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第 2 章 综合布线常用材料. 第 2 章 综合布线常用材料. 本章学习要求 : 1 .了解同轴电缆、超五类以上双绞线的性能 ; 2 .熟悉五类及超五类屏蔽 / 非屏蔽双绞线的物理构造及电气特性指标,熟悉光纤原理与分类; 3 .了解常用电缆与光缆连接硬件的机械特性与电气特性。. 第 2 章 综合布线常用材料. 教学内容 : 2.1 电缆 2.2 光缆 2.3 连接硬件. 2.1 电缆. 电缆由一组导电线组成,外表覆盖了一层保护皮层,有的导线外还附加一条抗拉线,可以适应室外内布线的要求。 电缆主要分为同轴电缆、平行线电缆和双绞线电缆三类。.

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第 2 章 综合布线常用材料

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第2章 综合布线常用材料


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第2章 综合布线常用材料

  • 本章学习要求:

  • 1.了解同轴电缆、超五类以上双绞线的性能;

  • 2 .熟悉五类及超五类屏蔽/非屏蔽双绞线的物理构造及电气特性指标,熟悉光纤原理与分类;

  • 3 .了解常用电缆与光缆连接硬件的机械特性与电气特性。


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第2章 综合布线常用材料

  • 教学内容:

    • 2.1 电缆

    • 2.2 光缆

    • 2.3 连接硬件


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2.1电缆

  • 电缆由一组导电线组成,外表覆盖了一层保护皮层,有的导线外还附加一条抗拉线,可以适应室外内布线的要求。

  • 电缆主要分为同轴电缆、平行线电缆和双绞线电缆三类。


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2.1电缆

  • 2.1.1 同轴电缆

  • 同轴电缆(Coaxial Cable)的外层导体和内层芯线的圆心在同一个轴心上,所以称为同轴电缆。

  • 同轴电缆的外层导体与内层芯线的电气特性不相等,故同轴电缆属于非平衡电缆。


2 1 1

外层保护套

绝缘层

内导体芯

外导体屏蔽层

2.1.1同轴电缆

  • 1.同轴电缆的结构与分类

  • (1)同轴电缆的结构

  • 同轴电缆由一对导体组成,按“同轴”形式构成线对。同轴电缆最里层是单根铜芯导线,再裹一层绝缘材料,外覆密集金属网状导体(屏蔽层),最外面是一层起保护性作用的塑料外套。见实物演示。


2 1 11

2.1.1同轴电缆

  • (2)同轴电缆的分类

  • 同轴电缆按直径的不同分为粗缆和细缆两种。根据传输频带的不同,可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

  • ① 粗缆-RG-8或RG-11,50欧姆(Ω)

  • 粗缆适用于较大局域网的网络干线,布线距离较长,可靠性较好。

  • ② 细缆-RG-58,50欧姆(Ω)

  • 细缆一般用于总线型网布线连接。


2 1 12

2.1.1同轴电缆

  • 2.同轴电缆的特性

  • 同轴电缆的主要特性如下:

  • (1)物理特性

  • 粗同轴电缆的直径约为1.02~2.54cm,细同轴电缆的直径约为0.64cm,可在较宽的频率范围内工作。

  • (2)传输特性

  • 基带同轴电缆仅用于数字传输,并使用曼彻斯特编码,数据传输速率最高为10Mbit/s。宽带同轴电缆既可用于模拟信号传输又可用于数字信号传输。


2 1 13

2.1.1同轴电缆

  • (3)连通性

    • 同轴电缆适用于点到点和多点连接。基带50Ω电缆每段可支持几百台设备,在大系统中还可以用转接器将各段连接起来;宽带75Ω电缆可以支持数千台设备,但在高数据传输率下(50Mbit/s)使用宽带电缆时,设备数目限制在20~30台。

  • (4)地理范围

    • 同轴电缆的传输距离取决于传输的信号形式和传输的速率,典型基带电缆的最大距离限制在几千米以内。但在同样数据速率条件下,粗缆的传输距离较细缆长。宽带电缆的传输距离可达几十千米。

  • (5)抗干扰性

    • 同轴电缆的抗干扰性能强,原因是同轴电缆的外层网状金属导体对环境的电磁干扰和本身的电磁辐射起到了良好的屏蔽作用。


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2.1.2双绞线电缆

  • 双绞线(TP)由两根具有绝缘保护的铜导线组成,把两根绝缘铜导线按一定的密度互相扭绞在一起,每一根导线在导电传输中辐射出的电磁波会被另一根导线上辐射出的电磁波所抵消,从而减少信号辐射影响的程度。

  • 将一对或多对双绞线安置在一个塑料护套中,便形成了双绞线电缆。

  • 双绞线电缆的每一对导线的电气特性相同,故双绞线电缆属于平衡电缆。


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2.1.2双绞线电缆

  • 1.双绞线电缆的分类

  • 双绞线按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)两大类。


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2.1.2双绞线电缆

  • 2.非屏蔽双绞线电缆UTP

  • 非屏蔽双绞线电缆UTP由多对双绞线和一个塑料外皮构成,最常用的UTP是4线对8芯UTP。

  • (1)UTP双绞线的连接标准

  • TIA/EIA 568将UTP分为6个Category(类别):

  • Category 1:速率1~2 Mbit/s。

  • Category 2:速率1~2 Mbit/s,用于語音。

  • Category 3:速率16 Mbit/s,用于10Base-T及4Mbit/s Token Ring。

  • Category 4:速率20 Mbit/s,用于10Base-T及16Mbit/s Token Ring。

  • Category 5:速率100 Mbit/s,用于100Base-TX。

  • Category 6:速率1000 Mbit/s,用于1000Base-TX。


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2.1.2双绞线电缆

  • 4线对UTP用不同的颜色对来区分各线对,它们分别是:白绿-绿、白橙-橙、白蓝-蓝、白棕-棕。

  • TIA/EIA布线标准中规定了两种双绞线的连接线序568A与568B。

  • 标准568A的线序排列是:

  • 白绿-1,绿-2,白橙-3,蓝-4,白蓝-5,橙-6,白棕-7,棕-8

  • 标准568B的线序排列是:

  • 白橙-1,橙-2,白绿-3,蓝-4,白蓝-5,绿-6,白棕-7,棕-8


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2.1.2双绞线电缆

  • (2)部分UTP双绞线资料

  • ① 三类2线对非屏蔽双绞线

  • ② 五类4线对非屏蔽双绞线

  • ③ 五类4线对室外阻水非屏蔽双绞线

  • ④ 超五类(5e)4线对多股非屏蔽双绞线

  • ⑤ 超五类4线对非屏蔽双绞线

  • ⑥ 六类4线对非屏蔽双绞线


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2.1.2双绞线电缆

  • 3.屏蔽双绞线电缆STP

  • 屏蔽双绞线电缆STP的内部与非屏蔽双绞线电缆UTP一样是双绞铜线,外加金属网丝套(接地)或金属箔(屏蔽层)包裹,可具有整体屏蔽层、线对屏蔽层、或同时具有这两种屏蔽层。

  • 屏蔽双绞线分为:

  • F/UTP(电缆金属箔屏蔽)

  • U/FTP(线对金属箔屏蔽)

  • SF/UTP(电缆金属编织丝网加金属箔屏蔽)

  • S/FTP(电缆金属箔编织网屏蔽加线对金属箔屏蔽)


2 1 26

2.1.2双绞线电缆

  • 4.大对数电缆

    • 大对数电缆中常见的有25线对、50线对和100线对电缆。

    • (1) 三类25对非屏蔽双绞线

    • 适用于副主干线路,可传输25路视频或其他信号;

    • (2) 三类50对非屏蔽双绞线

    • 适用于设备间与设备间的主干连接,可传输50路视频或其他信号;

    • (3) 三类100对非屏蔽双绞线

    • 适用于副主干线系统及开放式办公室,可传输100路视频或其他信号;

    • (4) 五类25对非屏蔽双绞线

    • 既适用于主干布线也适用于水平布线,可传输25路视频或其他信号;


2 1 3

2.1.3 常用双绞线电缆

  • 美国线材度量衡标准- AWG (American Wire Gauge, AWG) , AWG前面的数值(如24AWG、26AWG)表示导线形成最后直径前所要经过的孔的数量,数值越大,导线经过的孔就越多,导线的直径也就越小。


2 1 31

2.1.3 常用双绞线电缆

  • 1. 五类4线对非屏蔽双绞线(100Ω)

  • 五类4线对非屏蔽双绞电缆的线芯规格是24AWG,直径为0.02011 英寸,即0.511毫米。

  • 2. 五类4线对24AWG 100Ω屏蔽双绞线

  • 五类4线对24AWG屏蔽双绞电缆的铜线芯直径为0.02011 英寸,即0.511毫米,以氟化乙烯做绝缘材料,内有一根24AWG TPC漏电线,传输频率达100MHz。


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2.1.3 常用双绞线电缆

  • 3. 五类4线对24AWG非屏蔽双绞电缆软线

  • 五类4线对24AWG非屏蔽双绞电缆软线用于高速数据传输,适合于扩展传输距离,应用于互连或跳接线,传输频率达100MHz。为达到制作跳接线柔软的性能,双绞电缆内8条导线的每一条都是由多股(7股)更细的芯线构成的。

  • 4.五类4线对26AWG屏蔽双绞电缆软线

  • 五类4线对26AWG屏蔽双绞电缆软线的铜线芯直径为0.01590 英寸,即0.404毫米,内有一根26AWG TPC漏电线组成,传输频率达100MHz。


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2.1.3 常用双绞线电缆

  • 5. 超五类双绞电缆

    • 超五类双绞电缆具有以下4个优点:

    • (1)提供了比较坚实的网络基础,使迁移和更新网络技术变得更加方便。

    • (2)它能够满足大多数应用的要求,并且还满足低串扰总和的要求。

    • (3)它为将来网络的高速传输提供了解决方案。

    • (4)它有充足的性能余量,使得安装和测试更加方便。

    • 6. 六类双绞线电缆

    • 六类非屏蔽双绞线的各项参数都有大幅提高,带宽也扩展至250MHz或更高。六类双绞线在外形和结构上与五类或超五类双绞线都有一定的差别,不仅增加了绝缘的十字骨架,将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内,而且电缆的直径也更粗,相互缠绕更密。


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2.1.3 常用双绞线电缆

  • 7.电缆标志

  • GB 50312-2007《综合布线系统工程验收规范》对缆线标志的要求:在缆线的护套上以不大于lm 的间隔印有生产厂厂名或代号,缆线型号及生产年份。以lm 的间距印有以m 为单位的长度标志。

标记“AMP SYSTEMS CABLE E136034 1500 24AWG (UL) CMR/MPR OR C(UL)PCC FT4 VERIFIED ETL CAT5 9961384 FT 9928”的含义如下。

AMP SYSTEMS:生产商是AMP;

E136034 1500:代表产品序号;

24AWG:铜芯直径是24AWG;

(UL)CMR/MPR:符合美国UL电缆防火测试级别;

C(UL)PCC:符合加拿大UL标准,PCC认证;

FT4 VERIFIED ETL CAT5:通过ETL认证的4对线五类双绞线;

9961384 FT:双绞线的长度点,FT为英尺缩写;

9928:产品的生产日期,1999年第28周。


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2.2光缆

  • 光缆是由一捆光导纤维组成的,它外表覆盖了一层保护皮层,纤芯外围还覆盖一层抗拉线,可以适应室外布线的要求。


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2.2光缆

  • 光缆的基本组成

    • 光缆由缆芯、加强元件和护层三部分组成。

    • (1)缆芯

    • 缆芯是由单根或多根光纤芯线组成,其作用是传输光波。

    • (2)加强元件

    • 加强元件一般有金属丝和非金属纤维,其作用是增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷。

    • (3)护层

    • 光缆的护层主要是对已形成缆的光纤芯线起保护作用,避免受外界的损伤。


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2.2.1 光纤通信的工作原理

  • 光纤通信是以光波为载体、光导纤维为传输介质传输信息的一种通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光一光纤通信。

  • 1.光及其特性

  • (1)光是一种电磁波

  • 可见光部分波长范围是:390-760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是波长为850nm、1300nm、1310nm、1550nm的四种光。

长度关系:

1微米(μm)=1000纳米(nm)


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2.2.1 光纤通信的工作原理

  • 光纤通信是以光波为载体、光导纤维为传输介质传输信息的一种通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光一光纤通信。

  • 光通信的难点是什么?

信号的变换

传播

接续


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2.2.1 光纤通信的工作原理

  • 1.光及其特性

  • (1)光是一种电磁波

  • 可见光部分波长范围是:390-760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是波长为850nm、1300nm、1310nm、1550nm的四种光。

  • (2)光的折射,反射和全反射

  • 光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。当光从光密物质向光疏物质传播,入射角达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。

长度关系:

1微米(μm)=1000纳米(nm)


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2.2.1 光纤通信的工作原理

  • 2.光纤通信原理

  • 发送端:首先要把传送的信息(如话音、数字信号等)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;

  • 接收端:检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。


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2.2.2 光纤的分类

  • 1.按照制造光纤所用的材料分类

  • 石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤五种。

  • 目前通信中普遍使用的是石英系光纤。

  • 2.按光在光纤中的传输模式分类

  • (1)单模光纤(Single Mode Fiber,SMF)

  • 单模(SM)光纤内光以单一路径(模式)传输,玻璃芯很细,纤芯直径为8.3μm(微米),包层外直径125μm(微米),只能传一种模式的光。模间色散很小,适用于远程通讯。

  • (2)多模光纤(Multi Mode Fiber,MMF)

  • 多模(MM)光纤内光以多路径(模式)传输。玻璃芯较粗,纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm,可传多种模式的光。模间色散较大,传输的距离就比较近,一般只有几公里。


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2.2.2 光纤的分类

  • 3.按最佳传输频率窗口分类

  • 有常规型单模光纤和色散位移型单模光纤两种。

  • (1)常规型

  • 光纤传输频率最佳化在单一或两个波长的光上,如1.31μm和1.55μm。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散小得多。又称G652光纤。

  • (2)色散位移型

  • 对色散进行补偿,使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模光纤。又称G653光纤。


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2.2.2 光纤的分类

  • 4.按折射率分布情况分类

  • (1)阶跃型

  • 光纤的纤芯折射率高于包层折射率,使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的,包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的,只有一个台阶,简称阶跃光纤。

  • 模间色散高,传输频带不宽,传输速率不能太高,用于通信不够理想,只适用于短途低速通讯。

  • (2)渐变型光纤

  • 光纤中心芯到玻璃包层的折射率逐渐变小,使高次模的光按正弦形式传播,减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。


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2.2.2 光纤的分类

  • 5.按光纤的工作波长分类

  • 短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤三种。

  • 短波长光纤是指传输光波长为0.8~0.9μm的光纤;

  • 长波长光纤是指传输光波长为1.0~1.7μm的光纤;

  • 超长波长光纤是指传输光波长为2μm以上的光纤。


2 2 3

2.2.3 光纤传输系统

  • 光纤传输系统是以光波为载体、以光导纤维(光纤)为传输媒质,主要由光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成的光通信系统。


2 2 4

2.2.4 常用光缆

  • 1.光缆的分类

  • (1)根据光纤分类

  • 按光纤的传输性能、距离和用途可分为用户光缆、市话光缆、长途光缆和海缆;按光纤的种类可分为多模光缆和单模光缆;按光纤的套塑方法可分为紧套光缆、松套光缆和带状光缆。

  • (2)根据光缆结构分类

  • 加强件光缆、分散加强件光缆和护层加强件光缆;按护层材料可分为普通光缆、阻燃光缆和防蚁光缆;扁平结构的入户光缆、高密度带状光缆、层绞式光缆和铠装光缆。

  • (3)根据光缆的敷设方式分类

  • 分为室内光缆、架空光缆、直埋光缆、管道光缆和水底光缆。


2 2 41

2.2.4 常用光缆

  • 2.通信光缆常用分类方法

  • (1)野外光缆:用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设的光缆。

  • (2)软光缆:具有优良的曲绕性能的可移动光缆。

  • (3)室内光缆:用于室内布放的光缆。

  • (4)设备内光缆:用于设备内布放的光缆。

  • (5)海底光缆:用于跨越海洋敷设的光缆。

  • (6)特种光缆:用作特殊用途的光缆。


2

2.3 连接硬件

  • 在综合布线系统中,各种不同的设备要使用不同的配线材料,而连接这些不同配线材料的器件我们统称为连接硬件。


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2.3.1电缆连接硬件

  • 粗缆的连接硬件是AUI接头;

  • 细缆的连接硬件是BNC“桶”形接头与“T”型接头;

  • 双绞线电缆的连接硬件主要是RJ接头。


2 3 11

2.3.1电缆连接硬件

  • 1.对电缆连接硬件的要求


2 3 12

2.3.1电缆连接硬件

  • 2.RJ-45接头

  • RJ-45接头是一种只能沿固定方向插入并自动防止脱落的塑料接头,也称“水晶头”,专业术语为RJ-45连接器。


2 3 13

2.3.1电缆连接硬件

  • 3.RJ-45接头护套

  • RJ-45接头护套用于标记线缆,保护水晶头与线缆的连接。


2 3 14

2.3.1电缆连接硬件

  • 4.信息模块

  • 信息模块安装在信息插座中,利用卡位来实现固定,通过它使配线子系统与工作区的设备终端电缆连接起来。

  • 信息模块按所连接的电缆来分类,可分为五类、超五类和六类屏蔽/非屏蔽模块;

  • 按传输信息的种类可分为数据模块和语音模块。


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2.3.1电缆连接硬件

  • 德迈特超5类RJ45非屏蔽信息模块:

  • 符合ANSI/TIA/EIA 568 B要求;安全标准满足UL1863规范;相容T568A和T568B线序;能卡接22AWG~24AWG规格芯线;锁扣灵活,易于模组嵌入面板和从面板上拆卸;

  • RJ45连接器符合FCC68部分、F子部分及IEC-60603-7规范;750次以上插拨周期。额定电流为1.5安培;绝缘电阻最小10兆欧姆;接触电阻2毫欧姆;适用溫度范围为-40℃~70℃。


2 3 2

2.3.2 光缆连接硬件

  • 1.对光缆连接硬件的要求

  • 在机械操作和光学特性方面的要求,如表2-15所示。

  • 2. 光纤连接部件

  • 光纤连接部件由两个插针和一个耦合管三个部分组成一连接体,在连接体内两个光纤的端面精密地对接起来,使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。

  • 连接体的插针部分就是光纤连接器,耦合管部分是光纤耦合器。


2 3 21

2.3.2 光缆连接硬件

  • 3.FC型光纤连接器

  • FC(Ferrule Connector)连接器最早由日本NTT研制,其外部加强方式采用金属套,紧固方式为螺丝扣,采用旋转插入方法,是一种带定位键、接触型、有抗拉或抗扭转结构的连接器。


2 3 22

2.3.2 光缆连接硬件

  • 4.ST光纤连接器

  • ST 是英文Straight Trip(直接连接)的缩写。ST光纤连接器由一对经精密模式压成形的圆锥形的圆筒插头和一个内装有塑料套筒的耦合组件组成,插头可连接光纤到设备。代表产品是美国贝尔实验室开发研制的ST II型光纤连接器。


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2.3.2 光缆连接硬件

  • 5.SC光纤连接器

  • SC是Square Connector的缩写,由日本的NTT公司研制。其外壳为矩型玻璃纤维塑料件;插针由精密陶瓷制成,耦合管为金属开缝套管,尺寸与FC型相同;插入方法是“推入/推出”方式;紧固方式采用插拔销闩式;是带定位键、接触型,有抗拉和抗扭转结构的一种连接器。


2 3 24

2.3.2 光缆连接硬件

  • 6.MT-RJ光纤连接器

  • (1)MT-RJ光纤连接器

  • MT-RJ光纤连接器来源于NTT公司开发的MT连接器,其外壳和锁紧机构类似RJ,通过小型套管两侧的导向销对准光纤,为便于与光接收机/发射机相连,连接器端面光纤为双芯(间隔0.75mm)排列设计,主要用于数据传输的高密度光连接。

  • (2)MT-RJ光纤耦合器

  • MT-RJ光纤耦合器用来为MT-RJ光纤连接器提供紧密连接的场所,一端插入连接器公头,另一端插入连接器母头


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