综合布线技术 2

综合布线技术,孙壮桥2009.07.28,一、概论,1.1智能建筑(IntelligentBuilding）第一幢智能大厦于1984年在美国哈特福德（Hartford）市建成。4C技术Computer计算机技术、Control控制技术、Communication通信技术、CRT图形显示技术将4C技术综合应用于建筑物之中，在建筑物内建立一个计算机综合网络，使建筑物智能化。,一、概论,1.1智能建筑(IntelligentBuilding）智能建筑的基本功能主要由三大部分构成。建筑自动化或楼宇自动化（BuildingAutomation，BA）通信自动化（CommunicationAutomation，CA）办公自动化（OfficeAutomation，OA）这3个自动化通常称为3A,一、概论,1.2智能建筑与综合布线智能建筑主要由系统集成中心、综合布线系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统五大部分组成。智能建筑所用的主要设备通常放置在智能化建筑内的系统集成中心（SystemIntegratedCenter，SIC）,一、概论,1.3智能建筑中的计算机网络智能建筑由楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统组成，但这三个系统都是建立在计算机网络基础上的计算机网络决定着智能建筑的智能化程度,一、概论,1.3智能建筑中的计算机网络1用户需求分析(1)通信功能需求(2)内部通信逻辑子网的划分(3)通讯信息点的要求(4)信息汇集点的确定(5)网管要求(6)数据吞吐率要求2网络设计的目标与原则,一、概论,1.4常用综合布线术语,数据传输速率就是指每秒钟传送的二进制脉冲的信息量，其单位通常为bit/s。是衡量单位时间内线路传输的二进制位的数量，衡量的是线路传送信息的能力通道的频率是衡量单位时间内线路电信号的振荡次数频率与数据传输速率的关系类似于高速公路上行车道数量与车流量的关系。,一、概论,1.4常用综合布线术语,传输介质的带宽定义为介质所能携带的信息的容量，用MHz表示，表示介质所支持的频率范围大多数铜质通信电缆的规定MHz范围可以从1MHz到介质所能支持的最高频率范围超5类双绞线支持的带宽范围为1MHz-100MHz6类双绞线支持的带宽范围为1MHz-250MHz,二、传输介质及连接件,2.1双绞线2.2双绞线连接件2.3同轴电缆及连接件2.4光纤2.5光纤连接件,二、传输介质及连接件,2.1双绞线,2.1.1双绞线的结构,双绞线（Twistedpair，TP）双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便构成了双绞线电缆。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。电缆护套外皮有非阻燃（CMR）、阻燃（CMP）和低烟无卤（LSZH）三种材料）,二、传输介质及连接件,2.1双绞线,2.1.1双绞线的结构,按AWG，双绞线的线芯大小有22、24和26等规格，常用5类和超5类非屏蔽双绞线是24AWG，直径约为0.51mm，加上绝缘层的铜导线直径约为0.92mm。典型的加上塑料外部护套的超5类非屏蔽双绞线电缆直径约为5.3mm。双绞线电缆的外部护套上每隔两英尺会印刷上一些标识。包括双绞线类型、NEC/UL防火测试和级别、CSA防火测试、长度标志、生产日期、双绞线的生产商和产品号码等信息。例：AVAYA-CSYSTEIMAX1061C+4/24AWGCMVERIFIEDULCAT5E31086FEET09745.0METERS”,线对颜色编码,二、传输介质及连接件,2.1双绞线2.1.2双绞线的种类与型号,按结构分为非屏蔽双绞线电缆和屏蔽双绞线按性能分为1类、2类、3类、4类、5类、5e类、6类、7类双绞线电缆按特性阻抗划分为100欧姆、120欧姆及150欧姆等几种。常用的是100欧姆的双绞线电缆按对数分为1对、2对、4对双绞线电缆，25对、50对、100对的大对数双绞线,二、传输介质及连接件,1屏蔽双绞线,屏蔽双绞线电缆有STP和ScTP（FTP）两类，STP又分为STP电缆和STP-A电缆两种STP屏蔽整个电缆及各线对FTP只屏蔽整个电缆,2非屏蔽双绞线（UTP）,2非屏蔽双绞线,常用的双绞线电缆封装有4对双绞线，其它还有25对、50对和100对等大对数的双绞线电缆，常见UTP电缆型号：1类双绞线-CAT12类双绞线-CAT23类双绞线-CAT34类双绞线-CAT45类双绞线-CAT5超5类双绞线-CAT5e6类双绞线-CAT67类双绞线-CAT7,常见UTP电缆型号：,5类双绞线-CAT5该类电缆增加了绕线密度，外套为高质量的绝缘材料。在双绞线电缆内，不同线对具有不同的绞距长度。一般地说，4对双绞线绞距周期在38.1mm长度内，按逆时针方向扭绞，一对线对的扭绞长度在12.7mm以内。缆线最高频率带宽为100MHz，主要应用于语音、100Mbps的快速以太网，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。超5类双绞线-CAT5e超5类双绞线是增强型的5类双绞线，缆线最高频率带宽为100MHz，与CAT5类相比，更好地支持1000Mbps的传输，主流产品。比起普通5类双绞线，超5类系统在100MHz的频率下运行时，可提供8dB近端串扰的余量，用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4，使系统具有更强的独立性和可靠性。近端串扰、串扰总和、衰减和回波损耗这4个参数是超5类线缆非常重要的参数。,常见UTP电缆型号：,6类双绞线-CAT6,性能超过CAT5e，缆线频率带宽为250MHz以上，6类电缆的绞距比超5类更密，线对间的相互影响更小，从而提高了串扰的性能。两种结构,2.1.3真假双绞线的辨别,1，外观检查查看标识文字查看线对色标查看线对绕线密度用手感觉用火烧2，抽测线缆的性能指标3，与已知真品对比,2.2双绞线连接件,双绞线的主要连接件有配线架、信息插座和接插软线（跳接线），工作区采用信息插座（信息模块/RJ连接头）形式连接。在配线间，双绞线电缆端接至配线架，再用跳接线连接。2.2.1信息模块/RJ连接头2.2.2配线架,2.2.1信息模块/RJ连接头,综合布线中，信息模块/RJ连接头的结构采用八线位结构的连接器，用“8P8C”表示，用于4对8芯水平电缆（数据和语音）的端接信息模块/RJ连接头与双绞线端接有T568A或T568B两种结构T568A：白绿、绿、白橙、蓝、白蓝、橙、白棕、棕。T568B：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕在同一个工程中，只能采用一种连接标准,2.2.1信息模块/RJ连接头,3RJ45连接头,4信息模块,4信息模块,打线模块,免打线模块,4信息模块,桌面模块,屏蔽模块,2.3光纤,1光纤的物理结构光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。光导纤维线缆由一捆光导纤维组成，简称为光缆。光能沿着光导纤维传播，但若只有这根玻璃纤芯的话，也无法传播光。因为不同角度的入射光会毫无阻挡地直穿过它，而不是沿着光纤传播，就好像一块透明玻璃不会使光线方向发生改变一样。因此，为了使光线的方向发生变化从而使其可以沿光纤传播，就在光纤芯外涂上折射率比光纤纤芯材料低的材料，这个涂层材料称为包层。为了改善光纤的性能，人们一般在光纤纤芯包层的外面再涂上一层涂覆层,典型的光纤结构如所示：自内向外为纤芯、包层及涂覆层。,2.3光纤,1光纤的物理结构,包层的外径一般为125m(一根头发平均100m)常用的62.5/125m多模光纤，指的就是纤芯外径是62.5m，加上包层后外径是125m纤芯和包层是不可分离的，纤芯与包层合起来组成裸光纤用光纤工具剥去外皮（Jacket）和塑料层（Coating）后，暴露在外面的是涂有包层的纤芯。实际上，我们是很难看到真正的纤芯的。,光纤优点,较宽的频带电磁绝缘性能好。衰减较小，在较大范围内基本上是一个常数值。需要增设光中继器的间隔距离较大。重量轻，体积小，适用的环境温度范围宽，使用寿命长光纤通讯不带电，使用安全，可用于易燃，易爆场所抗化学腐蚀能力强，适用于一些特殊环境下的布线光纤也有质地脆，机械强度低；切断和连接中技术要求较高等缺点，这些缺点也限制了目前光纤的普及。,2，光纤的分类,从构成光纤的材料分玻璃光纤：计算机通信中常用胶套硅光纤塑料光纤按传输模式分类单模光纤多模光纤,2，光纤的分类,单模光纤传播的距离较远。传输频带宽，传输容量大单模光纤芯径为810m,包括外包层，其直径为125m多模光纤国内计算机网络常用的光纤芯直径为62.5m，包层为125m，也就是通常所说的62.5m规格,单模光纤和多模光纤光轨迹图,3光纤通信系统组成,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。这种通信方式起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。实际通信时，光路是成对出现的，形成双向光纤通信系统通常一根光缆由多根光纤组成，每根光纤称为一芯。每个光纤端接设备都同时具有光发射机和光接收机的功能。光纤端接设备与光缆之间通过光跳接线相连。,4，光纤的衰减,造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗对接：光纤对接时产生的损耗,2.4光缆,光纤传输系统中直接使用的是光缆而不是光纤。光纤最外面常有100m厚的缓冲层或套塑层，套塑层的材料大都采用尼龙、聚乙烯或聚丙烯等塑料把若干根光纤疏松地置于特制的塑料绑带或铝皮内，再被涂覆塑料或用钢带铠装，加上外护套后才成光缆缓冲层有松缓冲层（loosetube）和紧缓冲层两种,2.4光缆,光纤连接器（FiberConnector)）,光纤连接器（FiberConnector)）,光纤适配器（耦合器）,光纤面板,第三章综合布线系统,3.1综合布线系统结构3.2综合布线系统等级3.3综合布线系统标准3.4综合布线名词术语3.5综合布线系统选择3.6综合布线产品选型,3.1综合布线系统结构,3.1.1综合布线系统组成1综合布线采用的主要布线部件有下列几种：建筑群配线架（CD）建筑群干线电缆、建筑群干线光缆建筑物配线架（BD）建筑物干线电缆、建筑物干线光缆楼层配线架（FD）水平电缆、水平光缆转接点（选用）（TP）信息插座（IO）通信引出端（TO）,3.1综合布线系统结构,3.1.2综合布线的网络结构,3.1.2综合布线的网络结构,3.1.3综合布线的设备配置,1建筑物标准FD-BD结构2建筑物FD/BD结构,3.1.3综合布线的设备配置,3建筑物FD-BD共用楼层配线间结构4建筑群FD-BD-CD结构,3.1.4综合布线的接口,3.1.5具体配置,（1）子系统线缆长度1ABE10m水平子系统中工作区电缆（光缆）、设备线缆和接插线或跳线的总长度。2CD20m建筑物配线架或建筑群配线架上的接插线或跳线长度3FG30m在建筑物配线架或建筑群配线架上的设备电缆（光缆）长度。4接插线应符合设计指标的有关要求。5建筑群干线光缆是指多模光缆的长度。,3.1.5具体配置,(2)配线架(3)信息插座(4）配线间和设备间(5）引入设备(6）电磁兼容性(7）接地及其连接,3.2综合布线系统等级,1)基本型综合布线系统2)增强型综合布线系统3)综合型综合布线系统目前在综合布线工程中基本型的综合布线系统已淘汰，主要采用的是增强型和综合型的综合布线系统。,3.3.2国际标准-北美标准,TIA/EIA-568B内容TIA/EIA568-B.1：一般要求这个标准着重于水平和主干布线拓朴、距离、介质选择、工作区连接、开放办公布线、电信与设备间、安装方法，以及现场测试等内容。这个标准以永久链路定义取代了基本链路的定义/TIA/EIA568-B.2:：平衡双绞线布线系统这个标准着重于平衡双绞线电缆、跳线、连接硬件（包括ScTP和150的STP-A器件）的电气和机械性能规范，以及部件可靠性测试规范，现场测试仪性能规范，实验室与现场测试仪比对方法等内容。是第一个关于6类布线系统的标准。/TIA/EIA568-B.3：光纤布线部件标准这个标准定义光纤布线系统的部件和传输性能指标，包括光缆、光跳线和连接硬件的电气与机械性能要求，器件可靠性测试规范，现场测试性能规范,3.3.4标准的使用,选择标准时主要考虑以下因素：国际标准与国家标准相结合有关电气性能测试标准采用目前最新的国际标准ISO/IEC118012002或北美标准ANSI/TIA/EIA568-B，管槽、线缆及设备的安装标准采用国家标准GB/T50311-2000、GB/T50312-2000标准，防火、接地、机房等相关的标准也采用国家或行业标准。用户指定根据综合布线的性质和功能由布线系统集成商推荐选定,3.4综合布线名词术语,表3-2综合布线有关的术语与符号表3-3ISO/IEC11801与TIA/EIA-568-A综合布线设计与安装中主要术语对照表,3.5综合布线系统选择,3.5.1屏蔽与非屏蔽双绞线的选择3.5.2超5类与6类布线系统的选择3.5.3双绞线与光纤的选择,3.5.1屏蔽与非屏蔽双绞线的选择,影响选择的因素：两种系统产品的性能优劣、现场环境和数据安全等因素消费观念,(1)为什么要采用非屏蔽系统,UTP线缆结构设计可很好地抗干扰线缆传输数据速率不高管槽系统的屏蔽作用安装维护方便，整体造价低屏蔽系统安装困难、技术要求较高和工程造价较高,(2)为什么要采用屏蔽系统,非屏蔽系统线缆结构有可能降低其技术性能非屏蔽系统容易对外辐射保密性差。非屏蔽系统的高速数据传输性能较差。,(3)选择非屏蔽系统与屏蔽系统的考虑因素,当综合布线工程现场的电磁干扰场强度低于防护标准的规定，或综合布线系统与其他电磁干扰源的间距符合规定时，综合布线系统宜采用非屏蔽系统产品。当综合布线工程现场存在的电磁干扰场强度高于防护标准的规定，或建设单位(业主)对电磁兼容性有较高的安全性和保密性要求时，综合布线系统宜采用屏蔽系统产品。在综合布线系统工程中，对于选用的传输媒介和连接硬件，必须从综合布线系统的整体和全局考虑，要求保证系统工程的一致性和统一性。,(3)选择非屏蔽系统与屏蔽系统的考虑因素,当布线环境处在强电磁场附近需要对布线系统进行屏蔽时，可以根据环境电磁干扰的强弱，采取三个层次不同的屏蔽措施。在一般电磁干扰的情况下，可采用金属槽管屏蔽的办法在存在较强电磁干扰源的情况下，可采用屏蔽双绞线和屏蔽连接件的屏蔽系统，再辅助以金属桥架和管道，可取得较好的屏蔽效果。在有极强电磁干扰的情况下，可以采用光缆布线。,3.5.2超5类与6类布线系统的选择,（1）超5类与6类布线系统的电气性能比较,3.5.2超5类与6类布线系统的选择,（2）6类布线系统的优势6类布线系统的优势主要体现对1000Mbps以上网络的支持与增强5类相比，6类布线系统具有更好的抗噪声性能，可提供更透明、更全能的传输信道，在高频率上尤其如此。如果采用1000BASE-T中的PAM-5编码技术，10Gbps以太网需要至少625MHz的线性传输性能。大多数的增强5类电缆只有150MHz或250MHz，标准也只要求有100MHz。6类虽没有被强制其性能达到625MHz，但对于高带宽传输是更好的媒质，许多制造商提供的电缆标称600MHz,正是预计到有应用需要更高的性能。6类系统在625MHz上的平均抗噪能力比增强5类高。6类线缆的结构能承受更大的拉力，在技术上较超5类布线系统有着绝对的优势。,（3）超5类和6类在千兆网络上应用的比较,用双绞线作为传输介质的千兆网络技术有1000BASE-T和1000BASE-TX超5类只能用1000BASE-T6类既可用1000BASE-T也可用1000BASE-TX,1000BASE-T,1000BASE-T是IEEE802.3ab定义标准，它最早的定义是工作在5类(100米)双绞线上发送/接收数据，但由于有一些重要电气参数没有规定，只有超5类以上的布线系统可以满足千兆网络方案的要求。它使用全部对线，4对线都在全双工的模式运行，每对线支持250Mbps的数据速率(每个方向)，为了满足千兆网络传输要求，采用了多级信号编码(PAM-5)、使用了NEXT消除技术和“回声”消除技术，需要在网络设备（如网卡）的接口处增加DSP（数字信号处理）芯片，这样用超5类实现千兆网络方案就需要较高的成本,1000BASE-T,1000BASE-TX,1000BASE-TX技术与1000BASE-T技术工作原理不同，只有6类以上的双绞线才支持1000BASE-TX技术，传输带宽超过了100MHz该技术虽然也使用全部4对线，但是是两对线接收，两对线发送(类似于100Base-Tx)由于6类布线性能简化了收发设备的设计，不必再使用回波抵消技术，网络设备无需串扰消除，使6类布线参数值余量可以更好地满足千兆位方案的需求。,1000BASE-TX,（3）制约6类系统发展的因素,价格因素。6类布线系统的产品价格高于超5类产品30%-60%。光纤广泛应用的影响设计、施工质量。6类布线系统工程在设计、施工和管理等各个方面的要求都比超5类布线系统高,（4）6类布线系统应用的注意事项,6类布线系统产品必须按标准规定具有两个兼容性，即相互兼容性和向下兼容性真正的6类布线系统产品应该是一个完整的解决方案，不应只是某些布线部件由于6类线缆的外径要比一般的5类线缆粗，要使6类布线系统工程质量安装优良，对施工工艺提出了非常严格的要求综合布线系统是否选用6类布线系统产品，必须以紧密结合工程实际情况为出发点,3.5.3双绞线与光纤的选择,光纤与非屏蔽双绞线相比具有以下优点：1)它具有更高的带宽；2)允许的距离更长；3)安全性更高；4)完全消除了RFI和EMI，允许更靠近电力电缆，而且不会对人身健康产生辐射