《電子技術(shù)應(yīng)用》
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案例:结构化布线系统SCS
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摘要:   结构化综合布线系统(Structure Cabling System)是一种基于计算机通信技术的现代通信物理平台。综合的含义是指集成语音、数据、图像和视频通信的能力,消除了原有通信线路在传输介质上的差别。结构化综合布线系统能够满足目前绝大多数通信的要求,可以通过一次布线工程就提供各种语音、数据、图像或视频通售系统的通信线路。支持多用户多类型产品的应用,支持高速网络的应用。
關(guān)鍵詞: 结构化布线 综合布线 网络
Abstract:
Key words :

  結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)(Structure Cabling System)是一種基于計算機(jī)通信技術(shù)的現(xiàn)代通信物理平臺。綜合的含義是指集成語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻通信的能力,消除了原有通信線路在傳輸介質(zhì)上的差別。結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)能夠滿足目前絕大多數(shù)通信的要求,可以通過一次布線工程就提供各種語音、數(shù)據(jù)、圖像或視頻通售系統(tǒng)的通信線路。支持多用戶多類型產(chǎn)品的應(yīng)用,支持高速網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

  一、結(jié)構(gòu)化布線特點(diǎn)

  結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)具有以下特點(diǎn):

  1. 實(shí)用性:能支持多種數(shù)據(jù)通信、多媒體技術(shù)及信息管理系統(tǒng)等,能夠適應(yīng)現(xiàn)代和未來技術(shù)的發(fā)展。

  2. 靈活性:任意信息點(diǎn)能夠連接不同類型的設(shè)備,如臺式機(jī)、筆記本、打印機(jī)、終端、服務(wù)器、監(jiān)視器等。

  3. 開放性:能夠支持任何廠家的任意網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,支持任意網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),如總線形、星形、環(huán)型等。

  4. 模塊化:所有的接插件都是積木式的標(biāo)準(zhǔn)件,方便使用、管理和擴(kuò)充。

  5. 擴(kuò)展性:實(shí)施后的結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)是可擴(kuò)充的,以便將來有更大需求時,很容易將設(shè)備安裝接入。

  6. 經(jīng)濟(jì)性:一次性投資,長期受益,維護(hù)費(fèi)用低,使整體投資達(dá)到最少。

  二、結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的構(gòu)成

  按照一般劃分,結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)包括六個子系統(tǒng):工作區(qū)子系統(tǒng)、水平支干線子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、垂直主干子系統(tǒng)、設(shè)備子系統(tǒng)和建筑群主干子系統(tǒng)。

  1. 建筑群主干子系統(tǒng)

  提供外部建筑物與大樓內(nèi)布線的連接點(diǎn)。EIA/TIA569標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)接口的物理規(guī)格,實(shí)現(xiàn)建筑群之間的連接。通常也由光纜、大對數(shù)電纜和相應(yīng)設(shè)備組成。以實(shí)現(xiàn)樓群間的通信。

  2. 設(shè)備子系統(tǒng)

  EIA/TIA569標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了設(shè)備間的設(shè)備布線。它是布線系統(tǒng)最主要的管理區(qū)域,所有樓層的資料都由電纜或光纖電纜傳送至此。通常設(shè)備子系統(tǒng)中放置總配線架,一般大樓內(nèi)的程控交換機(jī)、總電話配線架亦放于此。郵電部門的光纜或同軸電纜進(jìn)入大樓后連接到電話總跳線架上。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中。

  3. 垂直主干子系統(tǒng)

  垂直主干子系統(tǒng)連接管理子系統(tǒng)到設(shè)備子系統(tǒng)。主干布線要采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),接地應(yīng)符合EIA/TIA607規(guī)定的要求。通常系統(tǒng)采用光纖或大對數(shù)非屏蔽雙絞線。3類大對數(shù)(或超五類)非屏蔽雙絞線用于連接電話,超五類非屏蔽雙絞線用于連接計算機(jī)終端或計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。光纖用于連接高速計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),一般采用62.5/125μm多模光纖。

  4. 管理子系統(tǒng)

  管理子系統(tǒng)是連接骨干子系統(tǒng)和水平子系統(tǒng)的設(shè)備,主要設(shè)備是配線架。配線架的配線對數(shù)可以根據(jù)管理的信息點(diǎn)數(shù)選定。利用配線架的跳線功能,可以使布線系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靈活多功能的能力。管理子系統(tǒng)應(yīng)有足夠的空間放置配線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等)。

  5. 水平子系統(tǒng)

  連接管理子系統(tǒng)至工作區(qū),包括水平布線、信息插座、電纜終端及交換。水平子系統(tǒng)統(tǒng)一采用24號非屏蔽雙絞線UTP或屏蔽雙絞線。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)長度小于90米。UTP目前有超過5種類型,目前國內(nèi)常用的有三類、五類以及超五類,分別可傳輸16Mpbs、100Mbps以及350Mbps的數(shù)據(jù)速率。布線結(jié)構(gòu)采用星型結(jié)構(gòu),從機(jī)房的配線架起分別輻射到每個用戶點(diǎn)的RJ45插座。走線一般使用弱電橋架,可以從天花板吊頂、線槽走線或從地面線槽走線。

  6. 工作區(qū)子系統(tǒng)

  工作區(qū)由信息插座延伸至終端設(shè)備。工作區(qū)布線要求相對簡單,這樣就容易移動、添加和變更設(shè)備。通常包括RJ45插座到設(shè)備的連接,由標(biāo)準(zhǔn)24號非屏蔽雙絞線UTP跳線,終端信息盒等組成。各種不同的計算機(jī)設(shè)備、安全監(jiān)控用的監(jiān)視器等,可以通過不同的適配器實(shí)現(xiàn)連接。RJ45插座可安裝于墻面、立柱、桌面或者地板上,通過跳線連接辦公桌上的終端設(shè)備。墻式插座離地面30厘米左右、與電源之間距離大于15 厘米進(jìn)行安裝。

  三、介質(zhì)及連接硬件的性能規(guī)格

  在結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)中,布線硬件主要包括:配線架、傳輸介質(zhì)、通信插座、插座板、線槽和管道等。

  1. 介質(zhì)

  主要有雙絞線和光纖,在我國主要采用非屏蔽雙絞線與光纜混合使用的方法。光纖主要用于高質(zhì)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?,F(xiàn)在,使用100歐姆無屏蔽雙絞線已成為一種共識,它分為3類、5類和超5類三種。

  2. 接頭及插座

  在每個工作區(qū)至少應(yīng)有兩個信息插座,一個用于語音,一個用于數(shù)據(jù)。插座的管腳組合為 :1&2、3&6、4&5、7&8。

  3. 屏蔽與非屏蔽系統(tǒng)的選擇

  我國基本上采用北美的結(jié)構(gòu)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(tǒng)是為了保證在有干擾環(huán)境下系統(tǒng)的傳輸性能??垢蓴_性能包括兩個方面,即系統(tǒng)抵御外來電磁干擾的能力和系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)EMC規(guī)范。實(shí)現(xiàn)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?,F(xiàn)已有STP及SCTP兩種不同結(jié)構(gòu)的屏蔽線供選擇。

  2) 屏蔽系統(tǒng)的缺陷

  A.接地問題

  屏蔽系統(tǒng)的屏蔽層應(yīng)該接地。在頻率低于1MHz時,一點(diǎn)接地即可。當(dāng)頻率高于1MHz時,EMC認(rèn)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(yīng)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(chǎn)生電勢差。這樣,將構(gòu)成保證屏蔽系統(tǒng)性能的最大障礙和隱患。

  B.系統(tǒng)整體性

  屏蔽電纜不能決定系統(tǒng)的整體EMC性能。屏蔽系統(tǒng)的整體性取決于系統(tǒng)中最弱的元器件。如跳接面板、連接器信息口、設(shè)備等。因此,若屏蔽線在安裝過程中出現(xiàn)襲縫,則構(gòu)成屏蔽系統(tǒng)中最危險的環(huán)節(jié)。

  C.屏幕子流的抗干擾性能

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

  而且,由于屏蔽式8芯模塊插頭無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),無現(xiàn)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、結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)設(shè)計原則

  1.標(biāo)準(zhǔn)化:采用國際、國家最新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計、施工和測試系統(tǒng),應(yīng)采用符合最新國際、國家標(biāo)準(zhǔn)、得到國際權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證的產(chǎn)品。

  2.實(shí)用性:針對實(shí)際應(yīng)用的需要及其特點(diǎn)來建設(shè)系統(tǒng),應(yīng)將保證系統(tǒng)能滿足現(xiàn)在和將來高性能應(yīng)用的需要作為首要目標(biāo)。

  3.先進(jìn)性:采用國際上最新技術(shù),系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)具有一定的超前意識,應(yīng)保證系統(tǒng)在5至10年內(nèi)技術(shù)上不落后。

  4.開放性:充分考慮整個系統(tǒng)的開放性,使得系統(tǒng)兼容不同類型的信號,不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和其它應(yīng)用的要求。

  5.結(jié)構(gòu)化、層次化:易于管理和維護(hù)系統(tǒng)應(yīng)具有充足的擴(kuò)展余地和靈活性、較強(qiáng)的可靠性和容錯性。

  6.經(jīng)濟(jì)性:較高的性能價格比,以滿足應(yīng)用要求為首要目標(biāo)。

  五、線路測試

  局域網(wǎng)的安裝從電纜開始。電纜是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。對結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的測試,實(shí)質(zhì)上就是對線纜的測試。據(jù)統(tǒng)計,約有一半以上的網(wǎng)絡(luò)故障與電纜有關(guān)。電纜本身的質(zhì)量及電纜安裝的質(zhì)量都直接影響到網(wǎng)絡(luò)能否健康地運(yùn)行。而且,線纜一旦施工完畢,想要重新安裝很困難。

  現(xiàn)在普遍采用超五類非屏蔽雙絞線完成結(jié)構(gòu)化布線。用戶當(dāng)前的應(yīng)用環(huán)境大多體現(xiàn)在10/100M網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,因此,有必要對結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的性能運(yùn)行測試,以保證公司的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及將來應(yīng)用。

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

  1.接線圖

  這一測試驗(yàn)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(rèn)鏈路一端的每一個針與另一端相應(yīng)的針連接。同時,對串繞問題進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)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(jù)T1A/E1A606標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,每一條鏈路長度都應(yīng)記錄在管理系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)的。由于 NVP具有10%的誤差,在測量中應(yīng)考慮穩(wěn)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(yīng)測量應(yīng)用范圍內(nèi)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?dāng)_(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(dāng)信號在一對線上運(yùn)行時,同時會感應(yīng)一小部分信號到其他線對,這種現(xiàn)象就是串?dāng)_。

  TSB-67定義了一個鏈路衰減的公式,并給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。TSB-67標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:5類鏈路必須在1-10 MHz的頻寬內(nèi)測試,測試步長為: 1MHz

  所有測試均要進(jìn)行線時間測試。如4對線要進(jìn)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(diǎn)產(chǎn)生的串?dāng)_值,它只是著重在近端點(diǎn)所測量的串?dāng)_數(shù)值。這個量值會隨著電纜長度的衰減而變小,同時遠(yuǎn)端的信號也會衰減,對其它線對的串?dāng)_也相對變小。實(shí)驗(yàn)證明:只有在40米內(nèi)量得的NEXT是較真實(shí)的,如果另一端是遠(yuǎn)于40米的信息插座而它會產(chǎn)生一定程度的串?dāng)_,但測量儀器可能就無法測到這個串?dāng)_值。因此,必須進(jìn)行雙向測試。

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