光纤布线系统解析

光纤布线系统解析 1 OM4 标准 2009 年 8 月， TIA 正式批准 OM4，一种新类别 EIA/TIA 492AAAD 多模光纤标准。该定义保持与现有“OM” （ ISO/IEC 规范）一致的命名规则，目前为止， IEC 组织还没有正式批准 OM4 规范，但是业内认为，其很大程度上将与 TIA 规范保持一致。 “OM4 光纤 ” 标准详细说明了下一类多模光纤的性能，即基于当前 50/125m 多模光纤的物理结构，具备比 OM3 光纤更高的有效模式带宽。这种更高的带宽被用于传输更高速率的串行信号、适应更长的链路距离或者为多 级连接提供更充足的系统指标余量。有关多模光纤的技术参数可以参考表 1、图 1 所示。 表 1 多模光纤技术参数 图 1 全球多模光纤市场分析（注：数据源自康宁公司） 数据中心带宽的需求、距离以及成本在这个新的 TIA 光纤标准中得到解决。电信行业协会最近批准的 TIA 492AAAD 标准，激化了光纤超过 OM3，达到了 OM4 光纤的标准。 OM4 光纤的诞生并不意味着它将全面取代 OM3 光纤，因为多数网络的需求还是以 OM3 光纤（包括 40G 和 100G 应用）为主，目前数据显示，数据中心中 70%左右的链路长度是不超过 100m 的，因此， OM3 光纤依然处于主要应用的位置。 OM4 光纤将针对在 100m 的距离内更高速率（ 40G 和 100Gbps 以太网， 16G 和 32Gbps 光纤通道）的数据传输要求。对于通常的企业网络，当链路长度不超过 600m 时，多模光纤的性价比是较高的， 这是因为光纤的收发设备的成本的原因；超过这个距离后，单模光纤则比较具备优势。因此，当传输 1G 及以上应用时，如果希望继续使用多模光纤系统，那么 OM4 光纤就将显示出其优势，对于那些距离在 300m600m 之间的 10G 或者 100m125m 的 100G 的应用， OM4 光纤就成为主要选择。另外，光纤通道成员最近也对包括 OM4 光纤规范支持 400m4Gbps 和 200m8Gbps 和 130m16Gbps 进行了投票。 2 数据主干系统以单模光纤为主 主干光缆的应用实际上体现于建筑物内主干光缆、建筑群主 干光缆与宽带接入主干光缆的选择。选择何种光缆与应用网络的传输速率、传输距离、互通对象有关，如图 2 所示。 图 2 垂直主干光缆的选择 由此看出，由于宽带的接入，光纤系统将逐渐向末端扩展，其关联设备、有源器件等也会相应的发展和提高性价比，从而促进了光纤系统的应用市场。但是主干系统对于光纤的选择，普通单模光纤和万兆 OM3 光纤占据了 8 成左右，而且单模光纤使用比例高于 OM3 光纤，这是由于思维惯性产生的调查结果。因为万兆 OM3 光纤的市场化较单模光纤晚，它的应用推广只是随着智能建筑的发展而拓展的，加之电信运营商在考虑 “ 光纤入户 ” 时，从电信光缆互通考虑，都会采用单模系统实现。随着 OM3 光纤的广泛应用，其性价比的优势逐渐被大家所认可。 相信在今后，只要在传输距离上能够满足网络的要求，应当会有更多的 OM3光纤被采用。在建筑物主干系统中，所占比例应该会较单模光纤高些。 相信在今后，只要在传输距离上能够满足网络的要求，应当会有更多的 OM3 光纤被采用。在建筑物主干系统中，所占比例应该会较单模光纤高些。 3 光纤至桌面的应用 “ 光纤至桌面 ” 的应用，可以理解为以下状况应用：光纤直接敷设至工作区的光纤信息插座；光纤敷设至某一区域的光纤集中配线箱，再通过网络设备和数据电缆延伸至工作区信息插座。当然在住宅小区的宽带光纤接入网的建设中，光纤 又可以直接布放至楼内光纤配线柜（箱）、楼层光纤配线箱、入户家居配线箱。在我国相关的标准中，对于中、高级的住宅建筑已经要求做到 “ 光纤入户 ” 。随着 “ 三网融合 ” 的目标实现，光纤将会越来越接近于用户。如图 3 所示。 图 3 使用 “ 光纤到桌面 ” 原因 光纤通信所具备的优势在于超高稳定的通信带宽；超长距离的传输通道；通信安全和保密；高可靠性与抗电磁干扰；稳定性好，寿命长；带宽易于平滑升级；环保节能等。因此，我们看到事实上用户选择光纤到桌面也都是基于上述原因。 4 目前光纤应用的主要难度 光纤的应用，总有人认为要比铜缆复杂与不可掌控，因此在工程中不采用，或者想采用，但又不 知道如何正确应用，如图 4 所示。 图 4 光纤应用的主要难度 图中传达出了两个信息。首先， “ 施工难度大、专业化要求高 ” 显示了目前光纤系统应用中较为常见的问题。相对 而言，铜缆系统的施工、安装、测试都比较成熟和方便，实践多了，就有了经验，施工质量容易得到保证。而光系统的施工和安装，比如接续、端接等环节则需要比较专业的设备和人员。这与光纤系统相对微观的特性是分不开的。目前，很多的厂商都在从事一些类似的创新，其目标就是降低施工、安装的专业化要求，让安装商和用户更加便利和容易地实现和应用光系统，最终达到广泛普及光系统的目的。 “ 对光纤的技术和应用不太了解 ” 、 “ 对于技术规范不了解 ” 和 “ 对光纤系统测试要求及方法不了解 ” 则更加充分地说明了专业化要求高的特点。因 为事实上，不论国 际还是国内都有比较系统、全面的关于光纤产品技术要求、应用技术和测试方面的相关技术标准文件。因为专业性比较强等原因，它们不易被公众所了解。这也是今后需要改善的方向，通过技术推广与开展各种层次的培训工作，让更多的人了解，才会有更多用户愿意使用。 5 光纤现场端接方式 当前光纤系统端接方式包括原有的现场磨接、熔接和近些年出现的机械压接方式。 从图 5 中可以看到，了解了现场机械压接方式的操作方法与特点之后，还是有半数的用户愿意选择这类方式的。原有的磨接方式由于曾经被广泛使用过，很多安装商和用户还是对其 技术有依赖性和信任感，不过已经不再成为主流方式；熔接由于其自身的特点，依然具备特定的环境需求，由于专业化程度要求较高，应用仅限于某些领域。这些数据也客观地体现了现有的状态：用户由于对技术、成本、专业化等不同因素的关注，会选择一种较适合于施工环境和施工方法的方式。 图 5 光纤现场端接方式 在确定光纤连接器与光纤端接现场的端接方式以前，首先要对光纤连接器与适配器的组合进行选择。使用何种光纤连接器，更多地基于以下原因： 网络设备端口类型与光纤连接器件类型应保持一致，避免因器件的类型转换带来系统连接的复杂性； 机柜（机箱）内光纤连接组件的安装与理线空间是否满足连接器组件的安装方式； 行业或地域的使用习惯和施工掌握的熟练程度； 连接器件的通用性、安全性和可靠性； 符合演进趋势或发展方向。 从图 6 可以看出，过去使用较多的 FC、 ST 和 SC 等占到被选择总量的 2/3 左右，特别是原有信息网络中的设备主要应用的是 SC 和 ST 连接器； SFF 小型化连接器主要是针对 “ 光纤至桌面 ” 及大容量光缆的连接应用而研发的，其中 LC、 MT-RJ 由于其小型化、稳定性和未来的发展趋势，市场的占有份额在逐渐扩大，并且未来将会继续成为主流应用的类型。相对而言，选择传统非小型化的连接器的用户会逐渐减少。 图 6 工程经常采用的光纤连接 对于 MTP/MPO 连接器要说明一下：它实际上是预端接系统，是一套高密度，由工厂端接、测试的，符合标准的模块式连接解决方案。预连接系统可以提 供可靠的质量和性能；基于模块化设计的系统允许安装者快速便捷地连接系统部件，实现光缆的即插即用，降低系统安装的成本；当移动大数量的线缆时，预端接系统可以减少移动所带来的风险；预连接系统在接口、外径尺寸等方面具有高密度的优点，能节省大量的空间，在网络连接上具有很大的灵活性，使系统的管理和操作都非常方便。 MTP/MPO 连接器为目前在用的最高密度的光纤连接器类型，一个连接器可以同时进行 12 芯光纤的连接，结构和原理与 MT-RJ 连接器类似，通过光纤阵列两侧的导向针实现两个连接器的精密对接，是主要用于数据传输的下一代 高密度光连接器。 6 光缆敷设方式 当一个工作区既有水平对绞电缆又有水平光缆时，您会选择哪一种敷设方式？这个问题实际上应该在规划大楼弱电系统综合管线时，做统一的考虑。其中涉及到以下的主要因素： 采用的信息插座底盒的尺寸与空间大小是否可以保证线缆的终结预留长度、符合光缆的弯曲半径要求； 插座面板的端口数，以及面板是否能够完成 RJ45 与光纤适配器的混合安装； 采用的光纤连接器及适配器类型； 采用光缆的类型； 电线管的直径等。 在保证水平线缆管线利用率（ 25%30%）的情况下， 在一根电线管内同时敷设水平对绞电缆与水平光缆应该是没有问题的。关键是看信息插座底盒与面板的选择，如图 7 所示。 在符合规范的要求下，水平系统采用光缆 /电缆同一管道布放的方式也是可行的。由于光缆和对绞电缆承受的拉力强度是不同的，弯曲半径也有差异，因此应当结合线缆的机械性能、填充率等选择不同的方式，采用同一或不同管线。一般情况下， 电与光的信息插座是分别设置的，各自会分别引入电线管，不同线缆采用不同的管线在安全性、可靠性和可维护性等方面都会更好些。 如果采用电缆桥架的敷设方式，电缆与光缆是合用同一线槽 ，还是同槽分隔或分别设置线槽呢？这要根据工程的具体条件