第四章 网络传输介质与综合布线基础
mindmaproot((传输介质))有线介质双绞线--> 标准CATx/抗干扰原理同轴电缆--> 阻抗匹配/衰落模型光纤--> 波分复用/OTDR测试无线介质无线电--> 频段分配/调制技术微波--> 菲涅耳区/雨衰模型红外线--> IrDA协议综合布线拓扑结构--> 星型拓扑标准--> TIA-568 vs ISO选型--> 成本-性能平衡
一、有线传输介质
1. 双绞线（Twisted Pair）—— 局域网基础介质
- 用的是不可再生资源铜，以后可能会淘汰
核心特性
- 物理结构：4 对 8 芯绞合线，绞合降低电磁干扰（原理：交变磁场相互抵消）。
- 分类对比：
| 类型 | 屏蔽层 | 典型应用 | 带宽 | 最高速率 |
|---|---|---|---|---|
| UTP（非屏蔽） | 无 | 办公布线（CAT5e/6） | CAT5e:125MHz | 1Gbps（1000BASE-T） |
| STP（屏蔽） | 金属箔 | 电磁干扰环境 | CAT7:600MHz | 10Gbps（10GBASE-T） |
- 标准与协议：
- IEEE 802.3：10BASE-T（CAT3）、100BASE-TX（CAT5）、1000BASE-T（CAT5e/6）。
- 接头：RJ45（T568A/T568B 标准，直通线 / 交叉线制作步骤：剥→理→插→压）。
- 优缺点辩证：
✅ 成本低、易安装；❌ 抗高频干扰差、传输距离短（≤100m）、易窃听。
重点：超五类（CAT 5e）是性价比最优解，六类（CAT 6）需接地避免噪声耦合。
双绞线标准接口及连接器
- 直通线与双交线：不同类设备双交
2. 同轴电缆（Coaxial Cable）
技术对比
| 类型 | 阻抗 | 传输距离 | 应用场景 | 现状 |
|---|---|---|---|---|
| 粗缆 | 50 Ω | 500m | 传统10BASE5以太网 | 基本淘汰（成本高、难部署） |
| 细缆 | 50 Ω | 185m | 10BASE2以太网 | 被双绞线替代 |
| CATV | 75 Ω | 1km+ | 有线电视/HFC网络 | 现存（DOCSIS 3.1达10Gbps） |
特点：
宽带同轴电缆的频带较宽，传输速率较高
损耗较低，传输距离较远（200～500m）
辐射低，保密性好，抗干扰能力强。
受到双绞线和光纤的强大冲击，同轴电缆已逐步退出局域网布线领域
3. 光纤（Optical Fiber）—— 高速长距离传输核心
- 物理原理：光的全反射（纤芯折射率＞包层），带宽距离积公式：带宽距离常数（如多模光纤典型值为 200MHz・km）。
- 分类对比：
| 类型 | 芯径 | 光源 | 传输距离 | 成本 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 单模 | 9μm | 激光 | ≥3000m | 高 | 骨干网、长距离传输 |
| 多模 | 50/62.5μm | LED / 激光 | ≤2000m | 低 | 数据中心、局域网 |
接头类型应用场景
-
LC：高密度数据中心（SFP模块）
-
SC：企业级设备（稳定连接）
-
MPO：40G/100G并行光传输
-
优缺点辩证：
✅ 带宽无限（理论）、抗干扰强、保密性好；❌ 端接复杂、成本高(长距离低于铜线)、弯曲半径受限。
二、无线传输介质
1. 无线电（Radio Wave）—— 全向传播介质
- 频段划分：
- 中波（30kHz~3MHz）：广播、导航（如 AM 广播）。
- 超短波（30~300MHz）：电视、调频广播、移动通信（如 2G/3G 低频段）。
- 传播方式：
- 地波传播（沿地面）、天波传播（电离层反射）。
- 应用案例：
- 蓝牙（2.4GHzISM 频段）、Wi-Fi（2.4/5GHz）、RFID（13.56MHz 等）。
- 优缺点：
✅ 覆盖广、穿透性强；❌ 易受干扰、频段受管制（如 ISM 频段需抗干扰设计）。
2. 微波（Microwave）—— 视距传输技术
- 分类与特性：
| 类型 | 频率范围 | 传播方式 | 典型应用 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 地面微波接力 | 2~40GHz | 直线传播 | 长途通信中继 | 需中继站（50km 间隔）、受地形影响 |
| 卫星通信 | C/Ku 频段 | 卫星中继 | 全球通信（如 GPS） | 延时高（≈540ms）、覆盖广 |
3. 红外线（Infrared）—— 短距直视传输
- 技术特点：
- 波长 0.76~100μm，需直视通信（如遥控器、早期 IrDA 接口）。
- 优点：抗干扰强、保密性好；缺点：传输距离＜10m、无法穿墙。
三、综合布线系统（PDS）核心架构
1. 智能建筑与综合布线关联
- 综合布线是智能建筑的 “神经系统”，支持语音、数据、图像等多业务传输。
2. 系统组成（模块化设计）
| 子系统 | 功能描述 | 典型设备 |
|---|---|---|
| 工作区子系统 | 用户终端连接（信息插座） | RJ45 面板、适配器 |
| 水平子系统 | 楼层内布线（从配线架到信息插座） | 双绞线（CAT5e/6）、光缆 |
| 干线子系统 | 楼层间主干连接 | 大对数电缆、多模 / 单模光纤 |
| 设备间子系统 | 核心设备集中管理 | 交换机、配线架、电源 |
| 管理子系统 | 线路管理（标签、跳线） | 机柜、配线架、理线器 |
| 建筑群子系统 | 建筑物间连接 | 室外光缆、防雷装置 |
3. 标准与选型
- 国际标准：
- TIA/EIA-568C：规定双绞线 / 光纤布线参数。
- ISO/IEC 11801：综合布线系统通用要求。
- 产品选型要点：
- 带宽需求：10G 网络选 CAT6A/7 或多模 OM4 / 单模光纤。
- 环境因素：室外用铠装光缆，电磁干扰环境用 STP 或光纤。
无线设备是非标的
数据传输合规的只有：光纤和双绞线