网络传输媒介与综合布线系统.ppt

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1、计算机网络技术及应用计算机网络技术及应用高等院校专业选修课第第3 3章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 1第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 网络传输媒介3.1.1 网络传输媒介概述网络传输媒介概述 传输媒介是网络通信的第二要素，传输媒介的选传输媒介是网络通信的第二要素，传输媒介的选用是网络设计中的重要任务之一。网络传输媒介为连用是网络设计中的重要任务之一。网络传输媒介为连接网络中的各个结点提供物理通道，直接决定了网络接网络中的各个结点提供物理通道，直

2、接决定了网络的性能，从而成为实现网络资源共享的最基本要素。的性能，从而成为实现网络资源共享的最基本要素。然而，计算机采用电流、无线电波、微波或者电磁然而，计算机采用电流、无线电波、微波或者电磁（EM）频谱中光谱能量来传递信号。这些信号有些需）频谱中光谱能量来传递信号。这些信号有些需要介质，而有些则不需要。无论是否需要介质，把信要介质，而有些则不需要。无论是否需要介质，把信号和介质视为一个整体，称之为号和介质视为一个整体，称之为“媒介媒介”。有线媒介有线媒介:需要介质的媒介，如同轴电缆、双绞线需要介质的媒介，如同轴电缆、双绞线和光缆和光缆;无线媒介无线媒介:不需要载体的媒介，如无线电波、微波不需

3、要载体的媒介，如无线电波、微波和激光。和激光。作为计算机网络传输媒介应具有以下特性：作为计算机网络传输媒介应具有以下特性：（1 1）适合电流方式适合电流方式 （2 2）可以被半导体材料所变换可以被半导体材料所变换 （3 3）至少可以用两种离散状态来表示至少可以用两种离散状态来表示(双态双态)不过，电子信号通过传输媒介能在网络上计算机之间传送，只表明传输媒介是计算机相互通信的通路，并不意味着传输媒介是实现计算机通信的唯一条件。最终要完成计算机之间的通信还需要协议与服务的支持。2第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒

4、介与综合布线系统 化工学院化工学院 在一个计算机网络网络采用有线媒介还是无线媒介的一个基本原则是：实用与可靠。如果所架构的网络为一个局域网，则有线媒介是最适合的传输媒介；若所架构的网络是一个把多个远程的站点连接起来，则采用无线电缆也不失是一个明智的选择。其实在实际的网络工程实践中，常常常把有线和无线媒介组合应用。特别是对于具有移动站点的网络，采用无线媒介常常必不可少。其实，计算机网络媒介的选用，并没有一个绝对而简单的原则可依，需要与其运行的环境加以通盘考虑。究竟决定选用哪一种媒介，需要考虑的因素很多，其中最重要的几个因素有：价格 安装 容量 衰减 抗电磁干扰能力(EMI)3第第第第3 3 3

5、3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 价格：价格：媒介的价格包括媒介的传输介质以及媒媒介的价格包括媒介的传输介质以及媒介的连接器件和设备。有线媒介的价格不仅包含电缆，介的连接器件和设备。有线媒介的价格不仅包含电缆，还有电缆的连接器；而无线电缆一般认为没有传输介还有电缆的连接器；而无线电缆一般认为没有传输介质费用，仅包含信号的发射和接收设备的费用。但无质费用，仅包含信号的发射和接收设备的费用。但无线媒介并不绝对没有介质方面的费用，当进行远程专线媒介并不绝对没有介质方面的费用，当进行远程专用无线计算机

6、网络通信时，申请专用用无线计算机网络通信时，申请专用“频点频点”是需要是需要费用的。在很多情况下价格决定一切，但对于计算机费用的。在很多情况下价格决定一切，但对于计算机网络，网络，价格因素应退让于网络的整体性能和可靠性，价格因素应退让于网络的整体性能和可靠性，因为传输媒介的费用在整个网络的建设中所占比例是因为传输媒介的费用在整个网络的建设中所占比例是很小的一部分，很小的一部分，价格不应作为影响选用传输媒介的主价格不应作为影响选用传输媒介的主要因素要因素。4第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化

7、工学院化工学院 容量：容量：以以(频频)带宽带宽(度度)表示。带宽定义为频率范表示。带宽定义为频率范围，用赫兹围，用赫兹(Hz)(Hz)表示。传输媒介的容量是其物理上的表示。传输媒介的容量是其物理上的容纳量。媒介带宽的大小是一个相对参照值，因为容纳量。媒介带宽的大小是一个相对参照值，因为媒媒介的容量随着传输距离以及采用的信号技术不同是变介的容量随着传输距离以及采用的信号技术不同是变化的化的。媒介容量实际的意义在于。媒介容量实际的意义在于,在媒介有效的带宽在媒介有效的带宽中有多少二进制数据（位）被可靠地传输。中有多少二进制数据（位）被可靠地传输。因此，在因此，在比较媒介的带宽时，应该强调在什么技

8、术条件下以及比较媒介的带宽时，应该强调在什么技术条件下以及多大的传输距离的限制下，比较媒介每秒中传输多大的传输距离的限制下，比较媒介每秒中传输位位的的个数。个数。5第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 安装：安装：指媒介的安装难易程度，指媒介的安装难易程度，直接影响了施工直接影响了施工的质量和可维护性，的质量和可维护性，从而影响网络的性能。从而影响网络的性能。衰减：衰减：在位传输过程中信号被削弱的趋势或失真在位传输过程中信号被削弱的趋势或失真的程度。当信号从媒介上通过时，它的一

9、部分能量由的程度。当信号从媒介上通过时，它的一部分能量由于媒介的物理特征被吸收或被扩散掉，造成了信号的于媒介的物理特征被吸收或被扩散掉，造成了信号的减弱和失真。减弱和失真。传输媒介的衰减是可以被非常准确地描传输媒介的衰减是可以被非常准确地描述，但也应当述，但也应当考虑媒介的衰减特性受到的技术条件及考虑媒介的衰减特性受到的技术条件及有效距离的限制。有效距离的限制。6第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 抗电磁干扰能力：抗电磁干扰能力：它直接影响了媒介在一定的条它直接影响了媒介在一

10、定的条件下保证信号可靠性传输的性能。传输媒介可以约束件下保证信号可靠性传输的性能。传输媒介可以约束或者引导电压脉冲以及电磁波，但是，没有任何一种或者引导电压脉冲以及电磁波，但是，没有任何一种媒介可以完全覆盖整个频谱，总会有其它的电磁波夹媒介可以完全覆盖整个频谱，总会有其它的电磁波夹杂于所期望的信号内，这种杂于所期望的信号内，这种电磁干扰电磁干扰(EMI)(EMI)必然对正必然对正常信号造成伤害，影响信号传输的可靠性。常信号造成伤害，影响信号传输的可靠性。此外，通过截取辐射电磁波很容易地对电子信号此外，通过截取辐射电磁波很容易地对电子信号进行窃听。因此，进行窃听。因此，抗电磁干扰以及抗信号被截获

11、的能抗电磁干扰以及抗信号被截获的能力成为比较各种传输媒介性能的重要特性之一力成为比较各种传输媒介性能的重要特性之一。7第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院3.1.2 网络有线传输媒介网络有线传输媒介 计算机网络有线传输媒介主要包括两类有媒介：电计算机网络有线传输媒介主要包括两类有媒介：电缆和光缆。用于计算机网络的有线电缆现只有两种，它缆和光缆。用于计算机网络的有线电缆现只有两种，它们是同轴电缆和双绞线。同轴电缆已经基本退出计算机们是同轴电缆和双绞线。同轴电缆已经基本退出计算机网

12、络历史舞台，双绞线是计算机网络传输媒介的主流，网络历史舞台，双绞线是计算机网络传输媒介的主流，光缆则是未来计算机网络传输媒介技术的发展方向。光缆则是未来计算机网络传输媒介技术的发展方向。8第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 1.1.同轴电缆同轴电缆 同轴电缆由绕同一轴线的两个导体组成。内部导体同轴电缆由绕同一轴线的两个导体组成。内部导体可以是单股的实心导线，也可以是多股的绞合线；外部可以是单股的实心导线，也可以是多股的绞合线；外部导体可以是单股线，也可以是编制的网状线。内部导

13、体导体可以是单股线，也可以是编制的网状线。内部导体用用固体绝缘材料固定；外部导体用一个罩或者屏蔽层用用固体绝缘材料固定；外部导体用一个罩或者屏蔽层覆盖。单根同轴电缆的直径约为。覆盖。单根同轴电缆的直径约为。同轴电缆的这个结同轴电缆的这个结构特点，允许在较宽的频率范围内工作。构特点，允许在较宽的频率范围内工作。同轴电缆是局域网中曾是被广泛采用传输媒介之一，以至于早期许多人把同轴电缆看作是局域网络系统唯一的传输介质，而忽略了其他传输介质的使用。虽然现在同轴电缆的使用已经很少，但作为网络传输媒介中非常重要的一种类型，仍然需要对其技术特性有比较全面的认识。9第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介

14、与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 （1）规格 计算机网络连接中常用的同轴电缆类型如下：（1）50粗缆：RG-8 及 RG-11 （2）50细缆：RG-58 （3）75粗缆：RG59(用于CATV电缆)75同轴电缆是公用天线电视CATV系统中使用的标准，而50同轴电缆只用于数字信号的传输，故而又称为基带传输电缆。75同轴电缆不但可用于分频多路复用(FDM)的模拟信号的传输，还可用于高速数据信号的发送和模拟信号的发送，一般将75同轴电缆的传输称为多通道宽带传输。同轴电缆大部分用于设备与设备之间的连接。在每一个用户位置都装

15、有一个连接器来提供用户接口。接口安装方法可以是把电缆切断，然后接在T型连接器两端；也可以是采用一种类似于夹板的装置，称作Tap进行安装。不过，前一种方法在现代计算机网络中应用的更为普遍。为保证同轴电缆正确的电气特性，同轴电缆必须接地，以构成一个必要的回路。同时，在同轴电缆的两端分别安装一个终端匹配负载终端匹配器（俗称“堵头”），其目的是为了起到减弱反射信号的作用，并与网卡进行阻抗匹配。10第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 （2）特性）特性 1 1）传输特性）传输特性 在应用

16、中，在应用中，50同轴电缆仅仅用于数字传输，并使同轴电缆仅仅用于数字传输，并使用曼彻斯特编码。数据的传输率可达用曼彻斯特编码。数据的传输率可达10Mbps。计算机计算机网络使用的同轴电缆均为网络使用的同轴电缆均为50同轴电缆。同轴电缆。7575同轴电缆同轴电缆(通常所称的通常所称的“粗缆粗缆”)”)，既可用于，既可用于模拟信号的发送，又可用于数字信号的发送。对于模模拟信号的发送，又可用于数字信号的发送。对于模拟信号，频率可达拟信号，频率可达300300400MHz400MHz，即在该类型的同轴，即在该类型的同轴电缆上，可以用与无线电和电视广播相同的方法，传电缆上，可以用与无线电和电视广播相同的

17、方法，传输模拟信号数据。使用分频多路复用输模拟信号数据。使用分频多路复用FDMFDM技术，该电技术，该电缆可以支持大量的通道。这种技术已经用于智能小区缆可以支持大量的通道。这种技术已经用于智能小区的有线电视、电话和计算机网络的的有线电视、电话和计算机网络的“三网合一三网合一”项目项目中。中。11第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 2 2）连接特性）连接特性 同轴电缆适用于点到点连接或多点连接。基带同轴电缆适用于点到点连接或多点连接。基带50同轴电缆同轴电缆，每段可以支持，每段

18、可以支持几百台几百台设备，在大型网络系统设备，在大型网络系统中，还可以利用中继器把各网段连接起来构成更大的网中，还可以利用中继器把各网段连接起来构成更大的网络系统。络系统。宽带宽带75同轴电缆同轴电缆每段可以支持数千台设备，而在每段可以支持数千台设备，而在高速数据传输率下高速数据传输率下(50Mbps)，使用该类型同轴电缆时，使用该类型同轴电缆时，可连接的设备数目限制在可连接的设备数目限制在2030台。台。12第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 3 3）跨度特性）跨度特性 典

19、型的典型的基带同轴电缆基带同轴电缆有效传输信号的有效传输信号的最大距离最大距离限制限制在在几公里几公里之内，而之内，而宽带的同轴电缆宽带的同轴电缆可以达到可以达到几十公里几十公里。宽带电缆的传输距离取决于传输的是数字信号还是模拟宽带电缆的传输距离取决于传输的是数字信号还是模拟信号。信号。高速数字信号传输或模拟信号的传输高速数字信号传输或模拟信号的传输(50Mbps)，传输距离限制在约，传输距离限制在约1公里之内。公里之内。注：网络中相临两站点之间的最大距离由网络的拓注：网络中相临两站点之间的最大距离由网络的拓扑结构、网卡和网络传输协议共同决定，如总线型以太扑结构、网卡和网络传输协议共同决定，如

20、总线型以太网的两相邻主机的最大距离不能超过网的两相邻主机的最大距离不能超过185m185m。4.4.综合特性综合特性 一般说来，对于频率较高的数据传输，一般说来，对于频率较高的数据传输，同轴电缆同轴电缆比双绞线的抗干扰能力强。比双绞线的抗干扰能力强。13第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 3 3、选用利弊、选用利弊 根据传输媒介的选用原则，同轴电缆在价格、安根据传输媒介的选用原则，同轴电缆在价格、安装、容量、衰减和抗电磁干扰能力方面具有以下特点：装、容量、衰减和抗电磁干扰能力

21、方面具有以下特点：1)1)价格价格 同轴电缆的价格随直径以及导体的不同而变化。同轴电缆的价格随直径以及导体的不同而变化。同轴细缆相对便宜同轴细缆相对便宜一些，而同轴粗缆相对贵一些。一一些，而同轴粗缆相对贵一些。一般来讲，同轴细缆的价格般来讲，同轴细缆的价格略高于略高于3类类UTP（非屏蔽双绞（非屏蔽双绞线），却线），却低于低于5类类UTP；而同轴粗缆略高于；而同轴粗缆略高于5类类UTP，却却低于低于STP（屏蔽双绞线）。（屏蔽双绞线）。2 2、容量、容量 同轴电缆的传输速率目前看较低，用于连接总线型同轴电缆的传输速率目前看较低，用于连接总线型以太网时为以太网时为10Mbps，若用于连接环行令牌

22、网时，可，若用于连接环行令牌网时，可以达到以达到16Mbps。然而。然而,在现代计算机网络中，由于在现代计算机网络中，由于5类类UTP所支持的所支持的100M以太网技术的快速发展，大大减以太网技术的快速发展，大大减少了对同轴电缆的使用。有必要说明一下，同轴电缆少了对同轴电缆的使用。有必要说明一下，同轴电缆的带宽随着它内部导线直径的增加有变宽的可能性。的带宽随着它内部导线直径的增加有变宽的可能性。3)3)安装难易程度安装难易程度 同轴电缆的初始安装相对比较简单，使用专用工同轴电缆的初始安装相对比较简单，使用专用工具时尤其方便。具时尤其方便。4)4)衰减衰减 同轴电缆也存在很高的衰减。但要比双绞线

23、小得同轴电缆也存在很高的衰减。但要比双绞线小得多。在当前多。在当前LAN技术条件下，同轴电缆的有效距离在技术条件下，同轴电缆的有效距离在几千米范围内。几千米范围内。5)5)抗电磁干扰性抗电磁干扰性 同轴电缆的屏蔽层不仅大大地减轻了电磁波的对同轴电缆的屏蔽层不仅大大地减轻了电磁波的对外辐射，同时也增强了同轴电缆系统抗外接电磁干扰外辐射，同时也增强了同轴电缆系统抗外接电磁干扰的能力，但并没有完全隔离外界的干扰。的能力，但并没有完全隔离外界的干扰。由此可见，在计算机网络中采用同轴电缆由此可见，在计算机网络中采用同轴电缆有利有利的的方面：方面：（1 1）安装相对比较简单。安装相对比较简单。（2 2）有

24、成熟的标准支持较高的速率（有成熟的标准支持较高的速率（10M10M或或16M16M）。）。（3 3）抗电磁干扰能力优于双绞线。抗电磁干扰能力优于双绞线。（4 4）连接比较坚固。连接比较坚固。在计算机网络采用同轴电缆在计算机网络采用同轴电缆不利不利的方面：的方面：（1 1）一些安装技术使同轴电缆不便管理和再配置。一些安装技术使同轴电缆不便管理和再配置。（2 2）衰减较大，但比双绞线要小。衰减较大，但比双绞线要小。（3 3）对极端状态下的电磁干扰及窃听有中等程度对极端状态下的电磁干扰及窃听有中等程度的敏感。的敏感。14第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线

25、系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 双绞线是现代网络系统中使用最多的一种传输双绞线是现代网络系统中使用最多的一种传输介质。介质。无论是传输模拟数据，还是传输数字数据，均无论是传输模拟数据，还是传输数字数据，均可以使用双绞线作为传输介质。双绞线由两根螺旋结可以使用双绞线作为传输介质。双绞线由两根螺旋结构排列的绝缘线组成。构排列的绝缘线组成。双绞线中的导线可以是铜质的，也可以是钢质的。双绞线中的导线可以是铜质的，也可以是钢质的。铜线可以提供良好的传导率，而钢线可保证有足够的铜线可以提供良好的传导率，而钢线可保证有足够的强度。强度。一对双绞线构成一条通信链路。

26、把每对线扭在一对双绞线构成一条通信链路。把每对线扭在一起可使线间的电磁干扰最小。一起可使线间的电磁干扰最小。成对双绞线的直径约成对双绞线的直径约为。为。2 2 2 2、双绞线、双绞线、双绞线、双绞线15第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 （1）规格：双绞线（TP）有两种类型：非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）。A非屏蔽双绞线电缆（UTP）非屏蔽双绞线电缆(UTP)由多股双绞线和一个塑料护套构成。除了电话系统中普遍采用UTP外，在其他许多场合UTP也得到广泛应用。电气

27、工业协会(EIA)为双绞线电缆五种不同的质量推行了一个分类方案。其中3类UTP和5类UTP被广泛使用在计算机连网中。3类UTP适合于目前大部分低速计算机网络(10M)，而5类UTP则用于较高速的计算机网络（100M）16第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 B.B.屏蔽双绞线电缆（屏蔽双绞线电缆（STP）屏蔽双绞线（屏蔽双绞线（STP）是一种屏蔽电缆，它内部与）是一种屏蔽电缆，它内部与UTP一样是双绞线，外面由铝箔包裹，最外层再用塑一样是双绞线，外面由铝箔包裹，最外层再用塑料套

28、保护，其结构见料套保护，其结构见图图2-15。一般认为，屏蔽双绞线主要应用于安全性、抗干一般认为，屏蔽双绞线主要应用于安全性、抗干扰和传输性要求较高的网络系统中。如智能大厦的楼扰和传输性要求较高的网络系统中。如智能大厦的楼宇自控系统的信号传输线、保安电视监控系统的信号宇自控系统的信号传输线、保安电视监控系统的信号传输线等均要求必须使用屏蔽双绞线传输线等均要求必须使用屏蔽双绞线STPSTP，而在计算，而在计算机网络中均使用非屏蔽双绞线机网络中均使用非屏蔽双绞线UTPUTP。其实不然，我国。其实不然，我国有关计算机网络的技术标准是参照北美及美国的标准有关计算机网络的技术标准是参照北美及美国的标准制

29、定的，美国的标准要求普通的计算机网络均采用非制定的，美国的标准要求普通的计算机网络均采用非屏蔽双绞线屏蔽双绞线UTPUTP，而不是，而不是STPSTP。但欧洲有关标准则要求。但欧洲有关标准则要求计算机网络应采用屏蔽双绞线计算机网络应采用屏蔽双绞线STPSTP。而不是。而不是UTPUTP。并且。并且欧洲标准双绞线与北美标准（我国同北美标准基本一欧洲标准双绞线与北美标准（我国同北美标准基本一致）的双绞线内部的导线数量也不一样。致）的双绞线内部的导线数量也不一样。应当说，应当说，UTPUTP的安装相对的安装相对STPSTP的安装要简单一些，的安装要简单一些，成本也相对较低成本也相对较低。在我们这样的

30、发展中国家采用。在我们这样的发展中国家采用UTPUTP是适合我国国情的。据有关研究表明，是适合我国国情的。据有关研究表明，UTPUTP的安全性的安全性和抗干扰性能文完全可以信赖，它向外辐射的电磁波和抗干扰性能文完全可以信赖，它向外辐射的电磁波远远比键盘和显示器的辐射造成的安全性危险小。远远比键盘和显示器的辐射造成的安全性危险小。17第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 （2）特性 1）传输特性 双绞线既可用于传输模拟信号，也可用于传输数字信号。对于模拟信号，大约每5 6km需要

31、以一个放大器。对于数字信号，每23km需要一台中继器。若使用T型线路，数据的传输率可达。也就是说，采用双绞线也可达到较高的数据传输率，但与传输的距离有关。一般双绞线数据传输率的上限是10Mbps，采用特殊的网络技术可达到100Mbps(如100Base-T高速网技术)。2）连通特性 双绞线既可以用于点到点的连接，也可以用于多点连接。作为一种多点传输介质，双绞线比同轴电缆的价格低，但性能要差一些，而且只能支持很少几个工作站的连接。所以，双绞线一般只用于点到点的连接。3）跨度特性 双绞线很容易在15km或更大的范围内传输数据，例如可进行远距离的数据传输。在局域网中双绞线主要用于在一个建筑物内连接工

32、作站。一般在100bps的速率下，双绞线的传输距离一般可达100km。4 4）综合特性）综合特性 双绞线的抗干扰性取决于所加的屏蔽，以及在一双绞线的抗干扰性取决于所加的屏蔽，以及在一束线中相邻线的扭曲长度。这些措施当信号波长比双绞束线中相邻线的扭曲长度。这些措施当信号波长比双绞线的扭曲长度大时是有效的。在传输低频信号时，双绞线的扭曲长度大时是有效的。在传输低频信号时，双绞线的抗干扰性相当于或高于同轴电缆，但当传输频率超线的抗干扰性相当于或高于同轴电缆，但当传输频率超过过10100kHz时，同轴电缆比双绞线的抗干扰性有明时，同轴电缆比双绞线的抗干扰性有明显的优势。显的优势。18第第第第3 3 3

33、 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 (3)选用利弊 1)价格 与其它传输媒介相比3类UTP的价格最低，而5类或超5类UTP的价格相对要高一点。但UTP良好的性价比使之已成为计算机网络中最为被广泛使用的传输媒介。在计算机网络的设计中，建议要根据实际的需要决定采用何种传输媒介，而不是根据价格。若计算机网络网络带宽为10M，选择3类UTP即可；而若所建设的计算机网络为100M高速网，则需要选择5类以上标准的双绞线。不过如果经费允许，应选择较高级别的双绞线，以便未来网络升级，并且有利于网络性能的提高，

34、最大限定地减少双绞线中的串扰。2)安装难易程度 UTP安装及设备都比较简单，并易于使用，安装技术不需要专门训练便可上岗操作。STP的安装相对复杂，需要专门的培训或指导才能达到其安装工程的质量要求。但无论是UTP还是STP，其安装均不算很难，属于比较容易安装和维护的传输媒介类型。3)容量 UTP在100米范围内传递数据的速率为 l100Mbps。目前，大部分的传输率为10100Mbps。选用时要注意，不同等级的双绞线，其支持的网络带宽容量有很大差异。像3类双绞线只能用于10M以下的网络，而若传输数据速率要达到100M时，则必须选用5类以上的双绞线。从理论上讲，STP受外界影响相对较小，因此应用时

35、可传输的信号频率会更高，具有更高的数据传输速率，100米内可以达到500Mbps带宽。但是，通常使用的数据传输率不超过155Mbps范围内。4)衰减 无论是UTP还是STP，其衰减都相对比较大。在当前的技术下，他们的数据传输有效范围均在几百米以内。也就是说，双绞线不适用于大范围的长距离计算机局域网的建设。5)5)抗电磁干扰性抗电磁干扰性 双绞线属于铜电缆，因而对双绞线属于铜电缆，因而对EMI（电磁干扰）非常（电磁干扰）非常敏感。尽管缠绕方式大大减轻了串扰现象，导线之间仍敏感。尽管缠绕方式大大减轻了串扰现象，导线之间仍然存在一定量的干扰。另外，双绞线上的信号容易受到然存在一定量的干扰。另外，双绞

36、线上的信号容易受到外界电磁波辐射的影响外界电磁波辐射的影响(如发动机如发动机)。还有一些其它设备。还有一些其它设备也可以截获双绞线发射出的信号，从而破坏了网络安全。也可以截获双绞线发射出的信号，从而破坏了网络安全。不过，与不过，与UTPUTP相比相比STPSTP的最大优点就是抗干扰能力较的最大优点就是抗干扰能力较UTPUTP有很大的改善，并且自己的有很大的改善，并且自己的EMIEMI辐射也大大降低。然而，辐射也大大降低。然而，在强电磁干扰环境中，在强电磁干扰环境中，STPSTP仍会受到一些干扰的影响。仍会受到一些干扰的影响。19第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输

37、媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 3.光缆 光缆，即光纤电缆，是一种传输数字信号的高性能传输介质。在现代计算机网络系统中，特别是在大型网络系统的主干或多媒体网络应用系统中，几乎都采用光缆作为网络传输介质。因此，近年来，光缆信号传输技术及光缆性能的发展是十分迅速，光缆不仅是现有传输介质中最有前途的网络传输介质外，全光缆计算机网络的实现将会很快成为现实。介绍光缆技术规格及在计算机网络中应用的有关特性。20第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化

38、工学院化工学院3.5 3.5 3.5 3.5 光缆光缆光缆光缆 (1)规格规格 1)1)物理特性物理特性 光纤电缆光纤电缆实质上是一种光导纤维，简称为实质上是一种光导纤维，简称为光纤光纤。在一根光缆中有多根光纤，常用的有两芯、四芯和六在一根光缆中有多根光纤，常用的有两芯、四芯和六芯居多。芯居多。光纤是一种半径细小光纤是一种半径细小(50100m)、柔软并、柔软并能传导光线的透明介质。能传导光线的透明介质。各种玻璃和塑料都可用来制各种玻璃和塑料都可用来制造光纤，而超高纯度石英玻璃光纤的损耗最低，但超造光纤，而超高纯度石英玻璃光纤的损耗最低，但超高纯度的光纤很难生产，价格自然也高。常用的是多高纯度

39、的光纤很难生产，价格自然也高。常用的是多股玻璃纤维，虽然其损耗较高纯度光纤高，但比较经股玻璃纤维，虽然其损耗较高纯度光纤高，但比较经济，且性能也足够好，能够满足各种网络通信的需要，济，且性能也足够好，能够满足各种网络通信的需要，并且性能是现在所有有线传输媒介最好的。并且性能是现在所有有线传输媒介最好的。21第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 实用的光缆由多束光纤组成，如图所示。实用的光缆由多束光纤组成，如图所示。由于光纤具有较高的折射率由于光纤具有较高的折射率(无论是玻璃纤维

40、无论是玻璃纤维还是塑料纤维还是塑料纤维)，故都用折射率稍低的材料做成的，故都用折射率稍低的材料做成的包层将光纤围裹起来。这一包层将光纤与外界隔离，包层将光纤围裹起来。这一包层将光纤与外界隔离，以防止与其他相邻的光纤相互干扰。以防止与其他相邻的光纤相互干扰。22第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 2)2)传输特性传输特性 光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。光学接口设备（信号。光学接口设备（光电转换器光电转换器）从光纤上取出

41、光）从光纤上取出光脉冲转换成计算机能够识别的电信号，或者计算机的脉冲转换成计算机能够识别的电信号，或者计算机的电信号经转换称为光脉冲信号送入光纤电信号经转换称为光脉冲信号送入光纤。光纤的另一。光纤的另一端可以直接连接在连接中心（光端箱），最后，光纤端可以直接连接在连接中心（光端箱），最后，光纤被连接到另一个用户设备上。被连接到另一个用户设备上。一般光纤系统可使用两种不同类型的光源：发光二一般光纤系统可使用两种不同类型的光源：发光二极管极管LED 和注入型激光二极管和注入型激光二极管ILD。发光二极管。发光二极管LED是一种固态器件，电流通过时就发光，通常用于多模是一种固态器件，电流通过时就发光

42、，通常用于多模光纤的光脉冲发射。注入型激光二极管光纤的光脉冲发射。注入型激光二极管ILD，也是一也是一种固态器件，其工作原理与激光器的一样，即通过激种固态器件，其工作原理与激光器的一样，即通过激励量子电子效应产生一个窄带的超辐射光束，它常被励量子电子效应产生一个窄带的超辐射光束，它常被用于单模光纤的光脉冲发射。用于单模光纤的光脉冲发射。要使用光导纤维作为网络传输介质，还必须有一个要使用光导纤维作为网络传输介质，还必须有一个相应的接收器件相应的接收器件检波器。检波器实际上是一种把检波器。检波器实际上是一种把光转换为电能的二极管。目前使用的检波器有两种：光转换为电能的二极管。目前使用的检波器有两种

43、：PIN检波器和检波器和APD检波器，这两种器件都是光电计数检波器，这两种器件都是光电计数器。器。PIN的价格比的价格比APD的价格便宜，但不如的价格便宜，但不如APD灵敏。灵敏。使用光导纤维作为传输介质时，对光的载波的调制，一般采用振幅移键控法ASK，也称为亮度调制。典型的作法是，在给定的频率下，以光的出现和消失了表示两个二进制数字。LED和ILD的信号都可以采用这种方法调制，则PIN和APD检波器直接响应亮度调制。光导纤维的数据传输率可达几千Mbps，传输距离在几十公里以上。现在，一条光导纤维的电缆上只能传输一个载波。随着网络技术的进步与发展，一定会出现分频多路复用的光导纤维以及相应的器件

44、和技术。23第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 3)3)连通性连通性 光导纤维目前普遍用于点到点的链路连接和计算光导纤维目前普遍用于点到点的链路连接和计算机网络的干线连接。原则上讲，由于光导纤维具有功机网络的干线连接。原则上讲，由于光导纤维具有功率损耗小，衰减低的特性，并有较大的带宽潜力，因率损耗小，衰减低的特性，并有较大的带宽潜力，因此一段光导纤维能够支持的分接头数比双绞线或同轴此一段光导纤维能够支持的分接头数比双绞线或同轴电缆的要多得多。电缆的要多得多。24第第第第3 3

45、 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 (2)规格 光缆中的光纤从光学特性上划分有单模光纤与多模光纤之分。单模光纤提供一条光通道，而多模光纤将提供多条光通道。单模光纤的传输性能高于多模光纤传输性能，即单模光纤具有比多模光纤更大的容量，但是，单模光纤的生产成本比多模光纤贵得多。无论何种类型的光纤，其基本规格有850nm和1,300nm两种（850nm和1,300nm分别为光缆传输所使用的激光波长），其他的有关参数如下：芯子直径芯子直径 1004 包层直径包层直径 数值孔径数值孔径 衰衰 减减 小

46、于小于km，850nm 小于小于km，1300nm 频频 宽宽 大于大于150MHzkm，850nm 大于大于500MHzkm，1300nm 拉力强度拉力强度 大于大于 84kg 环境温度环境温度 -4080 注：光导纤维的芯子直径和数值孔径越大，发光二极管LED接收的光越多，它们直接影响系统的传输速度和传输距离。实际使用的光缆类型由光缆中光纤的模式、材料以及光纤“芯外层”尺寸决定。如上“注：”所述，光纤芯的尺寸及纯度直接决定了光纤传输光的多少。常用的光缆类型包括：微米芯微米芯125微米外层、微米外层、单模光缆单模光缆 微米芯微米芯125微米外层、微米外层、多模光缆多模光缆 微米芯微米芯125

47、微米外层、微米外层、多模光缆多模光缆 100微米芯微米芯140微米外层、微米外层、多模光缆多模光缆25第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统网络传输媒介与综合布线系统 化工学院化工学院 (3)选用利弊 1)价格 到目前为止，光缆及其连接器件的价格在所有传输媒介中是最贵的。但是，光缆的价格随着生产技术的进步，其价格在大幅度地下降。有些国产光缆与连接器件的总体价格已经比进口铜缆价格低。但是，选用光缆作为计算机网络传输介质的成本，不仅仅是光缆及连接器件本身的价格，其安装费用相当高，有时会远远高于材料费用。2)安装难易程度 光缆的

48、光学特性决定了光缆布线工程是相当难的技术工作。到目前为止，光缆的性能如此优秀却没有能广泛的推广的主要原因，就是光缆布线与连接器件的安装十分困难。不仅技术人员都必须经过一定的专业培训，施工时还必须谨慎心细。不过，可以相信，用不了多长时间，一定会有一种好的光纤布线全面解决方案，以实现计算机网络全光缆。3)容量 光缆能够支持很高的频带宽度，这是因为光纤仅受到高频光学特性的影响，低频的电子系统不会影响到光纤系统。目前的技术已经可以达到在225公里的范围内，支持100Mbps2Gbps的数据传输速率。在计算机网络中使用的比较多的是多模光缆，光脉冲发射器为LED。在这种配置下，光纤可以在大约20公里范围内

49、支持100Mbps的信号传输速率。4)衰减 光缆的衰减相对很低，传输的距离主要受到光纤中光脉冲的光波波长的影响，其有效传输范围以千米为计量单位。可见，光纤的衰减比任何一种铜缆媒介都要低得多。从当前的技术看，在68km的距离之内，光缆不用中继器就可以很好地进行各种数据的传输。因此，光缆光纤适合于在几个建筑物之间，通过点到点的链路来连接局域网络，或在一个建筑物内作为综合布线的垂直系统布线链路。5)5)抗电磁干扰能力抗电磁干扰能力 光缆作为计算机网络传输介质的最大优点之一，光缆作为计算机网络传输介质的最大优点之一，就是它基本不受电磁噪声的干扰。正是这种特性才使就是它基本不受电磁噪声的干扰。正是这种特

50、性才使它能在长距离内保持较高的数据传输速率，并可在复它能在长距离内保持较高的数据传输速率，并可在复杂恶劣的环境中保证数据的准确性和安全性。换句话杂恶劣的环境中保证数据的准确性和安全性。换句话说，在有强电磁干扰的地段，采用光缆作为传输介质，说，在有强电磁干扰的地段，采用光缆作为传输介质，是网络布线设计的一个最佳选择。另外，光缆也难以是网络布线设计的一个最佳选择。另外，光缆也难以窃听，使计算机网络传输更加安全。光缆还不用接地，窃听，使计算机网络传输更加安全。光缆还不用接地，从而也就不受地线电平位移可能造成的影响。从而也就不受地线电平位移可能造成的影响。26第第第第3 3 3 3章章章章 网络传输媒