下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
传输介质是综合布线系统的最重要的组成构件，它既是连接各个子系统的中间介质，也是信号传输的媒体，决定了网络的传输速率、网络传输的最大距离、传输的安全性、可靠性、可容性和连接器件的选择等。综合布线的传输介质主要是电缆和光缆。智能建筑群之间和建筑物主干线主要采用光缆，建筑物的水平子系统的布线多用双绞线。
双绞线（Twisted Pair Cable，TPC）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（典型直径为1mm）组成，并按一定密度相互缠绕，每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，降低了信号干扰的程度。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。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的扭绞长度。与同轴电缆、光缆相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均有所不同，但价格较为低廉，主要用于短距离的信息传输。
目前，按是否有屏蔽层，双绞线分为非屏蔽双绞线（Unshielded Twisted Pair，UTP）和屏蔽双绞线（Shielded Twisted Pair，STP）。非屏蔽双绞线由绞在一起的线对构成，外面有护套，但在电缆的线对外没有金属屏蔽层。它由8根不同颜色的线分成4对（白棕／棕、白绿／绿、白橙／橙、白蓝／蓝）。每两条按一定规则绞合在一起，成为一个芯线对，如图2.3所示。它是综合布线系统中常用的传输介质。
图2.3 非屏蔽双绞线
因为非屏蔽双绞线电缆无屏蔽外套，直径小，节省所占用的空间，成本低，质量轻，易弯曲，易安装，所以得到广泛应用。
屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线相比，在双绞铜线的外面加了一层金属层，这层金属层起着屏蔽电磁信号的作用。按金属层数量和金属屏蔽层缠绕的方式，可细分为铝箔屏蔽双绞线（FTP）、铝箔／金属网双层屏蔽双绞线（SFTP）和独立双层屏蔽双绞线（STP），其屏蔽和抗干扰能力依次递增。STP指每条线都有各自的屏蔽层，而FTP只在整个电缆有屏蔽装置，并且两端都正确接地时才起作用。所以要求整个系统包括电缆、信息点、水晶头和配线架等是屏蔽器件，同时建筑物需要有良好的接地系统。
屏蔽双绞线的优点在于屏蔽层既可减少辐射，防止信息被窃听，也可阻止外部电磁干扰的进入，使屏蔽双绞线比同类的非屏蔽双绞线具有更高的传输速率。但是在实际施工时，很难全部完美接地，从而使屏蔽层本身成为最大的干扰源，导致性能甚至远不如非屏蔽双绞线。所以，除非有保密的特殊需要，通常在综合布线系统中只采用非屏蔽双绞线。
电气工业协会／电信工业协会（EIA／TIA）按双绞线的电气特性定义了7种不同质量的型号，现主要使用六类线和超五类线。六类和超五类UTP是当前最常用的以太网电缆，超五类双绞线是对五类双绞线的改进，传送信号时衰减更小，抗干扰能力更强。五类UTP用于支持带宽要求达到100MHz的应用，而超五类可达155MHz，能够满足目前大部分室内工作要求。而六类线可支持250MHz，七类线可支持600MHz的带宽，基本满足当前对快速通信的需求。六类布线造价仅比超五类略贵一点，已获得广泛应用。
双绞线采用铜质线芯，传导性能良好。目前，常用的六类和超五类双绞线传输模拟信号时，5～6km需要一个放大器；传输数字信号，2～3km需要一个中继器，双绞线的带宽可达268 kHz。一段六类和超五类双绞线的最大使用长度为100m，只能连接一台计算机，双绞线的每端需要一个RJ-45的8芯插座（俗称水晶头），各段双绞线可以通过集线器（HUB）互联，利用双绞线最多可以连接64个站到集线器。
随着技术的进步，六类线250MHz的带宽将不能满足人们的需要，高质量、高宽带的七类双绞线将会给人们的工作和生活带来极大的方便。七类双绞线是一种屏蔽双绞线，可提供600MHz的整体带宽，传输速率可达10Gbps。每一线对都有一个屏蔽层，4对线合在一起，还有一个公共屏蔽层，所以线径相对较粗。
在ISO／IEC 11801第三版草案中，新增了Category 8.1和8.2的八类线，能在30m信道长度内支持2000MHz传输，其中8.1对应的性能与该标准内的超六类线类似，8.2对应的性能与超七类线类似。
光缆是一组光导纤维（光纤）的统称。它不仅是目前可用的媒体，而且是未来长期使用的媒体，其主要原因在于光纤具有很大的带宽，传输速度与光速相同。光纤与电导体构成的传输媒体最基本的差别表现为它传输的信息是光束而不是电气信号。因此，光纤传输的信号不受电磁的干扰，保密性能优异。
光纤由单根玻璃光纤、紧靠纤芯的包层及塑料保护涂层组成，为使用光纤传输信号，光纤两端必须配有光发射机和接收机，光发射机执行从光信号到电信号的转换，如图2.4所示。实现电光转换的通常是发光二极管（LED）或注入式激光二极管（ILD）；实现光电转换的是光电二极管或光电三极管。
图2.4 光纤结构示意图
根据光在光纤中的传播方式，光纤有两种类型：多模光纤和单模光纤。多模光纤又根据包层对的折射情况分为突变型折射和渐变型折射。以突变型折射光纤作为传输媒介时，发光管以小于临界角发射的所有光都在光缆包层界面进行反射，并通过多次内部反射沿纤芯传播。这种类型的光纤传输距离要低于单模光纤。
多模突变型折射光纤的散射是通过使用具有可变折射率的纤芯材料来减小的，折射率随着离开纤芯距离的增加使光沿纤芯的传播类似正弦波，如图2.5（a）所示。将纤芯直径减小到3～10μm后，所有发射的光都沿直线传播，称为单模光纤，如图2.5（c）所示。它通常使用ILD作为发光元件。
图2.5 光在多模光纤与单模光纤中的传输
从上述3种光纤接收的信号看，单模光纤接收的信号与输入的信号较为接近，多模渐变型次之［图2.5（b）］，多模突变型接收的信号散射最严重，因而它所获得的速率最低。在网络工程中，一般选用规格为50／125μm（芯径／包层直径，美国标准）的多模光纤，只有在户外布线大于2km时才考虑选用单模光纤。常用单模光纤有（8，9，10）／125μm 3 种。因为单模光纤传输距离长，一般采用无源连接，维护工作量极小，目前在智能大楼和小区内得到广泛应用，使光纤接入（FTTH／O）已占目前固定互联网宽带接入用户总数的90％以上。
光缆由一组光纤组成，光纤工程实际使用的是光缆，通常采用双芯光缆和多芯光缆。双芯光缆就是光缆护套中有两根光纤的光缆，通常用于光纤局域网的主干网线，因为所有的局域网连接都同时需要一根发送光纤和一根接收光纤。多芯光缆包含3根到几百根光纤不等。一般情况下，多芯光缆中的光纤数目为偶数，因为所有的局域网连接都同时需要一根发送光纤和一根接收光纤。
按光缆在布线工程中的应用分类，有以下3种。
光纤跳线是两端带有光纤连接器的光纤软线，适用于网卡与信息插座的连接以及传输设备间的连接，可以应用于管理子系统、设备间子系统和工作区子系统。
室内光缆的抗拉强度较小，保护层较差，但也更轻便、更经济。室内光缆主要适用于水平干线子系统和垂直干线子系统。
室外光缆的抗拉强度较大，保护层较厚重，并且通常为铠装（即金属皮包裹）。室外光缆主要适用于建筑群子系统，常用敷设方式有直埋式和管道式两种。直埋式光缆最常见，它直接埋设在开挖的电信沟内，埋设完毕即填土掩埋，埋深一般为0.8～1.2m。而管道式光缆多应用于拥有电信管道的建筑群子系统布线工程中，其强度一般并不太大，但应有非常好的防水性能。
智能建筑的系统集成越来越趋向于开放，用户设备要与外部网络光纤设备直接沟通时，还需加装多／单模转换设备，完成楼内外不同类型光纤间的连接，造成重复施工和增加扩建资金，采用吹光纤技术是解决这一矛盾的可行方法。当前只敷设光纤护套空管，光纤在将来实际应用时，再直接吸入护套内。这已是成熟的技术，其优点是既可减少无用光纤点的敷设，也可减少综合布线初期投入。目前敷设护套空管的价格大致与一个铜缆点的价格相当。另外，吸入光纤的根数和性质（单模／多模）均可根据需要而定，因此具有更强的灵活性。这种设计适用于开放式办公环境综合布线。
与传统的传感器相比光纤传感器具有很多不可比拟的优势，尤其是在电力系统应用上。比如，光纤传感器的高灵敏度、绝缘性高、不受电磁辐射干扰、体积小等。光纤传感器易于组成光纤传感网络，图2.6示意了一种光纤传感器用于配电安全监测系统，该系统能实时地监测配电安全，当故障发生时能通知到每一户，并发出报警信号。
图2.6 光纤传感器用于配电安全监测
网络除了有线形式外，还有无线网络，通过无线介质传输信号。无线网络既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络（WLAN），也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。它与有线网络的用途十分类似，其最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线，可以和有线网络互为备份。无线网络的发展方向之一就是“万有无线网络技术”，也就是将各种不同的无线网络统一在单一的设备下。如芯片采用软件无线电技术，可以在同一个芯片上处理Wi-Fi、WiMAX和DVB-H数位电视等不同无线技术。
常见标准有以下4种：
①IEEE 802.11a：使用5GHz频段，传输速度54Mb／s，与802.11b不兼容。
②IEEE 802.11b：使用2.4GHz频段，传输速度11Mb／s。
③IEEE 802.11g：使用2.4GHz频段，传输速度主要有54Mb／s和108Mb／s，可向下兼容802.11b。
④IEEE 802.11n：使用2.4GHz频段，传输速度可达300Mb／s。
目前IEEE 802.11b最常用。
IEEE 802.11b标准含有确保访问控制和加密的两个部分，这两个部分必须在无线LAN中的每个设备上配置。拥有成百上千台无线LAN用户的公司需要可靠的安全解决方案，可以从一个控制中心进行有效的管理。缺乏集中的安全控制是无线LAN只在一些相对较小场所和特定应用中得到使用的根本原因。
无线网络可分为个人网、区域网和城域网3类。
无线个人网（WPAN）是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。例如，利用Wi-Fi、蓝牙连接耳机及便携式电脑、平板机等。
Wi-Fi，中文名无线保真，是一种可以将个人电脑、手持设备（如PAD、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。无线保真是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有。无线保真的目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。目前习惯把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈，甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。
Wi-Fi可以简单地理解为无线上网，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持无线保真上网，是当今使用最广的一种无线网络传输技术。实际上就是把有线网络信号转换成无线信号，使用无线路由器供支持其技术的相关计算机、手机、平板电脑等接收。手机一般有无线保真功能，在有Wi-Fi无线信号时就可不通过电信企业的网络上网。
蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。由蓝牙构成的无线个人网已无处不在，并推动了GPRS，3G，4G和5G甚至6G的发展。
ZigBee（IEEE 802.15.4）也是一种短距离、低功耗、低速率的近距离无线网络技术。主要用于设备的监测与控制，传输速率为4～32 Kb／s，最大传输距离约100m，具备可靠、功耗低、成本低的特点。
无线区域网（Wireless Regional Area Network，WRAN）基于认知无线电技术，IEEE 802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。WRAN系统工作在47～910MHz高频段／超高频段的电视频带内，由于已经有用户（如电视用户）占用了这个频段，因此，802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。
NB-IoT（Narrow Band-Internet of Things）是一种典型区域网无线联网技术，定位于营运商级、基于授权频谱的低速率物联网市场，主要应用场景为位置跟踪、环境监测、智能停车、远程抄表、农业和畜牧业，可以用于填补现有移动通信网难以支持的场景。
城域网（Metropolitan Area Network，MAN）是连接数个无线局域网的无线网络形式，分有线和无线两种，属宽带局域网。有线网采用具有有源交换元件的局域网技术，传输媒介采用光缆，传输速率在100Mb／s以上。可将位于同一城市内不同地点的主机、数据库，以及LAN等互相连接起来，这与WAN的作用有相似之处，但两者在实现方法与性能上有很大差别。有线MAN遵循分布式队列双总线DQDB（Distributed Queue Dual Bus）标准，即IEEE 802.6。DQDB是由双总线构成，所有的计算机都连结在上面。
2003年，无线城域网标准IEEE 802.16a正式通过。致力于此标准研究的组织是WiMax论坛——全球微波接入互操作性（Worldwide Interoperability for Microwave Access）组织。WiMax已成为继无线局域网联盟Wi-Fi之后的另一个具有充分产业影响力的无线产业联盟。其基于IEEE 802.16d标准的芯片能够帮助实现终端设备与天线的无线高速连接，是被国际电信联盟（ITU）认定的4G技术，2G、3G、4G、5G涵盖的无线通信技术，如GPRS／GSM／1xTRR／CDMA等都可看成是无线MAN。
在无线局域网里，常见的设备有无线网卡、无线网桥、无线天线等。
无线网卡的作用类似于以太网中的网卡，作为无线局域网的接口，实现与无线局域网的连接。无线网卡根据接口类型的不同，主要分为3种类型，即PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡和USB无线网卡。
PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑，支持热插拔，可以非常方便地实现移动无线接入。PCI无线网卡适用于普通的台式计算机使用。其实PCI无线网卡只是在PCI转接卡上插入一块普通的PCMCIA卡。USB接口无线网卡适用于笔记本和台式机，支持热插拔，如果网卡外置有无线天线，那么USB接口就是一个比较好的选择。
无线网桥用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十千米。所以它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段的802.11b或802.11g以及采用5.8GHz频段的802.11a无线网桥。无线网桥有3种工作方式，即点对点、点对多点、中继连接，特别适用于城市中的远距离通信。
在无高大障碍（山峰或建筑）的条件下，一对速组网和野外作业的临时组网。其作用距离取决于环境和天线：一对27 dbi的定向天线可以实现10km的点对点微波互联；12 dbi的定向天线可以实现2km的点对点微波互联；一对只实现到链路层功能的无线网桥是透明网桥，而具有路由等网络层功能；在网络24 dbi的定向天线可以实现异种网络互联的设备称为无线路由器，也可作为第三层网桥使用。
无线网桥通常是用于室外，主要用于连接两个网络，使用无线网桥不可能只使用一个，必须两个以上，而AP可以单独使用。无线网桥功率大，传输距离远（最大可达约50km），抗干扰能力强等，不自带天线，一般配备抛物面天线实现长距离的点对点连接。
当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或传输速率明显下降，或根本无法实现与AP或其他计算机之间通信，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。
无线天线有多种类型，常见的有两种：一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；另一种是室外天线。室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线；另一种是棒状的全向天线，适合远距离传输。