综合布线与施工 项目二 选择综合布线产品
项目背景 在综合布线系统工程中,是选择: 采用5E类综合布线系统还是6类综合布线系统 ? 采用非屏蔽系统还是屏蔽系统 ? 采用光缆系统还是铜缆系统 ? 采用多模光缆还是单模光缆 ? 采用国外品牌产品还是国内品牌产品等 ?
本项目学习目标 1 知识目标 (1)熟悉网络标准与综合布线产品的关系 (2)熟悉双绞线及连接件产品种类与用途 (3)熟悉光缆及连接件产品种类与用途 (4)了解国内综合布线产品市场 2 技能目标 (1)能为综合布线系统正确选用双绞线及连接件产品 (2)能为综合布线系统正确选用光缆及连接件产品 (3)会通过互联网搜索综合布线产品信息
任务 选择综合布线产品 一、任务分析 二、相关知识 (一)双绞线 (二)双绞线连接器件 (三)光缆 (四)光纤连接器件 (五)综合布线系统性能比较 (六)综合布线产品市场现状 三、任务实施 (一)任务实施1 为综合布线系统选择综合布线产品 (二)任务实施2 综合布线系统性能分析 (三)任务实施3 到市场选购综合布线产品
一、任务分析
一、任务分析
二、相关知识 (一)双绞线 1.双绞线结构 双绞线(Twisted Pair,TP)由两根绝缘铜导线相互缠绕而成,如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便构成了双绞线电缆。 按美国线缆标准AWG,双绞线的绝缘铜导线线芯大小有22、23、24和26等规格,规格数字越大,导线越细。常用5e类非屏蔽双绞线规格是24AWG,铜导线线芯直径约为0.51mm,加上绝缘层的铜导线直径约为0.92mm,其中绝缘材料是PE(高密度聚乙烯)。典型的加上塑料外部护套的5e类非屏蔽双绞线电缆直径约为5.3mm。常用6类非屏蔽双绞线规格是23AWG,铜导线线芯直径约为0.58mm,6类非屏蔽双绞线普遍比5e类粗,由于6类线缆结构较多,因此粗细不一,如直径有5.8mm、5.9mm、6.5mm等多种。 电缆护套外皮有非阻燃(CMR)、阻燃(CMP)和低烟无卤(Low Smoke Zero Halogen,LSZH)3种材料
二、相关知识 (一)双绞线 1.双绞线结构 4对UTP电缆颜色编码 线 对 颜色色标 缩 写 线对1 白—蓝 蓝 W—BL BL 线对2 线 对 颜色色标 缩 写 线对1 白—蓝 蓝 W—BL BL 线对2 白—橙 橙 W—O O 线对3 白—绿 绿 W—G G 线对4 白—棕 棕 W—BR BR
二、相关知识 (一)双绞线 1.双绞线结构 双绞线电缆的外部护套上每隔两英尺(1英尺=0.3048米)会印刷上一些标识 “VCOM V2-073725-1 CABLE UTP ANSI TIA/EIA 568 A 24AWG(4PR)OR ISO/IEC 11801 VERIFIED CAT 5e 187711FT 20040821”
(一)双绞线 2.双绞线的种类与型号 按结构分类,双绞线电缆可分为非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线电缆两类。 按性能指标分类,双绞线电缆可分为1类、2类、3类、4类、5类、5e类、6类、6A类、7类双绞线电缆,或A、B、C、D、E、EA、F级双绞线电缆。 按特性阻抗划分,双绞线电缆则有100、120及150等几种。常用的是100的双绞线电缆。 按双绞线对数多少进行分类,有1对、2对、4对双绞线电缆和25对、50对、100对的大对数双绞线。
(一)双绞线 2.双绞线的种类与型号 (1)非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线电缆 ① 非屏蔽双绞线(UTP)
(一)双绞线 屏蔽双绞线电缆STP 金属箔屏蔽双绞线电缆(FTP或ScTP) 2.双绞线的种类与型号 (1)非屏蔽双绞线与屏蔽双绞线电缆 ② 屏蔽双绞线 屏蔽双绞线电缆STP 金属箔屏蔽双绞线电缆(FTP或ScTP)
(一)双绞线 ⑥ 超5类双绞线-Cat 5e ⑦ 6类双绞线-Cat 6 超5类/D级双绞线(Enhanced Cat 5),简称5e类,是目前市场的主流产品。带宽为100MHz,与CAT 5类相比,更好地支持1000Mbps的传输) ⑦ 6类双绞线-Cat 6 6类/E级双绞线是1000 Mbps数据传输的最佳选择,目前已成为市场的主流产品。 6类双绞线性能超过Cat 5e,标准规定线缆频率带宽为250MHz 三种结构
(一)双绞线 ⑧ 增强6类双绞线-Cat6A 增强6类(俗称超6类 、Cat6A、Cat6E等类别名称),ISO/IEC定义其为EA级。 在TIA/EIA 568 B.2—10标准中已规定了6A类(超6类)布线系统,支持的传输带宽为500MHz,其传输距离为100米,线缆及连接类型也为UTP或FTP。
(一)双绞线 (3)大对数电缆 大对数电缆,即大对数干线电缆。大对数电缆为25线对(50线对、100线对等)成束的电缆结构,在外观上看,为直径更大的单根电缆
(一)双绞线 (3)大对数电缆 为方便安装和管理,大对数电缆它采用25对国际工业标准彩色编码进行管理,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。 它们的颜色顺序是: 主色:白、红、黑、黄、紫;辅色:兰、橙、绿、棕、灰。
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (1)信息模块与RJ连接头的结构 八线位结构连接器用“8P8C”表示,这种结构是目前综合布线端接标准,用于4对8芯水平电缆(数据和语音)的端接
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (2)信息模块与RJ连接头连接标准 T568A:白—绿、绿、白—橙、蓝、白—蓝、橙、白—棕、棕 T568B:白—橙、橙、白—绿、蓝、白—蓝、绿、白—棕、棕
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (3)RJ11连接头
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (4) RJ45连接头(非屏蔽和屏蔽RJ45连接头)
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (5) RJ11信息模块
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (6) RJ45信息模块 信息模块用于端接水平电缆,模块中有八个与电缆导线连接的接线。信息模块与插头的8根针状金属片,具有弹性连接,且有锁定装置,一旦插入连接,很难直接拔出,必须解锁后才能顺利拔出。由于弹簧片的摩擦作用,电接触随插头的插入而得到进一步加强。最新国际标准提出信息模块应具有45°斜面,并具有防尘、防潮护板功能。 信息模块用绝缘位移式连接(IDC)技术设计而成。连接器上有与单根电缆导线相连的接线块(狭槽),通过打线工具或者特殊的连接器帽盖将双绞线导线压到接线块里。卡接端子可以穿过导线的绝缘层直接与连接器物理接触。
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (6) RJ45信息模块 有不同结构的RJ45信息模块( 打线部位不同)
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (6) RJ45信息模块 有不同结构的RJ45信息模块(打线方式不同 ) 左图打线式信息模块 右图为免打线信息模块
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (6) RJ45信息模块 屏蔽式信息模块
(二)双绞线连接器件 1信息模块与RJ连接头 (6) RJ45信息模块 桌面型信息插座
2 配线架 模块化配线架(上为正面,中为配满信息模块的正面,下为背面) (1)数据配线架 数据配线架都是安装在19英寸标准机柜上的,主要有24口和48口两种规格,用于端接水平布线的4对双绞线电缆,如果是数据链路,则用RJ45跳线连接到网络设备上,如果是语音链路,则用RJ45-110跳线跳接到110语音配线架(连语音主干电缆) 模块化配线架(上为正面,中为配满信息模块的正面,下为背面)
2 配线架 (1)数据配线架 带理线环的模块化配线架
2 配线架 (1)数据配线架 角形配线架
2 配线架 (1)数据配线架 FTP配线架
2 配线架 (2)110配线架 110型连接管理系统的基本部件是110配线架、连接块、跳线和标签。这种配线架有25对、50对、100对、300对多种规格。 110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。这些线放入齿形条的槽缝里,再与连接块接合,利用788J1工具,就可将配线环的连线“冲压”到110C连接块上。 110系列配线架有多种结构,下面介绍两种主要的类型: 夹接式的110A型、110D型和接插式的110P型。
(2)110配线架 110A型配线架 110A型配线架配有若干引脚,俗称“带腿的110配线架”, 110A可以应用于所有场合,特别是大型电话应用场合,通常直接安装在二级交接间、配线间或设备间墙壁上。
(2)110配线架 ② 110D型配线架 110D型配线架,俗称不带引脚110配线架,适用于标准布线机柜安装
(2)110配线架 110P型配线架 110P型配线架由100对110D配线架及相应的水平过线槽组成,安装在一个背板支架上,底部有一个半密闭的过线槽, 110P型配线架有300对和900对两种。
(2)110配线架 110C连接块 连接块(Connection Block),称为110C,有3对线(110C-3)、4对线(110C-4)和5对线(110C-5)三种规格。 连接块上彩色标识顺序为蓝、橙、绿、棕、灰。3对连接块为蓝、橙、绿;4对连接块为蓝、橙、绿、棕;5对连接块为蓝、橙、绿、棕、灰。在25对的110配线架基座上安装时,应选择5个4对连接块和1个5对连接块,或7个3对连接块和1个4对连接块。从左到右完成白区、红区、黑区、黄区和紫区的安装。这与25对大对数电缆的安装色序一致。
(2)110配线架 110C连接块
3 双绞线跳线 110接口的跳线
(三) 光缆 1光纤 (1)光纤的物理结构 包层的外径一般为125μm(一根头发平均100μm),在包层外面是5~40 m涂覆层,涂覆层的材料是环氧树脂或硅橡胶。常用的62.5/125μm多模光纤,指的就是纤芯外径是62.5μm,加上包层后外径是125μm。 纤芯和包层是不可分离的,纤芯与包层合起来组成裸光纤。
1光纤 (2)光纤的分类 从材料成分分类 玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高; 胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低; 塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
1光纤 (2)光纤的分类 ② 按传输模式分类 按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤 所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器作为光源,多模光纤则采用发光二极管作为光源。 多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,从而形成模分散,模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离,因此,多模光纤的芯线粗、传输速度低、距离短、整体的传输性能差,但其成本比较低,一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境。 单模光纤只能允许一束光传播,所以单模光纤没有模分散特性,因而,单模光纤的纤芯相应较细、传输频带宽、容量大、传输距离长,但因其需要激光源,故成本较高,通常在建筑物之间或地域分散时使用。
1光纤 (2)光纤的分类 ② 按传输模式分类 单模光纤(Single Mode Fiber,SMF)的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽且传输容量大。光信号可以沿着光纤的轴向传播,因此光信号的损耗很小,离散也很小,传播的距离较远。单模光纤PMD规范建议芯径为8~10 µm,包层直径为125 µm 。 多模光纤(Multi Mode Fiber,MMF)是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。多模光纤的纤芯直径一般为50~200 µm,而包层直径的变化范围为125~230 µm。国内计算机网络一般采用的纤芯直径为62.5 µm,包层为125 µm ,也就是通常所说的62.5 µm。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。在导入波长上分单模1 310 nm和1 550 nm、多模850 nm和1 300 nm。
1光纤 (2)光纤的分类 ② 按传输模式分类 单模光纤和多模光纤的特性比较 比 较 项 目 单 模 光 纤 多 模 光 纤 速度 高速度 低速度 距离 长距离 短距离 成本 成本高 成本低 其他性能 窄芯线,需要激光源,聚光好,耗散极小,高效 宽芯线,耗散大,低效
1光纤 (3)光纤通信系统组成
1光纤 (2)光纤的分类 ③ 按工作波长分 光纤传输的是光波。光的波长范围为:可见光部分波长为390--760nm(毫微米),大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤通信中应用的红外光。 按光纤的工作波长分类,有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。多模光纤的工作波长为短波长850nm和长波长1300nm,单模光纤的工作波长为长波长1310nm和超长波长1550 nm。
2 光缆 光纤传输系统中直接使用的是光缆而不是光纤。 光纤最外面常有100μm厚的缓冲层或套塑层,套塑层的材料大都采用尼龙、聚乙烯或聚丙烯等塑料。套塑后的光纤(称为芯线)还不能在工程中使用,必须把若干根光纤疏松地置于特制的塑料绑带或铝皮内,再被涂覆塑料或用钢带铠装,加上外护套后才成光缆。 光缆中有1根光纤(单芯)、2根光纤(双芯)、4根光纤、6根光纤、甚至更多光纤的(48根光纤、1000根光纤等),一般单芯光缆和双芯光缆用于光纤跳线,多芯光缆用于室内室外的综合布线。 缓冲层有松缓冲层(loose tube)和紧缓冲层两种
2 光缆 左图为单芯光缆结构图,右图为多芯光缆结构图
(1)室内光缆 室内紧护套型光缆
(1)室内光缆 室内/外铠装光缆
(2)室外光缆 ①室外松护套全干式光缆 ②室外松套管充油式光缆(凝胶填充缓冲护套)
(2)室外光缆 ③ 室外中心套管光缆
(四)光纤连接器件 1 光纤配线设备 光纤配线设备是光缆与光通信设备之间的配线连接设备,用于光纤通信系统中光缆的成端和分配,可方便地实现光纤线路的熔接、跳线、分配和调度等功能。 光纤配线设备有机架式光纤配线架、挂墙式光纤配线盒、光纤接续盒和光纤配线箱等类型,可根据光纤数量和用途加以选择
(四)光纤连接器件 1 光纤配线设备
(四)光纤连接器件 1 光纤配线设备 挂墙式光纤配线盒
(四)光纤连接器件 1 光纤配线设备 光纤接续盒 小型光纤配线箱
(四)光纤连接器件 1 光纤配线设备 光铜合一配线架 大型光纤配线箱
2 光纤连接器(Fiber Connector) 光纤连接器按连接头结构可分为:SC、ST、FC、LC、D4、DIN、MU、MT等等各种型式; 按光纤端面形状分有FC、PC(包括SPC或UPC)和APC型; 按光纤芯数分还有单芯、多芯(如MT-RJ)型光纤连接器之分 传统主流的光纤连接器品种是SC型(直插式)和ST型(卡扣式)、FC型(螺纹连接式)3种 小型化(SFF)光纤连接器是满足用户对连接器小型化、高密度连接的使用要求而开发出来的。它占有的空间只相当传统ST和SC连接器的一半 SFF光纤连接器有四种类型:美国朗讯公司开发的LC型连接器、日本NTT公司开发的MU型连接器、美国Tyco Electronics和Siecor公司联合开发的MT-RJ型连接器、3M公司开发的Volition VF-45型连接器等。
2 光纤连接器(Fiber Connector) SC、ST、FC光纤连接器 LC型光纤连接器
2 光纤连接器(Fiber Connector)
3 光纤适配器(耦合器) 各种接口类型的光纤适配器板
6 光纤适配器模块和光纤面板
(五)综合布线系统性能比较 1 屏蔽与非屏蔽双绞线系统比较 为什么要采用非屏蔽系统 UTP线缆结构设计可很好地抗干扰 线缆传输数据速率要求不高 管槽系统的屏蔽作用 安装维护方便,整体造价低 屏蔽系统安装困难、技术要求较高和工程造价较高。 (2) 为什么要采用屏蔽系统 非屏蔽系统线缆结构有可能降低其技术性能。 非屏蔽系统容易对外辐射保密性差 非屏蔽系统的高速数据传输性能较差 (3) 选择非屏蔽系统与屏蔽系统的考虑因素 综合布线工程现场的电磁干扰场强度 系统工程的一致性和统一性
(五)综合布线系统性能比较 2 超5类与6类布线系统的比较 (1)超5类与6类布线系统的电气性能比较 (2)6类布线系统的优势 (3)超5类和6类在千兆网络上应用的比较 用双绞线作为传输介质的1Gbit/s网络技术有1000base-T和1 000base-TX。 1000Base-T是IEEE 802.3ab定义标准,它最早的定义是工作在5类(100米)双绞线上发送/接收数据,但由于有一些重要电气参数没有规定,还需要补充测试,只有5e类以上的布线系统可以满足1Gbit/s网络方案的要求。 1000BASE-TX技术与1000BASE-T技术工作原理不同,只有6类以上的双绞线才支持1000BASE-TX技术
(五)综合布线系统性能比较 2 超5类与6类布线系统的比较 1000BASE-T 的传输模型 1000BASE-TX 的传输模型
(五)综合布线系统性能比较 2 超5类与6类布线系统的比较 (4)制约6类系统发展的因素 价格因素 光纤广泛应用的影响 设计、施工质量 (5)6类布线系统应用的注意事项 6类布线系统产品必须按标准规定具有两个兼容性,即相互兼容性和向下兼容性 真正的6类布线系统产品应该是一个完整的解决方案,不应只是某些布线部件 由于6类线缆的外径要比一般的5类线缆粗,要使6类布线系统工程质量安装优良,对施工工艺提出了非常严格的要求。 综合布线系统是否选用6类布线系统产品,必须以紧密结合工程实际情况为出发点,要根据工程的不同类型、主体工程性质、所处环境地位、技术功能要求和工程建设规模等具体特点。此外,要考虑不同的综合布线系统的服务对象
(五)综合布线系统性能比较 3 双绞线与光缆系统的比较 光纤与非屏蔽双绞线相比具有以下优点: (1)光纤布线是数据干线的首选 它具有更高的带宽; 允许的距离更长; 安全性更高; 完全消除了R F I和E M I,允许更靠近电力电缆,而且不会对人身健康产生辐射威胁。 (1)光纤布线是数据干线的首选 (2)光纤到桌面的机遇 (3)促进光纤在综合布线中应用的新技术 小型化(SFF)光纤连接器 ,理想的VCSEL(垂直腔表面发射激光)光源 ,光电介质转换器
(六)综合布线产品市场现状 1 市场现状 2 综合布线产品供货渠道 国外知名品牌多足鼎立,国内品牌所占市场份额也大幅攀升 以下是千家综合布线网公布的2009年11月国内市场上综合布线产品千家品牌指数排位前30位的产品:康普、美国西蒙、施耐德电气、耐克森、南京普天、德特威勒、TCL-罗格朗、立维腾、MOLEX、大唐电信、罗森伯格、泰科安普、Belden、3M、Simon电气、泛达、IBM、GCI、天诚、康宁、长飞、鼎志、一舟、VCOM、、普利驰、兆龙、爱达讯、韩国DEK、东莞万泰、岳丰。 2 综合布线产品供货渠道 综合布线产品通常有厂商自已出货和通过代理商、经销商出货两种供货渠道
三、任务实施 (一)为综合布线系统选择综合布线产品 1.示例:计算机大楼综合布线产品的选择 请同学们花几分钟时间重新审视图1-5、图1-6、图1-7、图1-11、图1-12这几幅图片,它们说明了以下3个问题:旭东职业技术学院网络结构;计算机大楼通信链路;计算机大楼综合布线系统结构、组成和拓扑结构。在项目一中我们确定了网络结构和综合布线系统结构,现在来为计算机大楼的综合布线系统选择综合布线产品。 (1)基本情况和要求 (2)数据系统综合布线产品选择 (3)语音系统综合布线产品选择
三、任务实施 (一)为综合布线系统选择综合布线产品 2实施步骤 (1)现场考察你所在学校的某大楼。 (2)为该大楼的数据通信系统和语音系统选择综合布线产品。
三、任务实施 (二)任务实施2 综合布线系统性能分析 1 实施准备 2 实施要求 通过课堂学习、图书馆查阅、网络探索、实地走访等方式,进一步分析比较屏蔽与非屏蔽双绞线系统、超5类与6类布线系统、双绞线与光缆系统的性能,获得第一手资料。 2 实施要求 (1)就上述3个题目将班上同学分为正反两方,组织3场辨论赛; (2)通过辨论掌握屏蔽与非屏蔽双绞线系统、超5类与6类布线系统、双绞线与光缆系统的优势、劣势和适用场合。
三、任务实施 (三)任务实施3 到市场选购综合布线产品 1.实施准备 2.实施要求 通过课堂学习、图书馆查阅、电话联系、网络探索、实地走访等方式,深入了解2~3家综合布线产品厂商及其产品。 2.实施要求 在老师指导下,以小组或班级为单位,试着和当地的2~3家综合布线产品厂商的分公司(代表处、办事处)联系,咨询一些技术问题,了解一些你们所关注的事情,索取一些产品手册。
实训项目与探索活动 实训1 为综合布线系统选择综合布线产品 实训2 综合布线系统性能分析 实训3 到市场选购综合布线产品 实训1 为综合布线系统选择综合布线产品 实训提示:参照项目实施(一)。 实训2 综合布线系统性能分析 实训提示:参照项目实施(二)。 实训3 到市场选购综合布线产品 实训提示 :参照项目实施(三)。 实训4 综合布线产品市场分析 实训提示 :通过网络探寻和抽样调查(电话或现场调查用户、系统集成商、厂商等)方式分析日前国内综合布线产品市场情况:国际品牌和国产品牌占有率,5e类、6类、6A类产品市场占有率,到千家综合布线网上看最新的综合布线产品千家品牌指数。