分析结构化布线系统SCS设计与应用
出处:xulu 发布于:2011-08-30 11:38:33
结构化综合布线系统是指一个楼或楼群中的通信传输网络能连接声音。数据。图像等数据设备,并将它们与交换系统互联。 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。
AT&T SYSTIMAX有三类、五类、超五类的UTP非屏蔽双绞线缆、信息插座、适配器、光电配线架等系列产品,能支持10Mbps、155Mbps(STM-1级)、622Mbps(STM-4级)的端到端应用,其UTP电缆特性阻抗为100?,利用非屏蔽双绞线的平衡特性进行电磁干扰防护。此外AT&T SYSTIMAX系列产品中还包括62?5/125,标称波长850nm的多模光纤,以及1300nm的单模光纤,支持更高速率的应用。AT&T的SYSTIMAX安装方便,是早进入国内市场,使用多的产品。
结构化布线是指在一座办公大楼或楼群中安装的传输线路。这种传输线路能连接所有的语音、数字设备,并将它们与电话交换系统连接起来。结构化布线系统包括布置在楼群中的所有电缆及各种配件,如转接设备、各类用户端设备接口以及与外部网络的接口,但它并不包括交换设备。从用户的角度看,结构化布线系统是使用一套标准的组网器件,按照标准的连接方法来实现的网络布线系统。
结构化布线与传统的布线系统的区别在于:结构化布线系统的结构与当前所连接的设备的位置无关。在传统的布线系统中,设备安装在哪里,传输介质就要铺设到哪里。结构化布线系统则是先按建筑物的结构,将建筑物中所有可能放置设备的位置都预先布好线,然后再根据实际所连接的设备情况,通过调整内部跳线装置,将所有设备连接起来。同一线路的接口可以连接不同的通信设备,例如电话、终端或微型机,甚至可以是工作站或主机。
一、结构化布线特点
结构化布线系统具有以下特点:
1. 实用性:能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等,能够适应现代和未来技术的发展。
2. 灵活性:任意信息点能够连接不同类型的设备,如台式机、笔记本、打印机、终端、服务器、监视器等。
3. 开放性:能够支持任何厂家的任意网络产品,支持任意网络结构,如总线形、星形、环型等。
4. 模块化:所有的接插件都是积木式的标准件,方便使用、管理和扩充。
5. 扩展性:实施后的结构化布线系统是可扩充的,以便将来有更大需求时,很容易将设备安装接入。
6. 经济性:性投资,长期受益,维护费用低,使整体投资达到少。
二、结构化布线系统的构成
按照一般划分,结构化布线系统包括六个子系统:工作区子系统、水平支干线子系统、管理子系统、垂直主干子系统、设备子系统和建筑群主干子系统。
1. 建筑群主干子系统
提供外部建筑物与大楼内布线的连接点。通常也由光缆、大对数电缆和相应设备组成。以实现楼群间的通信。
2. 设备子系统
EIA/TIA569标准规定了设备间的设备布线。通常设备子系统中放置总配线架,一般大楼内的程控交换机、总电话配线架亦放于此。网络设备将安装在标准机柜中。
3. 垂直主干子系统
垂直主干子系统连接管理子系统到设备子系统。主干布线要采用星形拓扑结构,接地应符合EIA/TIA607规定的要求。3类大对数(或超五类)非屏蔽双绞线用于连接电话,超五类非屏蔽双绞线用于连接计算机终端或计算机网络。光纤用于连接高速计算机网络,一般采用62.5/125μm多模光纤。
4. 管理子系统
管理子系统是连接骨干子系统和水平子系统的设备,主要设备是配线架。配线架的配线对数可以根据管理的信息点数选定。管理子系统应有足够的空间放置配线架和网络设备。
5. 水平子系统
水平子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座(FD-TO)。由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成。综合布线中水平子系统是计算机网络信息传输的重要组成部分。采用星型拓扑结构,一般由4对UTP线缆构成,如果有磁场干扰或是信息保密时,可用屏蔽双绞线,高带宽应用时,可用光缆。每个信息点均需连接到管理子系统。水平距离:90m(295ft)。指从管理间子系统中的 配线架的JACK端口至工作区的信息插座的电缆长度。工作区的patch cord、连接设备的patch cord、cross-connection线的总长度不能超过10M,因为双绞线的传输距离是一百米。水平布线系统施工是综合布线系统中量的工作,在建筑物施工完成后,不易变更,通常都采取"水平布线一步到位"的原则。因此要施工严格, 保证链路性能。
连接管理子系统至工作区,包括水平布线、信息插座、电缆终端及交换。UTP目前有超过5种类型,目前国内常用的有三类、五类以及超五类,分别可传输16Mpbs、100Mbps以及350Mbps的数据速率。布线结构采用星型结构,从机房的配线架起分别辐射到每个用户点的RJ45插座。走线一般使用弱电桥架,可以从天花板吊顶、线槽走线或从地面线槽走线。
6. 工作区子系统
工作区由信息插座延伸至终端设备。工作区布线要求相对简单,这样就容易移动、添加和变更设备。各种不同的计算机设备、安全监控用的监视器等,可以通过不同的适配器实现连接。RJ45插座可安装于墙面、立柱、桌面或者地板上,通过跳线连接办公桌上的终端设备。墙式插座离地面30厘米左右、与电源之间距离大于15 厘米进行安装。
三、介质及连接硬件的性能规格
在结构化布线系统中,布线硬件主要包括:配线架、传输介质、通信插座、插座板、线槽和管道等。
1. 介质
主要有双绞线和光纤,在我国主要采用非屏蔽双绞线与光缆混合使用的方法。光纤主要用于高质量信息传输及主干连接,按信号传送方式可分为多模光纤和单模光纤两种,线径为62.5/125微米。在水平连接上主要使用多模光纤,在垂直主干上主要使用单模光纤。现在,使用100欧姆无屏蔽双绞线已成为一种共识,它分为3类、5类和超5类三种。
2. 接头及插座
在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。插座的管脚组合为 :1&2、3&6、4&5、7&8.
3. 屏蔽与非屏蔽系统的选择
我国基本上采用北美的结构化布线策略,即使用无屏蔽双绞线十光纤的混合布线方式。
1) 屏蔽的含义
屏蔽系统是为了保证在有干扰环境下系统的传输性能。抗干扰性能包括两个方面,即系统抵御外来电磁干扰的能力和系统本身向外插射电磁干扰的能力。对于后者,欧洲通过了电磁兼容性测试标准EMC规范。实现屏蔽的一般方法是在连接硬件外层包上金属屏蔽层以滤除不必要的电磁波。现已有STP及SCTP两种不同结构的屏蔽线供选择。
2) 屏蔽系统的缺陷
A.接地问题
屏蔽系统的屏蔽层应该接地。这样,将构成保证屏蔽系统性能的障碍和隐患。
B.系统整体性
屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。屏蔽系统的整体性取决于系统中弱的元器件。如跳接面板、连接器信息口、设备等。因此,若屏蔽线在安装过程中出现袭缝,则构成屏蔽系统中危险的环节。
C.屏幕子流的抗干扰性能
屏蔽系统的屏蔽层并不能低御频率较低的噪声,在低频时,屏蔽系统的噪音至少与非屏蔽系统一样。
而且,由于屏蔽式8芯模块插头无统一标准,无现场测试屏蔽有效程序的方法等原因,人们一般不采用屏蔽双绞线。
四、结构化布线系统设计原则
1.标准化:采用国际、国家的规范和标准来设计、施工和测试系统,应采用符合国际、国家标准、得到国际权威机构的产品。
2.实用性:针对实际应用的需要及其特点来建设系统,应将保证系统能满足现在和将来高性能应用的需要作为首要目标。
3.先进性:采用国际上技术,系统设计应具有一定的超前意识,应保证系统在5至10年内技术上不落后。
4.开放性:充分考虑整个系统的开放性,使得系统兼容不同类型的信号,不同的网络拓扑结构和其它应用的要求。
5.结构化、层次化:易于管理和维护系统应具有充足的扩展余地和灵活性、较强的可靠性和容错性。
6.经济性:较高的性能价格比,以满足应用要求为首要目标。
五、线路测试
局域网的安装从电缆开始。电缆是整个网络系统的基础。对结构化布线系统的测试,实质上就是对线缆的测试。据统计,约有一半以上的网络故障与电缆有关。电缆本身的质量及电缆安装的质量都直接影响到网络能否健康地运行。而且,线缆一旦施工完毕,想要重新安装很困难。
对于电缆的测试,一般遵循"随装随测"的原则。根据TSB67的定义,现场测试一般包括:接线图、链路长度、衰减和近端串扰(NEXT)等几部分。
1.接线图
这一测试验证链路的正确连接。它不仅是一个简单的逻辑连接测试,而且要确认链路一端的每一个针与另一端相应的针连接。同时,对串绕问题进行测试,发现问题并及时更正。保证线对正确绞接是非常重要的测试项目。
2.链路长度
根据T1A/E1A606标准的规定,每一条链路长度都应记录在管理系统中。链路的长度可以用电子长度测量来估算,电子长度测量是基于链路的传输延迟和电缆的NVP值来实现的。由于 NVP具有10%的误差,在测量中应考虑稳定因素。
3.衰减
衰减是沿链路的信号损失的测量。衰减随频率的变化而变化,所以应测量应用范围内的全部频率上的衰减,一般步长为1MHz.
TSB-67定义了一个链路衰减的公式,并给了了两种测量模式的衰减允许值表。它定义了在20℃时的允许值。
4.近端串扰(NEXT)损耗
近端串扰是指在UTP电缆链路中一对线与另一对线之间的因信号耦合效应而产生的串扰,有时它也被称为线对间NEXT。由于5类UTP线缆由4个线对组成,依据排列组合的方法可知共有六种组合方式。TSB-67标准规定两对线之间差的NEXT值不能超过标准中基本链路(Basic Link)和通道(Channel)的测试限的要求。当双绞线距离过近时,双绞线就会产生干扰。以至于影响网速。近端串扰是决定链路传输性能的一个重要指标。它与施工工艺、使用的原材料和器材有关,而与UTP电缆长度无关。
TSB-67定义了一个链路衰减的公式,并给了两种测量模式的衰减允许值表。它定义了在20℃时的允许值。TSB-67标准规定:5类链路必须在1-10 MHz的频宽内测试,测试步长为: 1MHz
所有测试均要进行线时间测试。如4对线要进行6组测试。同时,对NEXT的测试要在两端测试。NEXT并不是测量在近端点产生的串扰值,它只是着重在近端点所测量的串扰数值。这个量值会随着电缆长度的衰减而变小,同时远端的信号也会衰减,对其它线对的串扰也相对变小。实验证明:只有在40米内量得的NEXT是较真实的,如果另一端是远于40米的信息插座而它会产生一定程度的串扰,但测量仪器可能就无法测到这个串扰值。
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