綜合布線系統(tǒng)主要布線部件的品種和類型不多,按布線部件的外形和功能以及特點(diǎn)粗略分為兩大類,即傳輸媒質(zhì)和連接硬件;如按布線部件的技術(shù)功能和裝設(shè)位置以及使用等分類則較細(xì), 本文以傳輸媒質(zhì)將其技術(shù)功能和裝設(shè)位置以及適用場(chǎng)合等一并介紹。
文/王德秀
綜合布線系統(tǒng)主要布線部件的品種和類型不多,如按布線部件的外形和功能以及特點(diǎn)粗略分為兩大類,即傳輸媒質(zhì)和連接硬件;如按布線部件的技術(shù)功能和裝設(shè)位置以及使用等分類則較細(xì)。為了便于敘述,以傳輸媒質(zhì)的技術(shù)功能和裝設(shè)位置以及適用場(chǎng)合等一并介紹。
綜合布線系統(tǒng)主要布線部件的品種和類型以及應(yīng)用
傳輸媒質(zhì)
綜合布線系統(tǒng)常用的傳輸媒質(zhì)有對(duì)絞線(又稱雙絞線)、對(duì)絞線對(duì)稱電纜(簡(jiǎn)稱對(duì)稱電纜)、同軸電纜和光纖光纜(簡(jiǎn)稱光纜)4種。
1、對(duì)絞線
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)絞線導(dǎo)體的直徑標(biāo)準(zhǔn)有所不同,國(guó)外廠商常以美國(guó)線規(guī)(AWG)作為纜線導(dǎo)體直徑的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)線規(guī)每遞增三檔,它所表示的導(dǎo)體橫截面積減少一半,而電阻值可以增加一倍。
2、對(duì)絞線對(duì)稱電纜
當(dāng)多對(duì)對(duì)絞線組成電纜結(jié)構(gòu)時(shí),即成為對(duì)絞線對(duì)稱電纜。根據(jù)在電纜結(jié)構(gòu)中是否采用屏蔽措施,又可分為非屏蔽對(duì)絞線對(duì)稱電纜(UTP)和屏蔽對(duì)絞線對(duì)稱電纜。根據(jù)屏蔽層材料不同又可分成各種型號(hào),如FTP、STP和SFTP等屏蔽對(duì)絞線對(duì)稱電纜。
UTP是無(wú)屏蔽層結(jié)構(gòu)的非屏蔽纜線,它具有重量輕、體積小、彈性好、使用方便和價(jià)格適宜等特點(diǎn),所以使用較多,甚至在傳輸較高速數(shù)據(jù)的鏈路上也有采用。但是,它的抗外界電磁干擾的性能較差,安裝時(shí)也因受到牽拉和彎曲而使其均衡絞度易遭破壞,因此,不能滿足EMC(電磁兼容性)的規(guī)定,在傳輸信息時(shí)向外輻射,容易泄密,在黨政軍和金融等重要部門的工程中不宜采用。STP(每對(duì)芯線和電纜繞包鋁箔、加銅編織網(wǎng))、FTP(縱包鋁箔)和SFTP(縱包鋁箔、加銅編織網(wǎng))對(duì)絞線對(duì)稱電纜都是有屏蔽層的屏蔽纜線,具有防止外來(lái)電磁干擾和向外輻射的特性,但它們都存在重量重、體積大、價(jià)格貴和不易施工等問(wèn)題,在施工中要求完全屏蔽和正確接地,才能保證特性效果。因此,在是否采用屏蔽纜線時(shí),應(yīng)從安防工程建設(shè)、智能化建筑和智能化小區(qū)的使用性質(zhì)、所在環(huán)境和今后發(fā)展綜合考慮選定。
根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)字通信用對(duì)絞/星絞對(duì)稱電纜》(YD/T838.1—4 1996-1997)和《大樓通信綜合布線系統(tǒng)》(YD/T926.1-3 1997-1998)的規(guī)定,在機(jī)關(guān)報(bào)建的綜合布線系統(tǒng)工程中不允許再采用120Ω產(chǎn)品。
這里要說(shuō)明的是我國(guó)發(fā)布的兩個(gè)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),它們之間的關(guān)系極為密切,互相補(bǔ)充和完善,但兩者各有其適用范圍。前者是一個(gè)通用性的電纜產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)所覆蓋的電纜品種中有一些并不屬于綜合布線系統(tǒng)的范疇,所以標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容較寬。而后者的標(biāo)準(zhǔn)主要是綜合布線系統(tǒng)的內(nèi)容,有一些要求是前面通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中(YD/T838)沒(méi)有包括的內(nèi)容。因此,在后面的標(biāo)準(zhǔn)中除另有規(guī)定的條款外,綜合布線系統(tǒng)中所用的電纜也應(yīng)符合《數(shù)字通信用對(duì)絞/星絞對(duì)稱電纜》中(YD/T838)的規(guī)定。
對(duì)絞線對(duì)稱電纜可用于建筑群主干布線子系統(tǒng)、建筑物主干布線子系統(tǒng)和水平布線子系統(tǒng)。
3、同軸電纜
在綜合布線系統(tǒng)中一般不用同軸電纜,它主要用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所采用的同軸電纜分為基帶同軸電纜和寬帶同軸電纜兩種類型,具體使用如下所述。
(1)基帶同軸電纜
基帶同軸電纜采用了銅金屬編織網(wǎng)狀的屏蔽層,其特性阻抗為50Ω,如RG—8和RG—11粗同軸電纜以及RG—58細(xì)同軸電纜。粗同軸電纜的外徑約13mm。細(xì)同軸電纜的外徑為6.4mm。目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)廣泛使用以太網(wǎng),其電纜連接按接口標(biāo)準(zhǔn)不同分為粗纜接口方式和細(xì)纜接口方式兩種。
粗同軸電纜在網(wǎng)絡(luò)接口安裝時(shí),不需要將同軸電纜切斷,可以根據(jù)用戶實(shí)際需要,靈活調(diào)整計(jì)算機(jī)的入網(wǎng)位置,但是在網(wǎng)絡(luò)上必須安裝收發(fā)器和收發(fā)器連接電纜(又稱收發(fā)器電纜或收發(fā)電纜),因此,安裝施工難度較大,總體造價(jià)較高。粗同軸電纜接口方式一般用在比較大型的局域網(wǎng)絡(luò),它的標(biāo)準(zhǔn)距離長(zhǎng)、工作可靠性高。
細(xì)同軸電纜接口方式,在安裝時(shí)要切斷電纜,兩頭須裝基本網(wǎng)絡(luò)連接頭,然后接到T型連接器兩端,因此,安裝施工簡(jiǎn)單,工程造價(jià)較低,但是當(dāng)接頭過(guò)多時(shí)容量產(chǎn)生接觸不良的隱患,這是目前以太網(wǎng)在運(yùn)行中最常見(jiàn)的故障。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)中不論采用粗同軸電纜或細(xì)同軸電纜,都需注意以下兩點(diǎn):
a、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型,且在一根同軸電纜上連接多個(gè)計(jì)算機(jī)時(shí),由于某處發(fā)生故障,就會(huì)直接影響到整根電纜上所有計(jì)算機(jī)的工作,并會(huì)對(duì)診斷和排除故障都有影響。為此,這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)雖能適用于計(jì)算機(jī)分布密集的場(chǎng)合,但在設(shè)計(jì)中仍然應(yīng)考慮連接計(jì)算機(jī)的數(shù)量,否則應(yīng)采用對(duì)絞線或光纜。
b、為了使同軸電纜的電氣特性保持不變,其電纜屏蔽層必須完整,且應(yīng)有良好接地。同時(shí)在同軸電纜的兩端要裝有終端器等以削弱信號(hào)反射作用,保證信息傳輸質(zhì)量。
(2)寬帶同軸電纜
寬帶同軸電纜主要用于電視節(jié)目或?qū)拵?shù)據(jù)的傳輸,同軸電纜的屏蔽層為鋁箔沖壓制成,其特性阻抗為75Ω,常用的寬帶同軸電纜有RG—59等。
4、光纖光纜
目前光纜使用的光導(dǎo)纖維(簡(jiǎn)稱光纖)根據(jù)所采用的材料成分、光纖的制造方法、光纖的傳輸模式(或稱傳輸總模數(shù))、光纖橫斷截面上的折射率分布和工作波長(zhǎng)等可以劃分不同類別,現(xiàn)以綜合布線系統(tǒng)中最常用的工作波長(zhǎng)、傳輸模式和光纖纖芯直徑幾種劃分來(lái)介紹。
(1)按工作波長(zhǎng)劃分
·短波長(zhǎng)區(qū)(第一窗口)0.85μm(0.8μm-0.9μm);
·長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)(第二窗口)1.30μm(1.25μm-1.35μm);
·長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)(第三窗口)1.55μm(1.53μm-1.58μm)。
(2)按傳輸模式劃分
·多模光纖(MMF)它包括緩變型(又稱梯度型、漸變型)和突變型(又稱階躍型)兩種。0.85μm短波長(zhǎng)區(qū)為多模光纖,在1.30μm長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)有多模光纖,也有單模光纖;
·單模光纖(SMF)一般為突變型。在1.55μm長(zhǎng)波長(zhǎng)區(qū)中均為單模光纖。
(3)按光纖纖芯直徑劃分
以光纖纖芯直徑和包層直徑表示其分類。
·50μm/125μm(光纖纖芯直徑/包層直徑)折射率為緩變型的多模光纖;
·62.5μm/125μm折射率為緩變型的增強(qiáng)多模光纖;
·8.3μm/125μm折射率為突變型的單模光纖。
目前,在綜合布線系統(tǒng)中按工作波長(zhǎng)采用的光纖是0.85μm和1.30μm兩種。以多模光纖纖芯直徑考慮推薦采用50μm/125μm或62.5μm/125μm兩種類型的光纖,在要求較高的場(chǎng)合,也可采用8.3μm/125μm突變型單模光纖,其中以62.5μm/125μm緩變型增強(qiáng)多模光纖使用較多。因?yàn)樗哂泄怦詈闲瘦^高、光纖纖芯直徑較大、在安裝施工時(shí)光纖對(duì)準(zhǔn)要求不高、配備設(shè)備較少,對(duì)于光纜微小彎曲或較大彎曲時(shí),其傳輸特性不會(huì)有太大的改變等優(yōu)點(diǎn)。
連接硬件
連接硬件是綜合布線系統(tǒng)中配線架(柜)和各種連接部件等的統(tǒng)稱。配線架等設(shè)備有時(shí)又稱為接續(xù)設(shè)備,連接部件包括主件的連接器(有時(shí)又稱適配器)、成對(duì)連接器及接插軟線,但不包括某些應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)綜合布線系統(tǒng)用的連接部件、有源或無(wú)源電子線路的中間連接器或其它器件(例如阻抗匹配變量器、終端匹配電阻、局域網(wǎng)設(shè)備、濾波器和保護(hù)器件)等。連接硬件是綜合布線系統(tǒng)中的重要組成部分。
由于綜合布線系統(tǒng)中連接硬件的使用功能、連接方式、用途和裝設(shè)位置以及結(jié)構(gòu)有所不同,所以分類的方法也有區(qū)別,一般有以下幾種:
1、按連接硬件在綜合布線系統(tǒng)中的線路段落來(lái)劃分
·終端連接硬件:如總配線架(箱、柜)、終端安裝的分線設(shè)備(如電纜分線盒、光纖分線盒等)和通信引出端(即各種信息插座)等。
·中間連接硬件:如中間配線架(盤)和中間的分線設(shè)備等。
2、按連接硬件在綜合布線系統(tǒng)中的使用功能來(lái)劃分
·配線設(shè)備:如配線架(箱、柜)等;
·交接設(shè)備:如配線盤(交接間的交接設(shè)備)和屋外設(shè)置的交接箱等;
·分線設(shè)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(shè)備結(jié)構(gòu)和安裝方式來(lái)劃分
·設(shè)備結(jié)構(gòu):有架式和柜式(箱式、盒式);
·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、地板和桌面等多種安裝方式。
4、按連接硬件裝設(shè)地方來(lái)分
在綜合布線系統(tǒng)中通常以裝設(shè)配線架(柜)的地方來(lái)劃分,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(jié)構(gòu)以及特殊要求來(lái)分,因分類繁多且不常用所以不作細(xì)述。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的連接硬件主要有100Ω電纜布線用、150Ω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。
綜合布線系統(tǒng)用電纜的技術(shù)要求
100Ω對(duì)稱電纜
1、主要電氣特性
有些電氣特性有可能隨著溫度變化而變化,還有一些常用的普通絕緣材料可能使電纜的電氣特性隨溫度變化呈非線性變化。因此,當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí),需要采用特殊絕緣材料的電纜。電纜電氣特性的溫度系數(shù)由生產(chǎn)廠家或有關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2、機(jī)械物理性能
100Ω對(duì)稱電纜的機(jī)械物理性能應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
150Ω對(duì)稱電纜
1、主要電氣特性
由于溫度變化或采用特殊絕緣材料等情況與100Ω對(duì)稱電纜一樣規(guī)定辦理。
2、150Ω對(duì)稱電纜的機(jī)械物理性能應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
100Ω和150Ω對(duì)稱軟電纜及接插件軟線用電纜的主要電氣特性和機(jī)械物理性能與一般對(duì)稱電纜相似,具體規(guī)定的要求如下所述:
(1)衰減和直流電阻不宜大于規(guī)定值的150%,按照這種比例關(guān)系,10m機(jī)械長(zhǎng)度(即實(shí)際長(zhǎng)度)的電纜,其等效電氣長(zhǎng)度最大可達(dá)到1.5m。但是由于帶連接器或不帶連接器的短段軟電纜有所不同,其等效近端串音衰減和衰減要求需作進(jìn)一步研究,目前尚難確定。
(2)絞合的接插件軟線用電纜和設(shè)備電纜的電氣特性宜滿足相同類別的100Ω水平電纜或150Ω水平電纜的電氣特性要求,設(shè)備電纜也宜按此要求考慮。工作區(qū)電纜則應(yīng)符合《數(shù)字通信用對(duì)絞/星絞對(duì)稱電纜第三部分:工作區(qū)對(duì)絞電纜》(YD/T838.3—1997)的規(guī)定要求。
(3)150Ω接插件軟線用電纜和設(shè)備電纜的附加機(jī)械物理性能要求見(jiàn)表1規(guī)定,其它機(jī)械物理性能應(yīng)與150Ω對(duì)稱電纜相同。
其它技術(shù)要求
1、對(duì)稱電纜附加串音要求
在綜合布線系統(tǒng)中如在同一根電纜中需要傳送多個(gè)信號(hào)時(shí),應(yīng)考慮附加近端串音要求。
(1)在主干布線子系統(tǒng)中的電纜,其近端串音應(yīng)以反映總串音能量的功率和來(lái)考核,其要求的數(shù)值需計(jì)算得出。某一頻率下的近端串音衰減功率和,可按《數(shù)字通信用對(duì)絞/星絞對(duì)稱電纜第一部分:總規(guī)范》(YD/T838.1—1996)的規(guī)定計(jì)算。
(2)在水平布線子系統(tǒng)中,當(dāng)線對(duì)數(shù)超過(guò)四對(duì)電纜時(shí),其近端串音要求與主干布線子系統(tǒng)的電纜相同;當(dāng)一根電纜連接到兩個(gè)或多個(gè)通信引出端時(shí),電纜線對(duì)間的近端串音衰減應(yīng)考慮對(duì)稱電纜附加串音要求。同樣,綜合電纜、光電綜合纜、多個(gè)單位電纜以及通過(guò)轉(zhuǎn)接點(diǎn)或其它方式,與多個(gè)通信引出端連接的電纜要求也相同,要考慮附加串音要求,這些電纜還應(yīng)滿足100Ω和150Ω對(duì)稱電纜的有關(guān)要求。綜合電纜、多單位電纜內(nèi)單位之間或與多個(gè)通信引出端連接的電纜線對(duì)之間的近端串音衰減,應(yīng)比規(guī)定的近端串音衰減要求提高△NEXT,△NEXT按下式計(jì)算,式中n為電纜內(nèi)的相鄰單位數(shù)。
△NEXT=6+10log10(n+1)(dB)
應(yīng)該說(shuō)明的是盡管電纜已符合近端串音衰減功率和的要求,但在同一根電纜內(nèi)的線對(duì),也有可能不支持不同傳輸方式的幾種應(yīng)用。當(dāng)滿足上面計(jì)算公式時(shí),能使同一根電纜內(nèi)的不兼容性降到最小。為此,在這里設(shè)定不同傳輸方式的應(yīng)用間的最大功率電平差不超過(guò)6dB,這就是說(shuō)當(dāng)使用對(duì)稱電纜進(jìn)行布線時(shí),在同一根電纜內(nèi)的線對(duì)不支持最大功率電平差超過(guò)6dB的不同傳輸方式的應(yīng)用。
2、關(guān)于測(cè)量電氣特性的要求
在測(cè)量100Ω和150Ω對(duì)稱電纜的衰減、近端串音衰減、特性阻抗和結(jié)構(gòu)回波損耗時(shí),均應(yīng)使用掃頻測(cè)量。使用線性或?qū)?shù)頻率間隔,掃頻測(cè)量所用的頻率點(diǎn)數(shù),應(yīng)不少于規(guī)定頻率范圍覆蓋的10倍,頻程數(shù)的100倍,以保證測(cè)量結(jié)果的正確程度。
綜合布線系統(tǒng)用光纜的技術(shù)要求
在綜合布線系統(tǒng)中采用的光纜有多模光纖和單模光纖兩種。它們的技術(shù)要求主要是包括光纖類型、光纖光纜傳輸特性要求、光纜的機(jī)械性能和環(huán)境性能要求。
多模光纖光纜
1、光纖類型
在綜合布線系統(tǒng)中推薦采用多模緩變型折射率光纖,纖芯/包層標(biāo)稱直徑為62.5μm/125μm光纖光纜,此外還允許采用有50μm/125μm多模緩變型光纖光纜。
2、光纜傳輸特性要求
根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YD/T926.2—1997)規(guī)定,要求多模光纜(不論其類型)中的每一根光纖都應(yīng)該滿足表2中的傳輸特性要求。
3、光纜機(jī)械性能和環(huán)境性能要求
屋內(nèi)或屋外光纜的機(jī)械性能和環(huán)境性能要求應(yīng)分別按國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《光纜的機(jī)械性能試驗(yàn)方法》(GB/T7425-87)和《光纜的環(huán)境性能試驗(yàn)方法》(GB/T8405—87)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn),并要求必須符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
單模光纖光纜
在綜合布線系統(tǒng)中采用單模光纖光纜的品種不多,其主要技術(shù)要求如下:
1、光纖類型
根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,在綜合布線系統(tǒng)中允許采用的單模光纖光纜,其光纖為國(guó)家推薦性標(biāo)準(zhǔn)《通信用單模光纖系列》(GB/T 9771—1989)規(guī)定的BI.I類光纖。
2、光纜傳輸特性要求
根據(jù)我國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(YD/T 926.2)的規(guī)定,單模光纜傳輸特性要求如下:
(1)衰減
單模光纜中每一根光纖的衰減都應(yīng)符合傳輸特性要求。當(dāng)工作波長(zhǎng)為1310nm時(shí),應(yīng)小于0.45dB/Km;在工作波長(zhǎng)1550nm時(shí),應(yīng)小于0.3dB/Km。光纜的衰減測(cè)量應(yīng)按照《光纖的傳輸特性和光學(xué)特性測(cè)試方法》(GB/T8401—87)的有關(guān)規(guī)定辦理。
(2)截止波長(zhǎng)
每一根光纖的截止波長(zhǎng)應(yīng)按《光纖的傳輸特性和光學(xué)特性測(cè)試方法》(GB/T8401—87)中有關(guān)規(guī)定,當(dāng)采用2m長(zhǎng)的光纖試樣測(cè)量時(shí),λc應(yīng)在1100nm與1280nm之間;當(dāng)采用22m長(zhǎng)的光纖試樣測(cè)量時(shí),λc應(yīng)小于1270nm。
(3)波長(zhǎng)色散
零色散波λo應(yīng)在1300nm與1324nm之間,并且在λo處的色散斜率的最大值不應(yīng)大于0.093ps/nm·km。
3、光纜機(jī)械性能和環(huán)境要求
光纜機(jī)械性能和環(huán)境性能要求應(yīng)分別按《光纜的機(jī)械性能試驗(yàn)方法》(GB/T7425—87)和《光纜的環(huán)境性能試驗(yàn)方法》(GB/T8405—87)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn),并要求符合上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。