光纤布线方案设计要点

1 1 光纤到桌面布线方案设计 光纤到桌面布线方案设计 1 1 设计原则设计原则 颍上县检察院规模和网络信息流量在未来会不断扩大 需要有一个完善的 综合布线系统以提高办公效率 为确保智能化综合布线系统建设和应用的成功 在本方案的设计中要遵循以下原则 标准性 符合设计及安装的国内 国际标准 实用性 满足当前的各种通讯要求和未来的应用 先进性 采用成熟 先进的技术和设备 安全性 利于防火 防水 防雷击 防静电 防破坏和抗干扰等 维护性 便于维护和管理 有利于故障检查和排除 兼容性 利于硬 软件的兼容 系统的升级和扩充 可靠性 采用容错技术 保证系统在多重故障下仍能正常运行 经济性 在满足现有需求和未来应用的基础上 要有好的性能价格比和保 护原有的投资 1 2 设计依据设计依据 ISO IEC 11801 国际建筑通用布线标准 ANSI TIA EIA 568A B 商用建筑电信布线标准 ANSI TIA EIA 568B 2 1 六类线布线标准 ANSI EIA TIA 569A 商用建筑电信通道及空间标准 ANSI EIA TIA 606 商用建筑电信基础结构管理标准 ANSI EIA TIA 607 商用建筑接地和接线规范 IEEE 100 BASE T 100 兆以太网 IEEE 802 11A B 无线网络标准 中国民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 智能建筑设计标准 EBD 03 95 工业企业通信设计规范 CECS 09 89 2 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 CECS 72 97 建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范 CECS 72 97 电气装置安装工程施工及验收规范 GBJ 232 82 1 3 安装与施工标准安装与施工标准 中国工程建设标准化协会 建筑与建筑物综合布线系统工程设计规范 CECS72 95 建筑与建筑物综合布线系统施工和验收规范 CECS89 97 中国建筑电气设计规范 大楼通信综合布线系统 YD T926 1 1997 第 1 部分 总规范 大楼通信综合布线系统 YD T926 2 1997 第 2 部分 综合布线用电缆 光 缆技术要求 大楼通信综合布线系统 YD T926 3 1998 第 3 部分 综合布线用连接硬件 技术要求 1 4 方案设计方案设计 在结构化布线系统中 光纤不但支持 FDDI 主干 1000Base FX 主干 100Base FX 到桌面 ATM 主干和 ATM 到桌面 还可以支持 CATV CCTV 及 光纤到桌面 FTTD 因而它和铜缆共同成为结构化布线中的主角 当今 国际上流行的布线标准主要有两个 一个是北美的标准 EIA TIA 568A 一个是国际标准 ISO IECIS 11801 EIA TIA 568A 和 ISO IECIS 11801 推荐使用 62 5 125um 多模光缆 50 125um 多模光缆和 8 3 125um 多模光缆 本项目使用 62 5 125um 室外轻铠多模光缆 单模光纤和多模光纤可以从纤芯的尺寸大小来简单地判别 单模光纤的纤 芯很小 约 4 10um 只传输主模态 这样可完全避免了模态色散 使得传输频 带很宽 传输容量很大 这种光纤适用于大容量 长距离的光纤通信 它是未 来光纤通信与光波技术发展的必然趋势 因此 在颍上县检察院的光纤网络中 距离超过 1000 米建议使用单模光缆 多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤 前者纤芯直径较大 3 传输模态较多 因而带宽较窄 传输容量较小 后者纤芯中折射率随着半径的 增加而减少 可获得比较小的模态色散 因而频带较宽 传输容量较大 目前 一般都应用后者 光纤布线中使用光波的几个波段 800nm 900nm 短波波段 1250nm 1350nm 长波波段和 1500nm 1600nm 长波波段 在这些波段中 光 纤传输性能表现最佳 尤其是运行于波段的中心波长之中 所以 多模光纤运 行波长为 850nm 或 1300nm 而单模光纤运行波长则为 1310nm 或 1550nm 各 波长下光纤的最大光衰减 介入损耗 如下 衷减 dB 单模光缆多模光缆 布线链路长度 m 1310nm1550nm850nm1300nm 水平1002 22 22 52 2 建筑物主干5002 72 73 92 6 建筑物主干15003 63 67 43 6 由以上图表可以看出 两种规定差别不大 都是非常严格的 因而光纤作 为主干布线的最长距离也有了规定 光缆应用于主干时 每个楼层配线间至少 要用 6 芯光缆 高级应用最好能使用 12 芯光缆 这是从应用 备份和扩容三个 方面去考虑的 至于光纤的组网方式也很灵活 可以实现 1 点对点 在两 台计算机之间建立起高速通道 传输速率为几个 Mbps 至几百个 Mbps 距离可 达 2 公里 多模 至 5 100 公里 单模 2 星型网络 通过光纤网络设备 建立起星型的网络拓扑结构 3 环形网络 由光纤把信号再生器连接 形成 环路 本项目此次由于是光纤网拓展项目 因此大部分结构为点到点结构 1 5 设备选型设备选型 在本系统中我们采用国产的多模光纤 a 局域网 LAN 光缆 室内外并用光缆系列 采用紧密填充的设计 可以安装在托盘上 管道里或 悬装于架空缆上 完全适用于室外或室内的干线电缆安装 而且该系列电缆采 4 用防火 防紫外线 UV 护套 其结构坚固而柔软 便于机房安装 我们的室 内外并用光缆能够采用多模结构 并且有 1 根至 144 根光纤芯数以备用户选择 室外光缆系列一此系列光缆为室外光缆设计的最高水平 配备防水设计的 缆芯和缆管以及防紫外线套 这种结构设计使光缆直径最小 光纤芯数可由 1 芯到 144 芯 此光缆系列实为应用于建筑物间的干线或广域网的连接线的最佳 选择 b 光纤传输介质的产品品牌选取 所选用的传输介质产品品牌应能满足以下要求 标准化 严格遵循 设计标准 IEEE 802 标准 EIA TIA 568 工业标准及国际商务建筑布线标准 ISO11801 标准 根据以上对传输介质的选用要求 在众多的国际 国内产品品牌中 本次 网络工程的光传输介质系统推荐选用国产的光缆产品 国产产品具有最大的可 靠性 较低的安装成本 光传输介质选用国产室外型光缆 是一种性价比较高的光传输介质 3 信号传输部件 选国产信号传输部件 传输介质系统附件 选用国产光纤布线系统及系统 附件 1 6 施工组织方案施工组织方案 光缆的种类较多 其施工的方法就更多 按敷设方式可分为 架空光缆 管道光缆 埋式光缆和水底光缆 光缆线路施工工序复杂 工序之间必须衔接恰当 因按科学管理方法进行 作业程序 计划实施工程日期 确定具体路由位置 距离 保护地段等 对优 质能按期完成工程的施工任务起到保证作用 5 1 6 1 光缆敷设方案光缆敷设方案 一 光缆线路的路由复测 1 按设计要求核定光缆路由走向选择敷设方式 主要经现场勘察分为市 区 郊区和开阔区 一般市区 郊区的工程施工较为复杂 开阔区相对容易一 些 因此根据相关的地理环境来制定出工程价格的不等 2 核定中继段至另一终端的距离提供必要的数据资料 3 核定各路障 河道等障碍物的技术措施 并制定出具体实施的可能性 4 认真仔细观察地形地貌 初步确定线路接头位置的环境条件 二 敷设光缆 敷设线路必须按路由复测进行 若遇特殊情况必须改动时 应及时征得主 管部门的同意 根据选择的敷设方式 工程难度 正确分配施工人员岗位 责任到人 1 架空光缆 光缆架空的要求 架空光缆主要有钢绞线支承式和自承式两种 我国基本都是采用钢绞线 支承式 这种结构是通过杆路吊线托挂或捆绑架设 架空线路的杆间距离 市区为 25 40 米 郊区为 40 50 米 其他地段最 大不超过 67 米 架空光缆的吊线应采用规格为 7 2 2mm 的镀锌钢绞线 对于采用轻铠式 光缆挂设时可采用 7 2 0mm 或 1 8mm 的钢绞线 架空光缆的垂度要考虑架设过程中和架设后受到最大负载时产生的伸长 率 架空光缆可适当的在杆上作伸缩余留 按设计要求进行立杆 放吊线或利用原有杆路进行整治达到规定要求 光缆挂钩的卡挂间距要求为 50 厘米允许偏差不大于 3 厘米 光缆卡 挂应均匀 挂钩托板齐全 对各种光缆的外径选用不同大小的挂钩型号 附各种挂钩型号一缆表 塑料挂钩规格 25 35 45 55 6 光缆吊线架设方法 采用导向滑轮 即在一终端结束沿线将吊线放入已预先装好的吊线线槽 内 在另一端电杆部位安装一个大号滑轮 经过变向后在利用收线机或葫垆进 行吊线收紧 布放光缆时应每隔 20 30 米安装 1 个导引小滑轮 将牵绳通过滑轮按顺 序 直至达到光缆所要牵引端头 施工中一般光缆分几次牵引 光缆牵引完毕后 由一端或几端同时用挂钩将光缆托挂于吊线上 通常 采用 工程人员坐滑板车操作较快较好 也可以采用其他方法 挂线时如果是 长途干线因考虑其一定的距离 留有适当的余线圈扎好吊于杆路上 以被特殊 情况时 线路较易回复 3 墙壁光缆 墙壁光缆在没有杆路的情况时选用厂房或住宅楼进行光缆敷设 墙壁光缆大部分在厂矿 企业内部和生活小区中使用的通信线路的施工 其架设基本于杆路的架空 2 管道光缆 对于城市 90MM 标准管孔 可容纳 3 4 寸塑料子管 3 根 1 寸子管适合 于直径小于 20MM 的光缆 对于其他种类光缆应选用合适的子管 子管布放过程中容易产生扭曲 当扭纹节距在 10 米以内时 光缆与子 管内壁的摩擦力增大这样将给光缆的敷设带来一定的困难 因此敷设塑料子管 应避免扭曲 管道光缆敷设要通过人孔的入口 出口路由上出现拐弯 曲线以及管道 人孔高差等情况适时配置导引装置减少光缆的摩擦力 降低光缆的牵引张力 光缆牵引子管内应选用专用工具 尼龙棒 按排适当的工程技术人员即 可牵引 待光缆牵引完毕后由人工将每个人孔中的余缆放至规定的托架上 为 了以后的安全一般采用软管或 PE 软管保护 并用扎带轧之固定 光缆的端头 应留余适当长度盘圈后挂在人孔壁上 不要浸泡于水中 3 埋式光缆 敷设直埋光缆必须首先进行挖沟 根据不同的环境达到足够的深度沿线 7 统一标准十分重要 挖沟标准一般普通土 1 2 米 半石质 1 0 米 流沙 0 8 米穿 越铁 公路时 1 2 米上述沟底应加垫 10CM 细土或沙土 沟底宽度一般为 30CM 如同沟敷设两条或两条以上光缆时 光缆间应保持 5CM 的间距 在路 面表层经常受压的路段应预埋钢管或预放硬质塑料管 布放光缆在遇有坡度 穿越铁 公路等特殊地段时应作 S 形敷设 直埋光缆必须做 两防 措施 防雷 采用直埋光缆多数选用加强件 防潮层和铠装层这些金属件 容易遭受雷 电冲击 损坏光缆严重时通信中断 处理措施 A 局内接地方式 B 系统接地方式 C 光缆上方敷设屏蔽线 防腐 防鼠等 1 6 2 完工测试完工测试 很多用户在选布线系统时 通常都只着眼于该产品是否符合认可标准 质 量及价钱等 虽然以上各点的确是重要的一环 但又可有想过在施工过程中 施工队伍没有足够的知识 作出了不符合标准的施工程序 但用户又不是一个 专业布线人员 往往就会出现一种付出与收获不相等而用户本身却不知情的情 况 将布线作为一个单独的实体来表征其特性 可以为今后应用设备的设计提 供有用的数据 通过现场测试来验证电缆出厂的传输性能 可以使承包商将符 合专业技术要求的布线交到设备供应商手中 这将提高建筑物网络方案的整体 有效性 使用户更加满意 基于上述理由 测试工作以及测试报告是绝对不能忽视的一环 而 EIA TIA 568A TSB 67 亦是针对测试而制定的标准 光缆传输性能的测试光缆传输性能的测试 测试标准测试标准 光缆传输性能的测试可参照 GB T 8401 执行 A 光衰减光衰减 8 无论是水平布线子系统 建筑物主干布线子系统还是建筑群主干布线子系 统 光缆中的每芯光纤的光衰减不应超过下表的规定值 光缆布线各子系统光衰减光缆布线各子系统光衰减 子系统 单模 1310nm 光 衰减 dB 单模 1550nm 光衰 减 dB 水平布线 100m 2 22 2 建筑物布线 500m 2 72 7 建筑群布线 1500m 3 63 6 B 全程光衰减全程光衰减 由若干子系统组合成的光缆布线链路 在工作波长点 每芯光纤的全程光 衰减不应超过 11dB 测试方法测试方法 光功率计 光耦合器 光纤 ST 头 光纤跳线 光源 光纤测试连接图 在测试过程中 如有任何信息端口不能通过测试 需作出检查 维修或更换 直至全部通过测试为止 而当整个布线工程完成后 全部之测试报告则会连同 其他文件一并交到用户手上作为纪录 9 2 光纤网络方案设计光纤网络方案设计 2 1 光纤系统简介光纤系统简介 光纤通信系统简述 1 光纤通信系统 光纤通信系统是以光波为载体 光导纤维为传输介质的通信方式 起主导作用的是光 源 光纤 光发送机和光接收机 1 光源 光源是光波产生的根源 2 光纤 光纤是传输光波的导体 3 光发送机 光发送机负责产生光束 将电信号转变成光信号 再把光信号导入光纤 4 光接收机 光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号 并将它转变成电信号 经解码后再作相应处理 光纤通信系统的基本构成如图所示 2 光纤通信系统主要优点 1 传输频带宽 通信容量大 短距离时达几千兆的传输速度 2 线路损耗低 传输距离远 3 抗干扰能力强 应用范围广 4 线径细 质量小 5 抗化学腐蚀能力强 6 光纤制造资源丰富 在网络工程中一般是 62 5 m 125 m 规格的多模光纤 有时也用 100 m 140 m 规格的多模光纤 光纤的种类主要有两大类 即单模与多模 单模光纤 SMF Single Mode Fiber 的纤芯直径很小 在给定的工作波长上只能以单 10 一模式传输 传输频带宽 传输容量大 光信号可以沿着光纤轴向传播 因此光信号的损 耗很小 离散也很小 传播的距离较远 单模光纤 PMD 规范建议芯径为 8 10 m 包层直 径为 125 m 多模光纤 MMF Multi Mode Fiber 是在给定的工作波长上 能以多个模式同时传输 的光纤 多模光纤的纤芯直径一般为 50 至 200 m 而包层直径的变化范围为 125 到 230 m 计算机网络用纤芯直径为 62 5 m 包层为 125 m 也就是通常所说的 62 5 m 与单模光纤相比 多模光纤的传输性能要差 在导入波长上分单模 1310nm 1550nm 多模 850nm 1300nm 光缆的种类和机械性能 单芯互联光缆 主要应用范围包括 1 跳线 2 内部设备连接 3 通信柜配线面板 4 墙上出口到工作站的连接 5 水平拉线 直接端接 6 适于使用环氧树脂或 LIGHTCRIMPLP 连接端接 主要性能及优点如下 1 高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准主 2 900 m 紧密缓冲外衣易于连接与剥除 3 Aramid 抗拉线增强组织提高对光纤的保护 4 UL CAS 验证符合 OFNR 和 OFNP 性能要求 5 设计和测试均根据 Bellcore GR 409 CORE 及 IEC793 1 794 1 标准 扩展级别 62 5 125 m 符合 ISO IEC 1180 双芯互联光缆 主要应用范围包括 1 交连跳线 2 水平走线 直接端接 3 光纤到桌 4 通信柜配线机板 11 5 墙上出口到工作站的连接 6 适于使用环氧树脂或 LIGHTCRIMPLP 连接端接 双芯互联光缆除具备单芯互联光缆所有的主要性能优点之外 还具有光纤之间易于区分的 优点 3 室外光缆 4 24 芯铠装型与全绝缘型 主要应用范围包括 1 园区中楼宇之间的连接 2 长距离网络 3 主干线系统 4 本地环路和支路网络 5 严重潮湿 温度变化大的环境 6 架空连接 和悬缆线一起使用 地下管道或直埋 悬吊缆 服务缆 主要性能优点包括 1 高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准 2 900 m 紧密缓冲外衣易于连接与剥除 3 套管内具有独立 TLA 彩色编码的光纤 4 轻质的单通道结构节省了管内空间 管内灌注防水凝胶 以防止水渗入 5 设计和测试均根据 Bellcore GR 20 CORE 标准 6 扩展级别 62 5 m 125 m 符合 ISO IEC11801 1995 标准 7 Aramid 抗拉线增强组织提高对光纤的保护 8 聚乙烯外衣在紫外线或恶劣的室外环境有保护作用 9 低磨擦的外皮使之可轻松穿过管道 完全绝缘或铠装结构 撕剥线使剥离外表更方便 室外光缆有 4 芯 6 芯 8 芯 12 24 36 芯等 又分铠装型和全绝缘型 楼群间及网络节点间光缆的选型 实现计算机设备 中心机房与各光纤节点间的连接 常用介质是室外单 多模铠装光 缆 中心机房与各楼内光纤节点之间为室内 故华菱湘钢计算机光纤网络系统数据干缆采 用多模室内 6 12 芯光缆 中心机房与生活区机房光纤节点之间为室外 其间距远大于 100 米 故华菱湘钢计算机光纤网络系统数据干缆采用单模室外 6 12 芯铠装光缆 光纤收发器产品选型 新一代快速以太网光纤收发器 亦称光电介质转换器 可以将 100Base TX 的双绞线 12 电信号的和 100Base FX 的光信号进行相互转换 它将网络的传输距离从 100 米的铜线极 限扩展到 100 公里 单模光纤全双工方式 可在网络中服务器同工作站间 服务器同交换 机 或集线器 间 交换机 或集线器 同工作站间 交换机 或集线器 同交换机 或集线器 间等实行自由连接 支持即插即用 能自动协商全双工或半双工工作 四个 LED 清楚显示 光纤收发器的工作状态 电源指示 光纤 连通 动作指示 全双工指示和双绞线 连通 动 作指示 快速以太网光纤收发器使用标准的双绞线 RJ45 接口和光纤 ST SC 接口 遵守 IEEE 802 3 100BASE TX FX 标准 遵守 IEEE 802 3 100BASE TX and 100Base FX 标准 快速以太网双绞线到光纤间相互转换 一个 RJ45 口支持 100Base FX 非屏蔽或屏蔽双绞线连接 一个 ST 或 SC 接口支持 100Base FX 光纤连接 ST SC 连接光纤尺寸为 50 125 m 或 62 5 m 125 m 光传输波长为 1300nm 传输距离为 半双工 400 米 全双工 2 公里 三个选择方式 自动协商 全双工 半双工 四个 LED 指示 Power FX Link Activity TX Link Activity and Full Duplex 外置电源 输入 AC220V 50 60HZ 输出 DC 15V600mA 2 2 设计遵循标准设计遵循标准 中国工程建设标准化协会标准 CESC72 97 建筑与建筑群综合布线系统设计规范 中国工程建设标准化协会标准 CESC 98 97 建筑与建筑群综合布线系统施工及验收规范 IEEE 802 3 10BASE T 10BASE FL IEEE 802 3u 100BASE TX 100BASE FX IEEE 802 3z 1000BASE LX EIA TIA 568 569 EIA TIA TSB36 40 67 商业建筑综合布线标准 ISO IEC JTCI SC25 WG3 ISO 11801 标准 13 ANSI FDDI TPDDI ANSI X3T9 5 中国建筑电气设计规范 3 网络平台设计网络平台设计 网络平台在整个华菱湘钢宽厚板公司生产调度管理等系统光纤网络系统中占有举足轻 重的地位 它是整个网络的基础 在网络平台上 数据传输 信息发布 资源共享 远程 监控系统 以及与其他兄弟单位的数据交换都将运行在这个网络上 因此 主干网的好坏 直接影响到以后网络系统的运行效率 速度快慢 网络性能等参数 因此 建立一条高速 的 多能的 可靠的 易扩展的主干网络 解决目前存在的带宽问题 和适应未来发展的 需要是企业信息网建设中一个重要的课题 A 以太网技术简介以太网技术简介 目前 主流的以太网类型主要为 100BASE FX T IEEE802 3u 1000BASE FX T IEEE802 3z B 快速以太网快速以太网 1995 年 3 月 100BASE T 正式成为 IEEE 802 3u 标准 快速以太网标准得到众多著 名网络厂商的支持 其中包括 Cisco 公司 Cabletron 公司 Bay Networks 公司 3COM 公 司等 以及众多的中小型公司和 OEM 厂商 用户可以得到更多的选择和更好的服务 快速以太网交换机和网络接口卡和 10Mbps 以太网相比具有更高的性能价格比 10 100Mbps 网络接口卡的价格仅比 10Mbps 网络接口卡贵一倍左右 但性能确提高到了 10 倍 10 100 集线器每端口价格比 10Mbps 集线器每端口价格贵两倍左右 并可望随着用户 量的迅速增加进一步下降 10Mbps 以太网可以方便的升级为快速以太网 原有的 10M 型 LAN 可以无缝的连接 到 100M 型 LAN 上 通过 10 100 型交换机连接 这是其他新型网络技术所无法比拟的 快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资 它支持 3 4 5 类双 14 绞线以及光纤的连接 能有效的利用现有的设施 快速以太网也有它的不足 快速以太网是基于载波侦听多路访问和冲突检测 CSMA CD 技术的 当网络负载较重 时 会造成效率的降低 这可以使用交换技术来弥补 100BASE TX 100BASE TX 是一种使用 5 类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术 它使用两对双绞线 一对用于发送 一对用于接收数据 在传输中使用 4B 5B 编码方式 信号频率为 125MHz 符合 EIA586 的 5 类布线标准和 IBM 的 SPT 1 类布线标准 使用同 10BASE T 相同的 RJ 45 连接器 它的最大网段长度为 100 米 它支持全双工的数据传输 100BASE FX 100BASE FX 是一种使用光缆的快速以太网技术 可使用单模和多模光纤 62 5 和 125um 在传输中使用 4B 5B 编码方式 信号频率为 125MHz 它使用 MIC FDDI 连接器 ST 连接器或 SC 连接器 它的最大网段长度为 150m 412m 2000m 或更长至 100 公里 这与所使用的光纤类型和工作模式有关 它支持全双工的数据传输 100BASE FX 特别适 合于有电气干扰的环境 较大距离连接 或高保密环境等情况下的适用 100BASE T4 100BASE T4 一种可使用 3 4 5 类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术 它使用 4 对双绞线 3 对用于传送数据 1 对用于检测冲突信号 在传输中使用 8B 6T 编 码方式 信号频率为 25MHz 符合 EIA586 结构化布线标准 使用同 10BASE T 相同的 RJ 45 连接器 它的最大网段长度为 100 米 介质无关接口是 100BASE T 的 MAC 子层与不同物理层之间的电气接口 同 10M 以 太网的附属装置接口 AUI 的作用相似 介质无关接口型号是一种数字逻辑信号 能驱动大 约 0 5 米的电缆 它使用 40 针的连接器 具有自动协商模式的集线器和网络接口卡在上 电后会定时发 快速链路脉冲 FLP 序列 该序列包含有半双工 全双工 10M 100M TX 的信息 对方检测相应的信息 并自动调节到双方均能接受的最佳模式 上 这样 可以保证双方能以可接受的最佳速率连接 自动协商模式 Auto Negotiation Mode 可大大的简化局域网的管理 从而减轻网络管理员的工作量 C 千兆位以太网千兆位以太网 1995 年 11 月 IEEE802 3 工作组委任了一个高速研究组 Higher Speed Study Group 15 研究将快速以太网速度增至更高 该研究组研究了将快速以太网速度增至 1000M 以太网的 可行性和方法 1996 年 6 月 IEEE 标准委员会批准了千兆位以太网方案授权申请 Gigabit E