综合布线教程第3章.pptx

第3章 传输介质和连接器件 n综合布线工程中最常用的传输介质有铜缆和光缆。铜缆有双绞线电缆和同轴电缆，现在传输语音和数据信号的主要是使用双绞线电缆，同轴电缆已经淡出数据布线市场。同轴电缆主要应用于有线电视信号的传输中。第3章 传输介质和连接器件n“电气平衡”泛指一对铜缆的物理结构及介质特性。n若1对铜线的直径，同心度，导电材料基本相同而长度亦一致，那么，这对电缆相对于外间环境可被视为电气平衡。n线对（pair）是一个平衡传输线路的两个导体，一般指一个对绞线对。n平衡电缆（balanced cable）是由一个或多个金属导体线对组成的对称电缆。n双绞线电缆是一种平衡电缆。第3章 传输介质和连接器件n3.1 3.1 双绞线电缆双绞线电缆 n1双绞线电缆n双绞线电缆（Twisted pair，TP）是综合布线系统中最常用的通信传输介质，可用于语音、数据、音频、呼叫系统以及楼宇自动控制系统。第3章 传输介质和连接器件n3.1.1 3.1.1 双绞线电缆的结构双绞线电缆的结构n(1)双绞线电缆的结构n典型的双绞线电缆把4个对绞线对和1条抗拉线放在一个绝缘保护套管里，其线对识别标志颜色是白绿、绿线对，白橙、橙线对，白蓝、蓝线对，白棕、棕线对。n线对是由两根带有绝缘层的22-26号铜导线（22号绝缘铜线线径为0.4mm）按一定密度扭绞而形成的。不同的线对具有不同的扭绞长度，一般扭绞越密集其抗干扰的能力就越强。n人们习惯称双绞线电缆为双绞线。n双绞线适用于较短距离的信息传输，既可以传输模拟信号，又能传输数字信号。图3-1 安普超五类双绞线及外包装 第3章 传输介质和连接器件n(2)非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线n双绞线有非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）之分。n非屏蔽双绞线电缆，没有金属屏蔽层。如图3-2所示。它不能防止电缆周围的电磁干扰。图3-2非屏蔽双绞线电缆和图3-3屏蔽线对双绞线（STP）图3-4 屏蔽全部线对的双绞线（FTP）第3章 传输介质和连接器件n屏蔽双绞线的屏蔽层有金属箔、金属丝或金属网几种形式。根据屏蔽方式的不同，屏蔽双绞线又分为STP（Shielded Twicted-Pair）和FTP（Foil Twisted-Pair）两类。STP是指每线对都屏蔽的屏蔽双绞线，而FTP则是屏蔽全部线对的屏蔽双绞线。另外还有的是每个双绞线对单独屏蔽后再整体加裹金属屏蔽层/网。图3-3是屏蔽线对的屏蔽双绞线、图3-4是屏蔽全部线对的屏蔽双绞线。第3章 传输介质和连接器件n在双绞线电缆中增加屏蔽层是为了提高电缆的物理性能和电气性能，减少电缆信号传输中的电磁干扰。该屏蔽层能将噪声转变成直流电。屏蔽层上的噪声电流与双绞线上的噪声电流相反，因而两者可相互抵消。屏蔽双绞线电缆可以减小辐射，但并不能完全消除辐射。n屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难。第3章 传输介质和连接器件n2大对数电缆n大对数电缆通常用于语音通信的布线系统的干线子系统中。n大对数电缆有25对、50对和100对等对数的电缆。从外观上看，大对数电缆为直径更大的单根电缆。如图3-5和图3-6所示。n大对数电缆同样采用颜色编码进行管理，每个线对束都有不同的颜色编码，同一束内的每个线对又有不同的颜色编码。第3章 传输介质和连接器件 图3-5 3类25对非屏蔽双绞线 图3-6 3类100对非屏蔽双绞线 第3章 传输介质和连接器件n3.1.2 3.1.2 双绞线电缆的电气特性参数双绞线电缆的电气特性参数n缆线链路长度n缆线链路的物理长度由测量到的信号在线路上的往返传播延迟T导出。用额定传输速度NVP值进行校核。nNVP=缆线中信号传播速度/光速*100%。该值随不同缆线类型不同而不同。通常NVP范围在60%90%。第3章 传输介质和连接器件n2特性阻抗（Charact Impedance）（）n特性阻抗指链路在规定工作频率范围内呈现的电阻。特性阻抗包括电阻及频率范围内的电感抗和电容抗，与一对电线间的距离及绝缘的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗，双绞线电缆有100、120和150等几种。n无论使用5类、超5类或6类缆线，其每对芯线的特性阻抗在整个工作带宽范围内应保证恒定、均匀。链路上任何点的阻抗不连续性将导致该链路信号反射和信号畸变。第3章 传输介质和连接器件n3直流环路电阻（d.c.）n在永久链路方式或是通道链路方式下，缆线每个线对在摄氏2030的环境下最大直流环路电阻值，一般不超过30，无论5类/超5类/6类缆线。n4衰减（Attenuation）n衰减是指信号传输时在一定长度的缆线中的损耗，是一个信号损失的度量。衰减与缆线的长度有关，随着长度增加，信号衰减也随之增加，同时衰减量与频率也有着直接关系。第3章 传输介质和连接器件n衰减这一术语在电缆工业生产中被广泛采用，但由于布线系统在较高的频率时阻抗的失配，此特性采用“插入损耗（Insertion Loss）即连接损耗”来表示。与衰减不同，插入损耗不涉及长度的线性关系。第3章 传输介质和连接器件n5近端串扰-NEXT（Near End Cross Talk）n在一条链路中处于缆线一侧的某发送线对，对于同侧的其他相邻（接收）线对通过电磁感应所造成的信号耦合（由发射机在近端传送信号，在相邻线对近端测出的不良信号耦合）为近端串扰。近端串扰与缆线类别、连接方式和频率有关。图3-7是串扰示意图。n6相邻线对综合近端串扰-PSNEXT（POWER SUM NEXT）n相邻线对综合近端串扰是指四对缆线中3对缆线传输信号时对另1对缆线的近端串扰的组合。第3章 传输介质和连接器件图3-7 串扰示意图第3章 传输介质和连接器件n7远端串扰-FEXT（Far-End Crosstalk）n缆线近端的一个线对发送的信号，沿线路衰减后，在远端电磁感应耦合到相邻线对的信号损耗值，定义为远端串扰FEXT。n图3-7 串扰示意图n8等效远端串扰-ELFEXT（Equal Level Fext）nELFEXT是传送端的干扰信号对相邻线对在远端所产生的影响，是考虑衰减后的FEXT，即ELFEXT=FEXT-Attenuation。n9综合等效远端串扰-PSELFEXT（Power Sum ELFEXT）nPSELFEXT表明四对缆线中三对缆线传输信号时对另一对缆线的在远端所产生的干扰。第3章 传输介质和连接器件n10衰减串扰比-ACR（Attenuation-to-crosstalk Ratio）n在高频段，串绕与衰减值得比例关系很重要。ACR（dB）=NEXT（dB）-A（dB），即ACR是同一频率下近端串扰NEXT和衰减的差值，它对于表示信号和噪声串扰之间的关系有着重要的价值。ACR是系统SNR（信噪比）衡量的唯一衡量标准，它是决定网络正常运行的一个因素。n11综合衰减串扰比-PSACR（Power Sum Attenuation-to-crosstalk Ratio）nPSACR表征了四对缆线中三对缆线传输信号时对另一对缆线所产生的综合影响。它主要用于保证综合布线系统的高速数据传输。第3章 传输介质和连接器件n12回波损耗-RL（Return loss）n数据传输中，当遇到线路中阻抗不匹配时，部分能量会反射回发送端，该参数定义为开始输入给信号传送系统的信号与信号源接收到的反射信号的功率之比。n电缆制造过程中的结构变化、连接器和布线安装等3种因素是影响回波损耗数值的主要因素。n13传输延迟（transmission delay或 Propagation Delay）n信号从链路或信道一端传播到另一端所需的时间。单位是ms。它的大小主要取决于信号的传输速率和导体的长度。n14时延偏差（Delay skew）n以同一缆线中信号传播时延最小的线对作为参考，其余线对与参考线对时延差值。以纳秒为单位，范围一般在50ns以内。第3章 传输介质和连接器件n3.1.33.1.3双绞线电缆的类型双绞线电缆的类型 n双绞线可以分为：1类、2类、3类、4类、5类、超5类、6类、超6类、7类共9种双绞线类型。类型数字越大，版本越新、技术越先进、带宽也越宽，当然价格也越贵。图3-8 6类非屏蔽双绞线n六类线既有UTP，也有STP。六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别，不仅增加了绝缘的一字骨架或十字骨架，一字骨架将双绞线的四对线每两对分别置于一字骨架两侧，而十字骨架将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内，并且电缆的直径也更粗。第3章 传输介质和连接器件n3.1.43.1.4双绞线电缆产品标识信息双绞线电缆产品标识信息n在双绞线的外层护套上每隔2英尺印刷有一些产品标识信息。不同生产商的产品标识信息可能不同，但一般包括以下一些信息：n双绞线类型nNEC/UL防火测试和级别nCSA防火测试n长度标志n生产日期n双绞线的生产商和产品号码第3章 传输介质和连接器件n3.1.53.1.5双绞线电缆的选购双绞线电缆的选购 n（1）看n（2）闻n（3）问n（4）试第3章 传输介质和连接器件n3.2 3.2 双绞线电缆连接器件双绞线电缆连接器件n在综合布线系统中，双绞线电缆的主要连接件有RJ-45连接器、信息插座、配线架、接插软线（跳接线）等。n3.2.1 RJ3.2.1 RJ连接器与信息模块连接器与信息模块n1RJ-45连接器nRJ是Registered Jack的缩写。常用的有RJ-11和RJ-45。计算机网络的RJ-45是标准8位模块化接口的俗称。n双绞线电缆的两端必须都安装这种RJ-45连接器，以便插接到网卡（NIC）、交换机（Switch）、路由器（router）等网络设备的RJ-45接口上，进行网络通讯。第3章 传输介质和连接器件nRJ-45连接器俗称“水晶头”。之所把它称之为“水晶头”，是因为它的外表晶莹透亮的原因。常用的RJ-45连接器有四位、八位、超五类、六类、屏蔽、非屏蔽之分。2信息模块n信息模块分为免打线式信息模块和打线式信息模块。图3-10 RJ-45信息模块（左免打线式；右打线式）第3章 传输介质和连接器件n免打线式信息模块，它不用专门的打线工具，只要将双绞线按色标放进相应的槽位，再用钳子压一下即可。打线式信息模块需用打线工具才能很好地把双绞线与信息模块连接起来。免打线式信息模块在安装中更方便，更节省时间，现在这种产品已成为主流。n免打线式信息模块和打线式信息模块外面都有印有符合EIA/TIA 568A/B的打线色标，用以指示正确接线安装。第3章 传输介质和连接器件图3-12 RJ-45信息模块中T568A/B标准接线第3章 传输介质和连接器件n4信息模块面板n信息模块面板是RJ-45信息模块的安装设备，也是暗装方形盒的盖子。图3-13是常用双口的信息面板，一口是信息口，一口是电话口。第3章 传输介质和连接器件n3.2.2 3.2.2 配线架配线架n在综合布线系统中，建筑物主干缆线或建筑群主干缆线终接配线设备及水平电缆、水平光缆和其他布线子系统缆线的终接配线设备一般都是使用配线架。n配线架安装在电信间、设备间、进线间。n铜缆配线架系统分110型配线架系统和模块式快速配线架系统。在市场上最常见的有AMP、AVAYA和IBDN等品牌。1模块化配线架图3-14 唯康模块化配线架 第3章 传输介质和连接器件图3-15 48口超五类模块式配线架第3章 传输介质和连接器件图3-16 屏蔽配线架第3章 传输介质和连接器件n配线架的端口数有24口和48口，每个端口均有号码显示，与交换机的端口数目相符，把配线架和交换机之间用跳线连接且一一对应号码，更有利于辨认端口与线之间的位置和编号。在配线架的端口上面还有一条可以放标签条的槽位，也可以直接标识双绞线的编号。在配线架后面的是接线模块，把双绞线的8根铜线打进模块里面需要使用专业的工具-打线器。2110型配线架n110型连接管理系统由AT&T公司于1988年首先推出，该系统后来成为工业标准的蓝本。n110型连接管理系统基本部件是配线架、连接块、跳线和标签。n如图3-17所示的是110型配线架。110配线架是阻燃、注模塑料做的基本器件，布线系统中的电缆线对就端接在其上。110型配线架主要用于语音配线。n110配线架其上装有若干齿形条，沿配线架正面从左到右均有色标，以区别各条输入线。n110系列配线架的接线方式主要：夹接式（110A型）和接插式（110P型）两种类型。第3章 传输介质和连接器件图3-17 110配线架（语音配线）第3章 传输介质和连接器件n110型配线架有25对、50对、100对、300对等多种规格，它的套件还应包括4对连接块或5对连接块、空白标签和标签夹、基座。n110型配线系统使用方便的插拔式快接式跳接可以简单的进行线路的重新排列，这样就为非专业技术人员管理交叉连接系统提供了方便。n110配线系统中都要用到连接块，称为110C，有3对线（110C-3）、4对线（110C-4）和5对线（110C-5）三种规格的连接块。第3章 传输介质和连接器件n3配线架连接的结构n连接的结构有互相连接结构和交叉连接结构两种。n互连结构的配线系统，水平布线系统和主干布线系统分别连接在不同的配线架上，这种连接主要用于计算机通信的布线系统，这样的配线架一般称为数据配线架。n交叉连接是水平布线系统和主干布线系统接同一配线架的不同区域，这种连接主要用于语音通信的布线系统，如110型连接管理系统。3.2.3 双绞线电缆连接跳线与转接器n1双绞线电缆连接跳线n主要用于配线架模块接口与网络通信设备（如交换机）的连接等。如图3-18。n2双绞线延长转接器n用于延长双绞线，采用RJ-45接口，2根双绞线通过该转接器，连成一根更长的网线。如图3-19所示。3.3 电缆及连接器件简介n3.33.3电缆及连接器件简介电缆及连接器件简介n1同轴电缆的结构n同轴电缆由里往外依次是铜芯、内绝缘层、金属（箔、网）屏蔽层和外绝缘护套。铜芯与金属箔、网状导体同轴，故名同轴电缆。如图3-20所示。这种结构的金属屏蔽网可防止中心导体向外辐射电磁场，也可用来防止外界电磁场干扰中心导体的信号。3.3 电缆及连接器件简介n2视频同轴电缆n同轴电缆可分为两种基本类型:基带同轴电缆和宽带同轴电缆。n基带同轴电缆根据其直径大小又分为同轴细缆和同轴粗缆两类，特性阻抗50欧姆，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆，过去用于数据传输网络，现在在计算机网络中基本不再使用。n使用有线电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆，特性阻抗75欧姆。3.3 电缆及连接器件简介n3光纤同轴混合（Hybrid Fiber-Coax HFC）HFC网络。nHFC通常由光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成，从有线电视台出来的节目信号先变成光信号在干线上传输；到用户区域后把光信号转换成电信号，经分配器分配后通过同轴电缆送到用户。n“有线宽带”是有线电视网络公司推出的一种基于有线电视HFC网络的宽带互联网接入服务。“有线宽带”由电缆调制解调器（Cable Modem）进行调制解调后与计算机进行通信。3.3 电缆及连接器件简介n3同轴电缆的连接器与跳接线n同轴电缆不可绞接，各部分是通过低损耗的连接器连接的。连接器在物理性能上与电缆相匹配。中间接头和耦合器用线管包住，以防不慎接地。3.4 光纤传输介质3.4 3.4 光纤传输介质光纤传输介质3.4.1 3.4.1 光纤光纤n光纤是光导纤维（OPTIC FIBER）的简称。n人们采用光导纤维材料以特别的工艺拉制成直径比头发丝直径还小的光纤芯并制成通信光纤，利用光的全反射原理把光信号封闭在其中单向传播。n实际光纤通信中，人们根据通信应用的需要采用一至多根光纤制成实用的通信光缆。n光纤传输的是光信号而非电信号。3.4 光纤传输介质n1光及其特性n（1）光是一种电磁波n光是一种电磁波，有一定的波长。可见光部分波长范围是390760nm（1nm=109m），波长大于760nm部分是红外光，波长小于390nm部分是紫外光。n目前，光纤中应用的波长是850 nm，1300 nm、1310nm和1550 nm四种。n光纤通信有以下优点：传输频带宽，通信容量大；损耗低；不受电磁干扰；线径细，重量轻；资源丰富。3.4 光纤传输介质n（2）光的折射、反射和全反射n光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射，而且折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。n当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，即入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。n光纤就是利用全反射原理确保光信号在其中远距离传输的。3.4 光纤传输介质n2单根通信光纤的结构n单根通信光纤的外观呈圆柱形，从内到外是纤芯、包层、涂覆层、外套四部分。如图3-26所示。除去外套部分的光纤通常称为裸纤。3.4 光纤传输介质n（1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。通信光纤的纤芯大多数是用石英玻璃（主要成分二氧化硅）材料制成的。n实用的单模光纤的纤芯直径为4mm10mm，多模光纤的纤芯直径为50mm。n（2）包层：包层位于纤芯的外围。通信光纤的包层材料也是石英玻璃。生产过程中，在包层主材料高纯度二氧化硅中加入一些掺杂剂，以降低包层的光折射率。这样，纤芯与包层的界面处像一面镜子，能使纤芯内射向包层的光信号全反射回纤芯内，最大限度的减小光信号能量的损失。3.4 光纤传输介质n（3）涂覆层：涂覆层在包层的外围，一般有540mm，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层，通常采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙等材料，以增加机械强度和可弯曲性能。n3光纤的数值孔径n入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以被光纤传输。这个角度范围就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。3.4 光纤传输介质n4光纤的分类n光纤的种类很多，可以从不同的角度对光纤进行分类。光纤的分类通常是从原材料和制造方法、传输模式、折射率分布等方面进行。n（1）按光纤组成材料的不同可分为：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。n（2）按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。n 多模光纤的国际标准是ITU-T G.651类。3.4 光纤传输介质n2002年9月，ISO/IEC 11801正式颁布了新的多模光纤标准等级，将多模光纤重新分为OM1、OM2和OM3 3类，其中，OM1指目前传统62.5m多模光纤，OM2指目前传统50m多模光纤，OM3是新增的50m万兆多模光纤。n综合布线系统光纤信道采用标称波长为850nm和1300nm的多模光纤。n多模光纤纤芯/包层直径是50/125m或62.5m/125m。n多模光纤普遍采用价格低廉的发光二极管（LED）作为光源，系统费用较低。n由于光信号在光纤中传输时存在一定的衰减损耗，因此，多模光纤传输的距离相对比较近，一般在几千米内。多模光纤主要用于局域网。n新一代多模光纤 3.4 光纤传输介质n2）单模光纤n单模光纤的国际标准有：ITU-T G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤等。n综合布线系统光纤信道采用标称波长为1310nm和1550nm的单模光纤。n单模光纤的纤芯/包层直径是9/125mm或10/125mm。n单模光纤普遍采用激光器光源，激光直接照射进微小的纤芯并通过光纤传播到接收机，系统费用较高。n单模光纤具有极大的传输带宽，适用于大容量和主干长距离的通信系统。3.4 光纤传输介质n（3）按光纤折射率分布的不同可分为：阶跃（突变）型光纤和渐变型光纤。n阶跃型光纤的纤芯和包层的折射率都是一个常数，且纤芯的折射率大于包层的折射率。光纤中传输的光信号若从纤芯中入射包层就会在折射率突变的纤芯和包层界面处产生全反射，最终光信号在光纤中呈锯齿状曲折前进。其成本低，模间色散高，适用于短途低速通讯。现在的多模光纤多为突变型。n渐变型光纤的纤芯折射率从中心轴线开始向着径向逐渐减小。光束在渐变型光纤中传播时，偏离中心轴线的光将形成周期性的会聚和发散，可使光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高。现在的单模光纤多为渐变型。3.4 光纤传输介质n5光纤的衰减系数n光纤的衰减系数是指每千米光纤对光信号功率的衰减值（dB/km）。影响光纤传输信号衰减的主要因素有：本征，杂质，不均匀，弯曲，挤压和对接等。其中，前三类因素在生产光纤中产生，后三类因素可能在光纤使用中产生。n本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。n杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。n不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。n弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。n挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。n对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8mm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。3.4 光纤传输介质n3.4.23.4.2光缆光缆n光纤传输系统中直接使用的是光缆而不是光纤。n光缆是用一定数量的光纤按照一定方式制作而成的。根据需要置入加强构件（金属的或非金属的），防止光纤因受拉力、压力产生形变；置入填充物（膏、剂），防潮、阻水；采用阻燃、环保或耐高温的包覆材料做外护层。n1光缆的种类n图3-28所示的是一些常见光缆。光缆通常有按光缆结构、敷设方式和用途等分类方式。3.4 光纤传输介质中心束管式光缆 架空光缆 直埋铠装光缆“8”字形自承式光缆 松套层绞式光缆 ADSS光缆 3.4 光纤传输介质n2光缆型号的编制方法n光缆型号由光缆型式的代号和规格的代号构成，中间用一空格隔开。完整的光缆型号有七个部分，其中前五个部分是光缆的型式代号，后两个部分是光缆的规格代号。n（1）光缆的型式n光缆的型式由分类、加强构件、结构特征、护套和外护层五个部分组成，各部分均用代号表示，参见表3-2至表3-6。12345-67分类 加强构件 光缆结构特征 护套 外护层-光纤芯数 光纤类别 3.4 光纤传输介质3.4 光纤传输介质n例3-1：从光缆上印有的型号信息“GYFTV05 24B1”可以知道什么？n由光缆型号信息可知：该光缆是通信用室外光缆、采用非金属中心加强件、填充式结构、聚氯乙烯护套、外护层是聚乙烯管，内有24根B1.1类单模光纤。n例3-2：光缆型号GYTA-12B1是什么意思？n第一部分GY表示通信用室（野）外光缆；第二部分无代号表示表示采用金属加强构件；第三部分两位中，第一位无代号表示层绞式结构，第二位 T表示填充式结构；第四部分A表示铝带-聚乙烯粘结护层，内有12根B1.1类单模光纤。3.4 光纤传输介质n3几种常用光缆的结构n图3-29是一种常用光缆松套层绞式光缆（GYFTA）的结构图。图3-30“8”字形自承式光缆结构图。3.4 光纤传输介质n3光缆销售商提供的光缆信息n市场上光纤销售商常提供光缆的主要信息有：厂商名、芯数、室内/室外/架空/铠装、单模/多模、纤芯/包层直径。如：迪蒙12芯室内多模光缆（62.5/125）、迪蒙 6芯室外架空多模光缆（62.5/125）、AMP 4芯室外铠装光缆（62.5/125）。3.4 光纤传输介质n3.4.33.4.3光纤通信系统光纤通信系统n1光纤通信系统n光纤通信系统是以光波为载体、光缆作为传输线路的通信方式。n最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。3.4 光纤传输介质n在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。n发送端光端机的作用则是将光源（如激光器或发光二极管）通过电信号调制成光信号，输入光纤传输至远方；接收端的光端机内有光检测器（如光电二极管）将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，输至电端机的接收端。3.4 光纤传输介质图3-33 光端机图3.4 光纤传输介质n值得注意的是，光信号在光纤中是单向传输的，单芯光纤不能同时收或发光信号，而要实现光信号的收与发，则需要一对光纤，一根用于接收信号，一根用于发送信号。n2光纤收发器n光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，也有的称之为光电转换器或光纤转换器。图3-34所示的是一种光纤收发器。n应用光纤收发器，可以在以太网中实现传输介质由光纤与双绞线的转换。n使网络传输距离从100米扩展到2千米至几十千米。3.4 光纤传输介质n光纤收发器种类:n按光纤接口可分为ST头、SC头等；n按照传输距离多模为0-2km，单模有25km、40km、60km、100km；n按照波长分为850nm、1300nm、1310nm、1550nm；n根据产品外形及安装形式可分为桌面型和机架型；n按照工作电源可分为交流、直流等多种类型。3.5 光纤连接器件n3.53.5光纤连接器件光纤连接器件n在综合布线工程中，要建成一条光纤通信链路，除了光纤以外，还需要各种光纤连接器件。其中一些用于光纤的连接，另一些用于光纤的整合和支撑。n在综合布线工程中，光纤的连接主要在设备间、电信间完成，光缆敷设至电信间后连接至光纤配线架（光纤终端盒），每根光纤芯与一条光纤尾纤熔接，尾纤的连接器插入光纤配线架上的耦合器的一端，耦合器的另一端用光纤跳线连接，跳线的另一端根据实际需要连接，如连接至交换机或光纤收发器的光纤接口等。3.5 光纤连接器件n3.5.13.5.1光纤配线设备光纤配线设备 n1光纤配线设备的分类n光纤配线设备作为光纤接入网技术的关键设备之一，主要分为室内配线和室外配线设备两大类。n其中，室内配线包括机架式（光纤配线架、混合配线架）、机柜式（光纤配线柜、混合配线柜）和壁挂式（光纤配线箱、光缆终端盒、综合配线箱）；n室外配线设备包括光缆交接箱、光纤配线箱、光缆接续盒。这些配线设备主要由配线单元、熔接单元、光缆固定开剥保护单元、存储单元及连接器件组成。3.5 光纤连接器件n2常见的配线产品n（1）光纤配线架（柜）n光纤配线架（柜）是用于外线光缆与光通信设备的连接，并具有外线光缆的固定、分纤缓冲、熔接、接地保护以及光纤的分配、组合、调度等功能；具有多种规格，可按用户需求提供不同容量。图3-35所示的是一种光纤配线架。3.5 光纤连接器件n（2）光缆交接箱是用于光纤接入网中主干光缆与配线光缆节点处的接口设备，可以实现光纤的熔接、分配以及调度等功能，可采用落地和架空安装方式。图3-36是室外光缆交接箱。3.5 光纤连接器件n（3）光缆分线箱是用于光纤环路终端的配线分线设备，可以提供光纤的熔接、终端、配线及分线功能。图3-37是光缆分线箱。3.5 光纤连接器件n3.5.23.5.2光纤连接器光纤连接器 n在安装任何光纤系统时，都必须考虑以低损耗的方法把光纤或光缆相互连接起来，以实现光链路的接续。n光纤链路的接续，可以分为永久性的和活动性的两种。永久性的接续，大多采用熔接法、粘接法或固定连接器来实现；活动性的接续，一般采用光纤连接器来实现。n光纤连接器是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。3.5 光纤连接器件n陶瓷插芯是这种光纤连接器的核心部件，它是一种由纳米氧化锆（ZrO2）材料经一系列配方、加工而成的高精度特种陶瓷元件，如图3-38所示。图3-39所示的是光纤连接器的结构。3.5 光纤连接器件n1光纤连接器的分类n光纤连接器按传输媒介的不同可分为常见的硅基光纤的单模光纤连接器和多模光纤连接器；还有其他如以塑胶等为传输媒介的光纤连接器。n按连接头结构形式可分为：FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各种形式。其中，ST连接器通常用于布线设备端，如光纤配线架、光纤模块等；而SC和MT连接器通常用于网络设备端。n按连接器的插针端面可分为FC、PC（UPC）和APC。n按光纤芯数划分还有单芯和多芯（如MT-RJ）之分。3.5 光纤连接器件 图3-40 FC型光纤连接器 图3-41 SC型光纤连接器3.5 光纤连接器件 图3-42 ST型光纤连接器 图3-43 MT-RJ型连接器3.5 光纤连接器件图3-44 LC型连接器 图3-43 MT-RJ型连接器3.5 光纤连接器件n3光纤连接器的性能n（1）光学性能：对于光纤连接器的光性能方面的要求，主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本的参数。n（2）互换性、重复性n一般都可以任意组合使用、并可以重复多次使用。n（3）抗拉强度n对于做好的光纤连接器，一般要求其抗拉强度应不低于90N。n（4）温度n一般要求，光纤连接器必须在-40+70的温度下能够正常使用。n（5）插拔次数n目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000次以上。3.5 光纤连接器件n3.5.33.5.3光纤跳线、尾纤及适配器光纤跳线、尾纤及适配器n1光纤跳线n光纤跳线是两端带有光纤连接器的、有较厚保护层的光纤软线。光纤跳线主要用于光纤配线架到交换设备或光纤信息插座到计算机的连接。图3-46是常用的光纤跳线。3.5 光纤连接器件n光纤跳线有单芯和双芯之分、多模和单模之分。根据需要，光纤跳线两端的连接器可以是同类型的也可以是不同类型的，其长度一般在5m以内。n单模光纤跳线：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。n多模光纤跳线：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。n光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。3.5 光纤连接器件n2光纤尾纤n尾纤只有一端有连接器，而另一端是一根光缆纤芯的断头，通过熔接与其他光缆纤芯相连，常出现在光纤终端盒内，用于连接光缆与光纤收发器（之间还用到耦合器、跳线等）。图3-47所示的是尾纤。n单模尾纤外观为黄色，多模尾纤外观为橙色。布线时应注意尾纤纤芯与熔接光纤芯为同一种类型。3.5 光纤连接器件n3光纤适配器n光纤适配器又称为光纤耦合器，是光纤活动连接器实现对接的部件。如图3-48所示。光纤适配器固定在光纤配线架（ODF）、光纤通信设备、光纤仪器等设备的面板上。n光纤适配器有FC、SC、ST、LC、MTRJ等多种类型接口；FC型适配器采用金属螺纹连接结构；SC、MU、LC型适配器采用插拔式锁紧结构。3.5 光纤连接器件n光纤适配器有变换型光纤适配器和非变换型光纤适配器两类：变换型光纤适配器两端是不同类型的接口，非变换型光纤适配器两端是相同类型的接口。n双连光纤适配器或多连光纤适配器可提高安装密度。光纤适配器带有卡接式防尘盖，可以防尘和防止有害的光辐射。n光纤适配器外部是用金属材料或聚合材料制成的底座，内部有一个加固型磷青铜对准套管，或精密氧化锆陶瓷对准套管，或经济型聚合材料对准套管，如图3-49所示。n光纤连接器的陶瓷插芯就是插入适配器内部的开口磷青铜或氧化锆陶瓷对准套管连接起来的，通过对准套管能使光纤连接器对中精度高，以保证光纤跳线之间的最高连接性能。3.5 光纤连接器件 图3-56 左图是ST型接口的光纤面板，右图是SC型接口的光纤面板并接入了光纤跳线。n4光纤面板n光纤到桌面时，需要在工作区安装光纤信息插座，光纤信息插座是一个带有光纤适配器的光纤面板。光纤面板外型尺寸符合国标86型，有适用于各种环境的单、双、多孔光纤面板，可以安装多种类型模块，应用于工作区布线子系统。对嵌入式光纤面板，表面带嵌入式图表及标签位置，便于识别数据和语音端口。有的光纤面板对适配器接口配有防尘罩或防尘滑门用以保护模块、遮蔽灰尘和污物进入。第3章 传输介质和连接器件 n习题n1屏蔽双绞线电缆有哪几种屏蔽层？n2屏蔽双绞线电缆的屏蔽方式有哪几种形式？n3大对数电缆通常用于哪里？n4带宽100M、1000M、10000M的网络应分别选用哪类双绞线电缆？n5试述光纤的结构？n6说出你知道的光纤的类型。n7说出你知道的配线架的类型。n8说出你知道的光纤连接器的类型。