第3章网络设备与综合布线

1第3章网络设备与综合布线2本章学习要求：集线器网卡传输介质交换机路由器网络综合布线33.1传输介质传输介质可分为两类：有线传输介质和无线传输介质。有线传输介质:指利用电缆或者光缆等充当传输导体的传输介质，例如双绞线、同轴电缆和光纤等；无线传输介质:指利用电波或光波充当传输导体的传输介质，例如无线电波、微波、红外线和卫星通信等。由于传输介质是计算机网络最基础的通信设施，因此其性能好坏对网络的性能影响很大。衡量传输介质性能优劣的主要技术指标有：传输距离、传输带宽、衰减、抗干扰能力、连通性和价格等。43.1.1双绞线双绞线是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆，如图所示。5屏蔽双绞线STP铜线绝缘层外屏蔽层外部保护层（a）屏蔽双绞线铜线绝缘层外部保护层（b）非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP63.1.2同轴电缆在同轴电缆中，铜线传输电磁信号；网状金属屏蔽层一方面可以屏蔽噪声，另一方面可以作为信号地；绝缘层通常由陶制品或塑料制品组成，例如聚乙烯（PVG）或特富龙，它将铜线与金属屏蔽物隔开，若这两者接触，电线将会短路；塑料封壳可使电缆免遭物理性破环，它通常由柔韧性好的防火塑料制品制成。7细缆在以前的局域网中一般采用RG-58的以太网细缆，直径为5mm，特征阻抗为50Ω细缆用于连接网络中的不同设备，一般用于总线结构。连接时，细缆的两头必须做BNC连接器插头BNC接头8粗缆的BNC头和终端电阻计算机网络一般选用RG-11以太网粗缆。相对细缆来说，其外观与细缆差不多，但粗缆（直径为10毫米）比细缆的直径大了一倍。粗缆的两端同样必须和BNC头或匹配的终端电阻连接.93.1.3光纤在大中型网络中布线时，需要联网的距离一般较远，导致双绞线或粗缆的传输不能满足要求，所以只能采用光缆。光缆传输是以光波为载体、以光导纤维为传输媒体的通信方式。它具有传输频带宽、通信容量大、线路损耗低、传输距离远、抗干扰能力强、质量小等优点。光纤芯是由石英玻璃制成的横截面积很小的圆柱体，粗细与头发丝差不多，非常容易断裂，因此一般都在外表加上坚固的保护层，如钢丝、金属箔片、树脂涂层等，还有些光缆填充了润滑膏，以便更好地保护光纤芯.10光缆的结构图11光缆里面的光纤分为多模光纤和单模光纤两种。多模光纤:这种光纤的直径大约为0.1mm，与头发丝的粗细差不多，射入这种光纤的光在传输时有多种不同的传输模式，不同模式的传输速度不同，使传输的频带变窄，载送的信息量也相对少些。单模光纤:在这种光纤中，只传输一种模式的光，没有色散，传输的频带宽，能载送的信息量比多模光纤大得多。布线时如果两个网络的间距在2km以内，则可以采用多模光缆，而单模光缆适合远距离的布线，一般用在大于2km的布线上。12光纤芯包层外部保护层(a)保护层包层光纤芯(b)光电转换LED发送端输入PIN接收端光纤光信号光电转换电信号电信号输出光纤工作原理13单膜与多膜光纤的比较输入脉冲输出脉冲（a）多模光纤（b）单模光纤输入脉冲输出脉冲143.2网卡网卡(NetworkInterfaceCard，NIC)也叫网络适配器，是连接计算机与网络的硬件设备;网卡插在计算机或服务器扩展槽中，通过网络线（如双绞线、同轴电缆或光纤）与网络交换数据、共享资源。15网卡按总线类型划分（1）ISA网卡较早前多数采用的是ISA总线型网卡，一般带BNC接头或RJ-45接口（也有这两种接口同时带的），有些还带AUI接口（用于直接连接粗缆收发器上的AUI接口）。常见的有NE2000兼容网卡，如下图所示。16（2）PCI网卡随着网络流量的增大，以前的10M网卡已经不能满足速度的要求，于是出现了现在的PCI网卡，如图所示。PCI网卡的理论带宽为32位133M，所以PCI网卡的速度比ISA网卡的速度快很多。17（3）PCMCIA网卡PCMCIA网卡一般用于笔记本电脑上，具有质量小、体积小等特点。18（4）USB网卡顾名思义，USB网卡是接在电脑的USB接口上，而不是插在电脑的ISA或PCI插槽上。USB袖珍网卡19（4）无线网卡无线网卡同样有PCI、USB类型的区分，如图所示为无线网卡。203.3集线器集线器（HUB）属于数据通信系统中的基础设备，它和双绞线等传输介质一样，是一种不需任何软件支持或只需很少管理软件管理的硬件设备。它被广泛应用到各种场合，如图所示。21集线器集线器是把许多网络设备或电脑连接在一起的网络设备，它可以把从一个端口收到的信号发向另一个端口。22集线器在网络中的作用集线器工作在局域网(LAN)环境，像网卡一样，应用于OSI参考模型第一层，因此又被称为物理层设备。集线器内部采用了电器互联，当维护LAN的环境是逻辑总线或环型结构时，完全可以用集线器建立一个物理上的星型或树型网络结构。在这方面，集线器所起的作用相当于多端口的中继器。其实，集线器实际上就是中继器的一种，其区别仅在于集线器能够提供更多的端口服务，所以集线器又叫多口中继器。233.4交换机（SWITCH）交换机是指按照通信两端传输信息的需要，用人工或者设备自动完成信息的传输。广义的交换机是指一种在通信系统中完成信息交换功能的设备，如图所示。24大多数交换机工作在OSI七层模型中第二层（数据链路层），它的作用是对封装数据包进行转发，并减少冲突域，隔离广播风暴。它可以用于将一个网络从逻辑上分为若干更小的网络段，每个网络段彼此独立。253.5路由器(Router)路由器（Router）又称选径器，是网络层互联设备。它与网桥类似，并高于网桥的作用层，因此路由器转发的信息及转发的方法与网桥不同，如图所示。26无线路由器（WirelessRouter）无线路由是由AP与宽带路由器构成。借助无线路由器，能实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和宽带的无线共享接入。另外，无线路由器可以将与它相连接的无线和有线终端分配到一个子网里，这样便于子网内的各种设备交换数据。换句话说，它除了具有AP的功能外，还能通过它让所有的无线客户端共享上网。27路由器是一种典型的网络层设备，工作在OSI模型的物理、数据链路和网络层。路由器在多个互连设备之间中继包，对来自某个网络的包确定路线，发送到互连网络中任何可能的目的网络中。另外，路由器一般还可以执行复杂的路由选择算法，能够算出两个节点之间数据传输最快最近的路径，在网络中的功能相当于交通警察，指挥着网络上数据包的流向。28主机A主机B通信子网路由器A路由器E路由器C路由器F路由器D路由器B网络中两台计算机通信的过程293.6网络综合布线综合布线是20世纪90年代初传入我国的一套新型的、多学科、多边缘的布线技术。主要为解决建筑物内部和建筑物之间的信号快速传递问题（如计算机信号、电话信号、监控信号、自动化设备控制信号等传递）。这种新型的综合布线系统是将上述应用中的绝大部分内容融合在一起，采用标准的高速线材，统一设计、统一布线施工、统一管理，并且给用户的使用和维护带来了极大的方便。303.6.1综合布线系统的含义综合布线系统是一个用于语音、数据、影像和其他信息技术的标准结构化布线系统。综合布线系统是建筑物或者建筑群内的传输网络，它能使语音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连接，包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连接点与工作区的语音或者数据终端之间的所有电缆及相关联的布线部件。313233现代家庭的综合布线34某校园网综合布线结构图35综合布线系统的六大子系统一.水平子系统（Horizontal）36水平布线系统是用于分布、支持和接入水平布线的布线系统的一部分。水平布线系统是在工作区中的电信插座/连接器和TR中的水平跳接系统之间提供传输信号的物理方法。布线及其有关连接硬件构成水平通道。这些通道包括电缆通道本身（如电缆托架和导管），以及有关的空间，如牵引盒、接续盒和中间合并点（由此可以接入电缆和连接硬件）。372.工作区子系统（WorkLocation）它是由终端设备连接到信息插座之间的设备组成，包括信息插座、插座盒（或面板）、连接软线、适配器等。383.垂直干线子系统（Backbone）通常它是由主设备间（如计算机房、程控交换机房）至各层管理间。它采用大对数的电缆馈线或光缆，两端分别接在设备间和管理间的跳线架上。394.设备间子系统（Equipment）它是由设备间的电缆、连续跳线架及相关支撑硬件防雷电保护装置等构成。比较理想的设置是把计算机房、交换机房等设备间设计在同一楼层中，这样既便于管理、又节省投资。当然也可根据建筑物的具体情况设计多个设备间。405.管理子系统（Administration）它是干线子系统和水平子系统的桥梁，同时又可为同层组网提供条件。其中包括双绞线跳线架、跳线（有快接式跳线和简易跳线之分）。在需要有光纤的布线系统中，还应有光纤跳线架和光纤跳线。当终端设备位置或局域网的结构变化时，只要改变跳线方式即可解决，而不需要重新布线。41管理子系统拓扑图426.建筑群子系统（Campus）它是将多个建筑物的数据通信信号连接一体的布线系统。它采用可架空安装或沿地下电缆管道（或直埋）敷设的铜缆和光缆，以及防止电缆的浪涌电压进入建筑的电气保护装置。