第1章网络综合布线基础.ppt

1、预备知识储备,1.计算机网络基础 2.通讯技术基础，原理、通信介质、配件等 3.网络设备基本知识，交换技术、路由技术 4.网络设备基本配置,参考教材和网址,1.网络综合布线李群明等 ，清华大学出版社。 2.网络综合布线技术 于鹏等，清华大学出版社。 3.网络设备配置与管理 王建平，清华大学出版社。 4. 网络设备互联技术 陶建文等，清华大学出版社。 5. 千家网：http:/www.cabling- 6. 通讯世界网、中国光缆网、布线联盟网等。,第 1 章 网络综合布线技术基础,1.1 智能建筑,将计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术综合应用于建筑物之中，并且在建筑物内建立一个以计算机

2、网络为主体、为中心的。 包含有线电视、电话通信、消防报警、电力管理、照明控制、空调新风、门禁保安的综合系统，使建筑物实现智能化的信息及管控。,智能建筑,综合布线系统是伴随着智能建筑的发展而崛起的，它是大厦智能化得以实现的“高速公路”。,而综合布线系统就是满足实现智能建筑各综合服务需要，用于传输数位、语音、图像、图文等多种信号，并支持多厂商各类设备的集成化信息传输系统，是智能建筑的重要组成部分。,美国智能化建筑学会对智能建筑下的定义是:智能大厦是将结构、系统、服务、运营及相互关系全面综合，达到最佳组合，获得高效率，高性能与高舒适性的大楼。,智能建筑,智能建筑组成,智能建筑主要由系统集成中心、综合

3、布线系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统五大部分组成。 智能建筑所用的主要设备通常放置在智能化建筑内的系统集成中心（System Integrated Center，缩写SIC）。,所谓智能的含义，包括了以下几个方面：建筑物自动化（BA）；通信自动化（CA）；办公自动化（OA）形成“3A”智能建筑。,图1-3 3A系统的构成, 综合布线系统 大厦所有信息的传输系统，可以传输数据、语音、影像和图文等多种信号，支持多种厂商各类设备的集成与集中管理控制。,通过统一规划、统一标准、模块化设计和统一建设实施，利用同轴电缆、双绞线或光缆介质（或无线方式）来完成各类信息的传输，以满足智能化建

4、筑高效、可靠、灵活性等要求。 系统一般包括建筑群子系统、设备间子系统、垂直子系统、水平子系统、管理子系统、工作区子系统六个部分。,综上所述，智能建筑实质上是利用电子信息系统集成技术将BA、CA、OA和建筑有机地结合为一体的一种适合现代信息化社会综合要求的建筑物，综合布线系统是实现这种结合的有机载体。,智能建筑设计标准（中华人民共和国国家标准GB/T50314-2000）是规范建筑智能化工程设计的准则。其中对智能办公楼、综合楼、智能小区、住宅都有条文规定。,12 综合布线系统概念,综合布线系统的定义为：“各类通信电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，它能支持多种应用系统”。 综合布线是一种模块化

5、的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部相连接。,综合布线由不同系列和规格的部件组成，其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。 目前在商用建筑布线工程的实施上遵循结构化布线系统（SCS，Structured Cabling System）标准。它仅限于电话和计算机网络的布线。,结构化布线系统的代表产品称为建筑与建筑群综合布线系统（Premises Distribution System），简称PDS系统。,1 9 9 1 年，TIA /EIA 发

6、布了“同一5 6 8 商业大厦布线标准”，也被称为结构化布线标准，用于规范同一的企业级多卖主布线系统。结构化布线建议怎样安装网络才能使性能最优并且维护最少。,19,传统布线与结构化综合布线比较,综合布线特点,主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性，而且在设计、施工和维护方面带来方便。,兼容性 所谓兼容性是指其设备或程序可以用于多种系统中的特性。 将话音信号、数据信号与监控设备的图像信号配线经过统一的规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些性质不同信号综合到一套标准的布线系统中。,2开放性 综合布线系统由于采用开放式的体系结构，符合多种国际上流

7、行的标准，几乎对所有著名的厂商都是开放的，如：IBM、DEC、SUN的计算机设备，AT&T，NT，NEC等交换机设备。,3灵活性 由于所有信息系统皆采用相同的传输介质、物理星形拓扑结构，因此所有的信息通道都是通用的。每条信息通道可支持电话、传真、多用户终端。,4可靠性 综合布线系统采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息通道。 所有器件均通过UL、CSA及ISO认证，每条信息通道都要采用物理星形拓扑结构，点到点端接，任何一条线路故障均不影响其它线路的运行，为线路的运行维护及故障检修提供方便，从而保障了系统的可靠运行。,5先进性 所有布线采用最新通信标准，信息通道均按布线标准进行设计

8、，按八芯双绞线进行配置，通过敷设超5类的双绞线，数据最大速率可达到1000Mbps，对于需求特殊的用户，可将光纤敷设到桌面。,6经济性 衡量一个建筑产品的经济性，应该从两个方面加以考虑，即初期投资与性能价格比。 在今后的若干年内应保护最初的投资，即在不增加新的投资情况下，还能保持先进性。,综合布线系统的结构和组成,综合布线一般采用分层星型拓扑结构。该结构下每个分支子系统都是相对独立的单元。 对每个分支子系统的改动都不影响其他子系统，只要改变结点连接方式就可使综合布线在星型、总线型、环型、树状型等结构之间进行转换。,采用模块化的结构，按每个模块的作用，可把综合布线划分成6个部分，如图1-4所示。

9、,图1-4 综合布线划分成6个部分,6个部分每一部分相互独立，单独设计，单独施工。,1. 工作区 也称工作区子系统，提供从水平子系统端接设施到设备的信号连接，通常由连接线缆、网络跳线和适配器组成。如图1-5所示。,图1-5 工作区子系统组成,2水平主干子系统 水平主干子系提供楼层配线间至用户工作区的通信干线和端接设施。水平主干线通常使用屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），也可以根据需要选择光缆。,对于利用双绞线构成的水平主干子系统，通常最远延伸距离不能超过90米。如图1-6所示。,图1-6 水平子系统,3.干线子系统 也称垂直主干子系统。是建筑物中最重要的通信干道，通常由大对数铜揽或

10、多芯光缆组成，安装在建筑物的弱电竖井内。,垂直干线子系统提供多条连接路径，将位于主控中心的设备和位于各个楼层的配线间的设备连接起来，两端分别端接在设备间和楼层配线间的配线架上。如图1-7所示。,图1-7干线子系统,4设备间 也称设备子系统，它是结构化布线系统的管理中枢，整个建筑物或大楼的各种信号都经过各类通信电缆汇集到该子系统。,5管理区 也称管理子系统。在结构化布线系统中，管理子系统是垂直子系统和水平子系统的连接管理系统，由通信线路互连设施和设备组成，通常设置在专门为楼层服务的设备配线间内。,管理子系统设备包括局域网交换机、布线配线系统和其他有关的通信设备和计算机设备。,布线配线系统常称为配

11、线架，由各种各样的跳线板和跳线组成。在结构化布线系统中，当需要调整配线连接时，即可通过配线架的跳线来重新配置布线的连接顺序。图1-8 是布线配线系统的图示。,图1-8 布线配线系统,6建筑群干线子系统 综合布线的建筑群干线子系统的作用，是构建从一座建筑位延伸到建筑群内的其他建筑物的标准通信连接。,系统组成包括连接各建筑物之内的线缆、建筑群综合布线所需的各种硬件等。,综合布线的经济分析,1.综合布线的初期投资特性 综合布线初期投资与传统布线相比较高，但由于综合布线是一套完整的布线体系，统一设计施工，因而可省去大量的重复劳动和设备占用。,综合布线的经济分析及应用,综合布线与传统布线方式初期投资比较

12、曲线,.4 综合布线系统的标准,目前国外主要有两大标准。现绝大多数的布线产品都符合综合布线国际标准。,标准化组织,国际标准化组织 美国国家标准学会（ANSI） 电子工业协会（EIA） 电气和电子工程师学会（IEEE） 通信工业协会（TIA） 美国国家消防协会（NFPA） 国际标准化组织（ISO） CSA国际（CSA） TAM论坛 欧洲电信标准学会（ETSI） 保险商实验室（UL）,常见的综合布线设计标准,TIA/ EIA-568A 商业大楼电信布线标准（加拿大采用CSA工T529） EIA/ TIA-569 电信通道和空间的商业大楼标准（CSA T530） EIA/ TIA-570 住宅和N型

13、商业电信布线标准（CSA T525） TIA/ EIA-606 商业大楼电信基础设施的管理标准（CSA T528） TIA/ EIA-607 商业大楼接地连接要求（CSA T527） ANSI/ IEEE 802.5-1989 令牌环网访问方法和物理层规范 GB/T 50311-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T 50312-2000 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 CECS72：97 建筑与建筑群综合布线系统工程设计及验收规范,1EIA/TIA 568A、EIA/TIA 568B EN 50173 和ISOIEC 11801布线标准 （1）EIA/TIA 568A

14、是在北美广泛使用的商业建筑通信布线标准，1985年在美国开始制订，1991年形成第一个版本，后经过改进于1995年10月正式定为EIA/TIA 568A。,（2）EIA/TIA 568B 由/EIA/TIA568A演变而来，经过十个版本的修改，于2002年6月正式出台。,（3）EN 50173是欧洲的标准，这两个标准在基本理论上是相同的，都是利用铜质双绞线的特性实现数据链路的平衡传输，但欧洲标准更强调电磁兼容性，具备更强的抗干扰能力和防辐射能力。,（4）ISOIEC 11801 国际标准化组织在1995年颁布的国际标准。,（5）我国对建设物综合布线系统和计算机系统也相应制定和颁布了有关国家标准

15、。,建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T 50311-2000） 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范（GB/T 50312-2000）,计算机站场地技术条件（GB2887- 89） 电子计算机机房设计规范 （GB50174-93） 计算机站场地安全要求（GB9361- 88）,这些标准支持下列计算机网络标准： IEE802.3 总线局域网络标准； IEE802.5 环形局域网络标准； FDDI 光纤分布数据接口高速网络标准； CDDI 铜线分布数据接口高速网络标准； ATM 异步传输模式。,2. 综合布线标准要点 (1) 目的 规范一个通用语音和数据传输的电信布线标准，以支持多设备

16、、多用户的环境；为服务于商业的电信设备和布线产品的设计提供方向。,能够对商用建筑中的结构化布线进行规划和安装，使之能够满足用户的多种电信要求；为各种类型的线缆、连接件以及布线系统的设计和安装建立性能和技术标准。,(2) 范围 标准针对的是“商业办公”电信系统；布线系统的使用寿命要求在10年以上。,(3) 标准内容 标准内容为所用介质、拓扑结构、布线距离、用户接口、线缆规格、连接件性能、安装程序等。,(4) 几种布线系统涉及范围和要点 水平干线布线系统：涉及水平跳线架，水平线缆；线缆出入口/连接器，转换点等。,垂直干线布线系统：涉及主跳线架、中间跳线架；建筑外主干线缆，建筑内主干线缆等。, UT

17、P 布线系统：UTP 布线系统传输特性划分为5类线缆：,5类：指 100 MHz 以下的传输特性。 4类：指 20 MHz 以下的传输特性。 3类：指 16 MHz 以下的传输特性。 超5类：指 155 MHz 以下的传输特性。 6类： 指 200 MHz 以下的传输特性。, 光缆布线系统：在光缆布线中分水平干线子系统和垂直干线子系统，分别使用不同类型的光缆。,水平干线子系统：62.5/125m多模光缆（入出口有2条光缆），多数为室内型光缆。 垂直干线子系统：62.5 /125 m 多模光缆或10/125 m 单模光缆。,1 综合布线技术的最新发展,1综合布线标准的发展动态 新的结构化综合布线

18、标准的制定对与综合布线以及网络的发展有深刻的影响。 对业界，了解布线标准的动态对于产品的开发至关重要；对用户，了解布线标准的发展，对于保护自己的投资十分重要。,五类线缆的规范问世已有相当长时间。随着电信技术的发展，许多新电缆开发出来。国际标准化委员会ISO/IEC，欧洲标准化委员会CENELEC和北美的工业技术标准化委员会TIA/EIA都介入了新标准的制定。 因此，Cat.5，Cat.5（增强的Cat.5）Cat.6及Cat.7类标准的概念，在通讯行业内存在一定程度的差异。,千兆位以太网几乎将五类非屏蔽双绞线的理论上的传输带宽用到了极限。 第二版ISO/IEC11801规范对布线行业产生了深远

19、的影响。规范将把Cat.5/ClassD的系统按照Cat5重新定义，以确保所有的Cat5/ClassD系统均可运行千兆位以太网。,更为重要的是，Cat6/ClassE和Cat7/ClassF类链路将在这一版的规范中定义。布线系统的电磁兼容性(EMC)问题也在新版的ISO/IEC11801中进行定义。 ELENECEN50173（欧洲标准）。 CELENECEN50173标准与ISO/IEC11801标准是一致的。但EN50173一般要比ISO/IEC11801更为严格。,万兆铜缆布线技术 目前对即将出现的万兆铜缆以太网（10GBase-T）解决方案的讨论将对当前和将来的布线系统的发展产生重大影

20、响。,对万兆铜缆以太网10GBase-T的标准化工作正在进行中，许多用户希望其布线系统的性能可以支持未来的发展。对用户来说，支持万兆铜缆以太网10GBase-T标准有着十分重要的意义。,目前的六类系统对新应用的支持能力有限，基本上标准的6类系统可以满足所有超5类系统的应用的需求，而对新应用的支持则需要新的6类系统或7类系统。,万兆铜缆以太网10GBase-T标准，对现布线系统支持的目标如下。 （1）4连接器双绞线铜缆系统信道 （2）100米长度 F级（7类）布线 （3）55米长度 E级（6类）布线信道 （4）100米长度 新型E级（6类）信道,3光纤骨干网 城域网（MAN）是公众网的一部分，它

21、是衔接企业和公共网络的核心。目前的MAN骨干网已经能够以SONET/SDH OC-192/STM-64的方式处理10G服务。,在以太网或SONET上运行的IP服务的增长率都发展得非常迅速。以太网可以无缝接入MAN，整个WAN已经具有了更好的基于IP的虚拟网络（VPN）服务开放环境。,网络业界推出了一系列光纤设计和测试标准，如IEC-60793-2-10、-49和TIA-492AAAC、TIA/EIA 455-220等。,为了配合针对10G应用而采用的新型光信号收发器件，ISO/IEC11801制定了新的多模光纤标准等级，即OM3类别，并在2002年9月正式颁布。,4高带宽IP应用多媒体集成布线

22、 数据、语音和视频在单一媒质上的传输可节省巨大的费用。,5面向桌面的铜缆布线 大多数的增强5类电缆只有150MHz或250MHz，标准也只要求有100MHz。与增强5类相比，6类布线系统具有更好的抗噪声性能，可提供更透明、更全能的传输信道。,基于IP的10G服务正在领导着网络的发展。随着VOIP、VOD点播，视频会议、动态数据库访问等新兴高端应用在桌面的普遍运用。,基于双绞线的10G产品，不论是从投资成本，还是从实施方便性来讲，都比较容易被桌面用户所接受。,1.6 常用综合布线术语,1.6.1 数据传输速率 1.6.2 带宽 1.6.3 特性阻抗与阻抗匹配 1.6. 4 平衡电缆和非平衡电缆

23、1.6. 5 电磁干扰与电磁兼容性 1.6.6 分贝,1.6.1 数据传输速率,数据传输速率就是指每秒钟传送的二进制脉冲的信息量，其单位通常为bit/s。是衡量单位时间内线路传输的二进制位的数量，衡量的是线路传送信息的能力 通道的频率是衡量单位时间内线路电信号的振荡次数 频率与数据传输速率的关系类似于高速公路上行车道数量与车流量的关系。,1.6.2 带宽,传输介质的带宽定义为介质所能携带的信息的容量，用MHz表示，表示介质所支持的频率范围 大多数铜质通信电缆的规定MHz范围可以从1MHz到介质所能支持的最高频率范围 超5类双绞线支持的带宽范围为1MHz-100MHz 6类双绞线支持的带宽范围为1MHz-250MHz,1.6.3 特性阻抗与阻抗匹配,特性阻抗 特性阻抗定义为通信电缆对电流的总抵抗力，用欧姆作计量单位 一种通信电缆的特性阻抗是电缆的电容、电缆的电感和电缆的电阻三个变量的结合体 每条通信电缆必须有统一一致的特性阻抗指标 一条布线链路中的所有电缆和部件都必须有一致的特性阻抗指标。任何布线链路中的阻抗不连续性都会导致链路中的信号反射 国内市场双绞线通信电缆特性阻抗指标为: 100欧姆+/-15%,1.6.3 特性阻