计算机网络通信线路基础知识

1、综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。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。这些部件可用来构建各种子系统，它们都有各自的具体用途，不仅易于实施，而且能随需求的变化而平稳升级。

特点：相对于以往的布线，综合布线 的特点可以概况为： 　　实用性:实施后，布线系统将能够适应现代和未来通信技术的发展，并且实现话音、数据通信等信号的统一传输。 　　灵活性:布线系统能满足各种应用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的终端设备，如电话、计算机、打印机、电脑终端、电传真机、各种传感器件以及图象监控设备等。 　　模块化:综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平缆线外，其余所有的接插件都是基本式的标准件，可互连所有话音、数据、图象、网络和楼宇自动化设备，以方便使用、搬迁、更改、扩容和管理。 　　扩展性:综合布线系统是可扩充的，以便将来有更大的用途时，很容易将新设备扩充进去。 　　经济性:采用综合布线系统后可以使管理人员减少，同时，因为模块化的结构，工作难度大大降低了日后因更改或搬迁系统时的费用。 　　通用性:对符合国际通信标准的各种计算机和网络拓扑结构均能适应，对不同传递速度的通信要求均能适应，可以支持和容纳多种计算机网络的运行。

分类：
国家标准（GB50311—2007版）将布线系统划分为工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、电信间、进线间和管理8个部分（7个布线系统部分和1个技术管理部分）。
1. 工作区子系统

工作区子系统（work area subsystem）又称为服务区（coverage area）子系统，它由RJ45跳线、信息插座模块（Telecommunications Outlet， TO）与所连接的终端设备（Terminal Equipment， TE）组成。信息插座有墙上型、地面型等多种。

在进行设备连接时，可能需要某种传输电子装置，但这种装置并不是工作区子系统的一部分，如调制解调器，它能为终端与其他设备之间的兼容性、传输距离的延长提供所需的转换信号，但不能说它是工作区子系统的一部分。

工作区子系统中所使用的连接器必须具备国际ISDN标准的8位接口，这种接口能接受楼宇自动化系统中的所有低压信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。

设计工作区子系统时要注意如下要点：

1）从RJ45的插座到设备间的连线用双绞线，一般不要超过5m。

2）RJ45的插座须安装在墙壁上或不易碰到的地方，插座距离地面30cm以上。

3）插座和插头（与双绞线）不要接错线头。

2. 配线子系统

配线子系统应由工作区的信息插座模块，信息插座模块至电信间配线设备（FD）的配线电缆和光缆，电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。

配线子系统又称为水平干线子系统、水平子系统（horizontal subsystem）。配线子系统是整个布线系统的一部分，它包括从工作区的信息插座开始到电信间的配线设备及设备缆线和跳线，其结构一般为星型结构。它与干线子系统的区别在于：配线子系统总是在一个楼层上，仅仅是信息插座与电信间连接。在综合布线系统中，配线子系统由4对UTP（非屏蔽双绞线）组成，能支持大多数现代化通信设备。如果有磁场干扰或信息保密，可用屏蔽双绞线；如果需要高宽带应用，可以采用光缆。

要设计配线子系统，必须全面掌握介质设施方面的知识。 设计时要注意如下要点：

1）配线子系统的用线一般为双绞线。

2）配线子系统的线长不超过90m。

3）用线必须走线槽或在天花板吊顶内布线，尽量不走地面线槽。

4）用3类双绞线可传输速率为16Mbps，用5类、5e类双绞线可传输速率为100Mbps，用6类双绞线可传输速率为250Mbps，用7类双绞线可传输速率为600Mbps。

5）确定介质布线方法和线缆的走向。

6）确定距服务接线间距离Z近的I/O位置。

7）确定距服务接线间距离Z远的I/O位置。

8）计算水平区所需线缆长度。

3. 电信间

电信间（也称为管理间子系统）由交叉连接、互连和I/O组成。电信间为连接其他子系统提供手段，它是连接干线子系统和配线子系统的子系统，其主要设备是配线架、集线器、交换机和机柜、电源。

交叉连接和互连允许将通信线路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易地管理通信线路。I/O位于用户工作区和其他房间或办公室，使在移动终端设备上能够方便地进行插拔。

在使用跨接线或插入线时，交叉连接允许将端接在单元一端的电缆上的通信线路连接到端接在单元另一端的电缆上的线路。跨接线是一根很短的单根导线，可将交叉连接处的两根导线端点连接起来；插入线包含几根导线，而且每根导线末端均有一个连接器。插入线为重新安排线路提供了一种简易的方法。

互连与交叉连接的目的相同，但不使用跨接线或插入线，只使用带插头的导线、插座、适配器。互连和交叉连接也适用于光纤。

在远程通信（卫星）接线区，如安装在墙上的布线区，交叉连接可以不要插入线，因为线路经常是通过跨接线连接到I/O上的。

设计电信间时要注意如下要点：

1）配线架的配线对数可由管理的信息点数决定。

2）利用配线架的跳线功能，可使布线系统实现灵活性、多功能。

3）电信间和干线子系统使用光缆连接时由光配线盒组成。

4）电信间应有足够的空间放置配线架和网络设备（集线器、交换机等）。

5）有交换机的地方要配有专用稳压电源。

6）保持一定的温度和湿度，保养好设备。

4. 干线子系统

干线子系统（riser backbone subsystem）也称为垂直干线子系统或骨干（riser backbone）子系统，它是整个建筑物综合布线系统的一部分，提供建筑物的干线电缆。干线子系统应由设备间至电信间的干线电缆和光缆，安装在设备间的建筑物配线设备（BD）及设备缆线和跳线组成。负责连接电信间到设备间的子系统一般使用光缆或非屏蔽双绞线。

干线提供了建筑物干线电缆的路由，通常是在电信间、设备间两个单元之间，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到其他地方的相关支撑硬件组合而成。

干线子系统还包括：

1）干线或远程通信（卫星）接线间、设备间之间的竖向或横向的电缆走向用的通道。

2）设备间和网络接口之间的连接电缆或设备与建筑群子系统各设施间的电缆。

3）干线接线间与各远程通信（卫星）接线间之间的连接电缆。

4）主设备间和计算机主机房之间的干线电缆。

设计干线子系统时要注意如下几点：

1）干线子系统一般选用光缆，以提高传输速率。

2）光缆可选用单模的（室外远距离的），也可以选择多模的（室内、室外）。

3）干线电缆的拐弯处不要为直角拐弯，应有相当的弧度，以防光缆受损。

5. 建筑群子系统

建筑群子系统应由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆建筑群配线设备（CD）及设备缆线和跳线组成。

建筑群子系统也可称为楼宇（建筑群）子系统、校园（campus backbone subsystem）子系统。它是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物，通常由光缆和相应设备组成。建筑群子系统是综合布线系统的一部分，它支持楼宇之间的通信，其中包括导线电缆、光缆以及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。

在建筑群子系统中，会遇到室外铺设电缆问题，一般有三种情况：架空电缆、直埋电缆、地下管道电缆，或者这三种电缆的任意组合，具体情况应根据现场的环境来决定。

设计建筑群子系统时要注意如下几点：

1）建筑群子系统一般选用光缆，以提高传输速率。

2）光缆可选用单模的（室外远距离的），也可以选用多模的。

3）建筑群干线电缆的拐弯处不要为直角拐弯，应有相当的弧度，以防光缆受损。

4）建筑群干线电缆要防遭破坏（如埋在路面下，挖路、修路会对电缆造成危害），架空电缆要防止雷击。

6. 设备间

设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场地。对于综合布线系统工程设计，设备间主要安装建筑物配线设备。电话交换机、计算机主机设备及入口设施也可与配线设备安装在一起。

设备间也称设备间子系统、设备子系统（equipment subsystem）。设备间由电缆、连接器和相关设备组成。它把各种公共系统设备的多种不同设备互连起来，其中包括电信部门的光缆、同轴电缆、程控交换机等。设计设备间时要注意如下几点：

1）设备间要有足够的空间保障设备的存放。

2）设备间要有良好的工作环境（温度、湿度）。

3）设备间应按机房建设标准设计。

7. 进线间

进线间也可称为进线间子系统。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。

8. 管理

管理是对工作区、电信间、设备间、进线间的配线设备、缆线、信息插座模块等设施按一定的模式进行标识和记录。综合布线系统应有良好的标记系统，如建筑物名称、建筑物位置、区号、起始点和功能等标志。综合布线系统使用了三种标记：电缆标记、场标记和插入标记，其中插入标记Z常用。这些标记通常采用硬纸片或其他方式，由安装人员在需要时取下来使用。

交接间及二级交接间的布线设备宜采用色标区别各类用途的配线区。

综合布线系统标准

目前综合布线系统标准一般为GB50311—2007和美国电子工业协会、美国电信工业协会的EIA/TIA为综合布线系统制定的一系列标准。这些标准主要有下列几种：

1）EIA/ TIA-568民用建筑线缆标准。

2）EIA/TIA-569民用建筑通信通道和空间标准。

3）EIA/TIA-607民用建筑中有关通信接准。

4）EIA/TIA-606民用建筑通信管理标准。

5）TSB-67非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试标准。

6）TSB-95已安装的五类非屏蔽双绞线布线系统支持千兆应用传输性能指标标准。

这些标准支持下列计算机网络标准：

1）IEEE 802.3 总线局域网络标准。

2）IEEE 802.5环型局域网络标准。

3）FDDI光纤分布数据接口高速网络标准。

4）CDDI铜线分布数据接口高速网络标准。

5）ATM异步传输模式。

网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。
　　网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。无线传输媒介包括：无线电波、微波、红外线等。
双绞线
双绞线简称TP，将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。 　　双绞线可分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP，适合于短距离通信。

双绞线
　　非屏蔽双绞线价格便宜，传输速度偏低，抗干扰能力较差。 　　
屏蔽双绞线抗干扰能力较好，具有更高的传输速度，但价格相对较贵。 　　
双绞线需用RJ-45或RJ-11连接头插接。 　　
目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种： 　　
3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3” 　　
4类：网络中不常用 　　
5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5” 　　 超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。 　　
STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。 　　
双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，Z大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，Z多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，Z大传输范围可达500米。

同轴电缆
　 同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。具有抗干扰能力强，连接简单等特点，信息传输速度可达每秒几百兆位，是中、局域网的shou选传输介质。
同轴电缆：由一根空心的外圆柱导体和一根位于ZX轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同，可分为粗缆和细缆两种： 　　
粗缆：传输距离长，性能好但成本高、网络安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。 　　
(1)粗缆与外部收发器相连。 　　
(2)收发器与网卡之间用AUI电缆相连。 　　
(3)网卡必须有AUI接口（15针D型接口）：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间Z小2.5米，收发器电缆Z大50米。 　
　
细缆：与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头，T型头之间Z小0.5米。细缆网络每段干线长度Z大为185米，每段干线Z多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段，网络Z大距离可达925米。 　　
细缆安装较容易，造价较低，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。 　　
根据传输频带的不同，可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型： 　　
基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。 　　
宽带：可传送不同频率的信号。 　　
同轴电缆需用带BNC头的T型连接器连接。

光纤
光纤又称为光缆或光导纤维，由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。具有不受外界电磁场的影响，无限制的带宽等特点，可以实现每秒几十兆位的数据传送，尺寸小、重量轻，数据可传送几百千米，但价格昂贵。

分为单模光纤和多模光纤： 　　
单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2千米以上。 　　
多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2千米以内。 　　
光纤需用ST型头连接器连接。

无线电波
无线电波是指在自由空间（包括空气和真空）传播的射频频段的电磁波。无线电技术是通过无线电波传播声音或其他信号的技术。
无线电技术的原理在于，导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。

微波
微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米（不含1米）到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波频率比一般的无线电波频率高，通常也称为“超高频电磁波”。微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。对于玻璃、塑料和瓷器，微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西，则会反射微波。

红外线
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，由德国科学家霍胥尔于1800年发现，又称为红外热辐射，太阳光谱中，红光的外侧必定存在看不见的光线，这就是红外线。也可以当作传输之媒界。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线，波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分，即近红外线，波长为0.75～1.50μm之间；中红外线，波长为1.50～6.0μm之间；远红外线，波长为6.0～l000μm之间。

计算机网络通信设备
物理层：中继器 集线器
数据链路层:二层交换机、网桥 。网卡
网络层：三层交换机 。路由器

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