第2章 综合布线工程常用材料与设备

第二章综合布线工程常用材料与设备本章学习目标本章主要介绍了综合布线系统工程施工中所用的线缆、相关连接硬件以及布线过程中所需工具和设备，还介绍了国内外主要综合布线厂商的产品。通过对本章的学习，应使学生学会识别各种类型的电缆、光缆及相关连接硬件，掌握各种各种布线工具及设备的使用方法。2.1常用材料与设备概述一．综合布线系统常用材料与设备类型1．综合布线系统常用材料与设备类型①传输介质：综合布线工程中需要布放的各种线缆。②连接件：主要指连接各种传输介质以构成完整传输通道的相关连接硬件。③管槽部件：主要指支撑各种线缆的不同规格的管道、线槽和桥架及其它附属部件，还包括在开放式吊顶上方支持线缆用的J形钩、吊线环、线缆夹、扎带等。④布线工具或设备：主要指综合布线施工时所需的工具或设备。2.综合布线工程施工工具或设备•用于建筑施工：可能在墙体、地板、天花板、金属、木材或玻璃上开不同口径、不同精细要求的孔、槽，并可能用于地线工程中的挖掘、钻探等。•·用于空中作业：可能用于架空线缆、项置线缆敷设或维护。•·用于切割成形器件：如金属或PVC敷线管材的切割、成形等。•·用于弱电施工：电源线缆的连接、测试等。•·用于信息线缆：如光纤、双绞线或同轴电缆的安装、测试工具设备等3.施工现场工具介绍（1）电工工具（2）穿墙打孔工具（3）切割机、打磨设备、发电机、临时用电接入设备（4）架空走线时的相关工具（5）信息网络布线的专用设备①剥线钳，如图2.1所示②压线钳，如图2.2所示③打线工具，如图2.3所示④线缆测试器，如图2.4所示（6）光缆施工设备如图2.6、2.7、2.8所示（7）其它工具的准备如图2.9所示图2.1双绞线和同轴电缆剥线器图2.2压线钳（BNC头和双绞线RJ-45、RJ-11头）图2.3打线工具图2.4双绞线测试仪（RJ-45头）和RJ-45头软跳线图2.5电缆组合工具箱（a）光纤剥线钳（b）光纤固化加热器图2.6光纤剥线钳和固化加热器（a）组合光纤工具（b）SC和ST接头的光纤跳线图2.8组合光纤工具以及SC和ST接头的光纤跳线图2.9标注签专用打印机二、线缆：电缆和光缆1.电缆：双绞电缆和同轴电缆（1）按护套分：阻燃型和非阻燃型（2）按用途分：室外和室内2.光纤：多模光纤和单模光纤。三、连接件（1）按连接硬件在综合布线系统中的线路段落来划分①终端连接硬件②中间连接硬件（2）按连接硬件在综合布线系统中的使用功能来划分①配线设备②交接设备③分线设备（3）按连接硬件的设备结构和安装方式来划分①设备结构：有架式和柜式（箱式、盒式）；②安装方式：有壁挂式和落地式；（4）按连接硬件装设位置来分①建筑群配线架（CD）②建筑物配线架（BD）③楼层配线架（FD）2.2双绞线电缆一、双绞线电缆构成双绞线（Twistedpair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质。双绞线是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出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞电缆按其包缠的是否有金属层，可分为非屏蔽双绞线（UnshiieldedTwistedPair，UTP，也称无屏蔽双绞线）电缆和屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP）电缆。1．非屏蔽双绞线电缆非屏蔽双绞线电缆由多对双绞线外包缠一层绝缘塑料护套构成。4对非屏蔽双绞电缆如图2.10（a）所示。图2.10双绞电缆结构由于非屏蔽双绞电缆无屏蔽层，所以它具有以下优点：•·重量轻、容易安装；•·直径小、节省空间。2．屏蔽双绞电缆屏蔽双绞电缆与非屏蔽双绞电缆相比，只不过在绝缘塑橡皮护套层内增加了金属层。按增加的金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式，又可分为铝箔屏蔽双绞电缆（FTP），铝箔/金属网双层屏蔽双绞电缆（SFTP）和独立双层屏蔽双绞电缆（STP）三种。三种屏蔽双绞电缆结构如图2.10（b）～（c）所示。屏蔽双绞电缆外面包有较厚的屏蔽层，所以它具有以下优点：•·抗干扰能力强；•·保密性好，不易被窃听。3．双绞电缆双绞线标志的含义通常我们使用的双绞线，每隔两英尺有一段文字，不同生产商的产品标志可能不同，但一般包括以下一些信息：•·双绞线类型；•·NEC/UL防火测试和级别；•·CSA防火测试；•·长度标志；•·生产日期；•·双绞线的生产商和产品号码。二、常用双绞线电缆1．双绞电缆的规格型号•第一类：最高传输频率达到1MHz，主要用于传输语音（一类标准主要用于八十年代初之前的电话线缆），不用于数据传输。•第二类：传输频率达到1MHz，用于语音传输和最高传输速率4Mbps的数据传输，常见于使用4Mbps规范令牌传递协议的旧的令牌网。•第三类：:指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。该电缆的传输频率为16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输，主要用于10Base-T。•第四类：该类电缆的传输频率高达20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输，主要用于基于令牌的局域网和10Base-T/100Base-T。•第五类：该类电缆增加了绕线密度，外套一种高质量的绝缘材料，传输频率为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输，主要用于100Base-T和10base-T网络，这是最常用的以太网电缆。2．常用的双绞电缆（1）5类4对非屏蔽双绞线它是美国线规为24的实芯裸铜导体，以氟化乙丙烯做绝缘材料，传输频率达100MHz，其导线组成及物理结构如图2.11所示。图2.115类4对24AＷG非屏蔽双绞线撕剥线：外皮下面导线直径A芯：4对电线在一起双绞线对直径B外皮线对色码1白蓝、蓝2白橙、橙3白绿、绿4白棕、棕（2）5类4对24AWG屏蔽电缆它是24号的裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，内有一根24AWGTPG漏电线。传输频率达100MHz，物理结构如图2.12所示。撕剥线：外皮下面漏电线导线屏蔽层直径A芯：4对电线在一起双绞线对直径B外皮图2.125类4对24AWG100W屏蔽电缆（3）5类4对24AWG非屏蔽软线（4）5类4对26AWG屏蔽软线（5）5类25对24AWG非屏蔽电缆物理结构如图2.13所示。撕剥线：外皮下面导线直径A芯：25对电线在一起双绞线对外皮直径B图2.135类25对24AWG非屏蔽电缆（5）双体电缆双体电缆物理结构如图2.14所示撕剥线外皮下面导线芯：4对双绞线对直径A外皮图2.14双绞系统24AWG非屏蔽4/4对电缆三、电缆连接件1．电缆连接器连接器由插头和插座组成。这两种元件组成的连接器连接于导线之间，以实现导线的电气连续性。RJ-45模块就是连接器中的最重要的一种插座。（1）RJ-45模块（Modular）如图2.15所示分别是RJ-45模块的正视图、侧视图和立体图。图2.15RJ-45模块结构示意图（2）RJ-45接头（ModularPlug）RJ-45头结构如图2.16所示。图2.16RJ-45接头结构图2．电缆配线架电缆配线架系统分110型配线架系统和模块式快速配线架系统。如图2.17所示是CAT5e模块化可翻转配线架。图2.17CAT5e模块化配线架3．转接点转接点通常用于将配线间的25对UTP电缆（或分离的4对UTP电缆）转接到特定的区域。一个典型的转换点（在一个保护柜中）如图2.18所示。图2.18转接点2.3同轴电缆一、同轴电缆1．同轴电缆的结构及特点（1）同轴电缆的结构结构如图2.19所示。（2）特点•1）在同轴电缆中柱体与导线之间用绝缘材料隔开，其频率特性比双绞线要好一些，能进行高速率的传输。•2）屏蔽性能好，抗干扰能力强，可用于基带传输和宽带传输。图2.19同轴电缆结构2．同轴电缆的分类（1）基带同轴电缆1）粗同轴电缆2）细同轴电缆（2）宽带同轴电缆二、同轴电缆连接件1．连接件种类（1）粗缆的连接器件：属于N系列。•①N-系列连接器插头：安装在粗缆段的两端。•②N-系列桶型连接器：用于连接两段粗缆。•③N-系列终端匹配器：N-系列50Ω的终端匹配器安装在干线电缆段的两端，用于防止电子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。（2）细缆的连接器件：•①BNC连接器插头：安装在细缆段的两端。•②BNC柱形连接器：用于连接两段细缆。•③BNC-T型连接器：细缆Ethernet上的每个节点通过T型连接器与网络进行连接，其水平方向的两个插头用于连接两段细缆，与之垂直的插口与网络卡上的BNC连接器相连。•④BNC终端匹配器：BNC50Ω的终端匹配器安装在干线段的两端，用于防止电子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地。2．同轴电缆安装方法•（1）细缆安装：将细缆切断，两头装上BNC头，然后接在T形连接器两端。•（2）粗缆安装：其方法是采用一种类似夹板的Tap装置进行安装，它利用Tap上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。3．组建同轴电缆网络（1）组建粗缆网络：粗缆网络的连接情况如图2.20所示。图2.20粗缆网络的连接情况（2）组建细缆网络：细缆网络的连接情况如图2.21所示。4．同轴电缆使用特点（见课本）图2.21细缆网络的连接情况2.4光缆一、光缆及其传输特性1．光纤与光缆：光纤结构如图2.22所示图2.22光纤结构2．光纤的分类常用光纤有：•62.5µm/125µm多模光纤（纤芯直径62.5µm，包层直径125µm，以下同）。•50µm/125µm多模光纤•100µm/140µm多模光纤•8.3µm/125µm单模光纤3．光纤的传输特性（1）光纤的传输衰减（2）光纤的色散1）光纤的色散2）色散对光信号的影响4．光纤通信系统光纤通信系统的基本构成如图2.23所示光纤通信系统主要优点：•①传输频带宽、通信容量大，短距离时达几千兆的传输速率；•②线路损耗低、传输距离远；•③抗干扰能力强，应用范围广；•④线径细、质量小；•⑤抗化学腐蚀能力强；•⑤光纤制造资源丰富图2.23粗缆网络的连接情况二、常用光缆1．单芯互联光缆（1）主要应用范围：①跳线；②内部设备连接；③通信柜配线面板；④墙上出口到工作站的连接。（2）主要性能及优点：①高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准；②900µm紧密缓冲外衣易于连接与剥除；③Aramid抗拉线增强组织提高对光纤的保护；④UL/CAS验证符合OFNR和OFNP性能要求。图2.24单芯光缆缓冲层抗拉线外表皮2．双芯互联光缆•主要应用范围：①交连跳线；②水平走线，直接端接；③光纤到桌；④通信柜配线面板；⑤墙上出口到工作站的连接。•双芯互联光缆除具备单芯互联光缆所有的主要性能优点之外，还具有光纤之间易于区分的优点。图2.26四芯光缆缓冲层抗拉线外表皮图2.25双芯光缆缓冲层抗拉线外表皮3．分布式光缆•（1）主要应用范围：①多点信息口水平布线；②大楼内主干布线；③从设备间到无源跳线间的连接；④从主干分支到各楼层应用。•（2）主要性能优点：①高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准；②900μm紧密缓冲外衣易于连接与剥除；③按照EZA标准色码标识；④UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求；⑤防护网可抵挡尖锐物损伤。图2.27分布式光缆光纤剥皮线抗拉线外表皮a）多单元分散型12芯光缆光纤单元900µm缓冲层防护网PVC外表皮诺束剥皮线外表皮FRP中心支柱b）多单元分散型光纤24-72芯光缆4．分散式光缆它的物理结构如图2.28所示。图2.28分散式光缆4～12芯光纤辅单元900µm缓冲层抗拉线PVC外表皮捆绑层撕剥线外表皮FRP中组织5．室外光缆4～12芯铠装型与全绝缘型它的物理结构如图2.29所示。图2.34室外光缆4～12芯防护网抗拉线抗拉线和捆绑层光纤缓冲管各层外衣的撕剥线铠皮聚乙烯外表皮(MDPE)抗拉线套管缓冲层光纤防水凝胶抗拉线聚乙烯外表皮a）室外光缆4-12芯（单管全绝缘）b）室外光缆4-12芯（单管铠装）6．室外光缆24～144芯铠装型与全绝缘型其物理结构如图2.30所示。聚脂带抗拉线绝缘中的组织聚乙烯外表皮灌注凝胶光纤套管防