综合布线技术专题-新化房产网

[文章整理]:综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。

综合布线基础

所谓综合布线系统是指按标准的、统一的和简单的结构化方式编制和布置各种建筑物(或建筑群)内各种系统的通信线路，包括网络系统、电话系统、监控系统、电源系统和照明系统等。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。

综合布线概念详释

鉴于目前国内结构化综合布线领域的从业人员素质参差不齐，对测试方法和测试标准的理解存在着偏差，本报将分几期对布线系统测试所涉及的参数及其测试原理进行一些简要的介绍，以期抛砖引玉，促进国内同业精英各抒高见，共同推动布线行业的发展。
　　

如果五类及六类的新的测试标准能够按照TIA的原定计划如期在明年第一季度推出的话，国内的布线产品提供商就将面临一场严峻的考验。新的测试标准将增加几项参数，如等电平远端串扰（ELFEXT）、回波损耗（Return Loss简称回损）、延迟差异（Delay Skew）等。这些新增的参数要求将使以前的仅靠一人监工、几人施工的布线方法成为历史，布线商手中原有的单向五类电缆测试仪器也将被淘汰。测试将成为一项布线工程不可或缺的组成部分。
　　

按照TSB－67标准的要求，在结构化综合布线系统的验证测试指标中需要包含接线图、长度、衰减、近端串扰等四项参数。ISO还要求增加一项参数，即ACR（衰减对串扰比）。针对当前网络的发展趋势和六类线的逐渐普及，今年TIA对综合布线系统的测试标准和测试参数做了增补。增补后的测试参数包括：
　　
　　

接线图
　　
　　

长度测量
　　
　　

近端串扰(NEXT)
　　
　　　
　　
　　

累加功率NEXT(PowerSum NEXT，PSNEXT)
　　
　　　
　　
　　

衰减量(Attenuation)
　　
　　　
　　
　　

衰减对串扰比(Attenuation Crosstalk Rate，ACR)
　　
　　　
　　
　　

远端串扰(FEXT)及等电平远端串扰(ELFEXT)
　　
　　　
　　
　　

传播延迟(Propagation Delay)
　　
　　　
　　
　　

延迟差异(Delay Skew)
　　
　　　
　　
　　

结构化回损及回损
　　
　　

频带宽
　　
　　

阻抗（Impedance）
　　
　　

直流环路电阻
　　
　　

杂讯
　　

■接线图
　　

接线图用来表示错误接线的方式。每一条电缆的四对八根线芯的接线图可以表示：
　　
　　

在每一端点的正确压线位置
　　
　　

是否与远端导通
　　
　　

两芯或多芯的短路
　　
　　

交错线对
　　
　　

反向线对
　　
　　

分岔线对
　　
　　

其他各种接线错误
　　
　　

反向是指线对的一端极性相反。交错是指远端的两个线对位置相互对调。分岔指各芯线是以一对一的方式导通着，但物理线对位置分开。特别提醒读者注意，分岔线对是经常出现的、但是使用简单的通断仪器不能被准确地查找出来的接线故障。在10Base－T网络中，此种接线故障由于网络对布线系统的要求较宽松而对网络的整体运行不会产生太大的影响，但是高速以太网测试仪器，如100Base－TX测试仪器的接线图测试功能都必须能发现这种错误。由于五类验证仪器价格不菲，用户可选用美国Microtest公司生产的局域网侦测仪MicroScanner，该仪器能全面检测各种接线问题，价格便宜且方便实用。
　　

■长度测量
　　

对铜缆长度进行的测量应用了一种称为TDR(时间域反射测量)的测试技术。测试仪从铜缆一端发出一个脉冲波，在脉冲波行进时如果碰到阻抗的变化，如开路、短路、或不正常接线时，就会将部分或全部的脉冲波能量反射回测试仪。依据来回脉冲波的延迟时间及已知的信号在铜缆传播的NVP(额定传播速率) 速率，测试仪就可以计算出脉冲波接收端到该脉冲波返回点的长度。NVP是以光速(c)的百分比来表示的，如0.75c或75％。
　　

返回的脉冲波的幅度与阻抗变化的程度成正比，因此在阻抗变化大的地方，如开路或短路处，会返回幅度相对较大的回波。接触不良产生的阻抗变化(阻抗异常)会产生小幅度的回波。
　　

测量的长度是否精确，取决于NVP值。因此，应该用一个已知的长度数据(必须在15米以上)来校正测试仪的NVP值。但TDR的精度很难达到2％以内，同时，在同一条电缆的各线对间的NVP值，也有4—6％的差异。另外，双绞线线对实际长度也比一条电缆自身要长一些。在较长的电缆里运行的脉冲波会变形成锯齿形，这也会产生几纳秒的误差。这些都是影响TDR测量精度的原因。
　　

测试仪发出的脉冲波宽约为20纳秒,而传播速率约为3纳秒/米，因此该脉冲波行至6米处时才是脉冲波离开测试仪的时间。这也就是测试仪在测量长度时的“盲区”，故在测量长度时将无法发现这6米内可能发生的接线问题(因为还没有回波)。
　　

测试仪也必须能同时显示各线对的长度。如果只能得到一条电缆的长度结果，并不表示各线对都是同样的长度。
　　

早期的一些测试仪不是采用TDR原理测量长度，而是以用频率域方式测量回流损耗的方法来测量阻抗的变化以便计算长度，这种方法在各对线出现长短不等的情况时会发生误判。
　　

■近端串扰(NEXT)
　　

当电流在一条导线中流通时，会产生一定的电磁场，干扰相邻导线上的信号。频率越高这种影响就越大。双绞线就是利用两条导线绞合在一起后，因为相位相差180度的原因而抵消相互间的干扰的。绞距越紧则抵消效果越佳，也就越能支持较高的数据传输速率。
　　

近端串扰是指在与发送端处于同一边的接收端处所感应到的从发送线对感应过来的串扰信号。在串扰信号过大时，接收器将无法判别信号是远端传送来的微弱信号还是串扰杂讯。
　　

需要注意的是，表示低NEXT时的值越大(如45dB)，发送的信号与串扰信号幅度差就越大，高NEXT的值就越小(如20dB)，而这是要设法避免的。
　　

为了符合5类规格，在电缆端接处的非绞接部分长度不能超过13米。通常会产生过量NEXT的原因有：
　　
　　

使用不是绞线的跳线。
　　
　　

没有按规定压接终端。
　　
　　

使用老式的66接线块。
　　
　　

使用非数据级的连接器。
　　
　　

使用语音级的电缆。
　　
　　

使用插座对插座的耦合器。
　　
　　

另外，要特别注意，在链路两端测量NEXT值时，尤其在长度大于40米时，远端的串扰会被链路的衰减所抵消，而无法在近端测量到其NEXT值。在链路两端测量到的NEXT值是不一样的，因此所有的测试标准都要求在链路两端测量NEXT值。
　　

■衰减量(ATTENUATION)
　　

电信号强度会随着电缆长度而逐渐减弱，这种信号减弱就称为衰减。它是以负的分贝数(dB)来表示的。数值越大表示衰减量越大，即－10dB比－8dB的信号弱，其中6dB的差异表示两者的信号强度相差两倍。例如，－10dB的信号就比－16dB的信号强两倍，比－22dB则强四倍。影响衰减的因素是集肤效应和绝缘损耗。
　　

在频率高的时候，电流在导体中的电流密度不再是平均分布于整个导体中，而是集中在导体的表面，从而减少了因导体截面而产生的电流损耗。集肤效应与频率的平方根值成正比，因此频率越高，衰减量便越大。这也就是为何单股电缆要比多股电缆的导电性能好的原因。
　　

温度对某些电缆的衰减也会产生影响。一些绝缘材料会吸收流过导体的电流，特别是3类电缆所采用的PVC材质，这是因为PVC的氯原子会在绝缘材料中产生双极子，而双极子的震荡会使电信号损失掉一部分电能。在温度高的时候这种情况会进一步恶化。由于温度升高会造成双极子更激烈的震荡，所以温度越高，衰减量越大。这就是标准中规定温度为20℃的原因。
　　

在测量衰减量时，必须确定测量是单向进行的，而不是先测量环路的衰减量后，再除以2而得到的值。
　　

■衰减对串扰比(ACR)
　　

由于衰减效应，接收端所收到的信号是最微弱的，但接收端也是串扰信号最强的地方。对非屏蔽电缆而言，串扰是从本身发送端感应过来的最主要的杂讯。所谓的ACR就是指串扰与衰减量的差异量。ACR体现的是电缆的性能，也就是在接收端信号的富裕度，因此ACR值越大越好。在ISO及IEEE标准里都规定了ACR指标，但TIA/EIA 568A则没有提到它。
　　

由于每对线对的NEXT值都不尽相同，因此每对线对的ACR值也是不同的。测量时以最差的ACR值为该电缆的ACR值。如果是与PSNEXT相比，则以PSACR值来表示。
　　

■远端串扰(FEXT)与等电平远端串扰(ELFEXT)
　　

FEXT类似于NEXT，但信号是从近端发出的，而串扰杂讯则是在远端测量到的。FEXT也必须从链路的两端来进行测量。
　　

可是，FEXT并不是一种很有效的测试指标。电缆长度对测量到的FEXT值的影响会很大，这是因为信号的强度与它所产生的串扰及信号在发送端的衰减程度有关。因此两条一样的电缆，会因为长度不同而有不同的FEXT值，所以就必须以ELFEXT值的测量来代替FEXT值的测量。EXFEXT值其实就是FEXT值减去衰减量后的值，也可以将ELFEXT理解成远端的ACR。当然了，与PSNEXT一样，对应于ELFEXT值的是PSELFEXT值。
　　

为了测量ELFEXT，测试仪的动态量程(灵敏度)必须比所测量的信号低20dB。
　　

■累加功率NEXT(Power Sum NEXT)
　　

PSNEXT实际上是一种计算式，而不是一个测量步骤。PSNEXT值是由3对线对另一对线的串扰的代数和推导出来的。PSNEXT与ELFEXT的测量对像千兆以太网这种必须使用四对线来传输信号的网络来说是非常重要的测试参数。在每一条链路上会有四组PSNEXT值。
　　

■传播延迟(Propagation Delay)
　　

传播延迟是指一个信号从电缆一端传到另一端所需要的时间，它也与NVP值成正比。一般5类UTP的延迟时间在每米5～7纳秒(ns)左右。ISO则规定100米链路最差的时间延迟为1微秒(us)。延迟时间是为何局域网要有长度限制的主要原因之一。
　　

■延迟差异(Delay Skew)
　　延迟差异是一种在UTP电缆里传播延迟最大的与最小的线对之间的传输时间差异。有些电缆厂家考虑到铜缆材料的缺点，将一对或两对线对换成了其它的材料，这样就会产生较大的时间差异。尤其在运行千兆以太网的应用时，过大的时间差异会导致同时从四线对发送的信号无法同时抵达接收端的情况。一般要求在100米

综合布线技术基础

一、概述
　　　　综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括：传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。
　　　　

1．综合布线的发展过程
　　　　

回顾历史,综合布线的发展与建筑物自动化系统密切相关。传统布线如电话、计算机局域网都是各自独立的。各系统分别由不同的厂商设计和安装,传统布线采用不同的线缆和不同的终端插座。而且,连接这些不同布线的插头、插座及配线架均无法互相兼容。办公布局及环境改变的情况是经常发生的,需要调整办公设备或随着新技术的发展,需要更换设备时,就必须更换布线。这样因增加新电缆而留下不用的旧电缆,天长日久,导致了建筑物内一堆堆杂乱的线缆,造成很大的隐患。维护不便,改造也十分困难。
　　　　

随着全球社会信息化与经济国际化的深人发展,人们对信息共享的需求日趋迫切,就需要一个适合信息时代的布线方案。　
　　　　

美国电话电报(AT＆T)公司的贝尔(Bell)实验室的专家们经过多年的研究,在办公楼和工厂试验成功的基础上,于20世纪80年代末期率先推出SYSTIMATMPDS(建筑与建筑群综合布线系统),现时已推出结构化布线系统SCS。经中华人民共和国国家标准GB/T50311-2000命名为综合布线GCS(Generic　cabling　system)。
　　　　

综合布线是一种预布线,能够适应较长一段时间的需求。
　　　　

2．综合布线的特点
　　　　

综合布线同传统的布线相比较,有着许多优越性,是传统布线所无法相比的。其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。　
　　　　

(1)兼容性：综合布线的首要特点是它的兼容性。所谓兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关,可以适用于多种应用系统。
　　　　

过去,为一幢大楼或一个建筑群内的语音或数据线路布线时,往往是采用不同厂家生产的电缆线、配线插座以及接头等。例如用户交换机通常采用双绞线,计算机系统通常采用粗同轴电缆或细同轴电缆。这些不同的设备使用不同的配线材料,而连接这些不同配线的插　头、插座及端子板也各不相同,彼此互不相容。一旦需要改变终端机或电话机位置时,就必须敷设新的线缆,以及安装新的插座和接头。　
　　　　

综合布线将语音、数据与监控设备的信号线经过统一的规划和设计,采用相同的传输媒体、信息插座、交连设备、适配器等,把这些不同信号综合到一套标准的布线中。由此可见,这种布线比传统布线大为简化,可节约大量的物资、时间和空间。
　　　　

在使用时,用户可不用定义某个工作区的信息插座的具体应用,只把某种终端设备(如个人计算机、电话、视频设备等)插人这个信息插座,然后在管理间和设备间的交接设备上做相应的接线操作,这个终端设备就被接入到各自的系统中了。
　　　　

(2)开放性：对于传统的布线方式,只要用户选定了某种设备,也就选定了与之相适应的布线方式和传输媒体。如果更换另一设备,那么原来的布线就要全部更换。对于一个已经完工的建筑物,这种变化是十分困难的,要增加很多投资。
　　　　

综合布线由于采用开放式体系结构,符合多种国际上现行的标准,因此它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的,如计算机设备、交换机设备等；并对所有通信协议也是支持的,如ISO/IEC8802-3,ISO/IEC8802-5等。
　　　　

(3)灵活性：传统的布线方式是封闭的,其体系结构是固定的,若要迁移设备或增加设备是相当困难而麻烦的,甚至是不可能。
　　　　

综合布线采用标准的传输线缆和相关连接硬件,模块化设计。因此所有通道都是通用　的。每条通道可支持终端、以太网工作站及令牌环网工作站。所有设备的开通及更改均不需要改变布线,只需增减相应的应用设备以及在配线架上进行必要的跳线管理即可。另外,组网也可灵活多样,甚至在同一房间可有多用户终端,以太网工作站、令牌环网工作站并存,为用户组织信息流提供了必要条件。
　　　　

(4)可靠性：传统的布线方式由于各个应用系统互不兼容,因而在一个建筑物中往往要有多种布线方案。因此建筑系统的可靠性要由所选用的布线可靠性来保证,当各应用系统布线不当时,还会造成交叉干扰。
　　　　

综合布线采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输通道。所有线槽和相关连接件均通过ISO认证,每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减率,以保证其电气性能。应用系统布线全部采用点到点端接,任何一条链路故障均不影响其它链路的运行,这就为链路的运行维护及故障检修提供了方便,从而保障了应用系统的可靠运行。各应用系统往往采用相同的传输媒体,因而可互为备用,提高了备用冗余。
　　　　

(5)先进性：综合布线,采用光纤与双绞线混合布线方式,极为合理地构成一套完整的布线。
　　　　

所有布线均采用世界上最新通信标准,链路均按八芯双绞线配置。5类双绞线带宽可达100MHz,6类双绞线带宽可达200MHz。对于特殊用户的需求可把光纤引到桌面(Fiber　To　The　Desk)。语音干线部分用钢缆,数据部分用光缆,为同时传输多路实时多媒体信息提供足够的带宽容量。
　　　　

(6)经济性：综合布线比传统布线具有经济性优点,主要综合布线可适应相当长时间需求,传统布线改造很费时间,耽误工作造成的损失更是无法用金钱计算。
　　　　

通过上面的讨论可知,综合布线较好地解决了传统布线方法存在的许多问题,随着科学技术的迅猛发展,人们对信息资源共享的要求越来越迫切,尤其以电话业务为主的通信网逐渐向综合业务数字网(ISDN)过渡,越来越重视能够同时提供语音、数据和视频传输的集成通信网。因此,综合布线取代单一、昂贵、复杂的传统布线,是"信息时代"的要求,是历史发展的必然趋势。
　　　　

二、综合布线系统
　　　　

综合布线系统应是开放式结构,应能支持电话及多种计算机数据系统,还应能支持会议电视、监视电视等系统的需要。
　　

综合布线系统可划分成六个子系统
　　

●工作区子系统；
　　

●配线(水平)子系统；
　　

●干线(垂直)子系统；
　　

●设备间子系统；
　　

●管理子系统；
　　

●建筑群子系统。
　　　　

智能建筑与智能建筑园区的工程设计
　　　　

应根据实际需要,可选择以下三种类型的综合市线系统：
　　　　

(1)基本型：适用于综合布线系统中配置标准较低的场合,用铜芯双绞线电缆组网。基本型综合布线系统配置如下：　
　　

●每个工作区有一个信息插座；
　　

●每个工作区的配线电缆为1条4对双绞线电缆；
　　

●采用夹接式交接硬件；
　　

●每个工作区的干线电缆至少有1对双绞线。
　　　　

(2)增强型：适用于综合布线系统中中等配置标准的场合,用　铜芯双绞电缆组网。增强型综合布线系统配置如下：
　　

●每个工作区有2个或以上信息插座；
　　

●每个工作区的配线电缆为2条4对双绞电缆；
　　

●采用夹接式或插接交接硬件；
　　

●每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。
　　　　

(3)综合型,适用于综合布线系统中配置标准较高的场合,用光缆和铜芯双绞电缆混合组网。综合型综合布线系统配置应在基本型和增强型综合布线系统的基础上增设光缆系统。
　　　　

综合布线系统应能满足所支持的数据系统的传输速率要求,并应选用相应等级的缆线和传输设备。
　　　　

综合布线系统应能满足所支持的电话、数据和电视系统的传输标准要求。
　　　　

综合布线系统的分级和传输距离限值应符合表1所列的规定。
　　

注：①100m距离包括连接软线/跳线、工作区和设备区接线在内的10m允许总长度,链路的技术条件按90m水平电缆,7．5m长度的连接电缆及同类的3个连接器来考虑。如果采用综合性的工作和设备区电缆附加总长度不大于7．5m,则此类用途是有效的。
　　②3000m是国际标准范围规定的极限,不是传输媒体极限。　
　　③当距离大于水平电缆子系统中的长度100m,应协商可行的应用标准。
　　④系统分级E因为尚未正式出台,表内未列出。但是由于D级E及E级在市场上已大量应用,因此在下面的各表格中予以列出有关指标仅供参考。
　　　　

综合布线系统的组网和各段线缆的长度限值应符合图1所示的规定：
　　　　

综合布线系统工程设计,选用的电缆、光缆、各种连接电缆、跳线,以及配线设备等所有硬件设施,均应符合　ISO/IEC　11801：1995(E)国际标准的各项规定,确保系统指标得以实施。
　　　　

综合和线系统应设置汉显计算机信息管理系统。人工登录与综合布线系统相关的硬件设施的工作状态信息,这些状态信息包括：设备和缆线的用途和使用部门、组成局域网的拓扑结构、传输信息速率、终端设备配置状况、占用硬件编号和色标、链路的功能和各项主要特征参数、链路的完好状况和故障记录等内容。还应登录设备位置和缆线走向内容以及建筑物名称、位置、区号、楼层号和房间号等内容。　
　　　　

在系统设计时,全系统所选的缆线、连接硬件、跳线、连接线等必须与选定的类别相一致。如采用屏蔽措施时,则全系统必须都按屏蔽设计。
　　　　

三、系统指标
　　　　

综合布线系统链路传输的最大衰减限值,包括两端的连接硬件、跳线和工作区连接电缆在内,应符合表2的规定：
　　

注：要求将各点连成曲线后,测试的曲线全部应在标准曲线的限值范围之内。
　　　　

综合布线系统任意两线对之间的近端串音衰减限值,包括两端的连接硬件、跳线和工作区连接电缆在内(但不包括设备连接器),应符合表3的规定：
　　

注：①所有其它音源的噪声应比全部应用频率的串音噪声低10dB。
　　②在大多数主干电缆中,最坏线对的近端串