通信理論在綜合布線教學中的應用研究

趙輝

摘 要：現階段各大院校綜合布線課程教學都停留在綜合布線施工技術、技能層面。通信理論作為綜合布線重要理論框架在高職院校教學實踐中卻很少應用。對于通信理論的應用價值和綜合布線教學中的應用值得研究和關注。

關鍵詞：通信理論；綜合布線；故障檢測

1 引言背景

布線系統是整個網絡工程的通信基礎，是弱電系統的核心工程，隨著互聯網絡和信息高速公路的飛速發展，布線技術逐漸顯現出他無可替代的重要性。

在早期的傳統布線工程中各種不同的設施布線是分別進行設計和施工的，每種應用自成體系。出現故障后將難以排查，難以維護管理。同時智能建筑、智能小區的出現使得傳統布線系統無法對新生應用提供充足的支持。標準化綜合布線應運而生，綜合布線將各種應用有機的結合成一個整體，靈活性更強，適用各種不同應用需求。一次布線可以支持語音、傳真、數據傳輸、影像傳輸等應用。近年來智能建筑占新開工建筑的比例己達30%以上，隨著科技的發展智能建筑所占的比例將不斷攀升。智能建筑的持續火熱使得綜合布線相關技術人才十分緊缺，高職高專院校以前一直是這方面人才培養的主要力量。隨著智能建筑行業技術發展的日新月異，單純強調高技能型的職業教育已經跟不上產業發展的需要。高學歷創新型復合人才更能適應產業發展需要，同時培養高學歷的創新性復合型綜合布線人才也是學生個人職業生涯的可持續發展的成長需求。

2 綜合布線教學特點

綜合布線技術是一門涉及計算機、通信、材料、建筑施工等多學科的課程，當前由于標準化施工是整個綜合布線系統工程的生命和保障，也導致教學過程中一味注重標準實施而輕視對標準背后綜合布線的理論研究。現階段高職院校學校綜合布線課程教學都停留在綜合布線施工技術、技能層面。課程的內容也主要是如何對標準貫徹、執行，而對綜合布線系統相關標準和規范背后的通信原理講解甚少。這無法真正體現出教育的厚基礎、寬口徑的教學特點。解決這一問題需要在綜合布線課程中綜合布線技術教學過程中引入通信等理論知識。然而目前我國一些關于通信理論的著作和論文普遍具有一定深度和難度，高職教育中通信專業學生學習通信理論難度很大， 因此在綜合布線教學實踐中很少應用。對于通信理論的應用價值和綜合布線教學中的可行性值得研究和關注。

3 通信原理在綜合布線教學中的應用

綜合布線系統中通信電纜鋪設占有非常重要的地位，布線施工中不規范的操作將影響日后的網絡傳輸性能。在教學中引導學生遵照國標操作就要從線纜的傳輸特性以及信號分析入手。只有對信號和信道特性有了一定深入的了解，日后才能勝任線纜認證、工程驗收和故障診斷等工作。涉及信號和信道傳輸特性的通信知識在綜合布線教學中就顯得尤為重要。

1.在綜合布線理論課教學的應用

傳輸介質和信道傳輸特性在綜合布線理論教學中占有非常重要的地位，學生首先應該了解數據如何以信號的形式在網絡中傳播的以及局域網信號的特點，這樣才能更好理解信道特性，和各種參數的意義。局域網中雙絞線傳輸的主要是數字基帶信號，這種離散信號的特點是富含多種頻率分量。根據信號頻譜分析的基本原理，雙絞線的帶寬必須大于信號的帶寬，否則，信號頻率域上將受限。基帶信號在頻率域的失真將導致時域上波形的失真，波形的失真可能導致接受端接受數據錯誤或引起誤操作。 所以信號和傳輸介質的選擇必須帶寬匹配，對信道傳輸特性的測量分析也要在全頻率域內進行。衰減、串擾等參數也是隨頻率變化而變化的。許多時候對信道進行特性分析要使用高頻、長線、微波波導、天線等通信理論。可以看出通信理論在綜合布線理論框架中占有極其重要地位。綜合布線理論教學應注意有選擇地、適當地引入通信理論。多做定性文字語言分析，少一些定量的數學分析，適當引入一些數學推導。這樣學生才更容易理解、更容易激發學生的學習興趣。

2.通信原理在綜合布線實驗教學中的應用

綜合布線實驗教學主要分為網絡工程布線設計與規劃、綜合布線施工技術、綜合布線工程測試驗收及故障檢測、維護等幾個部分。施工技術和故障檢測是實驗教學重點。綜合布線實驗教學過程中對線纜的故障檢測、故障類型判斷、故障定位及故障恢復等要大量應用通信知識。運用通信知識通過對故障線路的測量結果對比和故障分析可以加深學生對綜合布線標準的理解。運用通信原理可以快速定位、排除故障。比如生產環境中不注意對線路的保護通常會因暴力施工導致信道傳輸線路特性改變，導致數據傳輸錯誤。雙絞線鋪設時常會擠壓變形，甚至導線斷裂。在實驗中測量一條雙絞線施工鋪設前后對比，通過fluke線纜認證測試儀測試的結果可以分析高、低、中頻率域內信號的衰減程度，可以診斷出包帶開裂、線纜張力、絞距偏大等故障。通過信號延時參數可以診斷出長度不一致的故障。實驗教學中我們也經常要測量雙絞線的串擾，根據高頻信號、通信原理可知交變信號會產生電磁輻射，這種輻射干擾到相鄰線對就形成了串擾。通過對雙絞線串擾的測量也可以診斷線纜故障。串擾基本可以通過雙絞線的絞結來加以限制。局域網雙絞線制作過程中四對芯線的絞距均應完全不相同，而且彼此之間不應該出現可能在若干個絞距后重復對齊的現象。擠壓和拉力過大導致線纜絞距突變導致串擾變大的故障。同時導線阻抗也會發生變化導致波阻不連續引起功率反射， 回波損耗也會發生變化。通過對信號的學習研究可以更深入的解讀測試參數，更有利于故障診斷和排除。

4 總結

綜合布線教學過程中大量涉信號知識，只有掌握了這些知識才能對綜合布線施工驗收等環節有更深入的了解。才能對各種故障及時定位排除。在綜合布線課程中應適量引入通信、信號等相關課程理論，是綜合布線本科教學的發展趨勢。

參考文獻

[1]黎連業，陳光輝.網絡綜合布線系統與施工技術.北京：機械工業出版社，2011.

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