第四章结构化布线系统——教案

第四章结构化布线系统

一、教学目标：

1. 掌握结构化布线系统的概念、优点、标准、结构

2. 掌握双绞线的应用

3. 了解光纤的应用

4. 了解布线系统的测试技术

5. 了解结构化布线系统工程安装施工的基本知识

二、教学重点、难点

结构化布线系统和双绞线的特性、RJ-45接头的接线标准及其制作

三、技能培训重点、难点

学生练习RJ-45接头的制作，记住线序标准

四、教学方法

教师讲解、演示RJ-45接头的制作，学生记忆、多动手；教学与实践相结合的教学法

五、教具使用

计算机一台、多媒体幻灯片演示；双绞线、打线钳、测试仪

六、教学内容与过程

导入：提问学生有没有做过网线和观察留意有关结构化布线的生活实例。

引导学生思考、多动手、积累一定的布线经验。

教师多引入布线实例，亲自做一些必要的示范。

讲授新课：（多媒体幻灯片演示或板书）

第4章  结构化布线系统

4．1  结构化布线系统的组成

1．结构化布线系统的概念

结构化布线系统是指在建筑物或楼宇内安装的传输线路，是一个用于语音、数据、影像和其它信息技术的标准结构化布线系统，以使语音和数据通信设备、交换设备和其它信息管理系统彼此相连，并使这些设备与外部通信网路连接。

2．结构化布线系统的优点

（1）结构清晰，便于管理和维护

（2）材料统一先进，适应今后的发展需要。

（3）灵活性强，适应各种不同的需求。

（4）便于扩充，节约费用，提高了系统的可靠性。

3．结构化布线系统标准

智能化建筑已逐步发展成为一种产业，如同计算机、建筑一样，也必须有标准规范。目前，已出台的结构化布线系统及其产品、线缆、测试标准主要有：

（1）EIA/TIA 568商用建筑物电信布线标准；

（2）ISO/IEC 11801 国际标准；

（3）EIA/TIA TSB 67 非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范；

（4）欧洲标准：EN5016、50168、50169分别为水平配线电缆、跳线和终端连接电缆以及垂直配线电缆标准。

4．结构化布线系统结构

结构化布线系统采用模块化设计和分层星型拓朴结构，可分为6个独立的子系统（模块），各种不同组成部分构成一个有机的整体。

（1）工作区子系统（Work Area Subsystem）

由终端设备到信息插座的连接（软线）组成。

（2）水平干线子系统（Horizontal Backbone Subsystem）

将电缆从楼层配线架连接到各用户工作区上的信息插座上，一般处在同一楼层。

（3）垂直干线子系统（Riser Backbone Subsystem）

将主配线架与各楼层配线架系统连接起来。

（4）管理间子系统（Administration Subsystem）

将垂直电缆线与各楼层水平布线子系统连接起来

（5）设备间子系统（Equipment Subsystem）

将各种公共设备（如计算机主机、数字程控交换机，各种控制系统，网络互连设备）等与主配线架连接起来。

（6）楼宇子系统（Compus Backbone Subsystem）

将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置。

4．2  双绞线的应用

无论对模拟信号还是数字信号，也无论是广域网还是局域网，双绞线都是最常用的传输介质。

1．双绞线的特性

双绞线一般由两根22号或24号或26号绝缘铜导线相互缠绕而成，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。

由于双绞线电缆具有直径小、重量轻，易弯曲、易安装，具有阻燃性、独立性和灵活性，将串扰减至最小或加以消除等优点，因此在计算机网络布线中应用极为广泛。当然，由于其传输距离短、传输速率较慢等，还需要与其它传输介质配合使用。     

2．双绞线的种类

国际电气工业协会（EIA）根据双绞线的特性进行了分类，主要有1类、2类、3类、4类、5类、超5类、6类。

另外，根据是否具有屏蔽性，双绞线可分为非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）。

3．双绞线线序标准和插头

现行双绞线电缆中一般包含4个双绞线对，具体为橙/橙白、蓝/蓝白、绿/绿白、棕/棕白。双绞线接头为国际标准的RJ－45插头和插座。

4．信息插座的类型

信息插座类型有多种多样，安装方式也各不相同。主要有：3类、5类、超5类和千兆位信息插座模块以及光纤插座模块等。

4．3  光纤的应用

光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0．1mm的细玻璃丝构成。

1．光纤的传输原理

光纤是一种由石英玻璃纤维制成的非常细的媒体，能传导光线。环绕纤芯的包层能够保证注入的光被限制在纤芯内，当注入纤芯的光碰到包层时，光就会被纤芯和包层间的面反射。在传输计算机网络的电信号时，发送端将电信号转换为光信号，接收端再用光检波器将光信号转换成电信号。

2．光纤通信系统

光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。

3．光纤通信系统的主要优点

（1）传输频带宽、信息容量大；

（2）线路损耗低、传输距离远；

（3）抗干扰能力强，安全性和保密性极好；

（4）线径细、质量小；

（5）抗化学腐蚀能力强。

由于光纤通信具有一系列优异的特性，因此，光纤通信技术近年来发展速度无比迅速。但是，光纤本身也有缺点，如质地较脆、机械强度低就是它的致命弱点。

4．光纤的种类

光纤可以分为两种：多模光纤（Multi-Mode Fiber，简称MMF）和单模光纤（Single Mode Fiber，简称SMF）。二者的区别是SMF一根光纤中只允许传播一条光路，而MMF允许多条光路同时在一根光纤中传播。

5．光纤连接

EIA/TIA－568A布线标准推荐使用62．5/125µm多模光纤、50/125µm多模光纤和8．3/125µm单模光纤，在光纤连接的过程中，主要有STII连接器和SC连接器。连接器有陶瓷和塑料两种材质，它的制作工艺分为磨光、金属圈制作，但目前有些公司推出了新产品，采用压接方法。

光纤连接装置是光纤线路的端接和交连的地方，它可以是一个固定的盒子，也可以是一个可抽出的抽屉。它的模块化设计允许灵活地把一个线路直接连到一个设备线路或利用短的互联光缆把两条线路交连起来。可用于光缆端接，带状光缆、单根光纤的接合以及存放光纤的跨接线。

4．4  布线系统的测试技术

局域网的安装是从电缆开始的，电缆是网络最基础的部分，电缆本身的质量以及电缆安装的质量都直接影响网络能否健康地运行。电缆测试一般可分为两个部分：电缆的验证性测试和电缆的认证性测试。

1．验证性测试

电缆的验证性测试是测试电缆的基本安装情况。

2．认证性测试

所谓电缆的认证性测试是指电缆除了正确的连接以外，还要满足有关的标准，即安装好的电缆的电气参数（例如衰减、近端串扰等）是否达到有关规定所要求的指标，这类标准有TIA、IEC等。

3．常用测试工具

Fluke 620局域网电缆测试仪、Fluke DSP-100电缆测试仪、Fluke DSP-2000电缆测试仪、Fluke DSP-4000/4100电缆测试仪等。

4．5  结构化布线系统工程安装施工

1．安装施工的基本要求

（1）必须按照我国发布的结构化布线系统工程验收规范等有关规定进行施工和验收。

（2）必须重视工程质量，按照施工规范的有关规定，加强自检、互检和随工检查。

（3）力求做到不影响房屋建筑结构强度，不有损于内部装修美观的要求，不发生降低其它系统使用功能和有碍于用户通信畅通的事故，务必达到结构化布线系统工程的整体质量优良。

2．工程的施工准备

（1）熟悉掌握工程设计和施工图纸，全面了解全部工程施工的基本内容。

（2）现场调查工程的环境和施工条件。

（3）编制工程进度和施工组织计划。

（4）对工程所需设备、器材、仪表和工具进行检验。

3．工程槽道和设备的安装

在智能化建筑内，结构化布线系统的缆线敷设有暗管敷设和槽道（或桥架）敷设两种方式。除暗管敷设与房屋建筑同步施工外，槽道和设备安装部分都在结构化布线系统工程施工中进行。

4．结构化布线系统工程的电缆施工敷设

包括建筑物主干布线子系统的电缆施工和水平布线子系统的电缆施工。

建筑物主干布线子系统的缆线较多，且路由集中，是结构化布线系统的重要骨干线路，来不得半点马虎。

水平布线子系统的缆线是结构化布线系统中的分支部分，具有面广、量大，具体情况较多，而且环境复杂等特点，遍及智能化建筑中所有角落。

5．结构化布线系统工程的光缆施工敷设

光缆与电缆同是通信线路的传输媒质，其施工方法虽基本相似，但因其所用材质和传输信号的原理、方式有根本区别，对于安装施工的要求自然有所差异。

（1） 光缆敷设：光缆敷设顺序应与合理配盘相结合，充分利用光缆的盘长，以减少中间接头，防止产生任意切断光缆的现象。主干光缆通常采用由顶层向底层垂直布放的人工牵拉敷设方式。

（2） 光缆接续与终端：光纤接续目前采用熔接法或压接法。

小结：

1. 综合布线系统的基础知识

2. 传输介质的性能及应用

3. 结构化布线系统的组成、设计、施工过程、测试方法

作业：

1. 课后选择题

2. 为什么要进行结构化布线？它与传统的布线方式有何不同？

3. 网络结构化布线系统由哪几部分组成？这几部分的关系是怎样的？

4. 常用的双绞线有哪几类？试比较它们特点。

5. 双绞线的线序标准是怎样的？试动手做一个RJ-45头。

6. 光纤是通过什么方式实现信号传输的？为了实现信号传输需要哪些设备？

7. 在结构化布线系统工程中，主要根据哪些方面进行传输介质的选择？

8. 试做一个小型局域网的结构化布线系统，或参观一个布线工程，对结构化布线系统工程的整个施工过程、传输介质的选择和制作、布线技术、测试方法等有一个直观、完整的认识，并写出实验报告或总结。

9. 复习本章并预习下一章