1、2022年3月7日主講人：高敬格主講人：高敬格河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系2本章知識要點：2.1 同軸電纜2.2 雙絞線2.3 光纜2.4 無線傳輸2.5 本章小結河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系3 網絡傳輸介質是指在網絡中傳輸信息的載體，常用的傳輸介質分有線傳輸介質和無線傳輸介質。 (1) 有線傳輸介質是指在兩個通信設備之間實現的物理連接部分，它能將信號從一方傳輸到另一方，有線傳輸介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。 (2) 無線傳輸介質是指在兩個通信設備之間不使用任何物理連接，而是通過空間傳輸的一種技術。無線傳輸介質主要有微波、紅外

2、線和激光等。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系4 不同的傳輸介質，其特性也不相同。會影響數據通信質量和通信速度。特性主要包括： 物理特性。說明傳播介質的特征。 傳輸特性。包括信號形式、調制技術、傳輸 速度及頻帶寬度等內容。 連通性。采用點到點連接還是多點連接。 地域范圍。網上各點間的最大距離。 抗干擾性。防止噪聲、電磁干擾對數據傳輸影響的能力。 相對價格。以元件、安裝和維護價格為基礎河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系52.1 同軸電纜2.1.1 同軸電纜的分類2.1.2 同軸電纜的網絡2.1.3 參數指標2.1.4 規格型號2.1.5 布線結

3、構河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系6 同軸電纜由一根空心的外圓柱導體和一根位于中心軸的內導體組成，兩導體間用絕緣材料隔開。內導體為銅線，外導體為銅管或網。其頻率特性比雙絞線好，傳輸速率高，屏蔽性能好，抗干擾能力強。目前常用于有線電視系統中。中心導體絕緣材料層網狀物屏蔽層外部隔離材料層河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系72.1.1 同軸電纜分類(1)按電纜直徑大小分 粗同軸電纜：適用于比較大型的局部網絡，標準距離長，可靠性高，安裝時不需要切斷電纜，可以靈活調整計算機的入網位置，但是必須安裝收發器，電纜安裝難度大，總體造價高。 細同軸電纜：造價

4、低，安裝簡單，安裝過程要切斷電纜，兩頭要接上基本網絡連接頭，接頭多時容易產生不良的隱患。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系82.1.1 同軸電纜分類(1)按電纜直徑大小分類舉例 細纜RG58：直徑0.26厘米，最大傳輸距離185米，阻抗50，線材價格和連接頭成本較低，且不需要購置集線器等設備，十分適合架設終端設備較為集中的小型以太網絡。 粗纜RG11：直徑1.27厘米，最大傳輸距離500米，阻抗是75。直徑粗，彈性較差，不適合在室內狹窄的環境內架設，且RG-11連接頭制作復雜，并不能直接與電腦連接，因此粗纜的主要用途是扮演網絡主干的角色，用來連接數個由細纜所結成的網絡

5、。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系92.1.1 同軸電纜分類(2)按電纜傳輸信號的種類分 基帶(或視頻)同軸電纜：數字信號傳輸的50歐姆電纜，它具有高帶寬和極好的噪聲抑制特性。其帶寬取決于電纜長度。1km的電纜可以達到1Gb/s2Gb/s的數據傳輸速率。目前，同軸電纜大量被光纖取代，但仍廣泛應用于有線電視和某些局域網。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系102.1.1 同軸電纜分類(2)按電纜傳輸信號的種類分 寬帶(或網絡)同軸電纜：模擬信號傳輸的75歐姆電纜。其可使用的頻帶高達300MHz到450MHz，覆蓋的區域廣，需要模擬放大器周期性

6、地加強信號，用以把進入網絡的比特流轉換為模擬信號，并把網絡輸出的信號再轉換成比特流。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系112.1.2 同軸電纜的網絡 (1)主干網：主干線所用的同軸電纜由防護層的電纜構成，其信號傳輸性能較好。 (2)次主干線：次主干電纜的直徑比主干電纜小，一般還要采用高增益的分布式放大器，同時要考慮電纜與用戶出口的接口。 (3)線纜 同軸電纜不可絞接，各部分是通過低損耗的7 5 連接器來連接的。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系122.1.3 同軸電纜參數指標電氣參數： (1)同軸電纜的特性阻抗 (2)同軸電纜的衰減 (3)同

7、軸電纜的傳播速度 (4)軸電纜直流回路電阻測試要素： (1)導體或屏蔽層的開路和短路情況 (2)導體接地情況 (3)屏蔽接頭之間的短路情況河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系132.1.4 規格型號 目前，基帶同軸電纜屏蔽線是用銅做成的網狀；寬帶同軸電纜的屏蔽層通常是用鋁沖壓成的。同軸電纜安裝時屏蔽層必須接地，同時兩頭要有終端器來削弱信號反射作用。 常用的同軸電纜規格： (1) 規格是RG-8，阻抗為50。 (2) 規格是 RG-58，阻抗為 50。 (3) 規格是 RG-59，阻抗為75。 (4) 規格是RG-62，阻抗為93。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與

8、電氣工程系與電氣工程系142.1.5 布線結構(1)細纜構成的網絡結構優點：容易安裝、造價低、網絡抗干擾能力強；缺點：網絡維護和擴展困難，電纜系統的斷點較多，網絡可靠性差。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系152.1.5 布線結構(2)粗纜網絡結構優點：較高的可靠性，網絡抗干擾能力強，以及較大的地理覆蓋范圍；缺點：網絡安裝、維護和擴展困難，造價高。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系162.1.5 布線結構(3)粗/細纜混合網絡結構 增加粗纜和細纜之間的連接器。其優缺點介于前兩種結構之間。 結論：無論哪種結構，一根同軸電纜上接多部機器（總線拓撲

9、結構），當一點發生故障時，會影響所有機器， 故障的診斷和修復麻煩。所以，逐步被非屏蔽雙絞線或光纜取代。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系172.2 雙絞線(Twisted pair，TP)2.2.1 雙絞線的分類2.2.2 雙絞線的規格與型號2.2.3 雙絞線的性能指標2.2.4 雙絞線的標準接法河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系18 雙絞線由兩根按一定密度互相絞在一起的具有絕緣保護層的銅導線組成。如果把一對或多對雙絞線放在一個絕緣套管中雙絞線電纜。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系192.2.1 雙絞線的分類 (1

10、)屏蔽雙絞線(Shield Twisted Pair, STP)：較貴,在塑膠外皮里包覆一層遮蔽的金屬薄膜，以及一條接地的金屬銅細線，可以防止電磁的干擾，1MHz下阻抗值是100歐姆，較高的傳輸速率,100米內可達到155Mbps,抗干擾好。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系20 屏蔽雙絞線電纜的種類： 鋁箔屏蔽雙絞線電纜(Foil Twisted Pair, FTP) 鋁箔、銅網雙層屏蔽雙絞線電纜(Shielded Foil Twisted Pair, SFTP) 獨立雙層屏蔽雙絞線電纜(SSTP)三種形式。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工

11、程系212.2.1 雙絞線的分類 (2)非屏蔽雙絞線(Unshield Twisted Pair, UTP)。沒有金屬屏蔽層，抗干擾差。但價格低，廣泛使用。在1MHz下阻抗值是100歐姆。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系22雙絞線電纜性能的綜合比較 銅纜類型 項目 UTP STP FTP/SFTP SSTP 價格 低 較高 高 安裝成本 低 較高 高 抗干擾能力 弱 較強 強 保密性 一般 較好 好 信號衰減 較大 較小 小 適用場合 網絡流量不大,設備和線路安裝密度不大的情況.如：辦公環境。 網絡流量較大,傳輸距離較遠,設備和線流龐大、復雜.如：銀行、機場、工廠.

12、高速網絡系統,高保密的高速系統中.如：從事CAD的大型企業,軍事系統 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系232.2.2 雙絞線的規格與型號3類(帶寬16Mbps)5類(帶寬100Mbps)超5類(帶寬100Mbps)6類(帶寬250Mbps)3類（帶寬16Mbps）4類（帶寬20Mbps）5類（帶寬100Mbps）超5類(帶寬100Mbps)6類（帶寬250Mbps）7類（帶寬620Mbps）屏蔽雙絞線雙絞線非屏蔽雙絞線河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系242.2.2 雙絞線的規格與型號河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工

13、程系252.2.3 雙絞線的性能指標(1)衰減( Attenuation)：測量全部應用頻率上的衰減。(2)近端串擾(NEXT Near-End Crosstalk Loss)隨著信號頻率的增加其測量難度更大；(3)直流環路電阻(4)特性阻抗：包括電阻及頻率自1100MHz的電感抗及電容抗;(5)衰減串擾比(ACR)：較大值表示抗干擾能力強，要求至少大于10d B。(6)電纜特性：通訊信道的品質是由它的電纜特性信噪比(SNRSignal-Noice ratio）來描述的。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系262.2.4 雙絞線的標準接法 局域網的通信介質有：雙絞線、

14、同軸電纜、光纖等。從性價比和可維護性出發，大多數局域網使用非屏蔽雙絞線UTP。 網線由一定長度的雙絞線與RJ45頭組成。雙絞線由8根不同顏色的線分成四對絞合在一起。兩種接法：EIA/TIA 568B標準接法和EIA/TIA 568A標準。 將水晶頭的尾巴向下(即平的一面向上)，從左至右，分別定為1 2 3 4 5 6 7 8，以下是各口線的分布。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系27T568A線序 (端接方式A):T568B線序(端接方式B):河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系28 網線一般都是以“箱”為單位出售，每箱雙絞線的長度為305m。

15、不同品牌雙絞線的價格相差較大。 雙絞線的質量決定局域網帶寬，只有標準的5類或超5類線才能實現100Mb/s的傳輸速率。 標識：網線外面的塑料包皮上應當每隔兩英尺印有一段文字，諸如“24 AWGCAT5”的字樣。以AMP公司的線纜為例，該文字為： AMP SYSTEMS CABLE E138034 0100 24 AWG(UL) CMR/MPR OR C(UL)PCC FT4 VERIFIED ETL CAT5 O44766 FT 9907 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系29其中，各項標識解釋如下： AMP：代表公司名稱。 0100：表示阻抗是100。 24：表示線

16、芯是24號的(線芯有22、24、26三種規格)。 AWG：表示美國線纜規格標準。 UL：表示通過認證的標記。 FT4：表示4對線。 CAT5：表示5類線。 O44766：表示線纜當前處在的英尺數 9907 ：表示生產年月。 若塑料包皮上沒有廠商，沒有標準，則通常為劣質產品河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系30大對數電纜(5類 25對 24 AWG 非屏蔽軟線) 導線色彩由藍、橙、棕、灰和白、紅、黑、黃、紫編碼組成。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系31線對色彩碼線對色彩碼1白/藍/ /藍/白14 黑/棕/ /棕/黑2白/橙/ /橙/白15 黑

17、/灰/ /灰/黑3白/綠/ /綠/白16 黃/藍/ /藍/黃4白/棕/ /棕/白17黃/棕/ /棕/黃5白/灰/ /灰/白18 黃/綠/ /綠/黃6紅/藍/ /藍/紅19 黃/棕/ /棕/黃7紅/橙/ /橙/紅20 黃/灰/ /灰/黃8紅/綠/ /綠/紅21 紫/藍/ /藍/紫9紅/棕/ /棕/紅22 紫/橙/ /橙/紫10紅/灰/ /灰/紅23 紫/綠/ /綠/紫11黑/藍/ /藍/黑24 紫/棕/ /棕/紫12黑/橙/ /橙/黑25 紫/灰/ /灰/紫13黑/綠/ /綠/黑河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系322.3 光纖(Optical Fiber，OF)2.3

18、.1 光纖結構2.3.2 光纖的種類2.3.3 光纖的連接方式2.3.4 光纜河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系332.3.1 光纖結構 (1)光纖組成 光纖一般分為3層：中心高折射率玻璃芯其芯徑一般為50或62.5m，中間是硅玻璃層，直徑一般為125m，最外層是樹脂涂層。纖芯纖芯包層包層保護套保護套河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系342.3.1 光纖結構 (2)光纖接口(無源接口和有源中繼器)SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系35河北工程大學自動化河北

19、工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系362.3.2 光纖的種類 (1)按傳輸模式分類 單模光纖：在給定的工作波長上以單一的模式光傳播，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。芯徑810m，包層直徑125m。單模光纖是當前計算機網絡中研究和應用的重點。 多模光纖：以多種模式的光傳播，芯徑一般50200m，包層直徑125230m，傳輸速度低、距離短，整體傳輸性能差，但是成本低。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系37河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系382.3.2 光纖的種類 (2)按折射率分類 突變(階躍、跳變)型光纖(Step Index Fiber，SIF

20、) 漸變(梯度)型光纖(Griended Index Fiber，GIF) 環形光纖(Ring Fiber)和W型光纖注意：光纖規格單模：8m/125m、9m/125m、10m/125m 多模：50m/125m 歐標，62.5m/125m 美標工業,醫療和低速網絡： 100m/140m，200m/230m河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系392.3.3 光纖連接方式 (1)將它們接入連接頭并插入光纖插座。 (2)用機械方法將其接合。方法是將兩根小心切割好的光纖的一端放在一個套管中，然后鉗起來。可以讓光纖通過結合處來調整，以使信號達到最大。 (3)兩根光纖可以被融合在一

21、起。這三種連接方法，結合處都有反射，并且反射的能量會和信號交互作用。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系402.3.4 光纜 (1)結構 光纜主要由光導纖維和塑料保護套管及塑料外皮構成。光纜是一定數量的光纖按照一定方式組成纜心，外包有保護套，有的還包覆外護層，用以實現光信號傳輸的一種通信線路。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系412.3.4 光纜 (2)按光纖的數目分類 單芯光纜：光纜護套中只有一根光纖的一類光纜.它通常有一個較大的緩沖層和一個較厚的外皮,以便于使用。 河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系422.3.4

22、 光纜 (2)按光纖的數目分類 雙芯光纜：光纜護套中有兩根光纖的光纜。 多芯光纜：在一根光纜外皮里包裹了兩根以上的光纖。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系432.3.4 光纜 (3)按光纜在布線工程中的應用分類 光纖跳線：兩端帶有光纖連接器的光纖軟線，適用于網卡與信息插座的連接以及傳輸設備間的連接，可以應用于管理間子系統、設備間子系統和工作區子系統。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系442.3.4 光纜 (3)按光纜在布線工程中的應用分類 室內光纜：抗拉強度較小，保護層較差，但也更輕便、更經濟。主要適用于水平干線子系統和垂直干線子系統。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系452.3.4 光纜 (3)按光纜在布線工程中的應用分類 室外光纜：抗拉強度較大，保護層較厚重，并且通常為鎧裝(即金屬皮包裹)。河北工程大學自動化河北工程大學自動化與電氣工程系與電氣工程系462.3.4 光纜 (3)按光纜在布線工程中的應用分類 架空式光纜：架掛在電桿上使用的光纜。這種敷設方式可以利用原有的架空明線桿路，節省建設費用，縮短建設周期。 直埋式光纜：用于直接埋設在開挖的電信溝內，埋設完畢即填土掩埋。 道管式光纜