1、计算机网络综合布线系统,高职高专计算机专业系列教材,李宏力 主编张荣新 郭景武 李海凤 编著,总 目 录,第1章 综合布线系统概述第2章 网络系统布线标准第3章 传输介质与网络互连设备第4章 综合布线系统的设计第5章 综合布线系统的施工第6章 综合布线系统的测试第7章 综合布线系统实例,第1章 综合布线系统概述,1.1 网络工程布线系统1.2 综合布线系统习题,随着Internet和信息高速公路的发展，传统布线系统的杂乱无章如交通拥挤般地令人讨厌，人们希望着能够支持综合应用的有条理的布线系统的出现，于是，“综合布线系统”应运而生。20世纪80年代中期，由PC机组成的局域网登上历史舞台。能够布线
2、的空间越来越少，布线记录多而混乱。随着计算机工业的进一步发展，人们研制出阻抗匹配器（Baluns）或适配器（Adapters），通过电话类型的线缆或非屏蔽双绞线（UTP）来连接主机设备。,1.1 网络工程布线系统 1.1.1 引言,这样，每个用户区只需拉两条UTP缆就行了，一条用于声音连接，另一条用于数据连接。而模块化的插头和插座容易安装而且费用低廉，更使得这一技术广受青睐。在计算机工业和电信工业发展的双重压力下，产生了网络工程布线系统的两大标准： 一是北美的标准即TIA/EIA568A标准，二是国际标准即ISO/IEC 11801标准。随之，各种满足TIA/EIA568A标准的网络工程布线系
3、统纷纷推广并被广泛接受，加拿大北方电讯的IBDN便是该标准的应用实例。它不仅将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，同时还能够连接楼宇自控、监控系统和通道控制系统。,在国际上综合布线系统(IBDN)早已成为建筑大楼的基本设施，能使一次性的布线投资解决今后1530年内将出现的布线问题。而在中国，即便是在新设计的建筑物内，往往仍沿用传统的布线技术，致使各种系统的布线无法相容，难以适应新技术的发展。因此，寻求一种更合理、更优化、弹性强、稳定性和扩展性好的布线技术，已成为当务之急。它不但能够满足现在的要求，更主要的是迎接未来对配线系统的挑战。,拓扑，简单地说就是一张网络连接图。网络的
4、拓扑结构是指组成网络的节点的物理分布。选择正确的拓扑结构是非常重要的，因为它将影响网络设备的类型、布线方式、升级方法和网络管理等方面。构成局域网的拓扑结构有很多种，主要的网络拓扑结构有星型、总线型、环型和树型等。总线结构是树型结构的一种特殊情况，它只具有一条干线并无分支。拓扑结构有时很难确定，因为有些网络结构看上去是一种拓扑结构而实际上是另外一种。多种拓扑结构也可以结合使用以扩充网络系统。,1.1.2 局域网的拓扑结构,1. 星型拓扑结构星型拓扑结构的所有计算机都连接到一个中心点上，该中心点通常是集线器，线缆将网络节点连接到中心点上。图1-1 中央集线器的星型拓扑结构图,星型拓扑结构容错性比较
5、强，因为如果一个故障发生在连接到集线器的某一根网线上，只有网络的这一部分受影响，而不是整个网络。星型网络最薄弱的一点就是集线器，如果它出现了故障，整个系统就崩溃了。幸运的是，集线器是很少出故障的。星型拓扑结构优点主要包括： （1） 它可以迅速地被重新构架；（2） 一根网线上的故障不会导致整个网络瘫痪；（3） 相对来说比较容易检修。星型拓扑结构的缺点是： （1） 使用了大量的网线，整个安装费用会比较高；（2） 有一个致命的弱点，所有机器都连于集线器，集线器一旦出问题，则全部受影响。,2. 总线型拓扑结构总线型拓扑结构是最简单的网络拓扑结构。总线型拓扑又称作总线拓扑，所有的计算机连接到一条连续的电
6、缆上或连接起来的电缆上构成一个完整的网络。图1-2 总线型拓扑结构图,我们可以看出总线型拓扑结构是十分简洁的。总线型网络中的信号向电缆的两端同时传送，为避免这些信号在电缆两端弹回并在线缆中继续传输，电缆的两端必须被终止。如果终结器被拿掉或电缆在中间某处被切断，总线上所有的计算机将无法继续通信。总线型拓扑结构的优点如下： （1） 安装简单；（2） 相对比较便宜；（3） 比其他拓扑结构使用更少的网线。另一方面，总线拓扑也有如下缺点： （1） 不容易移动或改装；（2） 容错性极差。,3. 环型拓扑结构环型拓扑结构要求所有计算机连接成为一个连续的圆形。在环型拓扑结构里，网络中的每台计算机直接连接。图1
7、-3 环型拓扑结构图,环型拓扑网络好处是布线的设计简化了。但任何故障，都会使整个网络瘫痪。因为这个原因，物理环型拓扑结构实际上是很少使用的。环型拓扑相对很容易检修。环型拓扑有如下缺点： （1） 因为每台工作站都要用双线，所以比较昂贵；（2） 难以重新构架；（3） 不具备容错性。环型拓扑结构的网络安装起来实在令人头痛。令牌环是环型拓扑结构，尽管所有工作站可以接到一个中心的MAU上（看起来好像是星型拓扑），但是令牌环中的数据还是要从一个节点传送到下一个节点，而且每次都要通过MAU。,4. 树型拓扑结构树型拓扑结构是总线型拓扑结构的一般化。传输媒体是不构成闭合环路的分支电缆。同样，来自任何站的发送也
8、都在媒体上传播，并能被所有其他站接收。通常把总线型和树型拓扑结构的媒体称之为多点式或广播式媒体。图1-4 树型拓扑结构图,传统的网络工程布线简单地说，指的就是设备在哪里，线缆就敷设到哪里。在传统的设计中，计算机网络的布线不在考虑范围之内。等到了建立计算机网络时再考虑布线问题，只能二次甚至多次施工，布线系统只能采用明线方式，使室内环境极为混乱，降低了网络系统的稳定性，给维护管理带来诸多不便。同时，各计算机网络制造商采用的材料也不尽相同，使系统的扩充和不同系统的互连受到了极大的限制。,1.1.3 传统的网络工程布线,一般来说，在总体的计算机网络体系结构确定后，布线系统的基本构架也就确定了。如采用F
9、DDI网络技术作为局域网的主干，目前只能采用光纤作为主干线缆。但这并不等于说，同一种网络体系结构只能采用某一种传输介质，譬如以太网IEEE 802.3协议，则有粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线等多种实现方法。从拓扑结构的角度而言，传统布线的不同拓扑结构适用的场所和采用的传输介质也不尽相同。星型结构适用于电话和计算机通信，而总线型结构只适用于计算机网络环境。书中第5页表1-1列出了传输介质与网络拓扑结构的关系。,这里介绍一下在传统的布线系统中，不同类型的设备和网络采用不同的传输介质如下： （1） IBM3270采用RG62电缆；（2） HP、DEC、CDC的计算机采用RS232电缆；（3） 以太网
10、采用同轴电缆RG11、RG58、10BASET UTP（非屏蔽双绞线）电缆；（4） IBM令牌环采用STP（屏蔽双绞线）电缆。可见，传统布线系统不具备开放性，布线系统过多地依赖于所连接的设备和拓扑结构。,传统的网络工程布线存在许多问题。（1） 传统布线的占用面积大，建筑物建设成本高（2） 布线系统的综合造价高（3） 布线系统的可靠性差，不便于维护（4） 传统布线的灵活性差（5） 传统布线的通用性差（6） 传统布线的系统混乱，难于管理,1.1.4 传统网络工程布线中存在的问题和解决方法,总之，传统布线系统很难适用远期甚至近期发展的需要，其带来的一系列问题早已让用户大伤脑筋，人们希望有一种布线方法
11、能长期地支持声音、数据、局域网、模拟、视像等多种网络传输的需要。综合布线标准的诞生使人们找到了解决问题的方法，按照这种标准进行的网络工程布线设计能够满足人们的需要。综合布线标准源于设计和安装数据和声音的布线系统，适合多种逻辑拓扑结构的灵活需要，易于移动、更改设备，延长了系统的使用寿命并极大地降低了设备移动和更改所带来的投资。,随着信息技术的发展，计算机网络系统很自然地和传统的电信传输网络结合起来，在建筑物中构成统一的综合布线系统。综合布线系统及有关电信布线的标准已获得国际上的认可。综合布线系统是一种模块化灵活性极高的建筑物电信布线网络。综合布线系统能够传送数据、语音、串行通信、传送报警信号、影
12、像以及音频等，可以满足使用者不断变化的需要，使用户简便、无损地根据需要作任何变动，从而减少由于变化或增加设备引起的源源不断的投资。一个综合布线系统的使用寿命应不低于510年。,1.2 综合布线系统 1.2.1 综合布线系统的基本概念,下面从网络拓扑结构、材料构件、性质等方面介绍。（1） 网络拓扑结构采用分层次的星型网络拓扑结构，通过交叉连接来实现。整个系统采用模块化设计，易于配线上的扩充，分级的星型结构便于数据的采集及信息的传递。（2） 材料构件各类传输介质各类传输介质的端接设备及端子连接器适配器各类插座、插头及跳线电气保护设备,（3） 性质综合布线系统是完全开放的系统，与它所连接的设备相对无
13、关。综合布线系统先将布线系统敷设好，然后根据需要连接的设备调整跳线及互连机制，选用合适的适配器，使其适用设备的需要。因此，工作区内的同一个信息接口可以连接不同的通信设备，譬如电话、终端甚至主机、工作站等。同时，综合布线系统也可以支持不同的网络设备，譬如以太网集线器、交换机、令牌环、FDDI、ATM及路由器等。,相对传统工程布线系统，综合布线系统有更优越的兼容性、开放性、可靠性、前瞻性和较好的经济性。（1） 综合布线系统能支持声音、数据、图像等，是一套统一的综合性系统；（2） 综合布线系统设备能够兼容，对于不同的制造厂商，仅需匹配相关的适配器或连接器；（3） 综合布线系统增加或变化设备方便，只需
14、将设备插入相应的信息插座，并变化相应的管理子系统即可；（4） 综合布线系统的布线不会因终端硬件的改变而变化；,1.2.2 综合布线系统的优点,（5） 综合布线系统可以选择等级，能满足各类层次用户的需要；（6） 综合布线系统的系统所含内容越多、时间越长、变化越大，性能价格比越优越。综上所述，综合布线系统有着传统工程布线系统不可比拟的优越性。随着计算机技术和电子技术的发展，综合布线系统逐渐地被国内外科技人士所重视，迅速成为一个热门领域，必将全面地替代传统的工程布线系统。传统布线与结构化布线的主要区别如书中第8页表1-3所示。,1. 综合布线在以太网（IEEE 802.3）中的应用以太网是一种著名的
15、、使用广泛的、应用总线拓扑结构的网络技术。综合布线可支持10Mbps星型局域网或IEEE 802.3、10BASET、10BASEFL、100BASET和100BASEFX局域网。在双绞电缆上运行，其拓扑结构为星型。该网络传输速率为10Mbps，可支持1024个终端。采用直径0.5mm铜芯双绞电缆，同轴适配器间、节点插孔间三类线允许100m，五类线允许150m；若铜芯双绞电缆不能满足传输要求时可采用光缆，光缆适配器无桥节点可达2027m。,1.2.3 综合布线系统在网络和通信上的应用,2. 综合布线在令牌环网（IEEE 802.5）中的应用综合布线采用直径0.5mm铜芯双绞电缆，可支持4Mbp
16、s、16Mbps的令牌环局域网。单个令牌环网可以支持250个工作站，16个集中器。每个集中器可以将令牌环网、以太网、光纤分布式数据接口以存取方法组合在一起。,3. 综合布线在FDDI中的应用综合布线可支持光纤分布式数据接口网（FDDI）及异步传送方式（ATM）。使用62.5/125m多模光纤，其网络标准允许节点间距离为2km。对于一座大楼，一般光纤分布式数据接口网主环设在干线上，即敷设在上下对应的弱电间中。综合布线采用五类双绞电缆，能支持依赖双绞电缆介质的传输方式（TP-PMD）/铜缆分布数据接口（CDDI）100信号及异步传送方式（155Mbps/622Mbps）达100m以上。综合布线应能
17、提供多媒体连接硬件，以支持光缆到桌面（FDDT）及多媒体电视会议系统等。,4. 综合布线在传输视频信号中的应用综合布线可支持监视电视的基带视频信号传输，使用适配器在75同轴电缆与双绞电缆之间进行转接，并应符合下列规定： （1） 综合布线可使用适配器，传送模拟基带视频信号和以600电缆传送的音频信号（不允许通过两条指定的音频信号线传送其他信号），其传输距离应符合表1-4的要求。表1-4 双绞电缆传送基带视频信号的最长距离,（2） 综合布线可使用适配器，以75电缆传送RGB三基色视频信号（不允许通过三根指定的RGB视频接线中任意接线传输组合基带视频信号），其传输距离应符合表1-5的要求。表1-5 双绞电缆传送RGB视频信号的最长距离,1. 简述传统的网络工程布线系统存在的问题及解决方法。2. 简述综合布线系统的基本概念。3. 综合布线与传统网络工程布线相比有哪些优点？,习题,
