布线基础知识PPT课件

1 布线基础知识 2 OSI七层网络参考模型 3 5A智能建筑建设需求 4 EIA TIA568A与ISO11801标准 工作区子系统水平子系统管理子系统垂直干线子系统设备间子系统建筑群子系统 综合布线六个子系统 综合布线子系统 5 AWG AmericanWireGauge 美国线规 铜线直径通常以AWG 美国导线规格 作为单位进行测量 AWG前面的数值 如24AWG 26AWG 表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量 数值越大 导线经过的孔就越多 导线的直径也就越小 粗导线具有更好的物理强度和更低的电阻 但是导线越粗 制作电缆需要的铜就越多 这会导致电缆更沉 更难以安装 价格也更贵 不同AWG数值的导线的直径 面积和重量AWG直径 英寸 直径 毫米 面积 密尔 面积 平方毫米 重量 千克 千米 220 02530 643640 40 32562 895230 02260 574511 50 25812 295240 02010 511404 00 20471 820260 01590 404253 00 12881 145 上表的尺寸是一百多年前确定的 而随着技术发展 现在导线性能不断提高 对于导线 更重要的是它的性能 特别是以欧姆作为单位的阻抗 所以导线的实际尺寸可以比规格实际稍大或者稍小一些 通常是稍小一些 6 主色 副色 色标 7 线缆 UTP STP FTP UTP 非屏蔽双绞线对STP 屏蔽双绞线对 重护铠线对例如 IBM1类电缆 FTP 薄膜屏蔽 双绞线对 轻型薄膜 8 平衡与非平衡传输 9 平衡模式传输和接收 差分模式 一个线对中的两根导体传输相反的信号 信号的总和在理想情况下为零 因此无网络散射 差分信号传输所有的数据 一个线对中的两根导体接收信号 数据和噪声 差分 两根导体上的信号相反 数据信号进入接收机 理想情况下两根导体上引入的噪声信号大小相同 方向相反 领差分 它们的互相抑制可以使接收端忽略它们的存在 发射端 接收端 10 与强电 靠近 ECA 电子承包商协会 建议 100米线缆与强电 电流高达125A 平行时应保持的距离为 UTP 60mm FTP 105mm 11 衰减通常用每单位长度dB 分贝 数 如dB Km 表示 用于衡量一个信号沿电缆传输时振幅减弱或降低的程度 一条电缆的衰减 损耗 越高 接受的信号越小或越弱 因此 用户希望电缆的损耗低 分贝是一个对数因数 如果损耗为3dB Km 则信号每传送一公里 其功率下降一半 电缆的每单位长度损耗越低 则信号可以发送的距离就越长 衰减和长度成正比 引起衰减的因素有两种 铜缆损耗 所有24线规100欧姆双绞线都不可避免由于电阻而损耗 介质损耗或耗散 因导线和电缆上使用的绝缘材料和外套材料而引起的损耗 12 13 近端串扰 NEXT 是指传输线对对感应到接受线对上的干扰信号 NEXT隔离度用dB表示 用来衡量电缆中的线对彼此隔离的程度 电缆的NEXT隔离度越高 dB值越大 感应到其它线对上的干扰信号越低 电缆质量也就越好 NEXT与频率相关 也就是说 频率越高 传送到相邻线对上的能量越多 NETX值越低 串扰由线对使用的绞合长度算法决定 一般来说 绞合长度越短 即绞合越紧 串扰隔离越好 安装好坏也会对NEXT值造成影响 引起NEXT性能差的主要原因有线对分开 线对未绞合 接续 电缆或跳线绑得太紧 线对接错或模块插头 插座性能差 NEXT值越大越好 14 15 线对间NEXT测量方法适用于线对数少的电缆 如4对以下电缆 测量方法 先假设有一个干扰线对 再确定感应到电缆中其它线对上的信号量 如NEXT 手持式测试仪采用这种方法 并报告六种测试结果 1 2 1 3 1 4 2 3 2 4 3 4 电缆NEXT 以上六组线对间NEXT中最差的线对间NEXT NEXT 近端串音干扰 16 PowerSumNEXT方法更适用于多线对的串扰影响 因为它考虑了一次有一个以上干扰线对感应到受扰线对 这符合多线对电缆处理来自多个用户的数据信号的实际情况 在支持高速并行传输方案时 应考虑使用PowerSum标准组件 PowerSumNEXT标准保证了同类信号可以共存于同一条电缆中 PSNEXT 功率累加近端串音干扰 17 18 传统的线缆和信道性能只用衰减和串扰 但高速的数据传输发展趋势是多线对传输 双工 模式远端串扰 FEXT 是指由电缆链路本地端的线对上的信号引起的 感应到远端线对上的信号 等级远端串扰 ELFEXT 与FEXT基本相同 不同点在于 ELFEXT中远端感应的信号是相对于别的线对上的信号经过衰减后到达远端的信号 FEXT 远端串音干扰和ELFEXT 等级远端串音干扰 PowerSumFEXTPowerSumELFEXT考虑多线对间的相互影响 19 一个信号从一条单工链路的一端传送到另一端 其时间延迟等于电缆长度除以该传输介质的传播速度 这种延迟称为传播延迟 延迟偏差是指同一电缆外皮内传得嘴快的和最慢的两个线对间传播延迟的差异 20 衰减对串扰比是一条电缆在频率范围内的损耗与同一频率中最坏线对串扰值的比较 或后者减去前者之差 ACR越大 电缆质量越好 因为ACR意味着信噪比 通常认为 对大多数应用来说ACR至少要求为10dB 由于NEXT值随频率的提高而下降 而衰减Attenuation随频率的提高而提高 因此ACR随着频率的提高而下降 在典型的五类链路中 ACR在10dB通常在70MHz UTP链路的ACR特点 迫使高速传输设备的设计人员采用每赫兹传输多位的编码方式 效率越高的编码方案对串扰噪音越敏感 因此要求更加可靠的ACR性能 ACR值越大越好 ACR NEXT Attenuation 同一频率时的NEXT和Attenuation ACR 衰减对串扰比 21 22 Mbps与MHz的比较 Mbps和MHz并不是同一回事比特率是指给定时间内可以传输的位数 比特率与数据吞吐量有关 比特率的衡量单位是每秒百万位 Mbps 频率是任何周期信号的每秒周期数 数字信号是一种周期随数据流变化的方波 也就是说 一个数字信号有许多不同的频率基本频率是指相当于数字信号的 最接近的模拟频率 基本频率决定着最大信号集中的位置 用MHz表示比特率与基本频率的关系取决于使用的编码算法 大多数新算法每赫兹传送1位以上 即Mbps MHz 比特率值 频率值 23 曼彻斯特编码 在每个比特周期的中间使用一次电平变换 对二进制中的1 周期的前半部分高 后半部分低 对二进制中的0 前半部分低 后半部分高 NRZ 不归零 编码 信号在1时高 在0时低 只在数据级变化时 电平才变化 4级编码 与其它编码不同 这种方法使用四种电平变换 而不是两种电平 每种电平代表两位而不是一位 位中的任何变化都意味着电平变化 越复杂 效率越高的编码方案对串扰噪音 24 在超五类线上实现千兆位传输 通过多级编码 PAM 5最多有5种不同级别 以及相位幅度调制 CAP X 在100米的距离上实现1Gbps高位流通信 25 噪音是大敌 时间 5级意味着没有容错的余地 26 阻抗匹配与回波损耗 回波损耗是在每一个阻抗不匹配处 如连接点 发生一部分的信号反射 如果线缆本身的绞距不均匀 也会发生一部分的信号反射 当电缆与连接器阻抗匹配差时 传输的部分信号会在连接点反射回去 回波损耗用dB表示 阻抗匹配越好 反射的能量越低 以dB表示的回波损耗值越高 回波损耗ReturnLoss RL值越大越好 27 光纤基础知识 28 光谱 白光 29 适用于光波传输的特定波长 30 光纤基础知识 不是所有的光纤都是一样的 光纤的几何构造以及折射系数在不同类型的光纤的带宽和性能中起到关键作用 多模光纤62 5微米 多模光纤50微米 单模光纤8 3微米 内芯直径 125微米包层 125微米包层 31 62 5 125um增强型多模光纤的优势 光藕合效率更高 有源设备成本经济 临界纤芯校准要求相对较低 因此安装更简便 对微弯曲损耗和宏弯曲损耗的敏感度低 符合FDDI EIA TIA 568和ISO IEC11801标准 32 50 125um万兆多模光纤 符合最新光纤类型的OM3 带宽大为增加 可以支持万兆位速率10Gbit s应用达300米 支持1Gbit s高达1公里 SX 完全向下兼容 33 9 125um单模光纤 单模光纤最初的开发目的 是支持长途干线环境中所需的高带宽和信道容量 对有源设备的要求非常高 而且成本昂贵 34 步阶式折射率型光纤 渐进式折射率型光纤 多模光纤可以传导多种模态的光而单模光纤只能使一个模态的光通过不同模式的光沿着不同的光路传导 所以在一种脉冲中 不同的光有可能在到达目的地的时间上有微小的差别这就是模态散布 它可以导致临近的信号之间的放大和重叠光纤这种特性限制了一根光纤的带宽 光纤不是无限带宽和无限速率的 光纤基础知识 35 光纤的制造工艺 制造预制棒 CVD法 化学汽相沉积法 VAD法 汽相轴向沉积法 MCVD法 改进的化学汽相沉积法 OVD法 棒外汽相沉积法拉丝涂敷 通信用光纤的主要成分是高纯度石英 光纤的成分和制造工艺 36 光纤结构 光纤由纤芯 包层和涂敷层构成优质的光纤为双层涂敷涂敷层为光纤提供物理保护减小微弯损耗增加抗磨损 抗切入功能改进抗老化性能防潮易于采用机械方法剥除 37 光损耗用来衡量脉冲沿光纤传送时损失了多少光 可以用输出脉冲的能量与输入脉冲的能量之比来表示 引起光损耗的物理机制有两种 即散射和吸收 光缆损耗用dB表示 散射光偏离了预定的路径为散射