第6大講 常用傳輸介質(zhì)

第6大講

常用傳輸介質(zhì)

第6大講常用傳輸介質(zhì)

6.1知識回顧：數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中的幾個(gè)術(shù)語6.2雙絞線6.3同軸電纜6.4光纖6.5無線介質(zhì)和傳輸介質(zhì)的選擇6.1數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)中的幾個(gè)術(shù)語

6.1.1數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)通信1．?dāng)?shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)是信息的載體。我們在通信過程中，會把各種信息包括文字、概念、圖像等變成數(shù)據(jù)的形式，而在計(jì)算機(jī)的傳輸過程中，數(shù)據(jù)又會用信號來表示。知識回顧

2．?dāng)?shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信就是將數(shù)據(jù)信息通過適當(dāng)?shù)膫鬏斅肪€從一臺機(jī)器傳送到另一臺機(jī)器，機(jī)器可以是計(jì)算機(jī)以及其他任何設(shè)備。知識回顧

6.1.2信道和帶寬

1．信道所謂信道，就是信號的傳輸通路，有物理信道和邏輯信道之分。

2．帶寬帶寬是指信道能傳送的信號的頻率寬度，也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差。知識回顧

6.1.3信道傳輸速率與通信方式

1．信道傳輸速率信道傳輸速率的單位是b/s、kb/s、Mb/s?！裾{(diào)制速率。調(diào)制速率又稱波形速度，主要用于模擬通道?！駭?shù)據(jù)速率。數(shù)據(jù)速率主要指信源入/出口處每秒傳送的二進(jìn)制脈沖的數(shù)目。知識回顧

2．通信方式通信方式也稱傳輸方向，主要指通信過程中信息流動的方向。在點(diǎn)對點(diǎn)間，通常有3種方式：●單工通信方式?！癜腚p工通信方式?！袢p工通信方式。知識回顧6.1.4傳輸方式

1．基帶傳輸基帶傳輸是指信道上傳輸?shù)臎]有經(jīng)過調(diào)制的數(shù)字信號，以電信號本身所具有的基本頻率進(jìn)行傳輸。知識回顧2．寬帶傳輸在某些信道中如無線通道、光纖通道，由于不能直接傳輸基帶信號，因此要利用調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，即利用基帶信號對載波信號進(jìn)行某些參數(shù)的調(diào)制。信號的傳輸過程經(jīng)歷的是“調(diào)制——傳輸——解調(diào)”的過程。在寬帶傳輸中可分為頻分多路復(fù)用(FDM)技術(shù)和時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)。知識回顧6.2雙絞線6.2.1雙絞線的結(jié)構(gòu)

雙絞線(TwistedPair，TP)是一種在綜合布線系統(tǒng)工程中最常用的傳輸介質(zhì)。所謂雙絞線，就是把兩條相互絕緣的銅導(dǎo)線按照一定的方向順時(shí)針或逆時(shí)針擰在一起，形狀就像一根麻花，故名雙絞線。雙絞線分為3層，內(nèi)層的銅導(dǎo)線遵循AWG標(biāo)準(zhǔn)(美國線規(guī)尺寸標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了導(dǎo)體的直徑)，外層的絕緣層一般由PVC(聚乙烯化合物的氧化物)制成，另外在電纜的最外層還有一層塑料護(hù)套，用于保護(hù)電纜。圖6.1即為雙絞線的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6.1雙絞線的結(jié)構(gòu)雙絞線電纜的每一條線都有色標(biāo)，以易于區(qū)分和連接。一條4對電纜有4種本色：橙色、綠色、藍(lán)色和棕色。每一個(gè)線對采用其中一種顏色作為編碼，線對中一條是純色，另一條是白色或是與白色相間的，如橙色線對是纏繞在一起的一條橙色的線和一條橙白相間的線。通過色標(biāo)，我們就可以對雙絞線中的每一條線進(jìn)行識別和連接。

6.2.2雙絞線的分類

1．按絕緣層的不同分類按照絕緣層外部是否有金屬屏蔽層，雙絞線可以分為UTP(非屏蔽雙絞線)和STP(屏蔽雙絞線)兩大類，如圖2.2和圖2.3所示。在這兩大類中又分為100Ω電纜、雙體電纜、大對數(shù)電纜和150Ω屏蔽電纜，具體型號有多種。圖6.2非屏蔽雙絞線圖6.3屏蔽雙絞線非屏蔽雙絞線電纜具有以下優(yōu)點(diǎn)：●無屏蔽外套，直徑小，節(jié)省所占用的空間；●重量輕、易彎曲、易安裝；●將串?dāng)_減至最小或加以消除；●具有阻燃性；●具有獨(dú)立性和靈活性，適用于結(jié)構(gòu)化綜合布線。2．按傳輸速率的不同分類

EIA/TIA為雙絞線電纜定義了5種不同質(zhì)量的型號。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線使用第3、4、5類。這5種型號如下：●1類UTP電纜?！?類UTP電纜。●3類UTP電纜?！?類UTP電纜?！?類UTP電纜。

3．按用途的不同分類美國國家電氣規(guī)程第800條定義了可用于局域網(wǎng)布線和遠(yuǎn)程通信的電纜的5個(gè)等級：●通風(fēng)道用途；●豎井；●一般用途；●家居用途；●地毯下電纜。

6.2.3雙絞線的性能參數(shù)

1．衰減衰減是指信號通過一段電纜后其幅度的減小。電纜越長，信號頻率越高，其衰減就越大，即信號損失越多。而要使得信號可以被識別，必須要保證電纜的信號衰減在規(guī)定的指標(biāo)范圍之內(nèi)，因此就必須要限制電纜的長度。2．電容由于電容會使電纜上的信號失真，因此用戶可以通過檢查電纜電容來判斷電纜是否被彎折或拉伸。雙絞線的電容額定值為17～20pF。3．阻抗與延遲失真由各種頻率組成的信號容易產(chǎn)生由阻抗引起的延遲失真。阻抗是隨頻率改變的，可能導(dǎo)致信號的不同頻率的成分到達(dá)接收方時(shí)不同步，使接收方不能正確識別信號。

4．特性阻抗特性阻抗包括電阻及頻率為1～100MHz的電感阻抗及電容阻抗，它與一對電線之間的距離及絕緣體的電氣性能有關(guān)。各種電纜有不同的特性阻抗，而雙絞線電纜則有100Ω、120Ω及150Ω3種。

5．近端串?dāng)_雙絞線至少要用兩對線，一對用于發(fā)送，一對用于接收。串?dāng)_是指一對線對另一對線的影響程度，串?dāng)_的大小不僅取決于線路本身，而且連接通路的接收器、最終的連接頭，以及制作連接時(shí)的技術(shù)水平都對它有很大影響。

6．背景噪聲和信號噪聲比局域網(wǎng)的電纜像天線一樣，會從日光燈、微波爐等電器設(shè)備上感應(yīng)脈沖噪聲，這些噪聲結(jié)合在信號中，會影響信號的傳輸。另外，信號最初由發(fā)送器發(fā)出時(shí)的信噪比較高，在傳輸?shù)倪^程中由于衰減，信號變?nèi)?，因此?dāng)傳輸距離較長時(shí)，信號和噪聲兩者將變得幾乎相等，從而造成信號的傳輸錯(cuò)誤。

7．電纜特性通信信道的品質(zhì)是由它的電纜特性描述的。SNR(信號噪聲比)是在考慮干擾信號的情況下，對數(shù)據(jù)信號強(qiáng)度的一個(gè)度量。

6.2.45類雙絞線的選購

5類雙絞線一般都是以“箱”為單位出售的，每箱雙絞線的長度為305m。不同品牌的雙絞線的價(jià)格相差較大，有時(shí)相差一倍多。雙絞線的質(zhì)量的優(yōu)劣是決定局域網(wǎng)帶寬的關(guān)鍵因素之一，只有標(biāo)準(zhǔn)的5類或超5類線才能實(shí)現(xiàn)100Mb/s以上的傳輸速率，而品質(zhì)低劣的雙絞線是無法滿足高速率的傳輸需求的。通常在選購5類雙絞線的時(shí)候，用戶要考慮以下幾個(gè)方面。

1．包裝好一般來說，好的雙絞線的包裝紙箱從質(zhì)地到印刷應(yīng)當(dāng)都很精美，而且很多廠家都在外包裝上貼上了防偽標(biāo)志。

5類雙絞線都應(yīng)當(dāng)是8芯線纜，而且在外面的塑料包皮上還應(yīng)當(dāng)每隔兩英尺印有一段文字，諸如“24AWG…CAT5”的字樣。以AMP公司的線纜為例，該文字為

AMPSYSTEMSCABLEE138034010024AWG(UL)CMR/MPRORC(UL)PCCFT4VERIFIEDETLCAT5O44766FT9907其中，各項(xiàng)標(biāo)識解釋如下：●AMP：代表公司名稱?！?100：表示阻抗是100Ω?！?4：表示線芯是24號的(線芯有22、24、26三種規(guī)格)?！馎WG：表示美國線纜規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)?！馯L：表示通過認(rèn)證的標(biāo)記?！馞T4：表示4對線?！馛AT5：表示5類線。●O44766：表示線纜當(dāng)前處在的英尺數(shù)。●9907：表示生產(chǎn)年月。若塑料包皮上沒有廠商，沒有標(biāo)準(zhǔn)，則通常為劣質(zhì)產(chǎn)品。

3．顏色清剝開雙絞線外層的包皮，可看到里面有顏色不同的4對8根細(xì)線，顏色分別為橙色、綠色、藍(lán)色和棕色。每一個(gè)線對中一根是純顏色，另一根是白色或是與白色相間的，這些細(xì)線的顏色是我們正確制作網(wǎng)線和連接設(shè)備的關(guān)鍵，沒有顏色或顏色不清楚的線纜不能購買。

4．絞合密為了降低信號干擾，雙絞線電纜的每一對線對是由兩根絕緣的銅導(dǎo)線以逆時(shí)針方向絞合而成的，同一電纜中的不同線對具有不同的絞合度。

5．韌性好為了使雙絞線在移動中不至于斷線，雙絞線除外皮保護(hù)層外，內(nèi)部的銅芯應(yīng)該具有一定的韌性。另外，為了便于接頭的制作和保證連接的可靠性，銅芯不能太軟也不能太硬。

6．有阻燃性為了避免雙絞線受高溫起火而導(dǎo)致線纜的燃燒和損壞，雙絞線最外面的一層包皮除應(yīng)具有很好的抗拉伸特性外，還應(yīng)具有阻燃性，選購雙絞線時(shí)可以用火燒一下。當(dāng)然阻燃性并不是不燃燒，而是在火中會有一點(diǎn)小的火頭，但從火中取出來以后會立即停止燃燒。

6.2.5超5類布線系統(tǒng)目前在網(wǎng)絡(luò)布線方面，主要應(yīng)用3種布線系統(tǒng)，即5類布線系統(tǒng)、超5類布線系統(tǒng)及6類布線系統(tǒng)。7類布線系統(tǒng)也已經(jīng)開始推出。各類布線系統(tǒng)均有區(qū)別。超5類布線系統(tǒng)是一個(gè)非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng)，通過對它的“鏈接”和“信道”性能的測試表明，它超過TIA/EIA-568的5類線要求。與普通的5類UTP比較，其衰減更小，串?dāng)_更少，同時(shí)具有更高的衰減與串?dāng)_的比值(ACR)和信噪比(SRL)，以及更小的時(shí)延誤差，性能得到了提高。它具有四大優(yōu)點(diǎn)：●提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，便于轉(zhuǎn)移、更新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。●能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求，并且滿足低偏差和低串?dāng)_總和的要求?！癖徽J(rèn)為是為將來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供的解決方案?！癯渥愕男阅苡嗔?，給安裝和測試帶來方便。

6.2.66類雙絞線布線系統(tǒng)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展，人們對快速通信的應(yīng)用需求日益提高，作為網(wǎng)絡(luò)的通信平臺——綜合布線系統(tǒng)，它的帶寬也在不斷增加。新的568-B標(biāo)準(zhǔn)從結(jié)構(gòu)上分為3部分：568-B1(綜合布線系統(tǒng)總體要求)、568-B2(平衡雙絞線布線組件)和568-B3(光纖布線組件)?！?68-B1(綜合布線系統(tǒng)總體要求)?！?68-B2(平衡雙絞線布線組件)?！?68-B3(光纖布線組件)。

1．6類標(biāo)準(zhǔn)簡介

2002年6月，在美國通信工業(yè)協(xié)會(TIA)TR-42委員會的會議上，正式通過了6類布線標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)分類標(biāo)準(zhǔn)將成為TIA/EIA-568-B標(biāo)準(zhǔn)的附錄，它被正式命名為TIA/EIA-568-B.2-1。新的6類布線國際標(biāo)準(zhǔn)在許多方面做了完善，具體表現(xiàn)在：

6類數(shù)據(jù)電纜在結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)的要求上與以前的標(biāo)準(zhǔn)比均有不同。對6類性能的測試頻率最終確定為1～250MHz。在結(jié)構(gòu)上，6類與超5類數(shù)據(jù)電纜基本相同，其派生出的屏蔽電纜、室外用阻水電纜等結(jié)構(gòu)也相同。

6類布線系統(tǒng)在200MHz時(shí)的綜合衰減串?dāng)_比(PS-ACR)有較大的余量，它提供2倍于超5類的帶寬。

6類與超5類相比有一個(gè)重要的不同點(diǎn)：它改善了在串?dāng)_以及回波損耗方面的性能。對于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，優(yōu)良的回波損耗性能是極其重要的。

6類標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了介質(zhì)、布線距離、接口類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、安裝實(shí)踐、信道功能及線纜和連接硬件性能等多方面的要求。

6類產(chǎn)品及系統(tǒng)的頻率范圍應(yīng)當(dāng)在1～250MHz之間，對系統(tǒng)中的線纜、連接硬件、永久鏈路及信道在所有頻點(diǎn)都需測試幾種參數(shù)。2．選購真正的6類布線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施，布線系統(tǒng)的功能是非常重要的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由不良布線系統(tǒng)所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)故障達(dá)到70%，因此，選擇一套真正的6類布線系統(tǒng)要注意以下要素：●真正的6類系統(tǒng)應(yīng)該從接插件、線纜到鏈路和信道全部滿足6類的性能要求，其中包括模塊、配線架、跳線和線纜等組成部件?！裉峤幌到y(tǒng)測試報(bào)告中所采用的必須是TIA/ISO標(biāo)準(zhǔn)定義的最壞情況模型，即3連接點(diǎn)90m鏈路或4連接點(diǎn)100m信道?！駨S商應(yīng)提供6類產(chǎn)品及系統(tǒng)在250MHz寬帶內(nèi)全面的測試數(shù)據(jù)，并經(jīng)得起與6類ISO/TIA標(biāo)準(zhǔn)要求的參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行一一對比。●廠商還應(yīng)提供一些國內(nèi)外第三方實(shí)驗(yàn)室或官方機(jī)構(gòu)的測試證明。●產(chǎn)品成熟，早已商業(yè)化，應(yīng)已有6類系統(tǒng)的工程應(yīng)用?！駨S商能提供全線的6類產(chǎn)品，可供用戶多樣性選擇，適用用戶任何安裝方法和配置要求?！裼脩粢部梢笫褂矛F(xiàn)場測試儀，按照最新國際標(biāo)準(zhǔn)對廠商提交的鏈路或信道進(jìn)行現(xiàn)場測試，看能否滿足6類指標(biāo)?！駨S商應(yīng)提供集成商專門針對6類布線系統(tǒng)的安裝培訓(xùn)，而有關(guān)集成商只有在經(jīng)過該項(xiàng)培訓(xùn)后，方可參與6類布線系統(tǒng)項(xiàng)目的安裝與施工(用戶可要求集成商出示該類培訓(xùn)證書)。3．7類布線系統(tǒng)高帶寬的應(yīng)用需要最新型的網(wǎng)絡(luò)布線技術(shù)，6類布線系統(tǒng)憑借其250MHz的帶寬滿足了今天的商業(yè)應(yīng)用。然而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，250MHz帶寬將最終不能充分地滿足人們的需要。因此，標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)和制造商正在考慮利用一種新型的銅纜系統(tǒng)，其帶寬可以高達(dá)600MHz，人們將這種系統(tǒng)稱為7類電纜，采用這種系統(tǒng)可以極大地?cái)U(kuò)展局域網(wǎng)的功能。

7類和6類布線系統(tǒng)有很多顯著的差別，最明顯的就是帶寬。大量的寬帶應(yīng)用促使人們需要更多的帶寬。表6.2示出了常見的雙絞線布線系統(tǒng)的性能標(biāo)志、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)定和相關(guān)的性能參數(shù)。表6.2常見的雙絞線布線系統(tǒng)6.3同軸電纜

6.3.1同軸電纜的結(jié)構(gòu)同軸電纜分成四層，分別由中央銅芯、絕緣層、屏蔽層和外包皮組成。中央銅芯可以是整體的單股銅線，也可以是多股細(xì)銅絲。然后從內(nèi)到外依次是塑料絕緣層(白色)、金屬屏蔽層(金屬箔屏蔽層或網(wǎng)狀金屬絲屏蔽層)、黑色的橡膠或塑料絕緣層(外包皮)，如圖6.4所示。圖2.4同軸電纜的結(jié)構(gòu)

6.3.2同軸電纜的分類目前有兩種廣泛使用的同軸電纜。一種是50Ω電纜，用于數(shù)字傳輸。由于其多用于基帶傳輸，因此也叫基帶同軸電纜。另一種是75Ω電纜，用于模擬傳輸，也叫寬帶同軸電纜。這種區(qū)別是由于歷史原因，而不是由于技術(shù)原因或生產(chǎn)廠家造成的。

1．基帶同軸電纜基帶同軸電纜易于連接，數(shù)據(jù)信號可以直接加載到電纜上，阻抗特性均勻，電磁干擾屏蔽性很好，誤碼率低，適用于各種局域網(wǎng)絡(luò)。

2．寬帶同軸電纜使用有線電視電纜進(jìn)行模擬信號傳輸?shù)耐S電纜系統(tǒng)，被稱為寬帶同軸電纜?！皩拵А边@個(gè)詞來源于電話業(yè)，指比4kHz寬的頻帶。

6.3.3同軸電纜的網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)中，對同軸電纜的粗纜和細(xì)纜有三種不同的構(gòu)造方式，即細(xì)纜結(jié)構(gòu)、粗纜結(jié)構(gòu)和粗/細(xì)纜混合結(jié)構(gòu)。

1．細(xì)纜結(jié)構(gòu)細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖6.5所示。圖6.5細(xì)纜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖1)硬件配置建立一個(gè)細(xì)纜結(jié)構(gòu)的以太網(wǎng)所需的硬件設(shè)備如下：●網(wǎng)絡(luò)接口適配器。●BNC-T型連接器。●電纜系統(tǒng)。用于連接細(xì)纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng)包括：①細(xì)纜(RG-58A/U)：直徑為5mm，特征阻抗為50Ω的細(xì)同軸電纜。②BNC-T型連接器插頭：安裝在細(xì)纜段的兩端。③BNC桶型連接器：用于連接兩段細(xì)纜。④BNC終端匹配器：BNC50Ω的終端匹配器安裝在干線段的兩端，用于防止電子信號的反射。干線段電纜兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地?！裰欣^器。對于使用細(xì)纜的以太網(wǎng)，每個(gè)干線段的長度不能超過185m。2)技術(shù)參數(shù)●最大的干線段長度：185m。●最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：925m?！衩織l干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：30?！馚NC-T型連接器之間的最小距離：0.5m。3)特點(diǎn)●容易安裝；●造價(jià)較低；●網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)；●網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展比較困難；●電纜系統(tǒng)的斷點(diǎn)較多，影響網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。圖6.6粗纜以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖2．粗纜結(jié)構(gòu)粗纜以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖6.6所示。1)硬件配置建立一個(gè)粗纜以太網(wǎng)需要的一系列硬件設(shè)備如下：●網(wǎng)絡(luò)接口適配器?！袷瞻l(fā)器(Transceiver)?！袷瞻l(fā)器電纜。●電纜系統(tǒng)。連接粗纜以太網(wǎng)的電纜系統(tǒng)包括：①粗纜(RG-11A/U)：直徑為10mm，特征阻抗為50Ω的粗同軸電纜，每隔2.5m有一個(gè)標(biāo)記。②N-系列連接器插頭：安裝在粗纜段的兩端。③N-系列桶型連接器：用于連接兩段粗纜。④N-系列終端匹配器：N-系列50Ω的終端匹配器安裝在干線電纜段的兩端，用于防止電子信號的反射。干線電纜段兩端的終端匹配器必須有一個(gè)接地?！裰欣^器。2)技術(shù)參數(shù)●最大干線段長度：500m?！褡畲缶W(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：2500m。●每條干線段支持的最大結(jié)點(diǎn)數(shù)：100。●收發(fā)器之間最小距離：2.5m。●收發(fā)器電纜的最大長度：50m。3)特點(diǎn)●具有較高的可靠性，網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng);●具有較大的地理覆蓋范圍，最長距離可達(dá)2500m；●網(wǎng)絡(luò)安裝、維護(hù)和擴(kuò)展比較困難；●造價(jià)高。

3．粗/細(xì)纜混合結(jié)構(gòu)

1)硬件配置在建立一個(gè)粗/細(xì)混合結(jié)構(gòu)以太網(wǎng)時(shí)，除需要使用與粗纜以太網(wǎng)和細(xì)纜以太網(wǎng)相同的硬件外，還必須提供粗纜和細(xì)纜之間的連接硬件。連接硬件包括：●N-系列插口到BNC插口連接器；●N-系列插頭到BNC插口連接器。

2)技術(shù)參數(shù)●最大的干線長度：大于185m，小于500m。●最大網(wǎng)絡(luò)干線電纜長度：大于925m，小于2500m。為了降低系統(tǒng)的造價(jià)，在保證一條混合干線段所能達(dá)到的最大長度的情況下，應(yīng)盡可能使用細(xì)纜。3)特點(diǎn)●造價(jià)合理；●網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力強(qiáng)；●系統(tǒng)復(fù)雜；●網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴(kuò)展比較困難；●增加了電纜系統(tǒng)的斷點(diǎn)數(shù)，影響網(wǎng)絡(luò)的可靠性。6.4光纖

6.4.1光纖的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)光纖就是光導(dǎo)纖維，是一種傳輸光束的細(xì)而柔韌的媒質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜是由一捆光導(dǎo)纖維組成，稱為光纜。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。光纖通常是圓柱形的，由三部分組成：光纖芯、包層(保護(hù)層)和護(hù)套，如圖6.7所示。圖6.7光纖刨面結(jié)構(gòu)示意圖由于用光纖傳送信號不是依靠電信號，而是依靠光，因此就避免了金屬導(dǎo)線遇到的信號衰減、電容效應(yīng)、串?dāng)_等問題。采用光纖作為傳輸介質(zhì)主要有以下優(yōu)點(diǎn)：●頻帶較寬。●電磁絕緣性能好?！袼p較小，可以說在較長距離和范圍內(nèi)信號是一個(gè)常數(shù)?！褫^長的傳輸距離可以減少整個(gè)通道中繼器的數(shù)目，降低成本。

6.4.2光纖的分類

1．按傳輸點(diǎn)模數(shù)分類按傳輸點(diǎn)模數(shù)分，光纖可以分為單模光纖(SingleModeFiber)和多模光纖(MultiModeFiber)。模(Mode)一詞指以一定角速度進(jìn)入光纖的一束光。單模光纖電纜只以單一模式光傳播，而多模光纖允許使用多個(gè)模式光傳播。

(1)單模光纖。

(2)多模光纖。

2．按折射率分類對于多模光纖，根據(jù)其折射率的變化可以分為跳變式光纖和漸變式光纖。

(1)跳變式光纖。

(2)漸變式光纖。

3．按最佳傳輸頻率窗口分類按最佳傳輸頻率窗口分類，單模光纖可以分為常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。

w常規(guī)型單模光纖。光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300μm。

w色散位移型單模光纖。光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個(gè)波長的光上，如1300μm和1550μm。4．常用光纖規(guī)格單模：8/125μm、9/125μm、10/125μm。多模：50/125μm(歐洲標(biāo)準(zhǔn))、62.5/125μm(美國標(biāo)準(zhǔn))。工業(yè)、醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：100/140μm、200/230μm。塑料：98/1000μm(用于汽車控制)。

5．NEC(美國國家電氣規(guī)程)規(guī)定的光纜等級美國國家電氣規(guī)程第770條定義了可用于局域網(wǎng)布線和遠(yuǎn)程通信的光纜的五個(gè)等級：●通風(fēng)道用途；●豎井；●一般用途；●家居用途；●地毯下電纜。

6.4.3光纖的連接方式光纖有三種連接方式，主要有永久性連接、機(jī)械連接和活動連接。

1．永久性連接(熔接)

這種連接是用輔助工具將敷設(shè)光纖與尾纖剝?nèi)ネ馄?，切割，清潔后，在熔接盤等的保護(hù)下用放電的方法將連根光纖的連接點(diǎn)熔化并連接在一起。一般用在長途接續(xù)、永久或半永久固定連接中。

2．機(jī)械連接機(jī)械連接主要是用機(jī)械和化學(xué)的方法，將敷設(shè)光纖與尾纖剝?nèi)ネ馄ぃ懈?，清潔后，插入接續(xù)匹配盤中對準(zhǔn)，相切并鎖定，把兩根光纖粘接在一起。

3．活動連接活動連接是利用各種光纖連接器件(插頭和插座)，將站點(diǎn)與站點(diǎn)或站點(diǎn)與光纜連接起來的一種方法。

6.4.4光纖通信系統(tǒng)

1．光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)是以光波為載體，光導(dǎo)纖維為傳輸媒體的通信方式，起主導(dǎo)作用的是光源、光纖、光發(fā)送機(jī)和光接收機(jī)。圖6.8就是光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖示說明。圖6.8光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖●光源：產(chǎn)生光波?！窆饫w：傳輸光波的導(dǎo)體?！窆獍l(fā)送機(jī)：主要功能是產(chǎn)生光束，將電信號轉(zhuǎn)變成光信號，再把光信號導(dǎo)入光纖。●光接收機(jī)：主要功能是負(fù)責(zé)接收從光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，并將它轉(zhuǎn)變成電信號，經(jīng)解碼后再做相應(yīng)處理。有兩種光源可被用作信號源：發(fā)光二極管LED(LightEmittingDiode)和半導(dǎo)體激光ILD(InjectionLaserDiode)。它們有著不同的特性，如表6.4所示。表6.4兩種光源的不同特性2．光纖通信系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)●傳輸頻帶寬，通信容量大；●線路損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)；●抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣；●線徑細(xì)，重量輕；●抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)；●光纖制造資源豐富。

6.4.5光纜的種類光纜是由一捆光導(dǎo)纖維組成的，其分類方法主要有以下兩種。

1．按光纜中光纖的數(shù)目分類每根光纜中的線芯數(shù)目即光導(dǎo)纖維的數(shù)量由其用途而定，數(shù)目越多，光纜的尺寸、價(jià)格和容量都會相應(yīng)的增加。光纜按其中的光纖纖芯的數(shù)目可以分成三類：

(1)單芯光纜。單芯光纜是指光纜護(hù)套中只有一根光纖的一類光纜。因?yàn)閱涡竟饫|中只有一根光纖，所以它們通常有一個(gè)較大的緩沖層和一個(gè)較厚的外皮，以便于使用，如圖6.9所示。圖6.9單芯光纜

(2)雙芯光纜。雙芯光纜就是光纜護(hù)套中有兩根光纖的光纜，如圖6.10所示。

(3)多芯光纜。有一些光纜在一根光纜外皮里包裹了兩根以上的光纖，這種光纜被稱為多芯光纜，如圖6.11所示。圖6.10雙芯光纜圖6.11多芯光纜

2．按光纜在布線工程中的應(yīng)用分類

(1)光纖跳線。光纖跳線是兩端帶有光纖連接器的光纖軟線，適用于網(wǎng)卡與信息插座的連接以及傳輸設(shè)備間的連接，可以應(yīng)用于管理間子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)和工作區(qū)子系統(tǒng)。光纖跳線如圖6.12所示。圖6.12光纖跳線

(2)室內(nèi)光纜。室內(nèi)光纜的抗拉強(qiáng)度較小，保護(hù)層較差，但也更輕便、更經(jīng)濟(jì)。室內(nèi)光纜主要適用于水平干線子系統(tǒng)和垂直干線子系統(tǒng)。

(3)室外光纜。室外光纜的抗拉強(qiáng)度較大，保護(hù)層較厚重，并且通常為鎧裝(即金屬皮包裹)，如圖6.13所示。圖6.13室外光纜●架空式光纜。架空式光纜是架掛在電桿上使用的光纜。這種敷設(shè)方式可以利用原有的架空明線桿路，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，縮短建設(shè)周期。●直埋式光纜。直埋式光纜用于直接埋設(shè)在開挖的電信溝內(nèi)，埋設(shè)完畢即填土掩埋?！窆艿朗焦饫|。管道式光纜被應(yīng)用于擁有電信管道的建筑群子系統(tǒng)布線工程中，其強(qiáng)度一般并不太大，但擁有非常好的防水性能。6.5無線介質(zhì)和傳輸介質(zhì)的選擇

6.5.1無線介質(zhì)傳輸介質(zhì)除了同軸電纜、雙絞線和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是利用無線介質(zhì)進(jìn)行通信。無線網(wǎng)絡(luò)采用與有線網(wǎng)絡(luò)同樣的工作方法，它們按PC、服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、無線適配器和訪問點(diǎn)，通過無線傳輸介質(zhì)建立網(wǎng)絡(luò)。無線通信傳輸主要有兩種手段：●無線電波，即短波、超短波或微波?！窆獠?，即激光和紅外線。微波的波長很短，有如下特性：●直線傳播；●頻譜寬，攜帶信息容量大；●微波元器件受尺寸大小的影響；●微波受金屬物體屏蔽，但能穿越非金屬物體，耗損大；●微波可穿透大氣層，向外空傳播。

6.5.2傳輸介質(zhì)的選擇在設(shè)計(jì)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)時(shí)，需要考慮的一個(gè)非常重要的問題就是使用何種傳輸介質(zhì)。不同的傳輸介質(zhì)有著不同的性能指標(biāo)，應(yīng)使所選介質(zhì)更好地適用于某一種特定網(wǎng)絡(luò)的安裝。例如，對于一個(gè)要求簡單而且造價(jià)低的網(wǎng)絡(luò)安裝來說，某些種類的銅介質(zhì)也許是個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗鼈兊陌惭b簡單，價(jià)格低廉。表6.5總結(jié)了每一種傳輸介質(zhì)的性質(zhì)，可供選擇時(shí)參考。表6.5各種網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的總結(jié)習(xí)題2一、填空題

1．我們把具有一定編碼、格式和位長要求的數(shù)字信號稱為_______。

2．所謂信道，就是信號的傳輸通路，有_______和_______之分。

3．_______是指信道能傳送的信號的頻率寬度，也就是可傳送信號的最高頻率與最低頻率之差。

4．_______是指信道上傳輸?shù)臎]有經(jīng)過調(diào)制的數(shù)字信號，也就是以電信號本身所具有的基本頻率進(jìn)行傳輸。

5．雙絞線電纜的每一條線都有色標(biāo)，以易于區(qū)分和連接。一條4對電纜有四種本色：_______、_______、_______和_______。

6．按照絕緣層外部是否有金屬屏蔽層，雙絞線可以分為_______和_______兩大類。目前在綜合布線系統(tǒng)中，除了某些特殊的場合通常采用_______。

7．5類UTP電纜用來支持帶寬要求達(dá)到_______的應(yīng)用，超5類線的傳輸頻率為_______，而6類線支持的帶寬為________，7類線支持的帶寬可以高達(dá)_______。

8．要使得信號可以被正確的識別，必須要保證電纜的信號衰減在規(guī)定的指標(biāo)之內(nèi)，因此就必須要限制電纜的長度。雙絞線的傳輸距離一般應(yīng)不超過_______，距離太遠(yuǎn)時(shí)，應(yīng)在線路中間增加_______。

9．同軸電纜分成四層，分別由_______、_______、_______和_______組成。

10．對于50Ω的基帶同軸電纜有_______和_______兩種類型，_______直徑為5mm，而_______直徑為10mm。

11．光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。光纖通常具有圓柱形的形狀，由三部分組成：_______、_______和_______。

12．按傳輸點(diǎn)模數(shù)，光纖可以分為_______和_______。

13．單模光纖一般采用_______為光源，光信號可以沿著光纖的軸向傳播，因此光信號的耗損很小，離散也很小，傳播距離也較遠(yuǎn)。多模光纖一般采用_______為光源，現(xiàn)在也適用_______。

14．對于多模光纖，根據(jù)其折射率的變化可以分為_______光纖和_______光纖。

15．光纖通信系統(tǒng)是以光波為載體，光導(dǎo)纖維為傳輸媒體的通信方式。在光纖通信系統(tǒng)中起主導(dǎo)作用的是___________、___________、___________和_______。

16．_______有單模和多模兩種，適用于光纖到桌面，連接傳輸設(shè)備以及制作光纖跳線，可應(yīng)用于管理間子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)和工作區(qū)子系統(tǒng)。

17．室外光纜主要適用于綜合布線系統(tǒng)中的_______子系統(tǒng)。這類光纜主要有_______、_______和_______三種。

18．目前無線通信傳輸主要有兩種手段，分別是_______和_______。