网络综合布线设计与实施 电子教案.

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1 网络综合布线设计与实施 电子教案

2 单元一 认识网络综合布线系统 知识教学目标 熟悉综合布线的概念和组成。 掌握双绞线、同轴电缆和光缆的组成、 特点、性能及其分类。
了解无线传输介质的特性和分类。 熟悉各种布线器材和施工工具的分类和使用方法。 技能培养目标 能够为真实综合布线工程选择合适的传输介质。 能够结合真实综合布线工程，列出分别涉及的子系统和相关设计内容。

3 单元一 认识网络综合布线系统 1.1 综合布线系统实例 1.2 综合布线概念 1.3 传输介质 1.4 布线器材 1.5 布线施工工具

4 1.1 综合布线系统实例 1.1.1 网吧布线系统的发展 网吧在我国开始于20世纪90年代中期，网络布线采用同轴电缆。
网吧布线系统的发展 网吧在我国开始于20世纪90年代中期，网络布线采用同轴电缆。 2000年，五类双绞线100M星型、2M ADSL 接入，网络布线主要5类双绞线。 2010年，六类双绞线1000M星型、100M光纤专线接入。

5 1.1 综合布线系统实例 1.1.2 网吧布线系统设计 网吧综合布线的一般要求如下：
网吧布线系统设计 网吧综合布线的一般要求如下： 1）选用四芯单模光纤与电信部门连接，目前电信部门给定带宽100M，但光纤的传输速率可达到千兆以上，为将来网络速度的提高提供了冗余。 2）服务器与核心交换机之间采用多模光纤连接，保证核心层千兆连接。 3）核心交换机与接入层交换机之间采用六类双绞线，保证交换机之间最高达到千兆的连接。 4）接入层交换机与客户计算机之间采用超五类双绞线连接，保证网络到达桌面为100M。

6 1.1 综合布线系统实例 1.1.2 网吧布线系统设计 网吧综合布线的一般要求如下：
网吧布线系统设计 网吧综合布线的一般要求如下： 5）网吧监控服务器与摄像头之间用75 同轴电缆，保证视频信号的传输。 在网吧布线设计时，必须确认：双绞线最长的通信距离和交换机最大的级联数目。

7 1.1 综合布线系统实例 1.1.3 网吧布线系统实施 1.1.4 网吧布线系统测试 1）掌握双绞线正确接法
网吧布线系统实施 1）掌握双绞线正确接法 建议使用568B的接线标准，定义的标准线序是橙白、橙、绿 白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕。 2）选择质量过关的水晶头 3）正确安放交换机的位置 4）合理布放双绞线 5）尽量布放备份线路 6）做好线路标记 网吧布线系统测试 1）网线测试。 2）网络设备测试。 3）综合测试。

8 1.2 综合布线概念 1.2.1 综合布线的发展 1984年，世界上第一座智能大厦产生。
1.2 综合布线概念 综合布线的发展 1984年，世界上第一座智能大厦产生。 1985年初，计算机工业协会（CCIA）提出对大楼布线系统标准化的倡议。 1991年7月，ANSI/EIA/TIA568即《商业大楼电信布线标准》问世，同时，与布线通道及空间、管理、电缆性能及连接硬件性能等有关的相关标准也同时推出。 1995年底，EIA/TIA 568标准正式更新为EIA/TI A/568A，同时，国际标准化组织（ISO）推出相应标准ISO/IEC/IS11801。 1997年，TIA出台六类布线系统草案，同期，基于光纤的千兆网标准推出。 1999年至今，TIA又陆续推出了六类布线系统正式标准，ISO推出七类布线标准。

9 1.2 综合布线概念 1.2.1 综合布线的发展 1.2.2 综合布线系统概述
1.2 综合布线概念 综合布线的发展 综合布线是自20世纪90年代初传入我国的，特别是我国于2007年10月1日开始实施的《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311—2007）和《综合布线系统工程验收规范》（GB 50312—2007）两个国家标准。 综合布线系统概述 综合布线系统指用通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬 件构成的通用布线系统，它能支持语音、数据、影像和其他信息技术的标准应用系统。设计等级分为三大类。 1）基本型综合布线系统 2）增强型综合布线系统 3）综合型综合布线系统

10 1.1 综合布线系统实例 综合布线系统子系统 《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311—2007）规定，在综合布线系统工程设计中，需要按照下列七个部分进行：工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、进线间和管理。

11 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 1．工作区系统
综合布线系统子系统 1．工作区系统 工作区子系统又称为服务区子系统，它是由跳线与信息插座所连接的设备组成。其中信息插座包括墙面型、地面型、桌面型等，常用的终端设备包括计算机、电话机、传真机、报警探头、摄像机、监视器、各种传感器件、音响设备等。工作区子系统的设计要点： 1）从RJ-45插座到计算机等终端设备间的连线宜用双绞线，且不要超过5m。 2）RJ-45插座宜首先考虑安装在墙壁上或不易被触碰到的地方。 3）RJ-45信息插座与电源插座等应尽量保持20cm以上的距离。 4）对于墙面型信息插座和电源插座，其底边距离地面一般应为30cm。

12 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 2．配线子系统
综合布线系统子系统 2．配线子系统 配线子系统应由工作区信息插座模块、模块到搂层管理间连接缆线、配线架、跳线等组成。配线子系统的设计要点如下： 1）确定介质布线方法和缆线的走向。 2）双绞线的长度一般不超过90m。 3）尽量避免水平线路长距离与供电线路平行走线，应保持一定的距离（非屏蔽缆线一般为30cm，屏蔽缆线一般为7cm）。 4）缆线必须走线槽或在天花板吊顶内布线，尽量不走地面线槽。 5）如在特定环境中布线要对传输介质进行保护，使用线槽或金属管道等。

13 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 3．干线子系统
综合布线系统子系统 3．干线子系统 干线子系统提供建筑物的干线电缆、负责连接管理间子系统到设备间子系统的子系统，实现主配线架与中间配线架，计算机、PBX、控制中心与各管理子系统间的连接，该子系统由所有的布线电缆组成，或由导线和光缆以及将此光缆连接到其他地方的相关支撑硬件组合而成。干线子系统的设计要点如下： 1）干线子系统一般选用光缆，以提高传输速率。 2）干线子系统应为星形拓扑结构。 3）干线子系统干线光缆的拐弯处不要用直角拐弯，而应该有相当的弧度，以避免光缆受损，干线电缆和光缆布线的交叉不应该超过两次，从楼层配线到建筑群配线架间只应有一个配线架。 4）主干线电缆要防破坏，确定大楼的干线要求和防雷电设施。

14 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 4．管理间
综合布线系统子系统 4．管理间 管理间主要安装建筑物配线设备，是专门安装楼层机柜、配线架、交换机的楼层管理间。在交接区应有良好的标记系统，如建筑物名称、建筑物楼层位置、区号、起始点和功能等标志。管理间子系统的布线设计要点如下： 1）配线架的配线对数由所管理的信息点数决定。 2）进出线路以及跳线应采用色表或者标签等进行明确标识。 3）供电、接地、通风良好、机械承重合适，保持合理的温度、湿度和亮度。 4）采取防尘、防静电、防火和防雷击措施。

15 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 5．设备间
综合布线系统子系统 5．设备间 设备间在实际应用中一般称为网络中心或者机房，是在每栋建筑物适当地点进行网络管理和信息交换的场地。设备间在设计方面要注意的要点如下： 1）设备间的位置和大小应根据建筑物的结构、布线规模和管理方式及应用系统设备的数量综合考虑。 2）设备间要有足够的空间。 3）良好的工作环境：温度应保持在0～27℃、相对湿度应保持在60%～80%、亮度适宜。 5）设备间具有防静电、防尘、防火和防雷击措施。

16 1.1 综合布线系统实例 1.2.3 综合布线系统子系统 6．进线间
综合布线系统子系统 6．进线间 进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位，并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。 进线间缆线入口处的管孔数量应满足建筑物之间、外部接入业务及多家电信业务经营者缆线接入的需求，并应留有2～4孔的余量。 7．建筑群子系统 建筑群子系统实现楼与楼之间的通信连接，一般采用光缆并配置相应设备，它支持楼宇之间通信所需的硬件，包括缆线、端接设备和电气保护装置。设计时应考虑布线系统周围的环境，确定楼间传输介质和路由，并使线路长度符合相关网络标准规定。

17 1.3 传 输 介 质 通信分为有线通信和无线通信两种。 有线通信是利用电缆、光缆或电话线来充当传输导体的。
1.3 传 输 介 质 通信分为有线通信和无线通信两种。 有线通信是利用电缆、光缆或电话线来充当传输导体的。 无线通信是利用卫星、微波、红外线来充当传输导体。 在通信线路上常用的有线传输介质有双绞线、大对数线和光缆。

18 1.3 传 输 介 质 双绞线缆线 双绞线（Twisted Pair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质，是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根具有绝缘保护层的铜导线按一定节距互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。 计算机综合布线使用的双绞线的种类如图1-5所示。

19 1.3 传 输 介 质 1.3.1 双绞线缆线 计算机网络工程使用4对非屏蔽双绞线导线，物理结构如图1-6所示。 1．非屏蔽双绞线电缆的优点
1.3 传 输 介 质 双绞线缆线 计算机网络工程使用4对非屏蔽双绞线导线，物理结构如图1-6所示。 1．非屏蔽双绞线电缆的优点 非屏蔽双绞线电缆的优点如下。 1）无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间。 2）质量小、易弯曲、易安装。 3）将串扰减至最小或加以消除。 4）具有阻燃性。 5）具有独立性和灵活性，适用于结构化综合布线。 2．双绞线的参数 对于双绞线，作为用户所关心的是衰减、近端串扰、特性阻抗、衰减串扰比（ACR）、回波损耗（SL）、分布电容和直流电阻等。

20 1.3 传 输 介 质 双绞线缆线 3．双绞线的绞距 在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。一般地说，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。 4．双绞线的生产制造过程 铜棒拉丝→单芯覆盖绝缘层→两芯绞绕→4对绞绕→覆盖绝缘层→印刷标记→成卷。 5．双绞线施工影响原因 1）网络双绞线配线端接工程技术。 2）布线拉力。 3）布线曲率半径。 4）布线绑扎技术。 5）电磁干扰。 6）工作温度。

21 1.3 传 输 介 质 大对数双绞线 大对数双绞线是由25对具有绝缘保护层的铜导线组成的。它有3类25对大对数双绞线，5类25对大对数双绞线，为用户提供更多的可用线对，并被设计为扩展的传输距离上实现高速数据通信应用，传输带宽为100MHz。导线色彩由蓝、橙、绿、棕、灰和白、红、黑、黄、紫编码组成。 同轴电缆 同轴电缆是由一根空心的外圆柱导体及其所包围的单根内导线所组成，如图1-8所示。柱体同导线用绝缘材料隔开，其频率特性比双绞线好，能进行较高速率的传输。

22 1.3 传 输 介 质 同轴电缆 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。目前基带常用的电缆，其屏蔽线是用铜做成网状的，特征阻抗为50 ，如RG-8、RG-58等；宽带常用的电缆，其屏蔽层通常是用铝冲压成的，特征阻抗为75 ，如RG-59等。 同轴电缆根据其直径大小可以分为粗同轴电缆与细同轴电缆。 细缆的直径为0.26cm，最大传输距离为185m，细缆的阻抗是50 。 粗缆（RG-11）的直径为1.27cm，最大传输距离达到500m，粗缆的阻抗是75 。 为了保持同轴电缆的正确电气特性，电缆屏蔽层必须接地，同时两头要有终端来削弱信号反射作用。

23 1.3 传 输 介 质 光缆 1．光缆 光缆通常是由石英玻璃制成，是横截面积很小的双层同心圆柱体，也称为纤芯，它质地脆，易断裂，由于这一缺点，需要外加一保护层，其结构如图1-10所示。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点： 1）较宽的频带。 2）电磁绝缘性能好。 3）衰减较小。 4）中继器的间隔距离较大。

24 1.3 传 输 介 质 光缆 1．光缆 光缆通常是由石英玻璃制成，是横截面积很小的双层同心圆柱体，也称为纤芯，它质地脆，易断裂，由于这一缺点，需要外加一保护层，其结构如图1-10所示。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点： 1）较宽的频带。 2）电磁绝缘性能好。 3）衰减较小。 4）中继器的间隔距离较大。

25 1.3 传 输 介 质 光缆 2．光纤的种类 光纤主要有两大类，即单模光纤和多模光纤。单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。 1）按照纤芯直径可划分为以下几种。  50/125 缓变型多模光纤。  62.5/125 缓变增强型多模光纤。  10/125 缓变型单模光纤。 2）按照光纤芯的折射率分布可分为以下几种。  阶跃型光纤（Step Index Fiber，SIF）。  梯度型光纤（Graded Index Fiber，GIF）。  环形光纤（Ring Fiber）。  W形光纤。

26 1.3 传 输 介 质 1.3.4 光缆 3．光纤通信系统简述 （1）光纤通信系统
1.3 传 输 介 质 光缆 3．光纤通信系统简述 （1）光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。 （2）光纤通信系统的主要优点 1）传输频带宽、通信容量大，短距离时达几千兆的传输速率。 2）线路损耗低、传输距离远。 3）抗干扰能力强，应用范围广。 4）抗化学腐蚀能力强。 （3）光端机 光端机是光通信的一个主要设备，其外观如图1-11所示，主要分两大类：模拟信号光端机和数字信号光端机。 在网络工程中，一般是62.5/125 规格的多模光纤，有时用50/125 规格的多模光纤。户外布线大于2km时可选用单模光纤。

27 1.4 布 线 器 材 布线系统中除了缆线外，槽管是一个重要的组成部分。
1.4 布 线 器 材 布线系统中除了缆线外，槽管是一个重要的组成部分。 金属槽、PVC槽、金属管、PVC管是综合布线系统的基础性材料。除了槽管以外，水晶头、信息模块、信息插座面板、底盒、配线架、理线架和机柜等也都是综合布线系统中常见的布线器材。

28 1.4 布 线 器 材 金属线槽和塑料线槽 1．金属槽 金属槽由槽底和槽盖组成，每根槽一般长度为2m，槽与槽连接时使用相应尺寸的铁板和螺钉固定，槽的外形如图1-12所示。 在综合布线系统中，一般使用的金属槽有50mm×100mm、100mm×100mm、100mm×200mm、100mm×300mm和200×400mm等多种规格。 2．塑料槽 塑料槽与金属槽类似，只是材质不同。与PVC槽配套的附件有阳角、阴角、直转角、平三通、左三通、右三通、连接头、终端头和接线盒（暗盒、明盒）等。

29 1.4 布 线 器 材 金属管和塑料管 1．金属管 金属管是用于分支结构或暗埋的线路，以其外径（单位为mm）进行区分。金属管的外形如图1-13所示。 工程施工中常用的金属管有D16、D20、D25、D32、D40、D50、D63和D110等规格，一般管内填充物占30%左右。 2．塑料管 塑料管产品分为两大类：PE阻燃导管和PVC阻燃导管。塑料管的外形与金属管类似。与PVC管安装配套的附件有接头、螺圈、弯头、弯管弹簧、一通接线盒、二通接线盒、三通接线盒、四通接线盒、开口管卡和专用截管器等。

30 1.4 布 线 器 材 桥架 桥架分为普通型桥架、重型桥架和槽式桥架。在普通桥架中还可分为普通型桥架和直边普通型桥架。桥架的外形如图1-14所示。 在普通桥架中，有以下主要配件供组合：梯架、弯通、三通、四通、多节二通、凸弯通、凹弯通、调高板、端向连接板、调宽板、垂直转角连接件、连接板、小平转角连接板和隔离板等。

31 1.4 布 线 器 材 水晶头与信息模块 1．水晶头 水晶头，专业术语为RJ-45连接器（RJ-45是一种网络接口规范，类似的还有RJ-11接口，就是我们平常所用的电话接口，用来连接电话线）。之所以把它称为水晶头，是因为它的外表晶莹透亮的原因，如图1-15所示。

32 1.4 布 线 器 材 水晶头与信息模块 2．信息模块 信息模块是网络工程中经常使用的一种器材，分为6类、超5类和3类，且有屏蔽和非屏蔽之分。信息模块如图1-17所示。

33 1.4 布 线 器 材 面板、底盒 1．面板 常用面板按面板外形尺寸可分为国标86型和120型；按上面集成接口数量可分为单口面板和双口面板；按应用场合不同又可分为地弹插座面板、墙面插座面板和桌面型面板。 2．底盒 网络信息点插座底盒按照材料一般分为金属底盒和塑料地盒，按照安装方式一般分为暗装底盒和明装底盒，按照配套面板规格分为86系列和120系列。

34 1.4 布 线 器 材 配线架 配线架是管理子系统中最重要的组件，是实现干线和配两个子系统交叉连接的枢纽，一般放置在管理区和设备间的机柜中。在网络工程中常用的配线架有双绞线配线架和光纤配线架。 理线器 理线器为电缆提供了平行进入RJ-45模块的通路，使电缆在压入模块之前不再多次直角转弯，减少了自身的信号辐射损耗，同时也减少了对周围电缆的辐射干扰。

35 1.4 布 线 器 材 1.4.8 机柜 机柜是存放设备和缆线交接的地方，机柜以U为单元区分（1U=44.45mm）。
1.4 布 线 器 材 机柜 机柜是存放设备和缆线交接的地方，机柜以U为单元区分（1U=44.45mm）。 标准的机柜端接设备宽度为600mm，一般情况下，服务器机柜的深度大于800mm，而网络机柜的深度小于800mm。

36 1.4 布 线 器 材 机柜 网络机柜可分为两种：常用服务器机柜和壁挂式网络机柜。

37 1.5 布线施工工具 双绞线安装工具 1．5对110打线钳 该工具是一种简便快捷的110型连接端子打线工具，是110配线（跳线）架卡接连接块的最佳手段，如图1-29所示。 2．单对110打线钳 该工具适用于缆线、110型模块及配线架的连接作业。 3．RJ-45+RJ-11双用压线钳 该工具适用于RJ-45和RJ-11水晶头的压接。一把钳子包括了双绞线切割、剥离外护套、水晶头压接等多种功能，如图1-31所示。

38 1.5 布线施工工具 1.5.1 双绞线安装工具 4．RJ-45单用压线钳
1.5 布线施工工具 双绞线安装工具 4．RJ-45单用压线钳 在双绞线网线制作过程中，压线钳是最主要的制作工具，如图1-32所示。 5．剥线器 6．扎带 扎带分尼龙扎带与金属扎带。综合布线工程中使用的是尼龙扎带。尼龙扎带按紧固方式分为4种：可松式扎带、插销式扎带、固定式扎带和双扣式扎带。还可使用线扣将扎带和缆线等进行固定，它分粘贴型和非粘贴型两种。

39 1.5 布线施工工具 1.5.2 光纤安装工具 1．光纤剥离钳 2．光纤切割刀 切割长度一般为16～20mm。 3．光纤熔接机
1.5 布线施工工具 光纤安装工具 1．光纤剥离钳 2．光纤切割刀 切割长度一般为16～20mm。 3．光纤熔接机 光纤熔接技术是用光纤熔接机（如图1-38所示）进行高压放电，使待接续光纤端头熔融，合成一段完整的光纤。这种方法接续损耗小（一般小于0.1dB），而且可靠性高，是目前最普遍使用的方法。

40 1.5 布线施工工具 1.5.3 布线施工辅助工具 1．电工工具箱 电工工具箱一般装有布线施工中必须用到的一些常用工具，如图1-39所示。
1.5 布线施工工具 布线施工辅助工具 1．电工工具箱 电工工具箱一般装有布线施工中必须用到的一些常用工具，如图1-39所示。 2．电钻 手电钻（如图1-40所示）既能在金属型材上钻孔，也适用于木材、塑料上钻孔，在布线系统安装中是经常用到的工具。

41 1.5 布线施工工具 布线施工辅助工具 3．冲击电钻 冲击电钻（如图1-41所示）简称冲击钻。它是一种旋转带冲击的特殊用途的手提式电动工具。用于混凝土、预制板、瓷面砖、砖墙等建筑材料上进行钻孔和打洞。 4．电锤 电锤（如图1-42所示）是以单相串激电动机为动力，适合在混凝土、岩石、砖石砌体等脆性材料上钻孔、开槽、凿毛等作业。

42 1.5 布线施工工具 布线施工辅助工具 5．电镐 电镐（如图1-43所示）采用精确的重型电锤机械结构，具有极强的混凝土铲凿功能，比电锤功率大，更具冲击力和震动力，减震控制使操作更加安全，并具有生产效能可调控的冲击能量，适合多种材料条件下的施工。 6．射钉器 射钉器又名射钉枪，用于固定钢板卡子、塑料卡子、PVC槽板、墙机柜等设施。 7．角磨机 角磨机如图1-45所示，可将切割口磨平保护缆线。角磨机同时也能当切割机用。

43 1.5 布线施工工具 1.5.3 布线施工辅助工具 8．型材切割机
1.5 布线施工工具 布线施工辅助工具 8．型材切割机 在布线管槽的安装中，用于加工角铁横梁、割断管材。型材切割机的外形如图1-46所示。它由砂轮锯片、护罩、操纵手把、电动机、工件夹、工件夹调节手轮及底座、胶轮等组装而成、电动机一般是三相交流电动机。 9．台钻 桥架等材料切割后，用台钻钻上新的孔，与其他桥架连接安装。台钻外形如图1-47所示。

44 1.5 布线施工工具 布线施工辅助工具 10．穿线器