結構化布線的綜合說明

一、結構化布線系統簡介

??? 隨著計算機和通信技術的飛速發展,網絡應用成為人們日益增長的一種需求,結構化布線是網絡實現的基礎,它能夠支持數據、話音及圖形圖像等的傳輸要求,成為現今和未來的計算機網絡和通信系統的有力支撐環境。

??? 結構化布線系統與智能大廈的發展緊密相關,是智能大廈的實現基礎。智能大廈具有舒適性、安全性、方便性、經濟性和先進性等特點,一般包括:中央計算機控制系統、樓宇自動控制系統、辦公自動化系統、通信自動化系統、消防自動化系統、保安自動化系統結構化布線系統等,它通過對建筑物的四個基本要素(結構、系統、服務和管理)以及它們內在聯系最優化的設計,提供一個投資合理、同時又擁有高效率的優雅舒適、便利快捷、高度安全的環境空間。結構化布線系統正是實現這一目標的基礎。

??? 二、結構化布線的發展

??? 結構化布線的最初實施,距今已有十幾個年頭。

??? 1984年,世界上第一座智能大廈產生。人們對美國哈特福特市的一座是式大樓進行改造,對空調、電梯、照明、防火防盜系統等采用計算機監控,為客戶提供話音通訊、文字處理、電子了件以及情報資料等信息服務。同時,多家公司轉入布線領域,但各廠家之間產品兼容性差。
??? 1985年初,計算機工業協會(CCIA)提出對大樓布線系統標準化的倡儀,美國電子工業協會 (EIA)和美國電信工業協會(TIA)開始標準化制定工作。
??? 1991年7月,ANSI/EIA/TIA568即《商業大樓電信布線標準》問世,同時,與布線通道及空間、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/TI A/568A,同時,國際標準化組織(ISO)標準出相應標準ISO/IEC/IS11801。

??? 制定EIA/TIA568A標準基于下述目的:

??? * 建立一種支持多供應商環境的通用電信布線系統;
??? * 可以進行商業大樓的結構化布線系統的設計和安裝;
??? * 建立和種布線系統配置的性能和技術標準。

??? 該標準基本上包括以下內容:

??? * 辦公環境中電信布線的最低要求;
??? * 建議的拓撲結構和距離;
??? * 決定性能的介質參數;
??? * 連接器引腳功能分配,確保互通性;
??? * 電信布線系統要求有超過十年的使用壽命。

??? 三、結構化布線的概念

??? 1.定義

??? 結構化布線系統是一個能夠支持任何用戶選擇的話音、數據、圖形圖像應用的電信布線系統。系統應能支持話音、圖形、圖像、數據多媒體、安全監控、傳感等各種信息的傳輸,支持UTP、光纖、STP、同軸電纜等各種傳輸載體,支持多用戶多類型產品的應用,支持高速網絡的應用。

??? 2.特點

??? 結構化布線系統具有以下特點:

??? 1)實用性:能支持多種數據通信、多媒體技術及信息管理系統等,能夠適應現代和未來技術的發展;
??? 2)靈活性:任意信息點能夠連接不同類型的設備,如微機、打印機、終端、服務器、監視器等;
??? 3)開放性:能夠支持任何廠家的任意網絡產品,支持任意網絡結構,如總線形、星形、環型等;
??? 4)模塊化:所有的接插件都是積木式的標準件,方便使用、管理和擴充;
??? 5)擴展性:實施后的結構化布線系統是可擴充的,以便將來有更大需求時,很容易將設備安裝接入;
??? 6)經濟性:一次性投資,長期受益,維護費用低,使整體投資達到最少。
?3.布線系統的構成

??? 按照一般劃分,結構化布線系統包括六個子系統:工作區子系統、水平支干線子系統、管理子系統、垂直主干子系統、設備子系統和建筑群主干子系統。

??? 1)建筑群主干子系統

??? 提供外部建筑物與大樓內布線的連接點。EIA/TIA569標準規定了網絡接口的物理規格,實現建筑群之間的連接。

??? 2)設備子系統

??? EIA/TIA569標準規定了設備間的設備布線。它是布線系統最主要的管理區域,所有樓層的資料都由電纜或光纖電纜傳送至此。通常,此系統安裝在計算機系統、網絡系統和程控機系統的主機房內。

??? 3)垂直主干子系統

??? 它連接通訊室、設備間和入口設備,包括主干電纜、中間交換和主交接、機械終端和用于主干到主干交換的接插線或插頭。主干布線要采用星形拓撲結構,接地應符合EIA/TIA607規定的要求。

??? 4)管理子系統

??? 此部分放置電信布線系統設備,包括水平和主干布線系統的機械終端和1或交換。

??? 5)水平支干線子系統

??? 連接管理子系統至工作區,包括水平布線、信息插座、電纜終端及交換。指定的拓撲結構為星形拓撲。

??? 水平布線可選擇的介質有三種(100歐姆UTP電纜、150歐姆STP電纜及62.5/125微米光纜),最遠的延伸距離為90米,除了90米水平電纜外,工作區與管理子系統的接插線和跨接線電纜的總長可達10米。

??? 6)工作區子系統

??? 工作區由信息插座延伸至站設備。工作區布線要求相對簡單,這樣就容易移動、添加和變更設備。

??? 4.介質及連接硬件的性能規格

??? 在結構化布線系統中,布線硬件主要包括:配線架、傳輸介質、通信插座、插座板、線槽和管道等。

??? 1)介質

??? 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。光纖主要用于高質量信息傳輸及主干連接,按信號傳送方式可分為多模光纖和單模光纖兩種,線徑為62.5/125微米。在水平連接上主要使用多模光纖,在垂直主干上主要使用單模光纖。現在,使用100歐姆無屏蔽雙絞線已成為一種共識,它分為3類、4類和5類三種。

??? 2)接頭及插座

??? 在每個工作區至少應有兩個信息插座,一個用于語音,一個用于數據。插座的管腳組合為 :1&2、3&6、4&5、7&8。

??? 3)屏蔽占非屏蔽系統的選擇

??? 我國基本上采用北美的結構化布線策略,即使用無屏蔽雙絞線十光纖的混合布線方式。

??? (1)屏蔽的含義

??? 屏蔽系統是為了保證在有干擾環境下系統的傳輸性能。抗干擾性能包括兩個方面,即系統抵御外來電磁干擾的能力和系統本身向外插射電磁干擾的能力,對于后者,歐洲通過了電磁兼容性測試標準EMC規范。實現屏蔽的一般方法是在連接硬件外層包上金屬屏蔽,層以濾除不必要的電磁波。現已有STP及SCTP兩種不同結構的屏蔽線供選擇。

(2)屏蔽系統的缺陷

??? A.接地問題

??? 屏蔽系統的屏蔽層應該接地。在頻率低于1MHz時,一點接地即可。當頻率高于 1MHz時,EMC認為最好在多個位置接地。通常的做法是在每隔波長十分之一的長度處接地,且接地線的長度應小于波長的十二分之一。如果接地不良(接地電阻過大、攔地電位不均衡等),會產生電勢差,這樣,將構成保證屏蔽系統性能的最大障礙和隱患。

??? B.系統整體性

??? 屏蔽電纜不能決定系統的整體EMC性能。屏蔽系統的整體性取決于系統中最弱的元器伯。如跳接面板、連接器信息口、設備等。因此,若屏蔽線在安裝過程中出現襲縫,則構成子屏蔽系統中最危險的環節。

??? C.屏幕子流的抗干擾性能

??? 屏蔽系統的屏蔽層并不能低御頻率較低的噪聲,在低頻時,屏蔽系統的噪音至少與非屏蔽系統一樣。

??? 而且,由于屏蔽式8芯模塊插頭無統一標準,無現場測試屏蔽有效程序的方法等原因,人們一般不采用屏蔽雙絞線。

??? 四、布線測試

??? 局域網的安裝從電纜開始,電纜是整個網絡系統的基礎。對結構化布線系統的測試,實質上就是對線纜的測試。據統計,約有一半以上的網絡故障與電纜有關,電纜本身的質量及電纜安裝的質量都直接影響到網絡能否健康地運行。而且,線纜一且施工完畢,想要維護很困難。

??? 現在,普遍采用5類無屏蔽雙絞線完成結構化布線。用戶當前的應用環境大多體現在10M網絡基礎上,因此,有必要對結構化布線系統的性能運行測試,以保證將來應用。

??? 對于電纜的測試,一般遵循"隨裝隨測"的原則。根據TSB67的定義,現場測試一般包括:接線圖、鏈路長度、衰減和近端串擾(NEXT)等幾部分。

??? 1.接線圖

??? 這一測試驗證鏈路的正確連接。它不僅是一個簡單的邏輯連接測試,而且要確認鏈路一端的每一個針與另一端相應的針連接,同時,對串繞問題進行測試,發現問題并及時更正。保證線對正確絞接是非常重要的測試項目。

??? 2.鏈路長度

??? 根據T1A/E1A606標準的規定,每一條鏈路長度都應記錄在管理系統中。鏈路的長度可以用電子長度測量來估算,電子長度測量是基于鏈路的傳輸延遲和電纜的NVP值來實現的。由于 NVP具有10%的誤差,在測量中應考慮穩定因素。

??? 3.衰減
???
??? 衰減是沿鏈路的信號損失的測量。衰減隨頻率的變化而變化,所以應測量應用范圍內的全部頻率上的衰減,一般步長最大為1MHz。
??
??? TSB-67定義了一個鏈路衰減的公式,并給了了兩種測量模式的衰減允許值表。它定義了在20℃時的允許值。

??? 4.近端串擾(NEXT)損耗

??? NEXT損耗是測量在一條鏈路中從一對線對另一對線的信號耦合,也就是當信號在一對線上運行時,同時會感應一小部分信號到其他線對,這種現象就是串擾。

??? TSB-67標準規定,5類鏈路必須在1-10 MHz的頻寬內測試,測試步長為:

??? * 在1-31.25MHz頻率范圍內,最大步長為0.1MHz;
??? * 在31.26—100MHz頻率內,最大步長為0.25MHz。

??? 所有測試均要進行線時間測試。如4對線要進行6組測試。

??? 同時,對NEXT的測試要在兩端測試。NEXT并不是測量在近端點產生的串擾值,它只是著樂在近端點所測量的串擾數值。這個量值會隨著電纜長度的衰減而變小,同時遠端的信號也會衰減,對其它線對的串擾也相對變小。實驗證明:只有在40米內量得的 NEXT是較真實的,如果另一端是遠于40米的信息插座而它會產生一定程度的串擾,但測量儀器可能就無法測到這個串擾值,因此,必須進行雙向測試。