綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)

1、傳輸介質(zhì)概念,通信傳輸介質(zhì)可分有界（或有線）與無界（或無線）介質(zhì)兩種。1，無界（或無線）介質(zhì)通常指利用無線電系統(tǒng)、微波無線系統(tǒng)和紅外技術(shù)傳輸?shù)取?第3章 綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),無線電、微波,紅外線,2.有界（或有線）介質(zhì)通常指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)。 綜合布線系統(tǒng)中常用的傳輸介質(zhì)有： 雙絞線、同軸電纜、光纖等三種。 (1)雙絞線,非屏蔽雙絞線,第3章 綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),屏蔽雙絞線,雙絞線,雙絞線連接,(2

2、) 同軸電纜,· 粗纜,·細(xì)纜,·集中式,·單體式,(3) 光纖,·光纖纖芯,·光纖線纜,第3章 綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),智能建筑綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)是建筑物之間及內(nèi)部的信息傳輸系統(tǒng)中的傳輸數(shù)據(jù)、連接各節(jié)點(diǎn)的實(shí)體。有界傳輸介質(zhì)它包括雙絞線、同軸線纜和光纖等三種傳輸介質(zhì)。 其中： 雙絞線傳輸數(shù)據(jù)、電話、監(jiān)控、智能等信號； 同軸線纜作為有線電視的傳輸介質(zhì)；

3、 光纖則用作樓宇間的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)主干。,第3章綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),傳輸介質(zhì)的劃分：,第1節(jié) 雙絞線1，雙絞線的定義及性能指標(biāo)1.1雙絞線的定義定義：兩根金屬線依距離周期性扭絞組成的電信傳輸線。 雙絞線是綜合布線工程中較常用的一種傳輸介質(zhì)。它由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線互相絞合的方式來抵御一部分外界電磁波干擾組成的一對通信線。,第1節(jié) 雙絞線1，雙絞線的定義及性能指標(biāo)原理：當(dāng)電流在一條導(dǎo)線中流通時(shí)

4、，會(huì)產(chǎn)生一定的電磁場，干擾相鄰導(dǎo)線上的信號。頻率越高這種影響就越大。雙絞線就是利用兩條導(dǎo)線絞合在一起后，因?yàn)橄辔幌嗖?80度的原因而抵消相互間的干擾。絞距越緊則抵消效果越佳，也能支持的數(shù)據(jù)傳輸速率越高。 “雙絞線”的名字也是由此而來。,電磁波輻射,輻射,輻射是指熱，光，聲，電磁波等物質(zhì)向四周傳播的一種狀態(tài)。輻射以電磁波和粒子（如α、β、γ等）的形式向外放散。無線電波和光波都是電磁波。它們的傳播速度很快，在真空中的傳播速度與光

5、波(3×1010厘米/秒)相同，在空氣中稍慢一些。,特點(diǎn)：雙絞線主要是用來傳輸模擬聲音信息的,但同樣適用于數(shù)字信號的傳輸,特別適用于較短距離的信息傳輸。,圖3-3 雙絞線通訊接線圖示意圖,第1節(jié) 雙絞線,第3章綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),1.2性能指標(biāo)（雙絞線布線標(biāo)準(zhǔn)） 對于雙絞線,用戶最關(guān)心的是表征其性能的幾個(gè)指標(biāo)。這些指標(biāo)包括衰減、近端串?dāng)_、特性阻抗、衰減串?dāng)_比、電纜特性等。(1)衰減：是指

6、發(fā)射端信號在通過傳輸介質(zhì)時(shí)不可避免地出現(xiàn)的強(qiáng)度減弱與波形變化。,第3章綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),(2)近端串?dāng)_   串?dāng)_分近端串?dāng)_(NEXT)和遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT),測試儀主要是測量NEXT。近端串?dāng)_是指在與發(fā)送端處于同一邊的接收端處所感應(yīng)到的從發(fā)送線對感應(yīng)過來的串?dāng)_信號。在串?dāng)_信號過大時(shí)，接收器將無法判別信號是遠(yuǎn)端傳送來的微弱信號還是串?dāng)_雜訊。,第3章綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),當(dāng)近端串?dāng)_嚴(yán)重到影響接收時(shí)，我們稱為一次

7、“碰撞”，信號必須重發(fā)。 遠(yuǎn)端串?dāng)_是電話里面有串進(jìn)的雜音，也聽不清對方的聲音。遠(yuǎn)端串?dāng)_解決就比較復(fù)雜。,(3)特性阻抗,或以最小的損耗傳送到接收機(jī)輸入端。,例：以最小的損耗傳送到發(fā)射天線的輸入端。,(3)特性阻抗 是電纜對高頻信號的負(fù)載阻抗。 指當(dāng)電纜無限長時(shí)該電纜所具有的阻抗。阻抗是阻止交流電流通過的一種電阻，一條電纜的特性阻抗是由電纜的電導(dǎo)率、電感、電容以及阻值組合后的綜合特性 (傳輸線路中電壓信號

8、與電流信號之比，是復(fù)數(shù)）。 圖3-5特性阻抗示意圖 式中：L為一個(gè)基本節(jié)的電感，C為一個(gè)基本節(jié)的電容。通常使用的非屏蔽超五類雙絞線的阻抗為100歐姆。,(4)衰減串?dāng)_比(ACR)   在某些頻率范圍,串?dāng)_與衰減量的比例關(guān)系是反映電纜性能的另一個(gè)重要參數(shù)。ACR有時(shí)也以信噪比(SNR :Signal-Noice ratio)表示,它由最差

9、的衰減量與NEXT量值的差值計(jì)算。ACR值較大,表示抗干擾的能力更強(qiáng)。一般系統(tǒng)要求至少大于10分貝。衰減串?dāng)_比（ACR）是用分貝（dB）表示的近端串?dāng)_（NEXT）與用分貝（dB）表示的衰減的差值。表達(dá)式如下：ACR（dB）=NEXT（dB）-Atten（dB）,衰減串?dāng)_比測試,(5)電纜特性    通信信道的品質(zhì)是由它的電纜特性描述的。SNR是在考慮到干擾信號的情況下,對數(shù)據(jù)信號強(qiáng)度的一個(gè)度量。

10、 如果SNR過低,將導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號在被接收時(shí),接收器不能分辨數(shù)據(jù)信號和噪音信號,最終引起數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。 因此,為了將數(shù)據(jù)錯(cuò)誤限制在一定范圍內(nèi),必須定義一個(gè)最小的可接收的SNR。（門檻值min）,數(shù)據(jù)信號強(qiáng)度強(qiáng)度測試,2，雙絞線的分類 按使用特征：目前，雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UTP：UNSHILDED Twisted Pair）和屏蔽雙絞線（STP：SHIELDED Twisted Pair）。它由8根不同顏色的線分成

11、4對絞合在一起，成對扭絞的作用是盡可能減少電磁輻射與外部電磁干擾的影響。結(jié)構(gòu)如圖3-8所示.：,3，雙絞線的主要特性⑴ 物理特性：銅質(zhì)線芯，能提供良好的傳導(dǎo)率。⑵ 傳輸特性： 可以用于傳輸模擬信號和數(shù)字信號。在專門的局域網(wǎng)雙絞線中，目前最高的傳輸速率可達(dá)1 000Mb/s。⑶ 連通性：雙絞線普遍用于點(diǎn)到點(diǎn)的連接，也可以用于多點(diǎn)的連接。,3，雙絞線的主要特性⑷ 地理范圍：雙絞線可以很容易地在15km或更大范圍內(nèi)提供數(shù)據(jù)

12、傳輸。⑸ 抗干擾性：在低頻傳輸時(shí)（10k以下），抗干擾性強(qiáng)于同軸電纜；但在超過10～100k時(shí)，抗干擾性弱于同軸電纜。⑹ 相對價(jià)格：比同軸電纜和光纜便宜得多.,4，雙絞線的發(fā)展過程及趨勢4.1雙絞線的發(fā)展過程 近20年來，雙絞線按性能標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從3類線，5類線和超5類線，6類線，增強(qiáng)6類線，以及最新的7類線的發(fā)展過程. 目前，3類與5類的布線系統(tǒng)只應(yīng)用于語音主干布線的大對數(shù)電纜及相關(guān)配線設(shè)備。,100

13、對大對數(shù)電纜,125對大對數(shù)電纜,型號如下： 三類線：傳輸速率可達(dá)16Mbps(現(xiàn)趨于衰退 )。(一般為10 Mb/s )　　　 四類線：傳輸速率可達(dá)20Mbps(不常用)。 五類 (超五類)線：傳輸速率可達(dá)100Mbps(常用)。 六類線：該類電纜的傳輸頻率為1MHz～250MHz，它提供2倍于超五類的帶寬。 增強(qiáng)6類(6A類)：（美國電信工業(yè)協(xié)會(huì)）在TIA／EIA 568 B.2—10標(biāo)準(zhǔn)中又

14、規(guī)定了 (6A類)布線系統(tǒng)支持的傳輸帶寬為500MHz等等。 7類電纜系統(tǒng)：計(jì)劃的帶寬為600MHZ，但是其連接模塊的結(jié)構(gòu)與目前的RJ－45完全不兼容。,如表2 雙絞線布線系統(tǒng)的分級與類別,第2節(jié) 同軸電纜,同軸電纜也像雙絞線一樣由一對導(dǎo)體組成，但它們是按“同軸”形式構(gòu)成線對。 最里層是內(nèi)芯，向外依次為絕緣層、屏蔽層，最外層則是起保護(hù)作用的塑料外套，內(nèi)芯和屏蔽層構(gòu)成一對導(dǎo)體。同軸電纜分為基帶同軸電纜（阻抗

15、為500Ω）和寬帶同軸電纜（阻抗為750Ω）?；鶐S電纜又可分為粗纜和細(xì)纜兩種（細(xì)纜：線長 ＜185 米；粗纜：線長 ＜500 米 ），都用于直接傳輸數(shù)字信號。 圖3-9 同軸電纜示意圖,第2節(jié) 同軸電纜,性能指標(biāo)：有特性阻抗、駐波/阻抗一致性、損耗、額定功率容量、工作電壓、屏蔽、電容、傳播速度、電長度穩(wěn)定性、截止頻率、脈沖響應(yīng)、自

16、生電纜噪聲、工作溫度范圍、柔軟性、環(huán)境應(yīng)力、電纜強(qiáng)度等。 主要特性： 物理特性：單根同軸電纜的直徑約為1.02～2.54cm，可在較寬的頻率范圍內(nèi)工作。 傳輸特性：基帶同軸電纜僅用于數(shù)字傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為10Mb/s?；鶐?00?.寬帶同軸電纜既可用于模擬信號傳輸又可用于數(shù)字信號傳輸。寬帶750? . （帶寬：相對更寬的頻帶。在數(shù)字通信中通常指可傳送2Mbit/s以上信號的帶寬。）,第2節(jié) 同軸電纜

17、,連通性：同軸電纜適用于點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)連接。地理范圍：同軸電纜的傳輸距離取決于傳輸?shù)男盘栃问胶蛡鬏數(shù)乃俾剩湫突鶐щ娎|的最大距離限制在幾千米以內(nèi)。 抗干擾性：同軸電纜的抗干擾性能比雙絞線強(qiáng)。前景：由于超五類的帶寬，六類布線的傳輸性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)行的同軸電纜，以及價(jià)位低，同軸電纜正淡出市場。,,,光纖結(jié)構(gòu),利于吹動(dòng)的外皮緩沖層 (第三層)主敷層 (第二層)玻璃纖維敷層 (第一層),,,,,,光纖涂層,纖芯,,

18、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第3節(jié) 光纖與光纜,1.光纖的結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo) ①，光纖的結(jié)構(gòu),光纖即光導(dǎo)玻璃纖維。光纖的結(jié)構(gòu)是質(zhì)量非常高的、傳導(dǎo)光極好的、很細(xì)的玻璃或塑料絲為芯子。芯子通常是一根二氧化硅制成的圓柱體玻璃絲（纖維）、一段光頻段（工作波長：紅外光纖（短波長0.85pm、長波長1.35pm和1.55pm）的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，它的材

19、料組成通常是：纖芯→（ 石英玻璃（SiO2）摻二氧化鍺制成）、包層→，其目的就是使光纖纖芯的折射率n1大于光纖包層的折射率n2，保證光在纖芯與包層的界面上發(fā)生全反射而能夠長距離傳輸。,光纖的結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo),②. 光及其特性：光是一種電磁波，光頻段（工作波長）分為：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（短波長0.85pm、長波長1.35pm和1.55pm。可見光部分波長范圍是：390~760nm。大于760nm部分是紅外光，小于390

20、nm部分是紫外光。光纖中應(yīng)用的是：850，1350，1550三種。 目前光纖通信使用的光載波頻率在 1014Hz ～1015Hz 數(shù)量級，比常用的微波頻率高 104倍～105倍，因而，通信容量原則上比微披通信高 104倍～105 倍。,光纖的結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo),③ ，光纖通信的原理： 光纖通信系統(tǒng)由發(fā)送器、光纖和接收器三部分組成。如3-12圖所示。④.光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：

21、 輕便，低衰減，電磁隔離。,2. 光纖的傳光原理：全內(nèi)反射光有折射，反射和全反射現(xiàn)象。光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，光從一種密介質(zhì)射向另一種疏介質(zhì)質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì)產(chǎn)生折射和反射。折射光的角度會(huì)隨入射光的角度變化而變化，當(dāng)入射光的角度達(dá)到或超過某一角度時(shí)，折射光會(huì)消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的，相同的物質(zhì)對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形

22、成的。見圖3-13 。,1.2光纖的性能指標(biāo)⑴ 數(shù)值孔徑（NA） 入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。NA越大，則光纖接收光的能力越強(qiáng)，但光纖的?；兗哟螅瑫?huì)影響光纖的帶寬。因此，在光纖通信系統(tǒng)中，對光纖的數(shù)值孔徑有一定的要求。,1.2光纖的性能指標(biāo)⑵ 光纖模式（是指光波沿著光纖傳播的途徑和方式。） .按光在光纖中的傳輸可分為：單摸光纖和多模光纖

23、。單模光纖： 中心玻璃芯較細(xì)（芯徑一般為4～10μm），只能傳一種模式的光。最近的測試表明，在一根單模光纜上可將40G以太網(wǎng)的64信道傳輸長達(dá)2，840英里的距離。,1.2光纖的性能指標(biāo)多模光纖： 中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬。因此

24、，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。二者的區(qū)別： 芯徑、光源 、帶寬、耦合部件尺寸和傳輸距離。（如單模光纖芯徑小、光源貴 、帶寬寬、耦合部件尺寸小和傳輸距離較遠(yuǎn)。）,光纖的結(jié)構(gòu)及性能指標(biāo)⑶ 色散 幾列不同頻率波在媒質(zhì)中傳播，它們的傳播速度亦不同，這種現(xiàn)象叫色散（即來源于光通過三棱鏡產(chǎn)生的色散）。傳播的路程越長，拉開的距離越大。光纖的色散主要來源于折射率對光波頻率的非線性依賴關(guān)系。光纖色散分為材料色散，波導(dǎo)

25、色散，和多模色散三種。⑷. 傳輸損耗 光波信號在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的增長，能量逐漸損耗，信號逐漸減弱，不可能將全部信號全部傳到目的地，它是評定光纖優(yōu)劣的重要指標(biāo)。,2 光纖的分類 光纖主要分成兩大類：單模/多模，和折射率分布類 ⑴ 單模/多模光纖 根據(jù)纖芯中傳輸模式的多少，可分為單模光纖和多模光纖兩大類：單模只能傳一種模式的光。頻帶寬，傳輸容量大，穩(wěn)定性要好，芯較細(xì)（芯徑一般為4

26、～10μm）。多模能傳多種模式的光。頻帶寬，傳輸性能要差些。芯較粗（一般為50～200μm，常用50或62.5μm）于拋物線。,⑵ 折射率分布類 根據(jù)折射率在纖芯截面的分布，光纖可分為階躍（折射率）型和漸變（折射率）型光纖： 階躍折射率型光纖：纖芯的折射率n1和包層折射率n2均為常數(shù)，所以又稱為均勻折射率光纖。而漸變折射率型光纖：纖芯的折射率n1沿徑向向外連續(xù)減小至n2，纖芯的折射率的變化近似于拋物線。 單模光纖

27、采用階躍折射率分布。 多模光纖有多模階躍折射率分布，和多模漸變折射率分布。如圖3-14所示（三種光纖光傳播示意圖所示）。,3 光纖的主要特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：⑴ 傳輸帶寬頻極寬；⑵ 傳輸距離長；⑶ 抗干擾性強(qiáng)；⑷ 保密性強(qiáng)；⑸ 光纖尺寸小，質(zhì)量輕；⑹ 耐化學(xué)腐蝕，使用壽命長；⑺ 光纖是石英玻璃制成，原料來源豐富；缺點(diǎn)：光纖彎曲半徑不宜過小。,一對金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百

28、億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。,比較：,下一節(jié),光纖的新技術(shù),4 光纖的新技術(shù)4.1 新型50∕125μm多模光纖 它是萬兆以太網(wǎng)的最佳主角。 10Gbps 多模光纖，作為新一代50/125μm優(yōu)化多模光纖，消除了折射率分布的中心缺陷，即將帶寬的正態(tài)分布曲線峰值從傳統(tǒng)的980nm轉(zhuǎn)移到850nm，通過帶寬的曲線

29、峰值居中來覆蓋850nm和1300nm兩個(gè)窗口。 10Gbps以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已于在2002年上半年出臺(tái)，大大促進(jìn)了多模光纖的發(fā)展。,新型50∕125μm多模光纖,4 光纖的新技術(shù)4.2 全波光纖(零水峰單模光纖或城域網(wǎng)光纜）    傳統(tǒng)多模光纖在 1400nm波長區(qū)域由于 受光纖制造時(shí)氫氧根離子的影響，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)衰減較大的光吸收峰(水峰)。全波光纖在制造時(shí)由于無氫氧根

30、離子，從而有效的減少了1400nm區(qū)的衰減，消除了水峰，帶寬增大了將近100nm(1350nm~1450nm)，大大增加了可利用的波長數(shù)。 全波光纖以其比傳統(tǒng)光纖更寬的光譜帶寬及更優(yōu)越的光學(xué)性能，適用于接入網(wǎng)與城域網(wǎng)的各種應(yīng)用，也成為高速通信的一種理想化的單模光纖。,全波光纖,kW全波光纖激光器成功進(jìn)行強(qiáng)激光金屬損傷實(shí)驗(yàn),目前，光纖照明是采用粗光纖制作光暈照明，僅對局部輪廓照明。,《智能化照明室內(nèi)陽光同步系統(tǒng)開發(fā)》有待研究,

31、學(xué)術(shù)探討：,《智能化照明室內(nèi)陽光同步系統(tǒng)開發(fā)與研究》湖南省建設(shè)科技項(xiàng)目介紹,該項(xiàng)目，主要用于解決長期單色固定照度的光明系統(tǒng)和時(shí)差效應(yīng)對人體生理機(jī)能的危害，改變目前建筑物結(jié)構(gòu)形式受自然采光條件制約的難題。技術(shù)關(guān)鍵在于利用光纖技術(shù)、自然光分解與合成技術(shù)，并通過數(shù)字化處理進(jìn)行智能化同步調(diào)控。創(chuàng)新點(diǎn)主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的創(chuàng)新，調(diào)控技術(shù)創(chuàng)新，工程標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新。產(chǎn)品的用途：特別適用于大中型建筑內(nèi)層空間、建筑地下層、大進(jìn)深的走廊與過道、包廂以及需要獲得室外

32、同步光照的場合，對促進(jìn)智能建筑技術(shù)的發(fā)展以及提高人們的生活質(zhì)量具有重要意義。 本項(xiàng)目為工程應(yīng)用研究，項(xiàng)目完成后預(yù)期的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益：（1）智能化陽光照系統(tǒng)，能充分利用現(xiàn)有元器件進(jìn)行合理改造，試驗(yàn)與研究出新產(chǎn)品，更新舊產(chǎn)品；（2）改變原來建筑結(jié)構(gòu)的采光設(shè)計(jì)，為新的建筑模式奠定理論基礎(chǔ)；（3）改善人的工作與學(xué)習(xí)環(huán)境，提高工作效率與質(zhì)量。,學(xué)術(shù)探討：,第3節(jié) 光纖與光纜,4.3 非零色散光纖（長途網(wǎng)應(yīng)用者光纜）在1550nm附近的色散

33、不為零的光纖。 非零色散光纖(G.655)全面優(yōu)化了1550nm工作窗口的衰減的色散的特性，使1550nm波長工作窗口具最低的衰減與最佳的色散值，在支持高速、大容量的長途網(wǎng)中可無需色散補(bǔ)償，從而大大減少光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如色散補(bǔ)償器或者光放大器等的成本。,第3節(jié) 光纖與光纜,4.4 負(fù)色散大有效面積光纖（海底光纜）    在海底光纜成為洲際通信的主要手段之一，甚至成為洲際通信的主力之一的時(shí)候，對于海底光纜光

34、纖的要求也已今非昔比，負(fù)色散大有效面積單模光纖隨之誕生。負(fù)色散大有效面積光纖具有最大的有效面積，大大提高射入光纖的光功率，允許光纖傳輸更長的距離，減少中繼站，節(jié)省成本。,海底光纜,第3節(jié) 光纖與光纜,4.5 聚合物光纖（FTTH接入網(wǎng)和光纖入戶工程） 采用新一代短距離光傳輸介質(zhì)——聚合物光纖（或塑料光纖）或?qū)掝l帶、低損耗折射率漸變型聚合物光纖。最適宜作為局域網(wǎng)中短距離通信、有線電視網(wǎng)、室內(nèi)計(jì)算機(jī)之間的光傳輸介質(zhì)

35、。,聚合物光纖,光纖光功率的測量,氦氖激光器波長為632.8nm,光纖光功率的測量,1815-C光功率計(jì),光電探頭實(shí)物圖,5 光纖布線新技術(shù)--吹光纖 5 .1，吹光纖的歷史 1982年，英國電信發(fā)明了吹光纜技術(shù)，但由于吹制技術(shù)等原因，始終未能商用。1987年，英國奔瑞公司發(fā)明了單吹光纖技術(shù)。1988年，世界上首次實(shí)現(xiàn)室內(nèi)吹光纖的安裝。1993年，整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)完善，正式命名為吹光纖系統(tǒng)并開始商用化，隨后在歐洲迅速普

36、及。1997年，吹光纖系統(tǒng)正式進(jìn)入我國。,吹光纖的發(fā)明,早期采用小降落傘拖拽光纖，由于張力過大導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。,吹光纖的發(fā)明,通過氣流的帶動(dòng)來安裝光纖。,5 光纖布線新技術(shù)--吹光纖5 .2， “吹光纖”新技術(shù) 隨著新技術(shù)的飛速發(fā)展，吹光纖系統(tǒng)具有投資有效和很強(qiáng)的適應(yīng)能力，是對未來網(wǎng)絡(luò)的挑戰(zhàn). 吹光纖的優(yōu)點(diǎn)：·分散成本：先安裝空管，只是當(dāng)需要時(shí)再安裝光纖環(huán)路； ·用最小的開銷、最少的干

37、擾及破壞更改路由； ·當(dāng)需要安裝最新的光纖時(shí)，可將舊的光纖吹出。(其它：一個(gè)完整的系統(tǒng),有效的安裝,單獨(dú)的光纖吹制,將基礎(chǔ)設(shè)施與布線產(chǎn)品分離，提高性能價(jià)格比,適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的改變.),·,“吹光纖”新技術(shù),·用最小的開銷、最小的干擾和破壞更改路由。,綜合結(jié)構(gòu)可以簡單地通過空管安裝好,可以很方便地重新改變、封閉和增加路由,“吹光纖”新技術(shù),空管,空管,“吹光纖”新技術(shù),·當(dāng)需要安裝最新的光纖時(shí)，可將

38、舊的光纖吹出，為投資提供保證滿足未來的需求。,5 光纖布線新技術(shù)--吹光纖5 .2， “吹光纖＂新技術(shù) 在多年以前的80年代末就已開發(fā)出來成品了。近年來,隨著數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,用戶出于對傳輸帶寬、安全性等方面的考慮,越來越多地采用了光纖。隨后一種全新的光纖布線方式——吹光纖布線問世。 所謂“吹光纖”即預(yù)先在建筑群中鋪設(shè)特制的管道,在實(shí)際需要采用光纖進(jìn)行通信時(shí), 再將光纖通過壓縮空氣吹入管道。,第

39、3節(jié) 光纖與光纜,5.3，吹光纖系統(tǒng)的組成 吹光纖系統(tǒng)由微管（單微管和多微管（或微管組））、吹光纖纖芯、附件（配線架、信息出口、連接頭等）和安裝設(shè)備組成。 ⑴ 微管（單微管和多微管（或微管組））。 吹光纖的微管有兩種規(guī)格:5毫米和8毫米(外徑)管。如圖3-15所示。,,,,單微管和多微管,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,5.3，吹光纖系統(tǒng)的組成⑵ 吹

40、光纖纖芯. 　吹光纖單芯纖芯有多模62.5/125、50/125和單模三類，其性能與傳統(tǒng)光纖系統(tǒng)沒有差別，并可根據(jù)用戶需求定制帶寬更高和衰耗更低的光纖。,,吹光纖纖芯,第3節(jié) 光纖與光纜,⑶ 附件：包括吹光纖配線架、跳線、墻上及地面光纖出線盒、用于微管連接頭等等。⑷安裝設(shè)備：早期的吹光纖安裝設(shè)備，總重量超過130公斤。1996年，BICC公司進(jìn)行了改進(jìn)，推出了改進(jìn)型設(shè)備(型號IM2000)。它由兩個(gè)手提箱組成，總凈重量不到35公斤

41、，便于攜帶和安裝。吹制速度最高可達(dá)到每分鐘40米。如圖3-16所示。,第3節(jié) 光纖與光纜,5.4 吹光纖系統(tǒng)的特點(diǎn) ⑴ 設(shè)計(jì)簡單 在設(shè)計(jì)時(shí)，我們只需考慮光纖系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)，可以盡可能地敷設(shè)吹光纖微管，而后按實(shí)際需要再將光纖吹入、進(jìn)行端接。 ⑵ 分散投資成本 由于吹光纖事先無需安裝光纖，而安裝微管成本極低(只及整個(gè)光纖系統(tǒng)的百分之五左右)。⑶ 安裝安全、靈活方便、變更簡易

42、 吹光纖系統(tǒng)有著傳統(tǒng)光纖系統(tǒng)無法相比的靈活性。不管是安裝、維護(hù)還是升級，均非常安全、便捷，并且可以用最小的開銷、最少的干擾及破壞來更改路由。,第3節(jié) 光纖與光纜,5.4 吹光纖系統(tǒng)的特點(diǎn)⑷ 便于網(wǎng)絡(luò)升級換代，適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的變化 采用傳統(tǒng)光纖系統(tǒng)，進(jìn)行升級時(shí)，首先要廢棄舊有的光纖系統(tǒng)，然后再重新進(jìn)行光纖安裝的施工，其所帶來的諸如停機(jī)、系統(tǒng)癱瘓等人力、物力和財(cái)力損失將十分巨大且無法估量；而采用吹光纖系統(tǒng)

43、，則要簡便得多。 將原來的舊光纖吹出，再將所需類型的新光纖吹入，方便地進(jìn)行更改、擴(kuò)容或升級。。 ⑸ 節(jié)省投資, 避免浪費(fèi)(避免光纖安裝之后出現(xiàn)閑置浪費(fèi)),吹光纖 - 安裝設(shè)施,光纖附件,微管,墻面出口,微管測試,上海證券交易所上海新華社總部北京北京市長途電話局北京建設(shè)銀行西單支行北京人民日報(bào)社北京中國國際科技會(huì)展中心北京中關(guān)村大廈北京重慶大渡口區(qū)政府辦公樓

44、重慶青島頤中大酒店青島沈陽市中級人民法院沈陽沈陽市科學(xué)家花園沈陽天津今晚報(bào)大廈天津……,部分參考案例,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件 綜合布線常用的連接部件包括各種信息插座、同軸電纜、光纖連接器、配線架、配線盤和適配器等。連接部件按功能的不同分為:端接設(shè)備、交接設(shè)備、傳輸電子設(shè)備和電氣保護(hù)設(shè)備等。,,,,,,信息插座、同軸電纜、光纖連接器、配線架、配線盤和適配器,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件

45、 1. 傳輸介質(zhì)的端接設(shè)備 在綜合布線中，端接設(shè)備指的是傳輸介質(zhì)接合所需的設(shè)備，包括連接終端設(shè)備的信息插座TO和適配器（或匹配器）。1.1 常用于雙絞線的端接設(shè)備——信息插座TO:與雙絞線相連的信息插座主要包括以下幾種：3類、5類、超5類、六類(千兆位)等等。,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,1.2 常用于同軸電纜的端接設(shè)備——連接器 有：N型連接器、BNC連接器和F型連接器。（早期產(chǎn)品，現(xiàn)不常用

46、了，不用原因是網(wǎng)速低。 ） 1.3 常用于光纖的端接設(shè)備——連接器 光纖連接的主要兩種方式：固定連接和活動(dòng)連接。 1. 固定連接：主要用于光纜線路中光纖間的永久性連接，多采用熔接，也有采用粘接和機(jī)械連接。特點(diǎn)是接頭損耗小，機(jī)械強(qiáng)度較高。目前多采用于自動(dòng)熔接機(jī)進(jìn)行熔接，熔接機(jī)分單芯和多芯熔接機(jī)兩種。（現(xiàn)在有這種專用熔接機(jī)微型的約2.5公斤，一次作成一根整線，大概上萬RMB?，F(xiàn)在光纖的接續(xù)像電纜一樣非常方便。）,第4

47、節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,2. 活動(dòng)連接：主要用于光纖與傳輸系統(tǒng)設(shè)備以及與儀表間的連接，主要是通過光連接插頭進(jìn)行連接。光纖連接器由三部分組成：兩個(gè)配合插頭和下一個(gè)耦合器。兩個(gè)配合插頭裝進(jìn)兩根光纖尾端，耦合器起對準(zhǔn)套管的作用。對接原理如下圖所示。,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,常見的光纖連接器有如SC連接器、FC連接器和LC連接器和NTT多芯光纖連接器等。 (1) SC型光纖連接器 其外殼呈矩形，外殼

48、采用模塑工藝，其中插針的端面多采用PC或APC型研磨方式；緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉(zhuǎn)。 (2) FC型光纖連接器 其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,(3) LC型連接器 LC型連接器是著名Bell研究所研究開發(fā)出來的，采用操作方便的模塊化插孔（RJ）閂鎖機(jī)理制成。 (4) NTT多芯光纖連接器。由日本電信電話(NTT公司開發(fā)的。,這種光纖連

49、接器可一次連接多達(dá)12根光纖，具有容量大、制作工藝簡單、接續(xù)損耗小等特點(diǎn)，可以插拔l000次以上。,NTT多芯光纖連接器,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,2 傳輸介質(zhì)的配線接續(xù)設(shè)備 綜合布線中配線接續(xù)設(shè)備主要用來端接和連接纜線。通過配線設(shè)備可以安排或重新安排布線系統(tǒng)中的路由，使通信線路能夠延續(xù)到連接建筑物內(nèi)部的各個(gè)信息插座,從而實(shí)現(xiàn)通信線路管理。配線接續(xù)設(shè)備分為電纜配線接續(xù)設(shè)備和光纜配線接續(xù)設(shè)備。,第4節(jié) 與傳輸

50、介質(zhì)連接的部件,2.1電纜配線接續(xù)設(shè)備 配線設(shè)備：如配線架（箱、柜）等，電纜配線架 等。 交接設(shè)備：如配線盤(設(shè)在交接間的交接設(shè)備)和屋外設(shè)置的交接箱等。,2.2光纜配線接續(xù)設(shè)備 光纜配線接續(xù)設(shè)備是光纜線路進(jìn)行光纖終端連接或分支配線的重要部件，具有保護(hù)光纖和存儲(chǔ)光纖的作用。常見光纜配線接續(xù)設(shè)備有如下幾種：⑴ 光纜配線架：它們是屋內(nèi)通信設(shè)施和外來的光纜線路互相連接的大型配線接續(xù)設(shè)備，有時(shí)是機(jī)械和線路劃分的分界點(diǎn)，又是綜合布線

51、系統(tǒng)中極為重要的設(shè)備。 ⑵光纜配線箱：它的光纖芯數(shù)較少，一般用于用分支段落或次要場合。但功能與光纜配線架完全相同。⑶ 光纜終端盒：它雖然與光纖配線架和光纖接線箱同屬終端連接設(shè)備，但其容量較少，且用于與設(shè)備-纖之間的連接。,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,⑷ 光纜交接箱：它是一種屋外使用的配線接續(xù)設(shè)備，主要用于光纜接入網(wǎng)中主干光纖光纜和分支（又稱配線）光纖光纜互相連接的接續(xù)設(shè)備。機(jī)架式光纖配線架、光纖接線箱配等示意圖：,第4節(jié) 與

52、傳輸介質(zhì)連接的部件,3 其它連接設(shè)備平衡/非平衡適配器連接硬件（包括接續(xù)設(shè)備）3.1傳輸電子設(shè)備：主要包括工作站接口設(shè)備和光纖多路復(fù)用器。（1）工作站接口設(shè)備： 主要包括介質(zhì)適配器和數(shù)據(jù)單元。介質(zhì)適配器可將數(shù)據(jù)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄C合布線系統(tǒng)中的傳輸介質(zhì)--雙絞線中。介質(zhì)適配器綜合考濾了平衡、軸向?yàn)V波和阻抗匹配；數(shù)據(jù)單元用來調(diào)整數(shù)據(jù)，可擴(kuò)充數(shù)字設(shè)備的傳輸距離，并保證信號可以在綜合布線系統(tǒng)中的雙絞線上與其它信號進(jìn)行無干擾傳輸

53、。,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,（1）工作站接口設(shè)備：,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,（2）光纖多路復(fù)用器 在綜合布線系統(tǒng)中的光纖多路復(fù)用器實(shí)現(xiàn)了通過光纖傳輸數(shù)據(jù)擴(kuò)容，又稱光電轉(zhuǎn)換設(shè)備。 多用復(fù)用器原理：一個(gè)光纖多路復(fù)用器將（低速的）多路信號轉(zhuǎn)換組合成光波脈沖，通過兩根光纖之一傳輸至另一根光纖多路復(fù)用器。第二個(gè)光纖多路復(fù)用器接收光信號，并將其分離轉(zhuǎn)換為（還原低速的）多路信號，然后將它們傳送到相應(yīng)的

54、終端。如下圖所示.,復(fù)用,(2)光纖傳輸---光纖多路復(fù)用器,圖7.8 單纖雙向WDM傳輸,第4節(jié) 與傳輸介質(zhì)連接的部件,（2）光纖多路復(fù)用器 如下圖所示.,3.2、電氣保護(hù)設(shè)備 主要是減小電氣事故對布線系統(tǒng)中的用戶的危害，減小對布線系統(tǒng)自身、連接設(shè)備和自身體系等的電氣危害。綜合布線系統(tǒng)部件中專門配備有各種型號的多線對保護(hù)架，這些保護(hù)架使用可更換的插入式保護(hù)單元，以限制建筑物中的布線受到高壓時(shí)引起的電磁沖

55、擊。如下圖所示.,3.2、電氣保護(hù)設(shè)備減小建筑物中的布線受到高壓時(shí)引起的電磁沖擊，其高壓電磁感應(yīng)原理如下圖。,4. 連接設(shè)備新技術(shù)-- PORIS智能樓宇控制系統(tǒng) 臺(tái)灣PORIS公司現(xiàn)向國內(nèi)推出的PORIS XC_2000系統(tǒng)是國際上先進(jìn)的樓宇自控系統(tǒng)之一，用于大樓內(nèi)機(jī)電設(shè)備的控制管理及建筑物能源消耗的智能化管理。本系統(tǒng)特別適用于以下三個(gè)方面：　?。?）大、中、單獨(dú)規(guī)模的建筑物；　?。?）大規(guī)模的樓宇及樓群；

56、　　（3）區(qū)域性的集散管理系統(tǒng)。 XC_2000系統(tǒng)的特點(diǎn)： （1）開放的系統(tǒng)；（2）高效可靠的網(wǎng)絡(luò)通訊； （3）先進(jìn)經(jīng)濟(jì)的控制設(shè)備；（4）系統(tǒng)擴(kuò)展方便；（5）系統(tǒng)獨(dú)立性強(qiáng)；（6）系統(tǒng)的高可靠性；（7）編程簡單，使用方便；（8）抗干擾能力強(qiáng)； （9）系統(tǒng)綜合管理等。,4. 連接設(shè)備新技術(shù)-- PORIS智能樓宇控制系統(tǒng)臺(tái)灣PORIS公司現(xiàn)向國內(nèi)推出的PORIS XC_2000系統(tǒng)是國際上先進(jìn)的樓宇

57、自控系統(tǒng)之一，用于大樓內(nèi)機(jī)電設(shè)備的控制管理及建筑物能源消耗的智能化管理。本系統(tǒng)特別適用于以下三個(gè)方面：（1）大、中、單獨(dú)規(guī)模的建筑物；（2）大規(guī)模的樓宇及樓群；（3）區(qū)域性的集散管理系統(tǒng)。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PORIS XC_2000樓宇自控系統(tǒng)主要由六部分組成：?。?）AuToCon樓宇管理系統(tǒng)（軟件）；?。?）網(wǎng)絡(luò)控制器；?。?）通訊模塊；?。?）遠(yuǎn)程訪問接口；?。?）DDC控制器；?。?）現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器件。

58、 它通常與AutoCon SCADA 組態(tài)圖控軟件（軟件）組成有： 通訊伺服軟件（I/O Server）、組態(tài)編程軟件（Designer）、組態(tài)執(zhí)行軟件（Performer）、報(bào)表管理軟件（Analyst）四部份所組成）、 easy_IO模塊（輸入輸出模塊）、ET-Fiber 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖的轉(zhuǎn)換器等配合使用，以方便地實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化功能。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PORIS XC_2000樓宇

59、自控系統(tǒng)XC_2000可編程邏輯控制器主機(jī)架模塊配置：,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PORIS XC_2000樓宇自控系統(tǒng)easy_ IO 數(shù)據(jù)采集的架構(gòu) ：,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PORIS XC_2000樓宇自控系統(tǒng)easy_ IO 數(shù)據(jù)采集的架構(gòu) ：,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PORIS XC_2000樓宇自控系統(tǒng)ET-Fiber 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)光纖的轉(zhuǎn)換器： ET_Fiber成對使用架構(gòu)； ET_Fiber的Tx端要接另一個(gè)ET_Fiber的Rx端 光纖

60、通訊，距離長，抗干擾能力強(qiáng)。,第5節(jié)綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度及應(yīng)用,按照最新的通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/f 926.2-2001和GB 50312-2007 綜合布線工程驗(yàn)收規(guī)范，規(guī)定和要求所述如下： 1.傳輸介質(zhì)的最大長度 ⑴ 配線子系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度。 配線子系統(tǒng)中的水平布線永久鏈路的長度應(yīng)不大于90m，即（ B+ HC）<90m 。電信間（樓層配線架FD）上的電纜、光纜的機(jī)械終端到電信插座

61、（TO）之間的電纜、光纜長度。 另外加5-1 0m工作區(qū)的軟電纜。鏈路信道包括：最長90m 的水平纜線、信息插座模塊、集合點(diǎn)、電信間的配線設(shè)備、跳線、設(shè)備線纜在內(nèi)，總長不得大于100m 。即(A + B+ L ) < 1 00m 。,第5節(jié)綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度及應(yīng)用,第5節(jié)綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度及應(yīng)用,⑵ 主干布線子系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度。 從樓層配線架或電信間(FD)到建筑

62、物/建筑群配線架(CD)之間的主干布線的最大距離不應(yīng)超過2000m.如圖3-29所示，（即建筑群配線架(CD)到樓層配線架(FD)間的距離不應(yīng)超過2000 m。）建筑物配線架(BD)到樓層配線架(FD)的距離不應(yīng)超過500 m。當(dāng)超出上述距離時(shí)，可以分區(qū)(建筑物)進(jìn)行布線，使每區(qū)的主干布線滿足本條規(guī)定的距離要求。,第5節(jié)綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度及應(yīng)用,2.傳輸介質(zhì)在綜合布線系統(tǒng)中的應(yīng)用2.1水平布線子系統(tǒng)的水平電纜、水平光纜的

63、選用⑴ 推薦采用的電纜、光纜型式為: ① 100Ω 雙絞線對稱電纜； ② 62 .5/ 125g m多模光纜。 ⑵ 允 許 采用的電纜、光纜型式為: ① 50 /1 25W m多模光纜； ② 單 模 光纜； ③ 15 0Ω對絞線對稱電纜采用對絞線對稱電纜時(shí)，根據(jù)需要可選用非屏蔽電纜或屏蔽電纜。,第5節(jié)綜合布線系統(tǒng)中傳輸介質(zhì)的最大長度及應(yīng)用,2.2 建筑物主干布線子系統(tǒng)的主干電

64、纜、主干光纜型式的選用在新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定可供選用的傳輸媒介為4種，在一個(gè)主干布線子系統(tǒng)中可以采用這4種傳輸媒介的一種或幾種，這4種傳輸媒介是: ⑴ 單 模 光 纜; ⑵ 多 模 光 纜; ⑶ 100Ω 對稱電纜(推薦采用): ⑷ 150Ω 對稱電纜。要求不高時(shí)，采用對稱電纜時(shí)作主干布線時(shí)，根據(jù)需要可選用非屏蔽電纜或屏蔽電纜。,*補(bǔ)充：第6節(jié) 其它新技術(shù),光纖切割磁力線磁致發(fā)光效應(yīng) : 劉武青先生在第六屆全

65、國光子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)上發(fā)言，題目是光纖切割磁力線磁致發(fā)光效應(yīng)。 http://www.tudou.com/programs/view/EEPQxiFAicE/。發(fā)光電線：關(guān)于電源的發(fā)光，很簡單，采用一個(gè)LED發(fā)光風(fēng)扇，或者在里面加裝幾個(gè)LED燈即可,,,,,第3章 綜合布線系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),思考題：3-1 綜合布線系統(tǒng)中常用的傳輸介質(zhì)有那些？3-2 雙絞線的分類有幾種？簡述每種優(yōu)缺點(diǎn)？ 3-3 光纖的主要特點(diǎn)是什么？ 3-

66、4 常用的傳輸介質(zhì)配線接續(xù)設(shè)備有那些？3-5 在綜合布線系統(tǒng)中，傳輸介質(zhì)的最大長度是如何規(guī)定？3-6 UTP是什么傳輸介質(zhì)？STP是什么？3-7同軸電纜分為幾類？有什么特點(diǎn)？3-8光纜分幾類，各有何特點(diǎn)？3-9在選擇傳輸介質(zhì)時(shí)需考慮的主要因素是什么？,參考：附表1：智能建筑綜合布附表1：線系統(tǒng)中雙絞線、同軸線纜和光纖等三種傳輸介質(zhì)比較：,附表1：智能建筑綜合布附表1：線系統(tǒng)中雙絞線、同軸線纜和光纖等三種傳輸介質(zhì)比較：,附