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文檔簡介
1、第三章 綜合布線,綜合布線是一項非常復雜、涉及多個學科的系統(tǒng)工程。它不僅要考慮到具體的網(wǎng)絡結構,還要考慮各種其他不同的網(wǎng)絡通信方式(如電話、消防、報警等)、不同傳輸介質(zhì)的電氣性能。不過,本章僅就綜合布線中與以太網(wǎng)有關的部分進行了綜合介紹,對具體的綜合布線設計、施工、驗收等過程不做具體介紹。如有需要,請參見網(wǎng)絡工程師必讀系列的網(wǎng)絡工程師必讀綜合布線一書。 本章重點 綜合布線系統(tǒng)構成 ANSI/EIA/TIA-568標準中的打線方法 雙絞線的主要測試指標 六類線、七類線與常見的超五類線的區(qū)別及主要優(yōu)勢 綜合布線的主要注意事項 各布線子系統(tǒng)的布線要點 雙絞線和信息模塊的制作方法,3.1 綜合布線系統(tǒng)
2、基礎,建筑物綜合布線系統(tǒng)(SCS)是一種在建筑物或建筑群中綜合數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡系統(tǒng)。但它不限于計算機網(wǎng)絡的布線,它是把建筑物內(nèi)部的話音交換、計算機網(wǎng)絡及其他數(shù)據(jù)通信設施相互連接起來,并采用必要的設備同建筑物外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡或電話局線路相連接。 3.1.1 綜合布線的定義、特點與范圍 1綜合布線系統(tǒng)的主要特點綜合布線系統(tǒng)具有以下特點(具體內(nèi)容參見書中介紹): 綜合性和兼容性好 靈活性和適應性強 便于擴建和維護管理 經(jīng)濟合理2綜合布線系統(tǒng)的應用范圍,綜合布線系統(tǒng)的應用范圍應根據(jù)建筑工程項目范圍來定,一般有兩種范圍,即:單幢建筑和建筑群體。單幢建筑中的綜合布線系統(tǒng)范圍一般指在整幢建筑內(nèi)部敷設的管槽系統(tǒng)、電
3、纜豎井、專用房間(如設備間等)和通信纜線及連接硬件等。建筑群體因建筑幢數(shù)不一和規(guī)模不同,有時可能擴大成為街坊式的范圍(如高校校園網(wǎng)和小區(qū)寬帶網(wǎng)等)。 綜合布線系統(tǒng)的適用場合和服務對象目前主要有以下幾類:商業(yè)貿(mào)易類型、綜合辦公類型、交通運輸類型、新聞機構類型和其他重要建筑類型。此外,軍事基地和重要部門(如安全部門等)的建筑及高級住宅小區(qū)等也需要采用綜合布線系統(tǒng)。 具體內(nèi)容參見書中介紹,3.1.2 綜合布線的發(fā)展歷程,20世紀50年代,經(jīng)濟發(fā)達的國家在城市中興建新式大型高層建筑,為了增加和提高建筑的使用功能和服務水平,首先提出樓宇自動化的要求。在房屋建筑內(nèi)裝有各種儀表、控制裝置和信號顯示等設備,并
4、采用集中控制和監(jiān)視,以便于運行操作和維護管理。 20世紀80年代以來,隨著科學技術的不斷發(fā)展,尤其是通信、計算機網(wǎng)絡、控制和圖形顯示技術的相互融合和發(fā)展,高層房屋建筑服務功能的增加和客觀要求的提高,傳統(tǒng)的專業(yè)布線系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足需要。為此,發(fā)達國家開始研究和推出了現(xiàn)在所說的綜合布線系統(tǒng)。這在20世紀80年代后期才逐步引入我國。 1984年世界上第一座智能大廈誕生了,它是對美國哈特福特市的一座大樓進行改造而成的,1985年初計算機工業(yè)協(xié)會(CCIA)提出對大樓綜合布線標準化的倡儀,并得到了業(yè)界的廣泛支持。 1991年7月,美國電子工業(yè)協(xié)會和美國電信工業(yè)協(xié)會聯(lián)合美國國家標準學會(ANSI)組成的T
5、IA TR 41.8.1工作組推出了第一部綜合布線系統(tǒng)標準ANSI/EIA/TIA-568(即商業(yè)大樓電信布線標準),同時與布線通道和空間、管理、電纜性能及連接硬件性能等有關的相關標準也同時推出。 1995年底,EIA/TIA-568標準正式更新為EIA/TIA-568A,這里的A代表第一個修訂版。同時,國際標準化組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)在TIA-568標準的基礎上推出了另一個綜合布線系統(tǒng)標準ISO/IEC 11801。 2001年3月,美國通信工業(yè)協(xié)會TIA正式發(fā)布了ANSI/EIA/TIA-568B 標準。2002年,ISO發(fā)布了它的11801的第二個版本:ISO/IEC
6、IS 11801:2002。在這一標準中采用的布線通道最低要求是超五類雙絞線電纜。 以上具體內(nèi)容參見書中介紹,3.1.3 綜合布線標準化組織,對布線行業(yè)具有重要影響的標準化組織有:國際標準化委員會(ISO)、國際電工委員會(IEC)、電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)、美國國家標準學會(ANSI)、美國通信工程協(xié)會(TIA)和美國電子工程協(xié)會(EIA)。具體參見書中介紹。 3.1.4 綜合布線標準 目前,各國生產(chǎn)的綜合布線系統(tǒng)的產(chǎn)品較多,其產(chǎn)品的設計、制造、安裝和維護中所遵循的基本標準主要有兩種,一種是美國標準ANSI/EIA/TIA-568B:2001商務建筑電信布線標準,另一種是國際標準化組
7、織國際電工委員會標準ISO/IEC11801:2002信息技術用戶房屋綜合布線。但這兩種標準有極為明顯的差別,如從綜合布線系統(tǒng)的組成來看,美國標準把綜合布線系統(tǒng)劃分為建筑群子系統(tǒng)、干線(垂直)子系統(tǒng)、配線(水平)子系統(tǒng)、設備間子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)和工作區(qū)子系統(tǒng)6個獨立的子系統(tǒng)。國際標準則將其劃分為建筑群主干布線子系統(tǒng)、建筑物主干布線子系統(tǒng)和水平布線子系統(tǒng)3部分,并,規(guī)定工作區(qū)布線為非永久性部分。 我國采用的國際和國內(nèi)綜合布線標準主要有:EIA/TIA-568B:商業(yè)建筑電信布線標準;ISO/IEC11801:信息技術用戶房屋綜合布線、EIA/TIA-569:電信通道和空間的商業(yè)大樓標準(CSA
8、T530);EIA/TIA-570:住宅和N型商業(yè)電信布線標準(CSA T525);EIA/TIA-606:商業(yè)大樓電信基礎設施的管理標準(CSA T528);EIA/TIA-607:商業(yè)大樓接地連接要求(CSA T527);ANSI/IEEE 802.5-1989:令牌環(huán)網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范;GB/T 50311-2000:建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范;GB/T 50312-2000:建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收規(guī)范;CECS72:97:建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計及驗收規(guī)范;YD/T 926.1-2001:大樓通信綜合布線系統(tǒng)第1部分總規(guī)范;YD/T 926.2-2001
9、:大樓通信綜合布線系統(tǒng)第2部分綜合布線用電纜、光纜技術要求;YD/T 926.3-2001:大樓通信綜合布線系統(tǒng)第3部分綜合布線用連接硬件技術要求;YD/T 1013-1999:綜合布線系統(tǒng)電氣特性通用測試方法;CECS119:2000:城市住宅建筑綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范等,3.1.5 綜合布線系統(tǒng)的構成,在綜合布線系統(tǒng)中,布線硬件主要包括配線架、傳輸介質(zhì)、通信插座、插座板、線槽和管道等。傳輸介質(zhì)主要有雙絞線和光纖,在我國主要采用無屏蔽雙絞線與光纜混合使用的方法。 根據(jù)美國的ANSI/EIA/TIA-568A和ANSI/EIA/TIA-568B.1標準,五類線(包括超五類線)綜合布線系統(tǒng)包括
10、6個子系統(tǒng):工作區(qū)子系統(tǒng)(Work Location SubSystem)、水平布線子系統(tǒng)(Horizontal SubSystem)、干線子系統(tǒng)(Riser SubSystem)、設備間子系統(tǒng)(Equipment SubSystem)、管理子系統(tǒng)(Administration SubSystem)、建筑群子系統(tǒng)(Campus SubSystem)。 各子系統(tǒng)在整個布線系統(tǒng)中的位置如下圖所示。各子系統(tǒng)的具體內(nèi)容參見書中介紹,3.1.6 智能化建筑與綜合布線,智能大廈一般包括中央計算機控制系統(tǒng)、樓宇自動控制系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、通信自動化系統(tǒng)、消防自動化系統(tǒng)、保安自動化系統(tǒng)等。它通過對建筑物的4
11、個基本要素(結構、系統(tǒng)、服務和管理)及它們內(nèi)在聯(lián)系最優(yōu)化的設計,提供一個投資合理、同時又擁有高效率的優(yōu)雅舒適、便利快捷、高度安全的環(huán)境空間。 智能化建筑的基本功能主要由三大部分構成,即大樓自動化(又稱“建筑自動化”或“樓宇自動化”(BA)、通信自動化(CA)和辦公自動化(OA),通常稱為3A。它們是智能化建筑中最基本的,而且是必須具備的基本功能。目前有些地方的房地產(chǎn)開發(fā)公司為了突出某項功能,以提高建筑等級和工程造價,又提出防火自動化(FA)和信息管理自動化(MA),形成5A智能化建筑,甚至有的文件又提出保安自動化(SA),出現(xiàn)6A智能化建筑,甚至還有提出8A、9A的。但從國際慣例來看,建議今后
12、應以3A智能化建筑提法為宜,作為智能化建筑中的神經(jīng)系統(tǒng),綜合布線系統(tǒng)是智能化建筑的關鍵部分和基礎設施之一,不應將智能化建筑和綜合布線系統(tǒng)相互等同。但綜合布線系統(tǒng)和房屋建筑彼此結合形成不可分離的整體,要看到它們是不同類型和工程性質(zhì)的建設項目。它們從規(guī)劃、設計直到施工及使用的全過程關系都極為密切。具體表現(xiàn)有以下幾點: 綜合布線系統(tǒng)是衡量智能化建筑的智能化程度的重要標志 綜合布線系統(tǒng)使智能化建筑充分發(fā)揮智能化效能 綜合布線適應今后智能化建筑和各種科學技術的發(fā)展需要 以上具體聯(lián)系參見書中介紹,3.2 雙絞線布線標準,雙絞線(Twisted Pairwire,TP)是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。
13、雙絞線由兩根2226號絕緣銅導線相互纏繞而成。把兩根絕緣的銅導線按一定密度互相絞在一起,可降低信號干擾的程度,每一根導線在傳輸中輻射的電波也會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。 雙絞線可分為非屏蔽雙絞線(Unshilded Twisted Pair,UTP)和屏蔽雙絞線(Shielded Twisted Pair,STP)兩種。屏蔽雙絞線在線徑上要明顯精過非屏蔽雙絞線,而且由于它具有較好的屏蔽性能,所以也具有較好的電氣性能。但由于屏蔽雙絞線的價格較非屏蔽雙絞線貴,且非屏蔽雙絞線的性能對于普通的企業(yè)局域網(wǎng)來說影響不大,可以接受,甚至說很難察覺,所以在企業(yè)局域網(wǎng)組建中所采用的通常是非屏蔽雙絞線。但七類雙
14、絞線除外,因為它要實現(xiàn)全雙工10Gbit/s速率傳輸,所以只能采用屏蔽雙絞線,而沒有非屏蔽的七類雙絞線。六類雙絞線通常也建議采用屏蔽雙絞線,3.2.1 雙絞線布線標準概述,國際上最有影響力的三家綜合布線組織如下: ANSI(American National Standard Institute,美國國家標準化組織) TIA(Telecommunication Industry Association,電信工業(yè)聯(lián)合會) EIA(Engineering Institute Association,工程技術協(xié)會) 目前,在北美,乃至全球,在雙絞線標準中應用最廣的是ANSI/EIA/TIA-568A
15、和ANSI/EIA/TIA-568B。這兩個標準最主要的不同就是芯線序列的不同,如下圖所示。下面是這個標準中規(guī)定的各雙絞線類型的一些簡單說明。 一類線是ANSI/EIA/TIA-568A標準中最原始的非屏蔽雙絞銅線電纜,但它開發(fā)之初的目的不是用于計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通信,而是用于電話語音通信。 二類線是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 2類/A級標準中第一個可用于計算機網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆瞧帘坞p絞線電纜,傳輸頻,率為1MHz,傳輸速率達4Mbit/s。主要用于舊的令牌網(wǎng)。 三類線是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 3類/B級標準中專用于l0Base-T以太網(wǎng)絡的非屏蔽雙絞線電纜,傳輸
16、頻率為16MHz,傳輸速度可達l0Mbit/s。 四類線是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 4類/C級標準中用于令牌環(huán)網(wǎng)絡的非屏蔽雙絞線電纜,傳輸頻率為20MHz,傳輸速度達16Mbit/s。主要用于基于令牌的局域網(wǎng)和10base-T/100base-T。 五類線是ANSI/EIA/TIA-568A和ISO 5類/D級標準中用于運行CDDI(CDDI是基于雙絞銅線的FDDI網(wǎng)絡)和快速以太網(wǎng)的非屏蔽雙絞線電纜,傳輸頻率為100MHz,傳輸速度達l00Mbit/s,超五類線是ANSI/EIA/TIA-568B.1和ISO 5類/D級標準中用于運行快速以太網(wǎng)的非屏蔽雙絞線電纜,傳輸頻率也
17、為100MHz,傳輸速度也可達到100Mbit/s。與五類線纜相比,超五類在近端串擾、串擾總和、衰減和信噪比4個主要指標上都有較大的改進。 六類線是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6類/E級標準中規(guī)定的一種非屏蔽雙絞線電纜,它也主要應用于百兆位快速以太網(wǎng)和千兆位以太網(wǎng)中。因為它的傳輸頻率可達200MHz 250MHz,是超五類線帶寬的2倍,最大速度可達到1000Mbit/s,滿足千兆位以太網(wǎng)需求。 超六類線是六類線的改進版,也是ANSI/EIA/TIA-568B.2和ISO 6類/E級標準中規(guī)定的一種非屏蔽雙絞線電纜,主要應用于千兆位網(wǎng)絡中。傳輸頻率方面與六類線一樣,也是200
18、MHz 250MHz,最大傳輸速度也可達到1000Mbit/s,只是在串擾、衰減和信噪比等方面有較大改善。 七類線是ISO 7類/F級標準中最新的一種雙絞線,它主要為了適應萬兆位以太網(wǎng)技術的應用和發(fā)展。但它不再是一種非屏蔽雙絞線了,而是一種屏蔽雙絞線,所以它的傳輸頻率至少可達500MHz,是六線和超六類線的2倍以上,傳輸速率可達10Gbit/s,3.2.2 雙絞線的主要測試指標,在雙絞線布線標準中主要包括的技術指標有:衰減(Attenuation)、近端串擾(NEXT)、直流電阻、特性阻抗、衰減串擾比(ACR)、電纜特性(SNR)、傳播時延(T)、線對間傳播時延差、回波損耗(RL)和鏈路脈沖噪
19、聲電平等。具體指標說明參見書中介紹。3.2.3 超五類雙絞線 超五類雙絞線標準是于1999年正式發(fā)布的。與五類雙絞線一樣,它也有屏蔽雙絞線(STP)與非屏蔽雙絞線(UTP)兩類,但在企業(yè)局域網(wǎng)組建中基本都是采用廉價的非屏蔽雙絞線布線系統(tǒng)。 與普通的五類UTP比較,在近端串擾、串擾總和、衰減和信噪比4個主要指標上都有較大的改進。具體性能指標參見書中介紹,3.2.4 六類雙絞線,自2001年開始經(jīng)過10個版本的修改后,2002年6月,ANSI/EIA/TIA568-B銅纜雙絞線六類線標準正式出臺。這個分類標準將成為EIA/TIA-568B標準的附錄,它被正式命名為EIA/TIA-568B.2-1。
20、 1六類線標準簡介 ANSI/EIA/TIA568-B標準由ANSI/EIA/TIA568-A演變而來。新的568-B標準從結構上分為三部分:568-B1綜合布線系統(tǒng)總體要求、568-B2平衡雙絞線布線組件和568-B3光纖布線組件。 新的六類布線國際標準在許多方面做了完善,主要有以下幾個方面。 對六類性能的測試頻率最終確定為1MHz250MHz。 六類布線系統(tǒng)在200MHz時綜合衰減串擾比(PS-ACR,應該有較大的余量,它提供2倍于超五類的帶寬。為了確保整個系統(tǒng)有良好的電磁兼容性,這個標準還同時對線纜和連接的匹配提出了建議。 六類與超五類的一個重要的不同點在于:改善了在串擾及回波損耗方面的
21、性能,對于新一代全雙工的高速網(wǎng)絡應用而言,優(yōu)良的回波損耗性能是極重要的。 在以前的布線測試中有基本鏈路(TIA)、永久鏈路(ISO)和信道模型(TIA/ISO)。在六類標準中取消了基本鏈路模型,從而兩個標準在測試模型上達成了一致。 2六類雙絞線 六類、超六類雙絞線與五類、超五類線在外觀上看起來沒有太大的區(qū)別,都是4對8芯電纜,但六類和超六類雙絞線要稍粗些。同樣,六類雙絞線也有屏蔽與非屏蔽兩類 。與五類線系統(tǒng)相比,主要存在以下幾方面的區(qū)別。 在新標準中增加了電信布線設計原理、安裝準則與現(xiàn)場測試組件規(guī)范、傳輸性能、系統(tǒng)模型和用于驗證電信布線系統(tǒng)的測量程序。 在性能測試方面增加了“插入損耗”項目,用
22、來表示鏈路與信道上的信號損失量,用“永久鏈路”替代五類線系統(tǒng)中的“基本鏈路”。 在測試參數(shù)方面,新增“傳播延時”和“傳播延時差”,前者表示傳播信號延長時間,后者表示最快線對與最慢線對發(fā)送信號延時差的尺度。 3六類線標準所帶來的好處 六類布線帶來的最大好處是用戶可以大大減少在網(wǎng)絡設備端的投資,包括網(wǎng)卡和交換機等。而且六類布線不只是提供了新的網(wǎng)絡應用平臺,還提升了數(shù)字話音和視頻應用到桌面的服務質(zhì)量。六類線用1對線實現(xiàn)500Mbit/s,每根線上承擔250Mbit/s,而它的頻率可達到250MHz,這樣在1Hz上產(chǎn)生1位便足夠使用了,因此編碼方式比較簡單。 另外,帶寬由五類、超五類的100MHz提高
23、到250MHz,帶寬資源一下提高了2.5倍,為將來的高速數(shù)據(jù)傳輸預留了廣闊的帶寬資源。同時新標準保證系統(tǒng)的向下兼容性和相互兼容性,而且保證了不同廠家產(chǎn)品之間的混合使用。 還有,六類線的布線性能指標也有了較大程度的提高,對衰減、近端串擾、綜合近端串擾、遠端串擾、綜合等效遠端串擾、回波損耗等指標提出了更高的要求,因而在布線系統(tǒng)性能上已大大優(yōu)于超五類布線系統(tǒng),3.2.5 七類線標準,七類線標準是一套在100雙絞線上支持最高600MHz帶寬傳輸?shù)牟季€標準,1997年9月,ISO/IEC正式確定七類/F級布線標準的研發(fā)。 但正式標準至今仍未發(fā)布。 1. 七類線標準基礎 與四類、五類、超五類和六類相比,七
24、類具有更高的傳輸帶寬,至少為600MHz。不僅如此,七類布線系統(tǒng)與以前的布線系統(tǒng)不同,采用的不再是廉價的非屏蔽雙絞線,而是采用雙屏蔽的雙絞線。在網(wǎng)絡接口上也有較大變化,開始制訂七類標準時,共有8種連接口被提議,其中兩種為RJ形式,6種為非RJ形式。在1999年1月,ISO技術委員會決定選擇一種RJ和一種非RJ型的接口做進一步的研究。在2001年8月的ISO/IEC JTC 1/SC 25/WG3工作組會議上,ISO組織再次確認七類標準分為RJ型接口及非RJ型接口,兩種模式。其中,RJ型接口的可行性研究正在被IEC SC488 組織審查和研究中。2002年7月30日,西蒙公司開發(fā)的TERA七類連
25、接件被正式選為非RJ型七類標準工業(yè)接口的標準模式。TERA連接件的傳輸帶寬高達1.2GHz,超過目前正在制定中的600MHz七類標準傳輸帶寬,可同時支持語音、高速網(wǎng)絡、CATV等視頻應用。 非RJ型七類布線技術完全打破了傳統(tǒng)的8芯模塊化RJ 型接口設計,從RJ型接口的限制脫離了出來,不僅使七類的傳輸帶寬達到1.2GHz,還開創(chuàng)了全新的1、2、4對的模塊化形式。這是一種新型的滿足線對和線對隔離、緊湊、高可靠、安裝便捷的接口形式。例如,由于TERA的緊湊性設計及1、2、4對的模塊化多種連接插頭,一個單獨的七類信道(4對線)可以同時支持語音、數(shù)據(jù)和寬帶視頻多媒體等混合應用,這使得在同一插座內(nèi)可以管理
26、多種應用,減少了以前必需的光纖、同軸、雙絞線纜需求,從而降低了高速局域網(wǎng)設備的成本。 2. 七類線的主要優(yōu)勢 與現(xiàn)行的超五類、六類雙絞布線系統(tǒng)相比,七類布線系統(tǒng)具有以下明顯優(yōu)勢:至少600MHz的傳輸帶寬;節(jié)約成本和應用廣泛。具體優(yōu)勢參見書中介紹,3.2.6 主要的雙絞線品牌,雙絞線作為一種價格低廉、性能優(yōu)良的傳輸介質(zhì),在綜合布線系統(tǒng)中被廣泛應用于水平布線。目前在千兆位以太網(wǎng)技術中,也有采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)的(六類線以上),它提供的傳輸速度可高達1 000Mbps,不僅可用于數(shù)據(jù)傳輸,還可以用于語音和多媒體傳輸。目前主流應用的一些雙絞網(wǎng)線品牌包括:安普(AMP)、西蒙(Siemon)、朗訊(
27、Lucent)、麗特(NORDX/CDT)和IBM等。這些品牌雙絞線特性參見書中介紹,3.2.7 RJ-45水晶頭,水晶頭”就是我們網(wǎng)絡中常用的術語“RJ-45”插頭。雙絞線的兩端必須都安裝RJ-45插頭,以便插在以太網(wǎng)卡、集線器(Hub)或交換機(Switch)等以太網(wǎng)設備的RJ-45接口上。下面的左圖所示的是單個的水晶頭圖示,右圖為一段做好網(wǎng)線的水晶頭,水晶頭雖小,但在網(wǎng)絡中卻很重要,在許多網(wǎng)絡故障中就有相當一部分是因為水晶頭質(zhì)量不好而造成的,如網(wǎng)絡時斷時續(xù)、網(wǎng)絡連接性能下降,甚至根本連不上網(wǎng)絡等。選購水晶頭等網(wǎng)絡附件的注意事項,將在本章后面詳細介紹,3.3 光纖的主要特性和分類,光纖的完
28、整名稱叫做“光導纖維”(Optical Fiber),由能傳導光波的石英玻璃纖維外加保護層構成。目前已經(jīng)實現(xiàn)在一根光纖的傳輸速率在100Gbit/s以上。而且這個速率還遠遠不是光纖的傳輸速率的極限。 3.3.1 光纖主要特性 用光纖作傳輸電纜具有的主要特點有:通信容量大;傳輸損耗小,中繼距離長;抗雷電和電磁干擾性能好;無串音干擾,保密性好,也不易被竊聽或截取數(shù)據(jù);體積小,重量輕;但光纖對接需專用設備,光電接口也較貴。 光纖的主要特性體現(xiàn)在以下幾個方面:物理特性、傳輸特性、連通性、地理范圍和抗干擾性。 以上主要特點和特性參見書中介紹,3.3.2 光纖的分類,光纖的分類方式非常之多,主要可以從工作
29、波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法進行。 按光纖工作波長的不同可分為:紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖(又可分為0.85pm、1.3pm和1.55pm三種)等幾種。按光纖折射率分布的不同可分為:階躍(SI)型、近階躍型、漸變(GI)型、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。按光纖傳輸模式的不同可以分為:單模光纖(含偏振保持光纖、非偏振保持光纖)、多模光纖。按光纖原材料的不同可分為:石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復合材料(如塑料包層、液體纖芯等)、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料(碳等)、金屬材料(銅、鎳等)和塑料等。按光纖制造方法的不同可分為:預塑有汽相軸向沉積(VAD)、化
30、學汽相沉積(CVD)等,拉絲法有管律法(Rod intube)和雙坩鍋法。 以上具體分類參見書中介紹,3.3.3 光纖結構及主要附件,下面的左、右圖所示的分別為單芯光纖和多芯光纖截面結構示意圖。光纖中的接口類型常見的有ST、SC、FC、LC等。ST連接插頭呈圓形,用于10Base-F網(wǎng)絡中,為單模光纖,且以交叉連接或互連方式連至光電設備上。“SC”接頭是標準方型接頭,用于100Base-FX網(wǎng)絡中。LC接頭與SC接頭形狀相似,較SC接頭小一些。“FC”接頭是金屬接頭,緊固方式為螺絲扣,3.3.4 三種常見光纖的色散和非線性,常用的光纖種類有常規(guī)單模光纖G.652、色散位移光纖G.653和非零色
31、散位移光纖G.655三種。這三類光纖的低損耗區(qū)都在13101600nm波長范圍內(nèi)。色散位移光纖G.653主要為1550nm頻段的單一波長高速率傳輸研制的。非零色散位移光纖G.655包括大有效面積光纖(LEAF)、色散平坦光纖(DFF)、全波光纖(Allwave)等。影響光纖傳輸距離和傳輸性能的關鍵性因素之一是色散,其個影響傳輸系統(tǒng),尤其是在DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing,密集波分得用)系統(tǒng)中。 1. 色散對光纖傳輸?shù)挠绊?光纖色散按產(chǎn)生原因的不同,大致可分為三種:模式色散、材料色散和波導色散。具體影響參見書中介紹。 G.652單模光纖在C
32、波段15301565nm和L波段1565 1625nm范圍內(nèi)的色散較大,一般為1722ps/nm.km。當系統(tǒng)速率達到2.2Gbit/s以上時,需要進行色散補償,在10Gbit/s時系統(tǒng)色散補償成本較大,它是目前傳輸網(wǎng)中敷設最為普遍的一種光纖,G.653色散位移光纖在C波段和L波段的色散一般為13.3ps/nm.km,在1550nm波段時是零色散,系統(tǒng)速率可達到20Gbit/s,甚至40Gbit/s,是單波長超長距離傳輸?shù)淖罴压饫w。但是,由于其零色散的特性,在采用DWDM擴容時,會出現(xiàn)非線性效應,導致信號串擾,產(chǎn)生四波混頻(FWM),因此不適合采用DWDM。 G.655非零色散位移光纖在C波段
33、的色散為16ps/nm.km,在L波段的色散一般為610psnm.km,色散較小,避開了零色散區(qū),既抑制了FWM,可采用DWDM擴容,也可以開通高速系統(tǒng)。 2. 光纖非線性對傳輸?shù)挠绊?非線性效應會造成一些額外損耗和干擾,惡化系統(tǒng)的性能。WDM系統(tǒng)光功率較大并且沿光纖傳輸很長距離,因此產(chǎn)生非線性失真。非線性失真有“受激散射”和“非線性折射”兩種。其中非線性折射又有以下幾種:四波混頻(FWM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、自身相位調(diào)制(SPM)。其中四波混頻效、交叉相位調(diào)制應對系統(tǒng)影響最嚴重,3.3.5 G.652與G.655光纖的應用,目前用于傳輸網(wǎng)建設的主要光纖只有三種,即G.652常規(guī)單模光纖
34、、G.653色散位移單模光纖和G.655非零色散位移光纖。而其中的G.653光纖因其在開通WDM系統(tǒng)時會引起FWM等非線性效應,在WDM系統(tǒng)中只有采取不等距波長間隔、減小入纖光功率等以犧牲系統(tǒng)性能為代價,在我國的干線網(wǎng)上幾乎沒有應用。在骨干網(wǎng)乃至城域等應用的光纖只有G.652和G.655光纖兩種。 通常G.652單模光纖在C波段15301565nm和L波段15651625nm的色散較大,一般為1722ps/nm.km。在開通高速率系統(tǒng),如10Gbit/s和40Gbit/s及基于單通路高速率的WDM系統(tǒng)時,可采用色散補償光纖來進行色散補償。色散補償光纖(DCF)具有負色散斜率,可補償長距離傳輸引
35、起的色散,使整個線路上1550nm處的色散大大減小,使G.652光纖既可滿足單通道10Gbit/s、40Gbit/s的TDM信號,又可滿DWDM的傳輸要求。但DCF同時引入較大的衰減,因此它常與光放大器一起工作,置于EDFA,摻鉺放大器)兩級放大之間,這樣才不會占用線路上的功率余度。 G.655光纖在1550nm窗口工作波長區(qū)具有合理的較低的色散,足以支持10Gbit/s的長距離傳輸而無需色散補償,從而節(jié)省了色散補償器及其附加光放大器的成本。同時,其色散值又保持非零特性,具有一起碼的最小數(shù)值,足以抑制非線性影響,適宜開通具有足夠多波長的WDM系統(tǒng)。但由于色散補償成本遠低于G.652光纖,因而總
36、成本比采用G.652光纜的系統(tǒng)總成本低30%50%。第二代的G.655光纖也已經(jīng)大規(guī)模應用。 綜上所述,我們可以得出這樣的結論: 基于2.5Gbit/s及其以下速率的WDM系統(tǒng),G.652光纖是一種最佳選擇。 基于10Gbit/s及更高速率的WDM系統(tǒng),G.652和G.655光纖均能支持。 通路非常密集的WDM系統(tǒng),G.652光纖承載的系統(tǒng)在技術上有較好的優(yōu)勢,在考慮光纖選型時應綜合性能及成本等多方面因素。 在城域網(wǎng)中的光纖選型中,新一代的無水峰光纖因擴大了可用光譜,顯示出很強的優(yōu)勢,3.4 綜合布線設計與施工,3.4.1 綜合布線的三個主要階段 綜合布線是一項復雜的系統(tǒng)工程,主要包括以下三個
37、階段:系統(tǒng)設計階段、施工階段和檢查驗收階段。具體參見書中介紹。 3.4.2 綜合布線注意事項 在進行綜合布線設計和施工時應著重注意以下幾個方面(具體參見書中介紹): 布線產(chǎn)品品牌最好專一 布線前合理設計,布線后嚴格測試 正確理解規(guī)范對通道100m限制的定義 正確選擇各部分通信電纜線材,3.3.3 綜合布線接地,1綜合布線的接地類型 綜合布線系統(tǒng)的接地類型包括接地線、接地母線、接地干線、主接地母線(總接地端子)、接地引入線和接地體6個部分。 接地線也就是通常所說的地線,它是連接在設備上的最低層次的一種接地類型,也是整個接地系統(tǒng)的最終端部分。接地線直接作用每一個具體的節(jié)點,接地線的兩端分別連接的是
38、節(jié)點設備和下面將要介紹的接地母線。 接地母線也稱層接地端子,從其名字也可以看出,它是一條專門用于樓層內(nèi)的公用接地端子。它一端要直接與接地干線連接,另一端當然是與本樓層配線架、配線柜、鋼管或金屬線槽等設施所連接的接地線連接。 接地干線用于集中連接不同樓層接地母線,很明顯又比上面介紹的接地母線高一個層次。它是用于同一建筑物不同樓層之間的公用接地,通常垂直安裝在不同樓層之間。 主接地母線又稱“總接地端子”,它是用于整棟建筑物公共,接地的,又比上面的接地干線高一個層次。一般每棟建筑物只需一個主接地母線,它的一端連接的是上面的接地干線,另一端連接的是保護器類裝置,最好也采用專門的屏蔽護套。 接地引入線指
39、上面的保護器裝置與接地體之間的連接線。而接地體實際上就用來擔當平常接地中所說的“大地”作用,分為自然接地體和人工接地體兩種。 2注意事項 進行綜合布線系統(tǒng)的接地設計應注意以下幾個問題: 一個完整的屏蔽系統(tǒng)要求處處屏蔽,一個連續(xù)的、完整的屏蔽路徑才能達到用戶預期的效果。 屏蔽層的配線設備端應接地,用戶端視具體情況接地,兩端的接地應盡量連接至同一接地體。 當電纜從建筑物外面進入建筑物內(nèi)部時容易受到雷擊、電源觸地、電源感應電勢或地電勢上浮等外界因素的影響, 綜合布線系統(tǒng)的過壓保護裝置宜選用氣體放電管保護器。 綜合布線系統(tǒng)的過流保護宜選用能夠自復的保護器。 在設計接地系統(tǒng)時,應充分考慮使線路在處于任何
40、一種危險環(huán)境中。 以上各種接地類型詳細說明和注意事項參見書中介紹,3.5 綜合布線施工要點,3.5.1 機房布線要點 機房布線方面,要著重注意以下幾個要點: 機房位置選擇要適當 選擇適當?shù)牟季€方式 要充分考慮日后的維護與管理 電源插座的功率和類型要適宜 線纜整齊有序,分類標識 3.5.2 水平子系統(tǒng)布線要點水平子系統(tǒng)的布線需注意以下幾個要點: 水平電纜和信息插座的選擇和分布應適當 星型結構是首選 水平子系統(tǒng)最長為90m 選擇適當?shù)牟季€方式以上具體要點說明參見書中介紹,3.5.3 工作區(qū)子系統(tǒng)布線要點,工作區(qū)子系統(tǒng)的布線注意以下幾個要點: 適配器應根據(jù)實際環(huán)境選擇 信息插座采用標準應合理 信息插
41、座類型選擇和分布應合理 3.5.4 干線子系統(tǒng)布線要點 垂直子系統(tǒng)的布線注意以下幾個要點:確定語音和數(shù)據(jù)信號共享原則 遵循經(jīng)濟實用原則 選擇適當?shù)倪B接方式 干線子系統(tǒng)并非一定“垂直” 其他注意事項以上具體要點說明參見書中介紹,3.5.5 其他子系統(tǒng)布線要點,1管理子系統(tǒng)布線要點 管理子系統(tǒng)應采用單點管理雙交接。交接場的結構取決于工作區(qū)、綜合布線系統(tǒng)規(guī)模和選用的硬件。在管理規(guī)模大、復雜,有二級交接間時,才設置雙點管理雙交接。在管理點,應根據(jù)應用環(huán)境用標記插入條來標出各個端接場。交接區(qū)應有良好的標記系統(tǒng)。交接間和二級交接間的配線設備應采用色標區(qū)別各類用途的配線區(qū)。 2設備間子系統(tǒng)布線要點 設備間內(nèi)的所有進線終端設備應采用色標區(qū)別各類用途的配線區(qū)。設備間位置及大小應根據(jù)設備的數(shù)量、規(guī)模、最佳網(wǎng)絡中心等內(nèi)容綜合考慮確定。 3建筑群子系統(tǒng)布線要點 建筑群子系統(tǒng)應采用地下管道
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