綜合布線是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內或建筑群之間的信息傳輸通道。它既能使語音、數據、圖像設備和交換設備與其它信息管理系統彼此相連,也能使這些設備與外部通信網絡相連接。它還包括建筑物外部網絡或電信線路的連接點與應用系統設備之間的所有線纜及相關的連接部件。綜合布線由不同種類和規格的部件組成,其中包括:傳輸介質、相關連接硬件(如配線架、連接器、插座、插頭、適配器)以及電氣保護設備等。這些部件可用來構建各種子系統,它們都有各自的具體用途,不僅易于實施安裝,而且能隨需求的變化而平穩升級。
5.1 綜合布線概述
5.1.1 綜合布線的起源及使命
回顧歷史,綜合布線的發展與建筑物自動化系統密切相關。傳統布線如電話、計算機局域網都是各自獨立的。各系統分別由不同的廠商設計和安裝,傳統布線采用不同的線纜和不同的終端插座。而且,連接這些不同布線的插頭、插座及配線架均無法互相兼容。辦公布局及環境改變的情況是經常發生的,需要調整辦公設備或隨著新技術的發展需要更換設備時,就必須更換布線。這樣因增加新電纜而留下不用的舊電纜,天長日久,導致了建筑物內一堆堆雜亂的線纜,造成很大的隱患。維護不便,改造也十分困難。
隨著全球社會信息化與經濟國際化的深入發展,人們對信息共享的需求日趨迫切,就需要一個適合信息時代的布線方案。
美國電話電報(AT&T)公司的貝爾(Bell)實驗室的專家們經過多年的研究,在辦公樓和工廠試驗成功的基礎上,于20世紀80年代末期率先推出SYSTIMAXTMPDS(建筑與建筑群綜合布線系統),現時已推出結構化布線系統SCS。經中華人民共和國國家標準GB/T50311-2000命名為綜合布線GCS(Generic cabling system)。
綜合布線是一種預布線,能夠適應較長一段時間的需求。
5.1.2 綜合布線的特點
綜合布線同傳統的布線相比較,有著許多優越性,是傳統布線所無法相比的。其特點主要表現在它具有兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經濟性。而且在設計、施工和維護方面也給人們帶來了許多方便。
(1)兼容性:綜合布線的首要特點是它的兼容性。所謂兼容性是指它自身是完全獨立的而與應用系統相對無關,可以適用于多種應用系統。
過去,為一幢大樓或一個建筑群內的語音或數據線路布線時,往往是采用不同廠家生產的電纜線、配線插座以及接頭等。例如用戶交換機通常采用雙絞線,計算機系統通常采用粗同軸電纜或細同軸電纜。這些不同的設備使用不同的配線材料,而連接這些不同配線的插頭、插座及端子板也各不相同,彼此互不相容。一旦需要改變終端機或電話機位置時,就必須敷設新的線纜,以及安裝新的插座和接頭。
綜合布線將語音、數據與監控設備的信號經過統一的規劃和設計,采用相同的傳輸媒體、信息插座、交連設備、適配器等,把這些不同信號綜合到一套標準的布線中。由此可見,這種布線比傳統布線大為簡化,可節約大量的物資、時間和空間。
在使用時,用戶可不用定義某個工作區的信息插座的具體應用,只把某種終端設備(如個人計算機、電話、視頻設備等)插入這個信息插座,然后在管理間和設備間的交接設備上做相應的接線操作,這個終端設備就被接入到各自的系統中了。
(2)開放性:對于傳統的布線方式,只要用戶選定了某種設備,也就選定了與之相適應的布線方式和傳輸媒體。如果更換另一設備,那么原來的布線就要全部更換。對于一個已經完工的建筑物,這種變化是十分困難的,要增加很多投資。
綜合布線由于采用開放式體系結構,符合多種國際上現行的標準,因此它幾乎對所有著名廠商的產品都是開放的,如計算機設備、交換機設備等;并對所有通信協議也是支持的,如ISO/IEC8802-3,ISO/IEC8802-5等。
(3)靈活性:傳統的布線方式是封閉的,其體系結構是固定的,若要遷移設備或增加設備是相當困難而麻煩的,甚至是不可能。
綜合布線采用標準的傳輸線纜和相關連接硬件,模塊化設計。因此所有通道是通用的。每條通道可支持終端、以太網工作站及令牌環網工作站。所有設備的開通及更改均不需要改變布線,只需增減相應的應用設備以及在配線架上進行必要的跳線管理即可。另外,組網也可靈活多樣,甚至在同一房間可有多用戶終端、以太網工作站、令牌環網工作站并存,為用戶組織信息流提供了必要條件。
(4)可靠性:傳統的布線方式由于各個應用系統互不兼容,因而在一個建筑物中往往要有多種布線方案。因此建筑系統的可靠性要由所選用的布線可靠性來保證,當各應用系統布線不當時,還會造成交叉干擾。
綜合布線采用高品質的材料和組合壓接的方式構成一套高標準的信息傳輸通道。所有線槽和相關連接件均通過ISO認證,每條通道都要采用專用儀器測試鏈路阻抗及衰減率,以保證其電氣性能。應用系統布線全部采用點到點端接,任何一條鏈路故障均不影響其它鏈路的運行,這就為鏈路的運行維護及故障檢修提供了方便,從而保障了應用系統的可靠運行。各應用系統往往采用相同的傳輸媒體,因而可互為備用,提高了備用冗余。
(5)先進性:綜合布線,采用光纖與雙絞線混合布線方式,極為合理地構成一套完整的布線。
所有布線均采用世界上最新通信標準,鏈路均按八芯雙絞線配置。5類雙絞線帶寬可達100MHZ,6類雙絞線帶寬可達250MHZ。對于特殊用戶的需求可把光纖引到桌面(Fiber To The Desk)。語音干線部分用銅纜,數據部分用光纜,為同時傳輸多路實時多媒體信息提供足夠的帶寬容量。
(6)經濟性:綜合布線比傳統布線具有經濟性優點,主要是綜合布線可適應相當長時間的需求,傳統布線改造很費時間,耽誤工作造成的損失更是無法用金錢計算。
通過上面的介紹可知,綜合布線較好地解決了傳統布線方法存在的許多問題,隨著科學技術的迅猛發展,人們對信息資源共享的要求越來迫切,尤其以電話業務為主的通信網逐漸向綜合業務數字網過渡,越來越重視能夠同時提供語音、數據和視頻傳輸的集成通信網。因此,綜合布線取代單一、昂貴、復雜的傳統布線,是“信息時代”的要求,是歷史發展的必然趨勢。
5.2 綜合布線系統簡介
綜合布線系統應是開放式星型拓撲結構,應能支持電話、數據、圖文、圖像等多媒體業務需要。
綜合布線系統可劃分成六個部分,其中三個子系統:配線(水平)子系統;干線(垂直)子系統;建筑群子系統;外加三個部分:工作區、設備間、管理。
5.2.1 工作區
一個獨立的需要設置終端設備的區域宜劃分為一個工作區。工作區應由配線(水平)布線系統的信息插座延伸到工作站終端設備處的連接電纜及適配器組成,
一個工作區的服務面積可按5~10m2 估算,或按不同的應用場合調整面積的大小。每個工作區至少設置一個信息插座用來連接電話機或計算機終端設備,或按用戶要求設置。
工作區的每一個信息插座均應支持電話機、數據終端、計算機、電視機及監視器等終端的設置和安裝。
5.2.1 配線(水平)子系統
配線子系統應由工作區的信息插座、信息插座至樓層配線設備(FD)的配線電纜或光纜、樓層配線設備和跳線等組成,
5.2.2干線(垂直)子系統
干線子系統應由設備間的建筑物配線設備(BD)和跳線以及設備間至各樓層配線間的干線電纜組成。
5.2.3 設備間
設備間是在每一幢大樓的適當地點設置電信設備和計算機網絡設備,以及建筑物配線設備,進行網絡管理的場所。對于綜合布線工程設計,設備間主要安裝建筑物配線設備(BD)。電話、計算機等各種主機設備及引入設備可合裝在一起。
設備間內的所有總配線設備應用色標區別各類用途的配線區。
設備間位置及大小應根據設備的數量、規模、最佳網絡中心等因素,綜合考慮確定。
5.2.4 管理
管理應對設備間、交接間和工作區的配線設備、纜線、信息插座等設施,按一定的模式進行標示和記錄。如圖5-4所示。
5.2.5 筑群子系統
建筑群子系統應由連接各建筑物之間的綜合布線纜線、建筑群配線設備(CD)和跳線等組成。如圖5-5所示
建筑群子系統宜采用地下管道或電纜溝的敷設方式。管道內敷設的銅纜或光纜應遵循電話管道和入孔的各項設計規定。此外安裝時至少應預留1~2個備用管孔,以供擴充之用。
建筑群子系統采用直埋溝內敷設時,如果在同一溝內埋入了其他的圖像、監控電纜,應設立明顯的共用標志。
電話局來的電纜應進入一個阻燃接頭箱,再接至保護裝置。
綜合布線系統應能滿足所支持的數據系統的傳輸速率要求,并應選用相應等級的纜線和連接硬件設備。
綜合布線系統應能滿足所支持的電話、數據和電視系統的傳輸標準要求。
綜合布線系統應設置計算機信息管理系統。人工登錄與綜合布線系統相關的硬件設施的工作狀態信息,這些狀態信息包括:設備和纜線的用途和使用部門、組成局域網的拓撲結構、傳輸信息速率、終端設備配置狀況、占用硬件編號和色標、鏈路的功能和各項主要特征參數、鏈路的完好狀況和故障記錄等內容。還應登錄設備位置和纜線走向內容以及建筑物名稱、位置、區號、樓層號和房間號等內容。
在系統設計時,全系統所選的纜線、連接硬件、跳線、連線等必須與選定的類別相一致。如采用屏蔽措施時,則全系統必須都按屏蔽設計。
5.3 綜合布線系統的主要部件和參數指標
5.3.1 綜合布線拓撲結構
綜合布線系統的拓撲結構是由各種單元組成的,并按照技術性能要求和經濟合理原則進行組合和配置。組合配置包含組合邏輯和配置形式,組合邏輯描述網絡功能的體系結構;配置形式描述網絡單元的鄰接關系,即說明交換中心(或節點)和傳輸鏈路的連接情況。具體來說,綜合布線系統的網絡拓撲結構是一個網絡布局的實際邏輯表示,這個網絡是由各種布線部件、導線、電纜、光纜和連接硬件等組成。邏輯拓撲一般不考慮網絡的物理性能(如纜線的路由和設備的位置等),只用拓撲來描述常用的幾何圖形狀態。在綜合布線系統中,常用的網絡拓撲結構有星型、環型、總線型、樹型和網狀型,其中以星型網絡拓撲結構使用最多。綜合布線系統采用哪種網絡拓撲結構應根據工程范圍、建設規模、用戶需要、對外配合和設備配置等各種因素綜合研究確定。具體內容將在總體方案設計中介紹。
5.3.2 綜合布線主要組成部件
綜合布線系統中采用的主要布線部件并不多,按其外形、作用和特點可粗略分為兩大類,即傳輸介質和連接硬件(包括接續設備)。在綜合布線系統工程中,選用的主要布線部件必須按我國通信行業標準《大樓通信綜合布線系統》(YD/T 926)中的要求執行。在上述標準中,對主要布線部件推薦采用的產品型號和規定如下所述。
1.傳輸介質
——綜合布線系統常用的傳輸介質有對絞線(又稱雙絞線)、大對數電纜(簡稱對稱電纜)和光纜。
—(1)對絞線和對絞對稱電纜
——對絞線是兩根銅芯導線、其直徑一般為0.4mm~0.65mm,常用的是0.5mm。它們各自包在彩色絕緣層內,按照規定的絞距互相扭絞成一對對絞線。扭絞的目的是使對外的電磁輻射和遭受外部的電磁干擾減少到最小。對絞線按其電氣特性的不同進行分級或分類。根據國外電氣工業協會/電信工業協會(EIA/TIA)的規定,各類或各級的對絞線和對絞對稱電纜的應用范圍見下表5-1。
表5-1 對絞線、對絞電纜的分類和應用范圍
序號 |
分類或型號 |
描述性 名稱 |
說 明 |
應用范圍 |
1 |
EIA/TIA第一類 |
1 |
在局域網中不使用,主要用于模擬話音 |
模擬話音、數字話音 |
2 |
EIA/TIA第二類 |
1 |
在局域網中很少使用,可用于ISDN(數據)、數字話音、IBM 3270等 |
ISDN(數據):1.44Mbit/s IT:1.544Mbit/s 數字話音 IBM 3270、IBM 3X、IBM AS/400 |
3 |
EIA/TIA第三類 NEMA-100-24-LL UL Level Ⅲ |
100Ω UTP |
它是一種24 AWG的4對非屏蔽對絞線,符合EIA/TIA 568標準中確定的100Ω水平布線電纜要求,可用于10Mbit/s和IEEE802.3 10Base-T話音和數據 |
10 Base-T 4Mbit/s 令牌環 IBM 3270、IBM 3X、IBM AS/400 ISDN話音 |
4 |
EIA/TIA第四類 NEMA-100-24-LL UL Level Ⅳ |
100Ω 低損耗 |
在性能上比第三類線有一定改進,適用于包括16Mbit/s令牌環局域網在內的數據傳輸速率,它可以是UTP,也可以是STP |
10Base-T 16Mbit/s令牌環 |
5 |
EIA/TIA第五類 NEMA-100-24-XF UL Level Ⅴ |
100Ω |
它是一種24 AWG的4對對絞線,比100Ω低損耗對絞線具有更好的傳輸特性,適用于16Mbit/s以上的速率,最高可達到100Mbit/s |
10Base-T 16Mbit/s令牌環 100Mbit/s局域網 |
6 |
EIA/TIA150Ω STP NEMA-150-22-LL NEMA-150-24-LL |
150Ω STP |
它是具有高性能屏弊式的對絞線,有22AWG或24AWG兩種。它的數據傳輸速率可達100Mbit/s或更高,并支持600MHz頻帶上的全息圖像 |
16Mbit/s令牌環 100Mbit/s局域網 全息圖像 |
注:1、10Base-T網絡于90年代開始使用,10代表傳輸速率為10Mbit/s,Base代表基帶,T代表對絞線。
2、目前可供使用的對絞線多為8芯(4對),在采用10Base-T的情況下,只用2對(1、2芯為接收對,3、6芯為發送對),另外2對(4、5、7、8芯)不用。
3、10Base-T網絡的物理結構是星型,所有工作站(TC)都與中心的集線器(Hub)相連,使用對絞線2對,1對用于發送數據,1對用于接收數據。集線器與工作站之間的對絞線相連時,所用的連接器稱為RJ45,它由RJ45插座(又稱MAU、MDI連接器、媒體連接單元或媒體相關接口連接器)和RJ45插頭(又稱對絞線鏈路段連接器)組成。規定插頭連接器端接在對絞線上,插座連接器安裝在網卡上或集線器中。
4、10Base-T的對絞線應選用直徑為0.4mm~0.65mm的非屏蔽導線,在網卡和集線器間使用兩對線,其最大長度為100m。
5、IEEE為電氣及電子工程師學會。
根據我國通信行業標準《數字通信用對絞/星絞對稱電纜》和《大樓通信綜合布線系統》的規定,國內只生產特性阻抗為100Ω和150Ω的兩種規格,不生產120Ω的產品。目前已建和在建的綜合布線系統工程,如采用國外廠商生產的120Ω對絞線電纜時,可參考相關的標準。在新建的綜合布線系統工程中,不允許再采用120Ω的產品。
——UTP雙絞電纜是非屏蔽纜線,由于它具有重量輕、體積小、彈性好和價格適宜等特點,所以使用較多,甚至在傳輸較高速數據的鏈路上也有采用。但其抗外界電磁干擾的性能較差,安裝時因受牽拉和彎曲,易使其均衡絞距受到破壞,因此,不能滿足電磁兼容(EMC)性規定的要求。同時該種電纜在傳輸信息時易向外輻射泄漏,相對安全性較差,在一些重要部門的工程中盡可能不用。STP(每對芯線和電纜繞包鋁箔、加銅編織網)、FTP(縱包鋁箔)和SFTP(縱包鋁箔、加銅編織網)對絞電纜都是有屏蔽層的屏蔽纜線,具有防止外來電磁干擾和防止向外輻射的特性,但它們都存在重量重、體積大、價格貴和不易施工等問題。在施工安裝中均要求完全屏蔽和正確接地,才能保證其特性效果。因此,在決定是否采用屏蔽纜線時,應從智能化建筑的使用性質、所處的環境和今后發展等因素綜合考慮。
——(2)光纜
——當綜合布線系統需要在一個建筑群之間敷設較長距離的線路,或者在建筑物內信息系統要求組成高速率網絡,或者與外界其它網絡特別與電力電纜網絡一起敷設有抗電磁干擾要求時,宜采用光纜作為傳輸媒體。光纜傳輸系統應能滿足建筑與建筑群環境對電話、數據、計算機、電視等綜合傳輸要求,當用于計算機局域網絡時,宜采用多模光纜;做為遠距離電信網的一部分時應采用單模光纜。
綜合布線系統的交接硬件采用光纜部件時,設備間可作為光纜主交接場的設置地點。干線光纜從這個集中的端接和進出口點出發延伸到其它樓層,在各樓層經過光纜級連接裝置沿水平方向分布光纜。
光纜傳輸系統應使用標準單元光纜連接器,連接器可端接于光纜交接單元,陶瓷頭的連接應保證每個連接點的衰減不大于0.4dB。塑料頭的連接器每個連接點的衰減不大于0.5dB。
綜合布線系統宜采用光纖直徑62.5μm、光纖包層直徑125μm的緩變增強型多模光纜,標稱波長為850nm或1300nm;也可采用標稱波長為1310nm 或1550nm的單模光纜。
光纜數字傳輸系統的數字系列比特率、數字接口特性,應符合如下系列規定:
(a)PDH數字系列比特率等級應符合國家標準GB4110-83《脈沖編碼調制通信系統系列》的規定,如表5-2所示。
表5-2 系列比特率
數字系列等級 |
基群 |
二次群 |
三次群 |
四次群 |
標稱比特率(kdps) |
2048 |
8448 |
34368 |
139264 |
(b)數字接口的比特率偏差、脈沖波形特性、碼型、輸入口與輸出口規范等,應符合國家標準GB7611-87《脈沖編碼調制通信系統網絡數字接口參數》的規定。
光纜傳輸系統宜采用松套式或骨架式光纖束合光纜,也可采用帶狀光纖光纜。
光纜傳輸系統中標準光纜連接裝置硬件交接設備,除應支持連接器外,還應直接支持束合光纜和跨接線光纜。
各種光纜的接續應采用通用光纜盒,為束合光纜、帶狀光纜或跨接線光纜的接合處提供可靠的連接和保護外殼。通用光纜盒提供的光纜入口應能同時容納多根建筑物光纜。
根據我國通信行業標準規定,在綜合布線系統中,按工作波長采用的光纖是0.85μm(0.8μm~0.9μm)和1.30μm(1.25μm~1.35μm)兩種。以多模光纖(MMF)纖芯直徑考慮,推薦采用50μm/125μm(光纖為GB/T 12357規定的A1a類)或62.5μm/125μm(光纖為GB/T 12357規定的A1b類)兩種類型的光纖。在要求較高的場合,也可采用8.3μm/125μm突變型單模光纖(SMF)(光纖為GB/T 9771規定的BI.I類),其中以62.5μm/125μm漸變型增強多模光纖使用較多。因為它具有光耦合效率較高、纖芯直徑較大,在施工安裝時光纖對準要求不高,配備設備較少等優點,而且光纜在微小彎曲或較大彎曲時,其傳輸特性不會有太大的改變。
2. 連接硬件(包括接續設備)
——連接硬件是綜合布線系統中各種接續設備(如配線架等)的統稱。連接硬件包括主件的連接器(又稱適配器)、成對連接器及接插軟線,但不包括某些應用系統對綜合布線系統用的連接硬件,也不包括有源或無源電子線路的中間轉接器或其它器件(如阻抗匹配變量器、終端匹配電阻、局域網設備、濾波器和保護器件)等。連接硬件是綜合布線系統中的重要組成部分。
——由于綜合布線系統中連接硬件的功能、用途、裝設位置以及設備結構有所不同,其分類方法也有區別,一般有以下幾種:
—(1)按連接硬件在綜合布線系統中的線路段落來劃分
——①終端連接硬件:如總配線架(箱、柜),終端安裝的分線設備(如電纜分線盒、光纖分線盒等)和各種信息插座(即通信引出端)等。
——②中間連接硬件:如中間配線架(盤)和中間分線設備等。
—(2)按連接硬件在綜合布線系統中的使用功能來劃分
——①配線設備:如配線架(箱、柜)等;
——②交接設備:如配線盤(交接間的交接設備)和屋外設置的交接箱等;
——③分線設備:有電纜分線盒、光纖分線盒和各種信息插座等。
—(3)按連接硬件的設備結構和安裝方式來劃分
——①設備結構:有架式和柜式(箱式、盒式);
——②安裝方式:有壁掛式和落地式,信息插座有明裝和暗裝方式,且有墻上、地板和桌面安裝方式。
(4)按連接硬件裝設位置來劃分
——在綜合布線系統中,通常以裝設配線架(柜)的位置來命名,有建筑群配線架(CD)、建筑物配線架(BD)和樓層配線架(FD)等。
——此外,連接硬件尚有按外殼材料或組裝結構以及特殊要求來劃分的,因分類繁多且不常用所以不作細述。目前,國內外產品的連接硬件主要有100Ω的電纜布線用、150Ω的電纜布線用、光纖或光纜用(它們都包括通信引出端的連接硬件)三大類型。具體內容可參見產品說明。
3. 綜合布線主要參數指標
信道(Channel)是通信系統中必不可少的組成部分,它是從發送輸出端到接收輸入端之間傳送信息的通道。以狹義來定義,它是指信號的傳輸通道,即傳輸介質,不包括兩端的設備。綜合布線系統的信道是有線信道,從圖5-7中可看出其信道不包括兩端設備。
鏈路與信道有所不同,它在綜合布線系統中是指兩個接口間具有規定性能的傳輸通道,其范圍比信道小。在鏈路中既不包括兩端的終端設備,也不包括設備電纜(光纜)和工作區電纜(光纜)。在圖中可以看出鏈路和信道的不同范圍。
——在綜合布線系統工程設計中,必須根據智能化建筑的客觀需要和具體要求來考慮鏈路的選用。它涉及到鏈路的應用級別和相關的鏈路級別,且與所采用的纜線有著密切關系。目前鏈路有5種應用級別,不同的應用級別有不同的服務范圍及技術要求。布線鏈路按照不同的傳輸介質分為不同級別,并支持相應的應用級別。具體分類情況見下表5-3。
表5-3 綜合布線系統鏈路的應用級別和鏈路級別
序號 |
應用級別 |
布線鏈路傳輸介質 |
應用場合 |
支持應用的鏈路級別 |
頻率 |
1 |
A級 |
A級對稱電纜布線鏈路 |
話音帶寬和低頻信號 |
最低速率的級別,支持A級 |
100kHz以下 |
2 |
B級 |
B級對稱電纜布線鏈路 |
中速(中比特率)數字信號 |
支持B級和A級的應用 |
1MHz以下 |
3 |
C級 |
C級對稱電纜布線鏈路 |
高速(高比特率)數字信號 |
支持C級、B級和A級的應用 |
16MHz以下 |
4 |
D級 |
D級對稱電纜布線鏈路 |
超高速(甚高比特率)數字信號 |
支持D級、C級、B級和A級的應用 |
100MHz以下 |
5 |
光纜級 |
光纜布線鏈路 按光纖分為單模光 |
高速和超高速率的數字信號 |
支持光纜級的應用,支持傳輸速率10MHz及以上的各種應用 |
10MHz及其以上 |
——特性阻抗為100Ω雙絞電纜及連接硬件的性能分為三類、四類、五類,它們分別適用于以下相應的情況:
——三類100Ω的雙絞電纜及其連接硬件,其傳輸性能支持16M以下速率的應用。
——四類100Ω的雙絞電纜及其連接硬件,其傳輸性能支持20M以下速率的應用。
——五類100Ω的雙絞電纜及其連接硬件,其傳輸性能支持100M以下速率的應用。
六類100Ω的雙絞電纜及其連接硬件,其傳輸性能支持1000M以下速率的應用。
——特性阻抗為150Ω的數字通信用對稱電纜(簡稱150Ω對稱電纜)及其連接硬件,只有五類一種,其傳輸性能支持100MHz以下速率的應用。
在我國通信行業標準中,推薦采用三類、四類和五類100Ω的對稱電纜;允許采用五類150Ω的對稱電纜。目前我國綜合布線六類國家標準正在制訂中。
(1)銅纜參數
a.信道長度(傳輸距離)
——雙絞線信道長度是綜合布線系統中極為重要的指標。它是分別根據傳輸介質的性能要求(如對稱電纜的串擾或光纜的帶寬)與不同應用系統的允許衰減等因素來制定的。為了便于在工程設計中使用,在下表中列出了鏈路級別和傳輸介質的相互關系,表5-4中還列出了可以支持各種應用級別的信道長度。由于通信、計算機等領域的技術不斷發展,在表中規定的綜合布線系統所支持的國際標準各種應用的目錄并不完整,未能列入目錄的某些應用也可被綜合布線系統所支持,具體應根據通信行業標準中鏈路要求規定的內容辦理。
表5-4 傳輸介質可達到的信道長度
指標 名稱 |
鏈路 級別 |
最高帶寬 |
傳輸介質 |
應用舉例 |
|||||
對稱電纜 |
光纜 |
||||||||
三類100Ω |
四類100Ω |
五類100Ω |
五類150Ω |
多模光纖 |
單模光纖 |
||||
信道 長度 (m) |
A級 |
100kHz |
2000 |
3000 |
3000 |
3000 |
1 |
1 |
PBX(用戶電話交換機),X.5/V.11 |
B級 |
1MHz |
200 |
260 |
260 |
400 |
1 |
1 |
SO——總線(擴展),SO——點對點 S1/S2,CSMA/CD,1Base 5 |
|
C級 |
16MHz |
100 |
150 |
160 |
250 |
1 |
1 |
CSMA/CD,10Base-T,令牌環,4Mbit/s,令牌環,16Mbit/s |
|
D級 |
100MHz |
|
|
100 |
150 |
1 |
1 |
令牌環,16Mbit/s,ATM(TP),TP0PMD |
|
光纜 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
2000 |
3000 |
CSMA/CD,FOIRL,CSMA/CD 10Base-F,令牌環,FDDI,LCF FDDI SM FDDI,HIPPI,ATM,FC |
——此外,國內外廠商已完成六類線(傳輸帶寬250MHz)的正式標準和產品的生產,七類線(傳輸帶寬600MHz),其標準也在商討制訂中。所以在綜合布線系統工程設計中,應充分注意相關技術的發展動態。
綜合布線全系統網絡結構中的各段纜線傳輸最大長度必須符合圖中所示的要求。這是因為網絡傳輸特性的限制,為保證通信質量所確定的。下圖5-8中的A、B、C、D、E、F、G表示相關段落纜線或跳線的長度。樓層配線架到建筑群配線架之間如采用單模光纖光纜作為主干布線時,其最大長度可延長到3000m。若采用國外產品不能滿足我國通信行業標準規定的最大長度要求時,應設法采取技術措施,進行切實有效地調整。
CD建筑群配線架 BD建筑物配線架 FD樓層配線架 TP 轉接點 TO信息插座
a.衰減
綜合布線系統鏈路傳輸的最大衰減限值,包括兩端的連接件、跳線和工作區連接電纜在內,應符合下表5-5的規定。
表5-5 鏈路傳輸的最大衰減限值表
頻率 (MHZ) |
最大衰減限值(dB) |
|||||
A級 |
B級 |
C級 |
D級 |
D級E |
E 級 |
|
0.1 |
16 |
5.5 |
|
|
|
|
1.0 |
|
5.8 |
3.7 |
2.5 |
2.1 |
1.9 |
4.0 |
|
|
6.6 |
4.8 |
4.0 |
3.5 |
10.0 |
|
|
10.7 |
7.5 |
6.3 |
5.6 |
16.0 |
|
|
14.0 |
9.4 |
8.2 |
7.1 |
20.0 |
|
|
|
10.5 |
9.2 |
7.9 |
31.25 |
|
|
|
13.1 |
11.5 |
10 |
62.5 |
|
|
|
18.4 |
16.7 |
14.4 |
100.0 |
|
|
|
23.2 |
5.6 |
18.5 |
200.0 |
|
|
|
|
|
27.1 |
250.0 |
|
|
|
|
|
30.7 |
注:要求將和點連成曲線后,測試的曲線全部應在標準曲線的限值范圍之內。
b.近端串擾
綜合布線系統任意兩線對之間的近端串擾衰減限值,包括兩端的連接硬件、跳線和工作區連接電纜在內(但不包括設備連接器),應符合下表5-6的規定。
表5-6 線對間最小近端串擾衰減限值表
頻率 (MHZ) |
最小近端串音衰減限值(dB) |
|||||
A級 |
B級 |
C級 |
D級 |
D級E |
E 級 |
|
0.1 |
27 |
40 |
|
|
|
|
1.0 |
|
25 |
39 |
54 |
60 |
65.7 |
4.0 |
|
|
29 |
45 |
54.8 |
64.1 |
10.0 |
|
|
23 |
39 |
48.5 |
57.8 |
16.0 |
|
|
19 |
36 |
45.2 |
54.6 |
20.0 |
|
|
|
35 |
43.7 |
53.1 |
31.25 |
|
|
|
32 |
40.6 |
50 |
62.5 |
|
|
|
27 |
35.7 |
45.1 |
100.0 |
|
|
|
24 |
32.3 |
41.8 |
200.0 |
|
|
|
|
39.8 |
36.9 |
250.0 |
|
|
|
|
|
35.3 |
注:①所有其它音源的噪聲應比全部應用頻率的串擾噪聲低10dB。
②在大多數主干電纜中,最壞線對的近端串擾衰減值,應以功率累計數來衡量。
③橋接分岔或多組合電纜,以及連接到多重信息插座的電纜,任一對稱電纜組或單元之間的近端串擾衰減至少要比單一組合的4對電纜的近端串擾衰減好一個數值△。
△=6dB+10Lg(n+1)dB
式中:n為電纜中相鄰的對稱電纜單元數
c.反射衰減
綜合布線系統中任一電纜接口處的反射衰減限值,應符合下表5-7的規定。
表5-7 電纜接口處最小反射衰減限值表
頻率(MHZ) |
最小反射衰減限值 |
|
C級 |
D級 |
|
1≤f≤10 |
18 |
18 |
10<f≤16 |
15 |
15 |
16<f≤20 |
|
15 |
20<f≤100 |
|
10 |
d.衰減串擾比(ACR)
綜合布線系統鏈路衰減與近端串擾衰減的比率(ACR),應符合下表5-8的規定。
表5-8 最小ACR限值表
頻率 (MHZ) |
最小ACR限值(dB) |
D級 |
|
0.1 |
- |
1.0 |
- |
4.0 |
40 |
10.0 |
35 |
16.0 |
30 |
20.0 |
28 |
31.25 |
23 |
62.5 |
13 |
100.0 |
4 |
注:①ACR(dB)=an(dB)-a(dB)
式中:an——任意兩線對間的近端串擾衰減值
a——鏈路傳輸的衰減值
②本表所列的ACR值優于計算值,在衰減和串擾衰減之間允許有一定限度的權衡選擇,其選擇范圍如下表5-9所示。
表5-9 衰減和近端串擾衰減的選擇極限表
頻率 (MHZ) |
最大衰減量 (dB/100m) |
最小近端串擾衰減量 在100m時的(dB) |
20 |
8 |
41 |
31.25 |
10.3 |
39 |
62.5 |
15 |
33 |
100 |
19 |
29 |
e.直流電阻
綜合布線系統線對的限值,當系統分級和傳輸距離在規定情況下,應符合下表5-10的規定。
表5-10 直流環路電阻極限表
鏈路級別 |
A級 |
B級 |
C級 |
D級 |
最大環路電阻(Ω) |
560 |
170 |
40 |
40 |
注:①100Ω雙絞電纜的直流環路電阻值應為19.2Ω/100m;
②150Ω雙絞電纜的直流環路電陰值應為12Ω/100m。
f.傳播延遲
綜合布線系統線對的傳播延遲限值,應符合下表5-11的規定。
表5-11 最大傳播延遲限值表
測量頻率(MHZ) |
級別 |
延遲(μs) |
0.01 |
A |
20 |
1 |
B |
5 |
10 |
C |
1 |
30 |
D |
1 |
注:配線(水平)子系統中的最大傳播延遲不得超過1μs。
g.縱向差分轉換衰減
綜合布線系統的縱向差分轉換衰減(平衡)限值,應符合下表5-12的規定。
表5-12 縱向差分轉換衰減限值表
頻率 |
最小縱向差分轉換衰減限值(dB) |
|||
(MHZ) |
A級 |
B級 |
C級 |
D級 |
0.1 |
30 |
45 |
35 |
40 |
1.0 |
|
20 |
30 |
40 |
4.0 |
|
|
待定 |
待定 |
10.0 |
|
|
25 |
30 |
16.0 |
|
|
待定 |
待定 |
20.0 |
|
|
待定 |
待定 |
100 |
|
|
|
待定 |
注:縱向差分轉換衰減的測試方法正在研究。
h. 綜合近端串擾(Power sum)
綜合布線系統的相鄰線對限值應符合下表5-13的規定:
表5-13相鄰線對綜合近端串擾限定值一覽表
頻率(MHZ) |
D級(E)(dB) |
E級(dB) |
||
|
通道鏈路 |
基本鏈路 |
通道鏈路 |
永久鏈路 |
1 |
57.0 |
57.0 |
62 |
62 |
10 |
44 |
455 |
54 |
55.5 |
100 |
27.1 |
29.3 |
37.1 |
39.3 |
200 |
|
|
31.9 |
34.3 |
250 |
|
|
30.2 |
32.7 |
相鄰線對綜合近端串擾(Power sum)其值為在4對雙絞線的一側,3個發送信號的線對向另一相鄰接收線對產生串擾的總和近端串擾值。
N4= N12+N22+N32 ,N1,N2,N3分別為線對1,線對2,線對3,線對4的近端串擾值。
a.等效遠端串擾損耗(ELFEXT)
綜合布線系統的等效遠端串擾損耗(ELFEXT)限值應符合下表5-14的規定。
表5-14 等效遠端串擾損耗ELFEXT最小限值表
頻率(MHZ) |
D級(E)(dB) |
E級(dB) |
||
通道鏈路 |
基本鏈路 |
通道鏈路 |
永久鏈路 |
|
1 |
57.4 |
60 |
63.3 |
64.2 |
10 |
37.4 |
40 |
43.3 |
44.2 |
100 |
17.4 |
20 |
23.3 |
24.2 |
200 |
|
|
17.2 |
18.2 |
250 |
|
|
15.3 |
16.2 |
等效遠端串擾損耗ECFEXT系指遠端串擾損耗與線路傳輸衰減差。
從鏈路近端線纜的一個線對發送信號,該信號經過線路衰減,從鏈路遠端干擾相鄰接收線時,定義該遠端串擾值為FEXT,FEXT是隨鏈路長度(傳輸衰減)而變化的量。
定義:ECFEXT=FEXT-A(A為受串擾接線對的傳輸衰減)
b.遠端等效串擾總和PS EC FEXT
綜合布線遠端等效串擾總和PS EC FEXT限值應符合下表5-15的規定:
表5-15 遠端等效串擾總和PS EC FEXT限定值
頻率(MHZ) |
D級(E)(dB) |
E級(dB) |
||
通道鏈路 |
基本鏈路 |
通道鏈路 |
永久鏈路 |
|
1 |
57.4 |
60 |
63.3 |
64.2 |
10 |
37.4 |
40 |
43.3 |
44.2 |
100 |
17.4 |
20 |
23.3 |
24.2 |
200 |
|
|
17.2 |
18.2 |
250 |
|
|
15.3 |
16.2 |
c.傳播時延差
綜合布線線對間傳播時延差規定以同一纜線中信號傳播時延最小的線對的時延值作為參致。其余線對與參致線對時延差值不得超過45ns。若線對間時延差超過該值,在鏈路高速傳輸數據下4個線對同時并行傳輸數據據信號時,將造成數據結構嚴重破壞。
d.回波損耗
綜合布線最小回波損耗值應符合下表5-16的規定。
表5-16 最小回波損耗值
頻率 (MHz) |
最小回波損耗標準值 |
||
D級 |
D級(E)(dB) |
E級(dB) |
|
1~10 |
15 |
17 |
19 |
10~16 |
15 |
17 |
19 |
16~20 |
15 |
17 |
19 |
20~100 |
15-10Log10(f/20) |
17-7 Log10(f/20) |
19-10 Log10(f/20) |
250 |
15-10Log10(f/20) |
17-7 Log10(f/20) |
19-10 Log10(f/20) |
回波損耗系指由線纜持性阻抗和鏈路接插件偏離標準值導致功率反身31起。RC為輸入信號幅度和由鏈路反射回來的信號幅度的差值。
e.噪聲
綜合布線鏈路脈沖噪聲是指大功率設備間斷性啟動對布線鏈路帶來的電沖擊干擾。綜合布線鏈路在不連接有源器械和設備情況下,高于200mV的脈沖噪聲個數的統計,測量2分鐘捕捉脈沖噪聲個數不大于10個。
綜合布線背景雜訊噪聲由一般用電器械帶來的高頻干擾和電磁干擾,布線鏈路在不連接電源器械及設備情況下,雜訊噪聲電平應≤-30dB。
(2)光纜參數
a、波長
綜合布線系統光纜波長窗口的各項參數,應符合下表5-17的規定。
表5-17光纜窗口參數表
光纖模式,標稱波長 (nm) |
下限 (nm) |
上限 (nm) |
基準試驗波長 (nm) |
最大光譜寬帶 FWHM (nm) |
多模850 |
790 |
910 |
850 |
50 |
多模1300 |
1285 |
1330 |
1300 |
150 |
多模1310 |
1288 |
1339 |
1310 |
10 |
多模1550 |
1525 |
1575 |
1550 |
10 |
注:①多模光纖:芯線標稱直徑為62.5/125μm或50/125μm;
50nm波長時最大衰減為3.5dB/km;最小模式帶寬為200MHZkm;
1300nm波長時最大衰減為1dB/km;最小模式帶寬為500 MHZkm;
②單模光纖:芯線應符合IEC793-2,型號BI和ITU-TG.625標準;
1310nm和1550nm波長時最大衰減為1dB/km;截止波長應小于1280nm;
1310nm時色散應≤6PS/km.nm;1550nm時色散應≤20 PS/km.nm。
③光纖連接硬件:最大衰減0.5dB;最小反射衰減:多模20dB。
b、傳輸距離
綜合布線系統的光纜,在規定各項參數的條件下,光纖鏈路可允許的最大,應符合下表5-18的規定。
表5-18 光纖鏈路允許最大傳輸距離表
光纜應用類別 |
鏈路長度 (m) |
多模衰減值(dB) |
單模衰減值(dB) |
||
850(nm) |
1300(nm) |
1310(nm) |
1550(nm) |
||
配線(水平)子系統 |
100 |
2.5 |
2.2 |
2.2 |
2.2 |
干線(垂直)子系統 |
500 |
3.9 |
2.6 |
2.7 |
2.7 |
建筑群子系統 |
1500 |
7.4 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
注:①表中規定的鏈路長度,是在采用符合表10.13規定的光纜和光纖連接硬件的條件下,允許的最大距離。
②對于短距離的應用場合,應插入光衰減器,保證達到表中規定的衰減值。
c、模式帶寬
綜合布線系統多模光纖鏈路的最小光學,應符合下表5-19的規定。
表5-19 多模光纖鏈路的光學模式帶寬表
標稱波長(nm) |
最小反射衰減限值(dB) |
850 |
100 |
1300 |
250 |
注:單模光纖鏈路的光學模式帶寬,ISO/IEC11801:1995(E)尚未作出規定。
d、反射衰減限值
綜合布線系統光纖鏈路任一接口的光學反射衰減限值,應符合下表5-20的規定。
表5-20 光纖鏈路的光學反射衰減限值表
光纖模式,標稱波長(nm) |
最波反射衰減限值(dB) |
多模850 |
20 |
多模1300 |
20 |
單模1310 |
26 |
單模1550 |
26 |
綜合布線系統的纜線與設備之間的相互連接應注意阻抗匹配和平衡的轉換適配。特性阻抗的分類應符合100Ω、150Ω兩類標準,其允許偏差值為±15Ω(適用于頻率>1MHZ)。
5.4 綜合布線測試連接方式定義
5.4.1 水平布線測試連接方式
(1)基本鏈路方式(Basic Link)(目前已被廢止)
這是工程承包商采用的連接方式。該方式包括:最長90m的端間固定連接水平纜線和在兩端的接插件;一端為工作區信息插座,另一端為樓層配線架、跳線板插座及連接兩端接插件的兩條2m長的測試線。
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