第四章 网络传输介质与综合布线基础

发布于:2025-07-03 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)
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  root((传输介质))
    有线介质
      双绞线--> 标准CATx/抗干扰原理
      同轴电缆--> 阻抗匹配/衰落模型
      光纤--> 波分复用/OTDR测试
    无线介质
      无线电--> 频段分配/调制技术
      微波--> 菲涅耳区/雨衰模型
      红外线--> IrDA协议
    综合布线
      拓扑结构--> 星型拓扑
      标准--> TIA-568 vs ISO
      选型--> 成本-性能平衡

一、有线传输介质

1. 双绞线(Twisted Pair)—— 局域网基础介质

  • 用的是不可再生资源铜,以后可能会淘汰
核心特性
  • 物理结构:4 对 8 芯绞合线,绞合降低电磁干扰(原理:交变磁场相互抵消)。
  • 分类对比
类型 屏蔽层 典型应用 带宽 最高速率
UTP(非屏蔽) 办公布线(CAT5e/6) CAT5e:125MHz 1Gbps(1000BASE-T)
STP(屏蔽) 金属箔 电磁干扰环境 CAT7:600MHz 10Gbps(10GBASE-T)
  • 标准与协议
    • IEEE 802.3:10BASE-T(CAT3)、100BASE-TX(CAT5)、1000BASE-T(CAT5e/6)。
    • 接头:RJ45(T568A/T568B 标准,直通线 / 交叉线制作步骤:剥→理→插→压)。
  • 优缺点辩证
    ✅ 成本低、易安装;❌ 抗高频干扰差、传输距离短(≤100m)、易窃听。

重点:超五类(CAT 5e)是性价比最优解,六类(CAT 6)需接地避免噪声耦合。

双绞线标准接口及连接器


  • 直通线与双交线:不同类设备双交

2. 同轴电缆(Coaxial Cable)

技术对比

类型 阻抗 传输距离 应用场景 现状
粗缆 50 Ω 500m 传统10BASE5以太网 基本淘汰(成本高、难部署)
细缆 50 Ω 185m 10BASE2以太网 被双绞线替代
CATV 75 Ω 1km+ 有线电视/HFC网络 现存(DOCSIS 3.1达10Gbps)

特点:
宽带同轴电缆的频带较宽,传输速率较高
损耗较低,传输距离较远(200~500m)
辐射低,保密性好,抗干扰能力强。
受到双绞线和光纤的强大冲击,同轴电缆已逐步退出局域网布线领域

3. 光纤(Optical Fiber)—— 高速长距离传输核心

  • 物理原理:光的全反射(纤芯折射率>包层),带宽距离积公式:带宽距离常数(如多模光纤典型值为 200MHz・km)。
  • 分类对比
类型 芯径 光源 传输距离 成本 典型应用
单模 9μm 激光 ≥3000m 骨干网、长距离传输
多模 50/62.5μm LED / 激光 ≤2000m 数据中心、局域网


接头类型应用场景

  • LC:高密度数据中心(SFP模块)

  • SC:企业级设备(稳定连接)

  • MPO:40G/100G并行光传输

  • 优缺点辩证
    ✅ 带宽无限(理论)、抗干扰强、保密性好;❌ 端接复杂、成本高(长距离低于铜线)、弯曲半径受限。


二、无线传输介质

1. 无线电(Radio Wave)—— 全向传播介质

  • 频段划分
    • 中波(30kHz~3MHz):广播、导航(如 AM 广播)。
    • 超短波(30~300MHz):电视、调频广播、移动通信(如 2G/3G 低频段)。
  • 传播方式
    • 地波传播(沿地面)、天波传播(电离层反射)。
  • 应用案例
    • 蓝牙(2.4GHzISM 频段)、Wi-Fi(2.4/5GHz)、RFID(13.56MHz 等)。
  • 优缺点
    ✅ 覆盖广、穿透性强;❌ 易受干扰、频段受管制(如 ISM 频段需抗干扰设计)。

2. 微波(Microwave)—— 视距传输技术

  • 分类与特性
类型 频率范围 传播方式 典型应用 特点
地面微波接力 2~40GHz 直线传播 长途通信中继 需中继站(50km 间隔)、受地形影响
卫星通信 C/Ku 频段 卫星中继 全球通信(如 GPS) 延时高(≈540ms)、覆盖广

3. 红外线(Infrared)—— 短距直视传输

  • 技术特点
    • 波长 0.76~100μm,需直视通信(如遥控器、早期 IrDA 接口)。
    • 优点:抗干扰强、保密性好;缺点:传输距离<10m、无法穿墙。

三、综合布线系统(PDS)核心架构

1. 智能建筑与综合布线关联

  • 综合布线是智能建筑的 “神经系统”,支持语音、数据、图像等多业务传输。

2. 系统组成(模块化设计)

子系统 功能描述 典型设备
工作区子系统 用户终端连接(信息插座) RJ45 面板、适配器
水平子系统 楼层内布线(从配线架到信息插座) 双绞线(CAT5e/6)、光缆
干线子系统 楼层间主干连接 大对数电缆、多模 / 单模光纤
设备间子系统 核心设备集中管理 交换机、配线架、电源
管理子系统 线路管理(标签、跳线) 机柜、配线架、理线器
建筑群子系统 建筑物间连接 室外光缆、防雷装置

3. 标准与选型

  • 国际标准
    • TIA/EIA-568C:规定双绞线 / 光纤布线参数。
    • ISO/IEC 11801:综合布线系统通用要求。
  • 产品选型要点
    • 带宽需求:10G 网络选 CAT6A/7 或多模 OM4 / 单模光纤。
    • 环境因素:室外用铠装光缆,电磁干扰环境用 STP 或光纤。

无线设备是非标的
数据传输合规的只有:光纤和双绞线