家批评指正!编 者2014年11月项目1综合布线系统概述【项目描述】

1984年,美国哈特福特市一幢旧金融大厦改建后定名为“都市办公大楼”,成为世界上第一幢“智能大厦”。自此,世界范围内掀起了一股“智能建筑”热潮,在短短的几十年中,几万座智能建筑在世界各大城市拔地而起,呈现出从单体智能建筑走向建筑群的智能化、数字化趋势。据统计,中国的智能建筑市场投资正在以每年20%~30%的速度增长,预计到2020年,在城市化、智能城市和政府节能减排政策的推动下,亚洲智能建筑市场将达到10.4亿美元。

智能建筑市场的兴起推动了综合布线系统的发展,传统的布线方案已经很难满足信息时代背景下人们对于布线配置、安全、变更管理上的智能化要求。作为建筑物内部与建筑群之间的“高速通道”,智能综合布线系统以其优越的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性,在设计、施工、维护和运行方面给人们带来了许多便利,更适合当下智慧城市和智能建筑的建设要求。而综合布线系统的概念、构成、产品、标准及发展趋势等基本知识正是本项目所要介绍的内容。【学习目标】

1.理解综合布线系统的含义。

2.掌握综合布线系统的结构及各子系统的特点。

3.了解综合布线系统的优点、发展历史、主要生产厂商、国内外标准的区别及发展趋势。

4.掌握综合布线系统的主要技术标准。【能力目标】

1.能讲述综合布线系统的组成、结构及各子系统的特点。

2.会使用综合布线系统的相关标准。

3.对综合布线系统的发展方向有一定的了解。任务1.1 认识真实的综合布线系统【活动场景】

利用多媒体学习或实地参观城市智能建筑的综合布线系统,认识真实的综合布线系统。【任务要求】

理解综合布线系统的含义,掌握综合布线系统结构及组成,了解综合布线系统的优点、发展历史及主要生产厂商。【知识准备】

当今社会,一个现代化的大楼内,除了具有电话、传真、空调、消防、供电、照明等设施外,还应该具备先进的计算机网络系统、办公自动化设备及自动控制监控系统等。计算机网络、电话传真、办公自动化、自动控制监控等系统构成了现代楼宇内复杂的信息网络系统,架构这些复杂信息网络系统的基础就是复杂的信息布线系统。

综合布线系统(Generic Cabling System,简称GCS)是构建智能大厦必不可少的信息传输通道。它利用标准的双绞线或光缆来传输信息,能将语音、数据、图像(视频监控、电视会议)等终端设备与大厦管理系统连接起来,构成一个完整的智能化系统。1.1.1 综合布线系统的结构

综合布线系统由标准的插头、插座、适配器、连接器、配线架以及双绞线、同轴电缆、光缆等设备组成,目前被划分为6个子系统(有些书划分为7个子系统,多了一个进线间子系统,本项目主要以6个子系统来讲解,项目3中加入了进线间子系统的介绍),如图1.1所示。图1.1 综合布线系统的构成

➢工作区子系统(Work Area Subsystem);

➢水平子系统(Horizontal Subsystem);

➢管理间子系统(Administration Subsystem);

➢垂直干线子系统(Riser Backbone Subsystem);

➢设备间子系统(Equipment Subsystem);

➢建筑群子系统(Campus Subsystem)。

1)工作区子系统(Work Area Subsystem)

工作区子系统又称为服务区子系统,由终端设备(如计算机、电话机)连接到用户信息插座之间的设备组成,包括信息插座、插座盒、连接跳线和适配器,属于用户最终的办公区域,相当于电话配线系统中连接话机的用户线及话机终端部分。工作区的服务面积一般可按52~10m估算,工作区内信息点的数量根据相应的设计等级要求设置。

2)水平子系统(Horizontal Subsystem)

水平子系统是指每层的管理间(楼层配线间)到工作区的信息插座之间的部分,由信息插座、水平配线电缆或光缆、配线设备和跳线等组成,又称配线子系统。

水平子系统的结构一般为星型结构,相对于垂直干线子系统,它总是在一个楼层上,仅与信息插座、设备管理间连接,通常沿地板或天花板走线。

在综合布线系统中,水平子系统通常由4对UTP(非屏蔽双绞线)组成,能支持大多数现代通信设备,但如果布线环境有较强磁场干扰或对信息保密性要求较高时,可采用屏蔽双绞线(STP)。在水平子系统有高速率、高宽带应用的场合,应采用光缆,即光缆到桌面。水平子系统根据整个综合布线系统的要求,应在二级交接间、交接间或设备间的配线设备上进行连接,以构成电话、数据、电视系统和监视系统,并方便地进行管理。水平子系统的电缆长度应小于90m,信息插座应在内部做固定线连接。

3)管理间子系统(Administration Subsystem)

管理间子系统也称管理子系统,它连接垂直干线子系统和本层楼的水平子系统,设置在楼层配线间或楼层管理间,由楼层配线架、跳线、交换机或集线器、理线器、机柜等组成。用户可以在管理间子系统中更改、增加、交接、扩展线缆。管理子系统提供了与其他子系统连接的手段,使整个布线系统与其连接的设备和器件构成一个有机的整体。

管理间子系统应采用单点管理双交接。交接场的结构取决于工作区、综合布线系统规模和选用的硬件。在管理规模大、复杂、有二级交接间时,才设置双点管理双交接。在管理点,应根据应用环境用标记插入条来标出各个端接场。

交接区应有良好的标记系统,如建筑物名称、建筑物位置、区号、起始点和功能等标志。交接间和二级交接间的配线设备应采用色标区别各类用途的配线区。

★小贴士:现代建筑中,一般在每层楼都应设计一个管理间或配线间,它是水平子系统线缆端接的场所,也是垂直主干系统电缆端接的场所。新版的国家标准就把配线间(进线间)独立出来,形成综合布线的第七个子系统。

进线间子系统是建筑物外部通信和信息管线的入口部位,也可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。一个建筑物宜设置1个进线间,一般位于地下层。外线宜从两个不同的路由器引入进线间,有利于与外部管道沟通。进线间与建筑物红外线范围内的人孔或手孔采用管道或通道的方式互连。进线间因涉及因素较多,难以统一提出具体所需面积,可根据建筑物实际情况并参照通信行业和国家的现行标准要求进行设计。建筑群主干电缆、光缆、公用网和专用网电缆、光缆及天线馈线等室外缆线进入建筑物时,应在进线间成端转换成室内电缆、光缆,并在缆线的终端处由多家电信业务经营者设置入口设施,入口设施中的配线设备应按引入的电、光缆容量配置。

4)垂直干线子系统(Riser Backbone Subsystem)

垂直干线子系统也称骨干子系统或干线子系统,负责从设备间子系统到管理间子系统的连接,实际上是指从设备间的主配线架到管理间的楼层配线架之间的布线,能提供各楼层管理间、设备间和引入口(由电话局提供的网络设施的一部分)设施之间的互连。垂直干线子系统一般使用光缆或大对数的非屏蔽双绞线。

在确定垂直子系统所需要的电缆总对数之前,必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。对于基本型,每个工作区可选定2对;对于增强型,每个工作区可选定3对双绞线;对于综合型,每个工作区可在基本型或增强型的基础上增设光缆系统。

5)设备间子系统(Equipment Subsystem)

设备间是在每一幢大楼选取用于设置进出线设备、进行网络管理以及管理人员值班的场所。设备间子系统应由综合布线系统的建筑物进线设备、电话、数据、计算机等各种主机设备及其接地保护配线设备等组成,它是大楼中数据、语音垂直主干线缆终接的场所,也是来自建筑群的线缆进入建筑物终接的场所,更是各种数据语音主机设备及保护设施的安装场所。因此,建议设备间子系统设在建筑物中部或在建筑物的一、二层,位置不应远离电梯。此外,考虑到以后的扩展,不建议设在顶层或地下室,来自建筑群的线缆在进入建筑物时应有相应的过流、过压保护设施。

设备间内的所有进线终端设备应采用色标区别各类用途的配线区。设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定。

6)建筑群子系统(Campus Subsystem)

建筑群子系统也称楼宇子系统,它是将一栋建筑物中的线缆延伸到另一栋建筑物的通信设备和装置,通常由光缆和相应设备组成。建筑群子系统是综合布线系统的一部分,它支持楼宇之间通信所需的硬件(包括铜线、光纤),以及防止其他建筑的电缆的浪涌电压进入本建筑的电气保护装置。

建筑群子系统应采用地下管道敷设方式,管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和人孔的各项设计规定。此外,安装时至少应预留1~2个备用管孔,以供扩充之用。

建筑群子系统采用直埋沟内敷设时,如果在同一个沟内埋入了其他的图像、监控电缆,应设立明显的共用标志。1.1.2 综合布线系统的优点

综合布线同传统的布线相比较,其优越性是传统布线所无法比拟的,主要体现在:

1)结构清晰,便于管理维护

传统的布线方法是各种不同的设施的布线分别进行设计和施工,如电话系统、消防系统、计算机系统等都是独立进行的。这对于一个自动化程度较高的大楼,势必使得楼内各种线路如麻,设备的改变或移动都会导致整个布线系统的变化,而且还造成难以管理,布线成本高、功能不足和不能灵活适应形势发展的需要。

而综合布线系统就是针对这些缺点采取的标准化统一材料(双绞线)、统一设计、统一布线、统一安装施工,做到结构清晰,便于集中管理和维护,设备改变、移动后,只需简单地变更跳线即可,大大减少了维护人员和管理人员的数量。

2)材料统一先进,能适应今后的发展需要

综合布线系统采用了先进的材料,如六类非屏蔽双绞线,传输速率高达1000Mbps,光纤的传输速度可达10Gbps,完全能够满足未来15~20年的发展需要。

3)灵活性强,能适应各种不同的需求

综合布线系统采用标准的插座(如RJ45接口),既可接入电话,又可接入计算机终端,实现语音/数据点互换,可适应各种不同拓扑结构的局域网。

4)便于扩充,既节约费用又提高了系统的可靠性

综合布线系统采用了冗余布线和星型结构的布线方式,既提高了设备的工作能力,又便于用户扩充。虽然传统的布线所用线材比综合布线的线材要便宜,但是传统布线的多种布线方式使得各系统间会形成交叉干扰,进而降低各个系统的可靠性。而综合布线过程是对各种线缆统一规划,统一安排线路走向,统一施工的过程,减少了不必要的重复布线、重复施工,节省了线材,节约了人工,从整体上节省了投资,提高了效益。更重要的是,综合布线采用高品质的材料和组合压接方式构成一套高标准的信息网络,所有器件都通过WLCSA及ISO等组织的质量认证,保证综合布线系统的电气性能。在布线过程中,每条信息通道都要采用专门测试仪器测试线路阻抗、衰减率、串扰等电气性能,以保证传输质量。

★小贴士:冗余布线是指综合布线在设计时已经为用户预留了充分的扩展余地,以保护用户的前期投资。

总的来说,综合布线较好地解决了传统布线方法存在的许多问题。随着科学技术的迅猛发展,人们对信息资源共享的要求越来越迫切,尤其以电话业务为主的通信网逐渐向综合业务数字网(ISDN)过渡,越来越重视能够同时提供语音、数据和视频传输的集成通信网。因此,综合布线取代单一、昂贵、复杂的传统布线,是“信息时代”的要求,是历史发展的必然趋势。1.1.3 综合布线的发展历史

综合布线起源于美国,是伴随着智能建筑的产生而发展起来的。

1984年,世界上第一座智能大厦在美国康涅狄格州哈特福德市建成;1985年,美国电话电报公司(AT&T)的贝尔实验室首先推出了综合布线系统,并于1986年通过了美国电子工业协会(EIA)和通信工业协会(TIA)的认证。此后,综合布线系统很快得到世界的广泛认同并在全球范围内推广,在我国的发展大致可分为以下三个阶段:

第一阶段是1987—1996年,推行综合布线的实验产品经AT&T公司进入中国市场,由5类标准的UTP缆线及光缆的产品构成的综合布线系统在中国得到了应用和发展。

第二阶段是1997—2000年,朗讯公司将UTP非屏蔽双绞线及光缆的综合布线产品带入中国市场,同时,欧洲的IBM、阿尔卡特、德特威勒、科龙也纷纷加入,此时大部分综合布线产品为国外产品。

第三阶段主要是2000年以后,很多国家及供应商看好中国市场,同时中国国内的制造商、接插件及缆线厂家纷纷推出国内产品,市场份额逐渐提高,和国外厂商逐渐形成竞争格局,力量逐渐壮大。1.1.4 综合布线的产品

进行一项综合布线工程,科学而规范的设计,精心而标准的施工以及选择优质的布线材料和产品,都是优质完成综合布线工程的要素。

综合布线起源于美国,所以美国也是综合布线产品的主要生产国。美国的朗讯科技公司较早进入我国市场,其产品性能良好且品种齐全,因此在我国市场占有率较高。

目前,我国广泛采用的综合布线产品生产商还有美国的康普(CommScope)、西蒙(Siemon)、莫仕(Molex)、泛达(Panduit)、安普(AMP),国内的TCL、南京普天、浙江一舟等。【任务实施】

参观所在城市智能建筑的综合布线系统。

①要求:认识真实的综合布线系统,熟悉综合布线系统的结构及组成。

②内容:观察设备安装位置;熟悉各子系统的作用。

③记录与分析,见表1.1。表1.1 综合布线各子系统设备组成认知表【效果评价】评价表任务1.2 综合布线系统的标准及发展趋势【活动场景】

利用多媒体学习综合布线系统的国内外标准、发展趋势。【任务要求】

掌握国内综合布线系统的标准、国内外标准的区别,了解综合布线系统的发展趋势,逐步学会标准、规范的应用。【知识准备】1.2.1 综合布线标准

综合布线系统的兼容性和开放性要求综合布线系统的设计和实施必须符合有关标准。作为一个合格的综合布线工程设计或施工人员,应能够根据用户的需求和实际情况,查阅和对照合适的布线标准。

目前,各国生产的综合布线系统的产品较多,其产品的设计、制造、安装和维护中所遵循的基本标准主要有两种:北美标准和国际标准。我国依据本国综合布线的实际情况,参照国际标准,也同步制定了适合我国国情的综合布线国家标准和行业标准。已经公开发布的综合布线设计、施工、材料、测试标准(规范)主要有:

1)北美标准

ANSI/TIA/EIA568-A、-B、-C:《商业建筑物电信布线标准》。

ANSI/TIA/EIA569-A:《商业建筑物电信布线路径及空间距标准》。

ANSI/TIA/EIA570-A:《住宅电信布线标准》。

ANSI/TIA/EIATSB-67:《非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试规范》。

ANSI/TIA/EIATSB-72:《集中式光缆布线准则》。

ANSI/TIA/EIATSB-75:《大开间办公环境的附加水平布线惯例》。

2)国际标准

国际标准化组织/国际电工技术委员会(ISO/IEC)于1988年开始,在美国国家标准协会制定的有关综合布线标准基础上进行修改,于1995年7月正式公布《ISO/IEC11801:1995(E)信息技术—用户建筑物综合布线》,作为国际标准,供各个国家使用。

3)国内标准《智能建筑设计标准》(GB/T50314—2006)。《大楼通信综合布线系统第一部分:总规范》(YD/T926.1—2009)。《大楼通信综合布线系统第二部分:综合布线系统用电缆光缆技术要求》(YD/T926.2—2009)。《大楼通信综合布线系统第三部分:综合布线系统用连接硬件技术要求》(YD/T926.3—2009)。《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2007)。《综合布线系统工程验收规范》(GB50312—2007)。

值得注意的是,各类标准间有极为明显的差别。从综合布线系统的组成来看,北美标准把综合布线系统划分为6个独立的子系统:建筑群子系统、干线(垂直)子系统、配线(水平)子系统、设备间子系统、管理子系统和工作区子系统。而国际标准则将其划分为建筑群主干布线子系统、建筑物主干布线子系统和水平布线子系统3部分,并规定工作区布线为非永久性部分,工程设计和施工也不涉及为用户使用时临时连接的这部分。我国国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2007)则建议综合布线系统工程按照7个子系统进行设计,包括工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间子系统、进线间子系统和管理间子系统。1.2.2 综合布线的发展趋势

随着科技的不断发展,综合布线将成为建筑物的配套设备,综合布线将会与建筑物的结合更加紧密。从20世纪90年代初期10M以太网(10Base-T)的出现,到90年代中期转换到100M以太网(100Base-T),到今天成为主流的千兆以太网(1000Base-T)以及目前正发展迅猛的万兆以太网(10GBase-T),网络的速度在以100倍的幅度增加。配合网络的更新速度,布线系统也在相应地不断发展。

1)万兆以太网普及加速

移动互联网、公用和私有云、Web2.0以及其他大带宽数据中心应用的不断发展,对数据中心的网络带宽、速度、规模、效率都提出了更高的要求,直接导致以太网由千兆向万兆演进。尤其是2012年Intel推出的万兆服务器平台——Romley以及10GBase-T单芯片网络控制器,让万兆以太网在服务器端的部署和应用进入了快速普及的轨道。随着万兆服务器虚拟化的推进,万兆IPSAN存储系统也不断发展。毫无疑问,在服务器和存储中心领域,万兆以太网已成为发展趋势,这无疑也显著推动了以太网交换机市场。

万兆标准中新增了重要测试参数:外部串扰参数(ANEXT),即线槽中捆扎在一起的线缆传输信号时,周围线缆对被测线缆的干扰。非屏蔽的布线系统通过线缆内部平衡原理可以抵御一定的外界干扰,但工程中同一线槽内的双绞线一般均为同厂家产品,这些线缆完全一样,在传输信号时,相邻的线缆间会产生信号的相互耦合,尤其是相同颜色的线对由于绞距与方向完全一样,耦合的干扰无法依靠平衡结构抵消。而如果采用屏蔽线缆来应对万兆传输,其屏蔽结构使得它对降低线缆间的相互干扰有先天的优势,不仅可以屏蔽外界的电磁信号,铝箔也同时阻断了线缆本身传输时的电磁泄漏,从而保证紧密线槽内部的各个线缆同时运行万兆以太网,相互间没有影响。经过测试,屏蔽系统一般比同级别非屏蔽系统至少高20dB左右。

因此,IBM ACS采用屏蔽等级达到10EMC等级的屏蔽线缆以满足10GBase-T的应用,并提供用户最稳定可靠的运行系统,为用户的网络稳定及安全提供现阶段最好的保证。

2)屏蔽系统

2008年6A的TIA标准正式颁布,引领万兆时代的加速到来,屏蔽系统发展至今,已经被越来越多的用户所接受和采用,并日益彰显其活力。

在应用选择上,许多用户都率先考虑屏蔽系统,正如在设计规范中提到的那样,当外界电磁场强超过3V/m,就应考虑屏蔽系统或光纤布线系统。另外,随着周围电磁辐射越来越强,在一定程度上给屏蔽系统提供了更广泛的应用空间。在欧洲高端布线市场,屏蔽系统绝对是一个主流。

3)光纤到桌面技术

光纤到桌面(即FTTD,fiber to the desk)正成为综合布线市场主流解决方案,因为随着光纤、光纤器件及光纤网络设备成本的逐年下降,采用光纤布线已经在成本上接近“光纤+铜缆”的成本了。而且在实际使用中,光纤更有其特长,比如传输距离远、传输稳定、不受电磁干扰的影响、支持带宽高、不会产生电磁泄漏。这些特点使得光纤在一些特定的环境中发挥着铜缆不可替代的作用。

4)智能化布线管理

随着用户机房设备的增加,各种线缆的使用越来越多,这时线缆的管理也往往成为最让管理员头疼的事情。因为杂乱无章的线缆不但降低了机房管理人员的效率,一旦网络出现故障,故障的查找与排除将成为管理员的噩梦。随着网络扩容及设备冗余度提高,安装新设备是经常要做的事,而旧设备的删减也会经常发生。所有这些对系统整体的可用性提出了挑战,而以上问题最佳的解决办法就是综合布线系统的智能化管理。

其中,采用电子配线架和电子配线架管理软件的第三代智能布线系统(即电子配线架智能布线管理系统)正被广泛推广和应用,这是一种将传统布线系统与智能管理联系在一起的系统。电子配线架智能布线管理系统将网络连接的架构及其变化自动传给系统管理软件,管理系统将收到的实时信息进行处理,用户通过查询管理系统便可随时了解布线系统的最新结构。

5)无线与有线相结合

目前,无线布线的方式已经相当普及,一种方式是将AP(Access Point,访问节点)分区域固定,以覆盖所有的范围;而另一种方式则是将AP置于机房中,通过泄露电缆伸入不同区域以实现网络的覆盖。无线局域网相对于有线方式来说有不少优势:安装便捷、使用灵活、经济节约、易于扩展及有很高的安全性。

随着RFID技术(射频识别技术,一种无线通信技术)的发展,无线线缆管理也成为可能。将布线及设备信息保存在电子标签中,管理及查看非常方便。同时,随着电子标签技术的成熟,更可以通过这种方式来实现跳线管理及通断判别,实现真正意义上的无线式综合布线智能管理。

6)OM4多模光纤未来之路

随着带宽需求的不断增加,需要更高的传输速率和开发下一代的传输标准。设备方面,对Ethernet而言,10Gb/s系统已经商用,需要开发下一代40Gb/s和100Gb/s系统;对SAN系统,8Gb/s系统已经商用,正在开发的是16Gb/s和32Gb/s。对光纤界,则需要制定关于光纤的标准来支持未来高速率传输的要求。

目前,x86服务器主要是10Gb/s的连接速度,到2018年将达到40Gb/s的连接速度。

★小贴士:OM4光纤是一种激光优化型纤芯为50μm的多模光纤,目前标准确定的指标实际是一种OM3多模光纤的升级版。

7)绿色数据中心

在节能减排的大趋势下,数据中心刮起了“绿色风”。在建设绿色数据的过程中,降低能耗和减少空间是首要考虑的问题。布线系统的节能体现在散热性上,线缆的散热性好了,可以节约机房空调所消耗的大量电量;环保则体现在线缆的材质上,建设一个真正的绿色数据中心,需要部署寿命尽可能长的综合布线系统,如果线缆和整个布线系统的寿命较长,就会减少需更换的材料,从而实现了更高性能、更加稳定、绿色的数据中心。同时高速传输,高密度、快速部署,高安全性及环境友好等方面,都是绿色布线所承担的重要责任。

现在数据中心的地位和作用远胜以往,数量也大大增加,这些都给数据中心的设计和运营带来挑战。各种环境压力会影响到数据中心的面积和增长,用户同时也会持续面临降低设备占用面积的压力。采用高密度连接方案设计的机房布线系统占用的面积远少于传统布线系统,因此可以有效地降低机架、机柜和服务器所占用的楼板面积。

★小贴士:绿色数据中心(Green Data Center)是指数据机房中的IT系统、机械、照明和电气等能取得最大化的能源效率和最小化的环境影响。绿色数据中心是数据中心发展的必然。总的来说,可以从建筑节能、运营管理、能源效率等方面来衡量一个数据中心是否为“绿色”。绿色数据中心的“绿色”具体体现在整体的设计规划以及机房空调、UPS、服务器等IT设备、管理软件应用上,要具备节能环保、高可靠可用性和合理性。【任务实施】

综合布线系统的兼容性和开放性要求综合布线系统的设计和实施必须符合有关的标准,通过学习比较国内外的布线标准,逐步学会标准、规范的应用。【效果评价】评价表项目小结

本项目从智能建筑的发展趋势及展望入手,对综合布线与智能建筑的关系、综合布线的必要性进行了说明,并对综合布线的基本概念、组成结构进行了阐述;通过对传统布线与综合布线的比较,展示了综合布线的明显优势;最后对综合布线的标准、规范、发展趋势进行了说明,强调了标准、规范的重要性,明确了综合布线的发展方向。思考与练习

一、填空题

1.综合布线系统(Premises Distributed System,简称PDS)能将语音、_____、_____等终端设备与大厦管理系统连接起来,构成一个完整的智能化系统。

2.水平干线子系统也称作水平子系统,其设计范围是从工作区的_____一直到每层的_____。

3._____是一个安放有共同通信装置的场所,是通信设施、配线设备所在地,也是线路管理的集中点。

4.按照美国标准,将综合布线系统划分为_____、_____、_____、_____、_____和_____6个子系统。

5.我国国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2007)建议综合布线系统按照_____、_____、_____、_____、_____、和_____7个子系统来设计。

二、选择题(答案可能不止1个)

1.当综合布线系统针对计算机网络、电话传真、办公自动化和自动控制等系统的配线系统而设计时,以下属于综合布线系统功能的是传输( )。A.模拟与数字的语音B.数据C.传真、图形、图像资料D.电视会议与安全监视系统的信息E.安全报警与空调控制系统的信息

2.水平(干线)子系统的主要功能是实现信息插座和管理子系统间的连接,其拓扑结构一般为( )结构。A.总线型B.星型C.树型D.环型

3.在综合布线系统中,一般在每层楼都应设计一个管理间或配线间。下列设备中,属于水平干线子系统的有( )。A.配线架B.理线器C.信息插座D.交换机或集线器

4.垂直干线子系统的设计范围应包括( )。A.管理间与设备间之间的电缆B.信息插座与管理间配线架的连接电缆C.设备间与网络引入口之间的连接电缆D.主设备间与主机房间的连接电缆

5.设备间子系统是大楼中数据、语音垂直主干线缆终接的场所。( )属于设备间子系统的设备。A.配线架B.建筑物进线设备C.浪涌保护器D.交换机

三、问答题

1.什么是综合布线系统?综合布线系统划分成几个子系统?各子系统由哪些设备组成?

2.结构化布线系统与传统布线系统相比,其主要优点是什么?

3.综合布线系统的常用技术标准有哪些?

4.简述综合布线系统的发展趋势。项目2网络传输介质与综合布线工程器材【项目描述】

综合布线是一个系统工程,它所涉及的材料和设备有:传输介质、连接件、管槽部件、布线工具或设备等。本项目以××酒店智能化系统工程为案例,针对酒店的特点和需求,设计方案中配置有:(1)网络、电话系统

①系统设计的电话点位有547个,网络点位370个,无线AP点位9个,智能网关1台,核心交换机2台,楼层交换机19台等。

②弱电机房安装42U机柜1台,电话配线箱1套;弱电井安装15U机柜6台等。(2)视频监控系统

①室内设计有半球87台,电梯摄像机4台,室外摄像机5台,室外快球1台。

②监控机房内设计有一套电视墙,一套操作台,其中有15台25寸的监视器,6台硬盘录像机。(3)广播系统

①前端设计有天花喇叭336个、壁挂音柱4个、室外蘑菇音柱2个、音控开关13个。

②网络机房内设计有MP3播放机、音频矩阵、纯后级功放、电源时序器、系统定时器、合并式定压功放等。(4)有线电视系统

数字电视转模拟电视,共40套有线电视频道,2套卫星电视频道。(5)服务器

酒店管理软件应用服务器采用RAID5磁盘阵列容错,共设计服务器3台;KVM1套。(6)防雷接地与机房电源

①配电箱设计有二级电源防雷箱一套,引建筑接地至汇流排连接至各系统设备接地。

②UPS供电采用15KVA UPS,支持断电续行1小时。(7)巡更系统

前端设计有5个巡更棒、50个巡更点、5个巡更人员钮。(8)点菜收银系统

针式打印机21台、打印机服务器10台、PDA点菜机5台、收银电脑11台、触摸屏一体机5台。(9)投影系统

中餐大堂投影机一套、会议室投影机2套、180投影幕1套、120寸投影幕1套、100寸投影幕2套。(10)音响系统

二层中餐大厅1套;四层1号会议室1套;四层2/3号会议室1套。

根据该工程上述的10个系统,学习和了解网络传输介质和综合布线工程器材,掌握必备的知识,具备必需的综合布线工程专业技术能力。【学习目标】

1.了解传输介质的品种与规格、性能和特性。

2.了解选用网络传输介质的方法。

3.了解综合布线工程器材的种类、功能和用途。

4.了解综合布线工程器材选用方法。【能力目标】

1.具有传输介质选型的能力。

2.具有网络互联设备及器材选型的能力。

3.对市场的传输介质产品和布线工程器材有一定认识与分辨能力。

4.能应用国家相关规范和技术标准指导检查工程传输介质及器材的能力。任务2.1 选择网络传输介质【活动场景】

设计单位提供“××酒店智能化系统工程设备清单”,施工单位根据清单购买和准备工程材料,校外工程项目现场勘查、校内实训基地实物演展或多媒体演示,图书馆查阅资料。【任务要求】

根据系统工程设备清单和10个系统的配置,对所需要的网络传输介质进行分类,了解工程项目网络传输介质的型号、规格、特性与要求,并以国标GB50311—2007《综合布线系统工程设计规范》的相关规定进行合理性分析。【知识准备】

网络传输介质是网络中传输信息的载体,通常分为有线传输介质和无线传输介质两大类。有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分,它能将信号从一方传输到另一方。有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号,光纤传输光信号。无线传输介质指我们周围的自由空间。利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光等,信息被加载在电磁波上进行传输。不同的传输介质,其特性也各不相同。它们不同的特性对网络中数据通信质量和通信速度有较大影响。网络传输介质的分类如图2.1所示。图2.1 网络传输介质示意图2.1.1 双绞线

双绞线是综合布线系统中最常用的一种传输介质,较适合于近距离、环境单纯(远离磁场、潮湿等)的局域网络系统,被广泛应用于综合布线系统的水平布线子系统。双绞线成本低廉、连接可靠、维护简单,可用于数据、语音、多媒体传输,传输带宽可高达1~10Gb/s。

1)双绞线简介

双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线互相缠绕而成,如图2.2所示。每根铜导线的绝缘层上分别涂有不同的颜色,如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便构成了双绞线电缆(简称双绞线)。在双绞线电缆内,不同线对具有不同的扭绞长度,按逆时针方向扭绞。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起,可降低信号干扰的程度,这是因为每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。扭线越密,其抗干扰能力就越强。图2.2 双绞线图解

2)双绞线的分类

①按照绝缘层外部是否拥有金属屏蔽层,将双绞电缆分为非屏蔽双绞线电缆(UTP)和屏蔽双绞线电缆(STP)。

②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类、6类、7类双绞线电缆。

③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。

④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,如图2.3所示。图2.3 25对大对数电缆

3)电缆电线规格

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22AWG、24AWG和26AWG等规格,常用的5类和超5类非屏蔽双绞线是24AWG,直径约为0.51mm。

4)非屏蔽双绞线UTP

非屏蔽双绞线(UTP,Unshieldid 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。图2.4所示为UTP电缆结构和截面图。图2.4 非屏蔽双绞线结构图及截面图

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)UTP电缆等级

类(Category)是用来区分双绞线电缆等级的术语,不同等级对应的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。具体分类是:

①1、2类双绞线。

②3类双绞线。

③4类双绞线。

④5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。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。

⑥6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RJ45模块化插座和插头。6类电缆的绞距比超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:

a.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,它可获得较好的电气性能。

b.另一种结构是采用中心扭十字技术,电缆采用十字分隔器,线对之间的分隔可阻止线对间串扰,其物理结构如图2.5所示。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,这样就可以提高电缆的抗近端串扰性能,减少在安装过程中由于电缆连接和弯曲引起的电缆物理上的失真,十字骨架构造在保证前后位置精准方面作了更多的改进。图2.5 采用中心扭十字技术的6类双绞线

⑦超6类双绞线(Enhanced CAT6),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。

⑧7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,如图2.6所示。图2.6 7类双绞线电缆截面图

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/IEC11801认可并被批准为7类/F级标准接口。《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见表2.1。表2.1 铜缆布线系统的分级与类别支持应用器件系统分级支持带宽/Hz电 缆连接硬件  A100k  B1MC16M3类3类D100M5类/5e类5类/5e类E250M6类6类F600M7类7类(2)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加一个白色条纹,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。

①4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,见表2.2,这4种颜色是蓝色、橙色、绿色、棕色。表2.2 4对双绞线颜色编码表线 对颜色编码简 写白—蓝W—BL线对1蓝BL白—橙W—O线对2橙O线对3白—绿W—GG绿白—棕W—BR线对4棕BR

②25线对束UTP电缆的颜色编码。25线对束UTP电缆的每个线对束都有不同的颜色编码,同一束内的每个线对又有不同的颜色编码。

25线对束一般分为5组,分别以5种主色标识:白、红、黑、黄、紫。

每个组内有5个线对,5个线对的颜色又以5种辅色标识:蓝、橙、绿、棕、灰。它们的颜色编码顺序如图2.7所示。图2.7 25对大对数电缆颜色编码

5)屏蔽双绞线

屏蔽双绞线(STP,Shieldid Twisted Pair)在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。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信号的电磁干扰。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。

线缆屏蔽层由金属箔、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:

①电缆金属箔屏蔽双绞线电缆,如图2.8所示。图2.8 电缆金属箔屏蔽双绞线电缆横截面结构图

②线对金属箔屏蔽双绞线电缆(U/FTP)。

③电缆金属编织网加金属箔屏蔽双绞线电缆(SF/UTP),如图2.9所示。图2.9 电缆金属编织网加金属箔屏蔽双绞线电缆横截面结构图

④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)。

屏蔽双绞线分为STP和FTP(Foil Twisted-Pair)。STP指每条线都有各自的屏蔽层,而FTP只在整个电缆有屏蔽装置,并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统是屏蔽器件,包括电缆、信息点、水晶头和配线架等,同时建筑物需要有良好的接地系统。屏蔽层可减少辐射,防止信息被窃听,也可阻止外部电磁干扰的进入,使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。2.1.2 同轴电缆

同轴电缆是一种通信电缆,其结构是以实心铜线为芯,外包着一层绝缘材料,这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外又再覆一层保护性材料。同轴电缆结构如图2.10所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场,也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。图2.10 同轴电缆结构图

1)同轴电缆类型

①RG-6/RG-59同轴电缆。常用于视频、CATV和私人安全视频监视网络,特性阻抗为75Ω。RG-6是支持住宅区CATV系统的主要传输介质。

②RG-8或RG-11同轴电缆。即通常所说的粗缆,特性阻抗为50Ω。可组成粗缆以太网,即10Base-5以太网。

③RG-58/U或RG-58C/U同轴电缆。即通常所说的细缆,特性阻抗为50Ω。可组成细缆以太网,即10Base-2以太网。

④RG-62同轴电缆。特性阻抗为93Ω。

2)同轴电缆连接器

同轴电缆连接器又称射频同轴连接器,具有连接机构的主动部分,即螺母或卡口连接套的连接器,一般为自由连接器。插座是与插头相配连接的连接器,一般为固定连接器。同轴电缆连接器组件是射频同轴连接器和适用的同轴电缆配接而成的电缆连接器组件,主要功能是有效传输射频电磁能量。同轴电缆连接器的种类很多,常见的类型如图2.11所示。图2.11 同轴电缆连接器

3)优缺点

同轴电缆的优点是可以在相对长的无中继器的线路上支持高带宽通信,而其缺点也是显而易见的:一是体积大,细缆的直径就有3/8英寸粗,要占用电缆管道的大量空间;二是不能承受缠结、压力和严重的弯曲,这些都会损坏电缆结构,阻止信号的传输;最后就是成本高,而所有这些缺点正是双绞线能克服的,因此在现在的局域网环境中,基本已被基于双绞线的以太网物理层规范所取代。

4)主要参数指标(1)主要电气参数

①同轴电缆的特性阻抗。同轴电缆的平均特性阻抗为50±2Ω,沿单根同轴电缆的阻抗的周期性变化为正弦波,中心平均值±3Ω,其长度小于2m。

②同轴电缆的衰减一般指500m长的电缆段的衰减值。当用10MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过8.5db(17db/km);而用5MHz的正弦波进行测量时,它的值不超过6.0db(12db/km)。

③同轴电缆的传播速。需要的最低传播速度为0.77C(C为光速)。

④同轴电缆直流回路电阻。电缆的中心导体的电阻与屏蔽层的电阻之和不超过10Ω/m(在20℃下测量)。(2)物理参数

同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成的。(b)BNC型连接头

同轴电缆具有足够的可柔性,能支持254mm(10英寸)的弯曲半径。中心导体是直径为2.17mm±0.013mm的实芯铜线。绝缘材料必须满足同轴电缆电气参数。屏蔽层是由满足传输阻抗和ECM规范说明的金属带或薄片组成,屏蔽层的内径为6.15mm,外径为8.28mm。外部隔离材料一般选用聚氯乙烯(如PVC)或类似材料。2.1.3 光纤和光缆

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,是目前数据传输中最有效的一种传输介质。光缆由一捆光纤组成。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层,其中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15~50μm,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光纤保持在芯内。最外面是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤结构如图2.12所示。图2.12 裸光纤的结构图图2.13 光纤中光的传输

陆地上的光纤通常埋在地下1m处,有时会受到地下小动物的破坏。越洋光缆在深水中,极有可能被鱼类咬坏或被船撞坏。(1)分类

①传输点模数类。

传输点模数类分为单模光纤(Single Mode Fiber)、多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤则在给定的工作波长上能以多个模式同时传输。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。光纤分类如图2.14所示。图2.14 光纤分类表2.3 单模光纤和多模光纤的特性比较比较项目单模光纤多模光纤速度高速度低速度距离长距离短距离成本成本高成本低窄芯线,需要激光源,聚其他性能宽芯线,耗散大,低效光好,耗散极小,高效

②折射率分布类。

折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯形变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小,在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯折射率的变化近似于抛物线。折射率分布类光纤光束传输如图2.15所示。图2.15 光在折射率分布类光纤光束传输(2)连接方式

光纤连接分为固定连接、活动连接、临时连接3种连接方式。

①固定连接:可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10%~20%的光,但这种连接很容易重新配置系统。

②活动连接:可以用机械方法将其接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管中,然后钳接起来。可以让光纤通过结合处来调整,以使信号达到最强。机构结合需要训练过的人员花大约5min的时间完成,光的损失大约为10%。

③临时连接:将两根光纤熔合在一起形成坚实的连接。融合方法连接的光纤和单根光纤差不多是相同的,但也有一点衰减。

对于这3种连接方法,结合处都有反射,并且反射的能量会和信号交互作用。(3)发送和接收

有两种可被用作信号源:发光二极管(Light-Emitteng Diode,LED)和半导体激光(In-jection Laser Diode,ILD)。它们的特性见表2.4。表2.4 LED与ILD的比较

光纤的接收端由光电二极管构成,在遇到光时,它给出一个点脉冲。光电二极管的响应时间一般为1ns,这就是把数据传输速率限制在1Gbit/s内的原因。热噪声也是个问题,因此光脉冲必须具有足够的能量以便被检测到。如果脉冲能量足够强,则出错率可降到非常低的水平。(4)接口

目前使用的接口有两种。无源接口由两个接头熔于主光纤形成。接头的一端有一个发光二极管或激光二极管(用于发送),另一端有一个光电二极管(用于接收)。接头本身是完全无源的,因而是非常可靠的。

另一种接口被称作有源中继器(Active Repeater)。输入光在中继器中被转变成电信号,如果信号已经减弱,则重新放大到最大强度,然后转变成光再发送出去。连接计算机的是一根进入信号再生器的变通铜线。现在已有了纯粹的光中继器,这种设备不需要光电转换,因而可在非常高的带宽下运行。

2)光缆

光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它的优点和光纤的优点类似,主要有以下几个方面:

①频带较宽,理论可达30亿MHz。

②电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然,抽头困难是它固有的难题,因为割开的光缆需要再生和重发信号。

③衰减较小,可以说在较长距离和范围内,信号是一个常数。

④中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。根据贝尔实验室的测试,当数据的传输速率为420Mbit/s-8且距离为119km无中继器时,其误码率为10,传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。

在使用光缆互联多个小型机的应用中,必须考虑光纤的单向特性。如果要进行双向通信,那么就应使用双股光纤。由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择,因此通信器件市场上又出现了光学多路转换器。在普通计算机网络中安装光缆是从用户设备开始的。因为光缆只能单向传输,为了实现双向通信,光缆就必须成对出现,一个用于输入,一个用于输出。光缆两端接光学接口器。

安装光缆需格外谨慎。连接每条光缆时都要磨光端头,通过电烧烤或化学环氯工艺与光学接口连在一起,确保光通道不被阻塞。光纤不能拉得太紧,也不能形成直角。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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