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一文了解机房综合布线系统基本知识

技术交流2018年10月08日 09:39来源 机房百科
  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、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。
 
  一、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?#31449;?导致了建筑物内一?#35759;?#26434;乱的线缆,造成很大的隐患。维护不便,改造?#24425;?#20998;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。
 
  美国电话电报公司(AT&T)的贝尔实验室(Bell)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(Genericcablingsystem)。综合布线是一种预布线,能够?#35270;?#36739;长一段时间的需求。
 
  二、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?#20197;?#35774;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?#35270;?#20110;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?#25442;?#26426;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,?#35805;?#26576;种终端设备(如个人计算机、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?#26434;?#20256;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?#35270;?#30340;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。?#26434;?#19968;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,因此它几乎对所有厂商的产品都是开放的,如计算机设备、?#25442;?#26426;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?#35759;?#40635;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?#24067;?模块化设计。因此所有通道都是通用的。每条通道可支?#31181;?#31471;、以太网工作站及令牌环网工作站。所有设备的开通?#26696;?#25913;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?#29616;?每条通道?#23478;?#37319;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。?#26434;?#29305;殊用户的需求可把光纤引到桌面(FiberToTheDesk)。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?#26434;?#28857;,主要综合布线可?#35270;?#30456;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?#33268;?#21487;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,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。
 
  三、综合布线系统
 
  综合布线系统应是开放式结构,应能支持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?#23548;市?#35201;,可选择以下三种类型的综合布线系统
 
  (1)基本?#20572;妻视?#20110;综合布线系统?#20449;?#32622;标准?#31995;?#30340;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?#24067;?/div>
  ¢每个工作区的干线电缆至少有1对双绞线。
 
  (2)增强?#20572;妻视?#20110;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?#24067;?/div>
  ¢每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。
 
  (3)综合型,?#35270;?#20110;综合布线系统?#20449;?#32622;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?#26174;?#35774;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数据和电视系统的传输标准要求。
 
  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?#24067;?#35774;施,均应符合ISO/IEC118011995(E)国际标准的各项规定,确保系统指标得以实施。
 
  综合布线系统应设置?#21512;?#35745;算机信息管理系统。人工登录与综合布线系统相关的?#24067;?#35774;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、?#21152;池布?#32534;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?#24067;?#36339;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。
 
  四、综合布线的标准
 
  1、标准委员会
 
  国际标准化组织(ISO)的职责是保证所有普遍性的标准得到所有成员国的一致认可。ISO所负责的标准?#27573;?#20174;制造和质量控制规程到电气与电信分布布线系统。在北美洲有四个标准化组织为北美市场开发或推行市线标准。
 
  美国国家标准协会(ANSI)于1918年在美国成立。该组织的主要任务是美国国内的国家标准的协调、正规化和采纳工作。ANSI还在ISO技术会议上代表美国。
 
  电讯工业协会(TIA)是一个由ANSI授权的单独的组织。并?#32478;?#20110;电子工业协会(EIA)。TIA的活动是开发用于当今的结构化布线系统的设计与安装的布线标准并支持未来广泛的应用及满足高速的要求。
 
  在加拿大所有国内使用的电气与电子商品必须经CSA批准。产品获得批准说明它符合加拿大电气标准(CEC)的所有要求。CEC引用CSA相关的标准。在TIA/EIA内开发布城标准的过程中决定CSA应参与结构化布线标准的进一步的共发工作.以保证将加拿大独特的要求包含在标准内。
 
  2、综合布线标准的历史
 
  在1985年前的布线系统没有标准化。其中有几个原因。首先本地电话公司总是关心他们的基本布线要求。其次使用主机系统的公司要依?#31185;?#20379;货商来安装符合系统要求的布线系统。随着计算机技术的R益成熟越来越多的机构安装了计算机系统而每个系统都需要自己独特的布线和连接器。客户开始大声报怨每次他们更改计算机平台的同时也不得不相应改变其布线方式。为赢得并保持市场的信任计算机通信工业协会(CCIA)与EIA联合开发建筑物布线标准。
 
  ?#33268;?#22312;1985年开始并取得一致认为商用和住宅的话音和数据通信?#21152;?#26377;相应的标准。EIA将开发布线标准的任务交给了TR-41委员会。
 
  TR-41委员会认识到该任务的艰巨性于是设立了下属委员会及数个工作组来负责开发商用和住宅建筑物布线标准的各方面的广泛工作。这些委员会在开发这些标准时卞要关注的重点是保证开发的标准是独立于技术及生产厂一家的。
 
  五、布线系统必须使用?#20999;?#25299;扑方法
 
  一些固定装置如对讲机保安系统键盘探头及?#35848;?#22120;是可以使用底座接线方式直接安装。?#35789;?#26631;准建议使用?#20999;?#25299;扑方法但固定装置器可以使用回路(Loop)或链路(daisy chain)的方法连接。
 
  足够数量的通讯插座是必需的主要是预备将来新增点数。插座必须安装于所有房间插座位置于一些固定墙的位置。
 
  所有新建筑从插座到配线架的电缆必须埋藏于管道不可使电缆外露有关管道或喉管设计及标准请参考ANSI/TIA/EIA-569-A。
 
  插座必须安装于固定的位置如使用非屏蔽双绞线必须使用8芯T568A接线方法。如某些网络及服务需要连接一些特别的电子部件如?#21046;?#22120;放大器匹配器等所有电子部件必须安装于插座外。
 
  配线架可以使用跳线设备线及交叉跳线提供一个互连方法或交叉跳线以信道为标准跳线设备线及交叉跳线之长度不可超过10米(33尺)。
 
  六、综合布线系统的几个基本问题
 
  1、带宽与传输速率
 
  提到如何选择综合布线系统首先有两个概念要?#26234;紕?#37027;就是带宽(以MHZ来度量)和数据传输速率(以 Mbit/S来度量)。分不清这两个概念就很难作出正确的选择。关于二者的定义和具体含义可以参?#21152;?#20851;的技术文章。这里要指出的是二者之间的关系这种关系与编码方式等技术有关但不一定是一对一的关系。例如ATM155其中155是指数据传输的速率即155Mbit/S而?#23548;?#30340;带宽只有80MHZ又如1000Mbit/S千兆位以太网由于采用4对线全双工的工作方式对其传输带宽的要求只有100MHZ。在计算机网络作业中广泛使用的是数据传输速率而在电缆行业中使用的则是带宽所以不要将二者混淆。
 
  2、新型电缆系统
 
   超5类电缆系统(Enhanced Cat 5)是在对现有的5类UPT双绞线的部分性能加以改善后产生的新型电缆系统不少性能参数如近端串扰(NEXT)、衰减串扰比(ACR)等?#21152;?#25152;提高但其传输带宽仍为100MHz。
 
   6类电缆系统(Cat 6)一个?#24405;?#21035;的电缆系统除了各项性能参数?#21152;?#36739;大提高外其带宽将扩展至200MHZ或更高。
 
  7类电缆系统7类电缆系统是?#20998;?#25552;出的一种电缆标准其计划的带宽为600MHZ但是其连接模块的结构与目前的RJ-45完全不兼容。它是一?#21046;?#34109;系统。
 
  3、质量保证
 
  提到布线系统的质量保证每个厂商?#21152;?#21508;自的独特表现有的提供若干年产品?#26102;?#26377;的提供若干年系统?#26102;?#36824;有的提供终身?#26102;?#21508;厂商对?#26102;?#30340;内容和方法的解释也各有不同。厂商提出?#26102;3信?#23545;国内用户来说是件好事它表示厂商对用户是负责的。但用户首先要搞清楚“?#26102;?rdquo;到底保什么
 
  首先不要把厂商提供的若干年产品或系统?#26102;?#24403;作是保证产品多少年不落后。随着人类科学技术日新月异的变化和通信技术的飞速发展没有谁能预见到?#25913;z?#21313;?#25913;?#29978;至几十年后会发生什么也就是说厂家的若干年?#26102;?#24182;不保证系统不会在一段时期内过时。但用户可以放心的是布线系统本身的一大特点就是便于扩容和升级。
 
  布线系统本身是一种无源的物理连接系统一旦安装完成并通过测试一般情况下无需维护只需要对其加以正确的管理即可所以厂家的所谓若干年?#26102;?#20027;要是针对其在工程项目中所提供的全系列市线产品本身的质量而言。?#26434;?#30001;非人为因素造成的产品质量问题厂家是完全负责的而真正意义的售后服务应该是由负责实施该项目的系统集成商来完成的。所以用户应选择品?#35270;?#33391;的产品通过厂家提供的正规渠道拿货并选择国内信誉好、技术水平高的系统集成商?#35789;?#24037;让他们在得到合理的利润后使用户也得到这些集成商所提供的增值服务以及售后的长期服务和?#26102;?br /> 
  4、综合布线并非
 
  布线系统在刚进入我国时曾给国人一种神秘的?#33455;?#20284;乎大?#32654;?#19968;旦有了布线系统就立即成了智能大厦并且各个弱电系统都可以利用这套布线系统。其实从理论上讲综合布线系统是将大楼内的各个弱电系统的传输介质统一为一?#25351;?#24615;能的传输介质从而使其便于管理、维护和扩展。但?#23548;?#19978;目前在国内我们不可能也没有必要这样做。
 
   例如保?#24067;?#25511;系统目前使用的75fi同轴电缆价格低廉传输距离远(超过100m)其带宽也很高而综合布线中用到的8芯双绞线就没有这方面的优势。还有楼宇自控等弱电系统具有自己的布线系统通常其布线的拓扑结构为总线?#20572;?#21363;在2芯线上可串联很多控制单元而综合布线系统采用的是?#20999;?#25299;扑结构要求每根8芯线只能接一个设备。由此可见如果楼宇自控等弱电系统也采用?#20999;?#25299;扑结构那将需要大量的线缆从而使整个系统的造价猛增。
 
   单独设计、单独施工、单独管理的有些系统例如消防保安系统采用综合布线是不适宜的。
 
   综合布线系统为经常变更终端设备的种类和位置的用户提供了极大的灵活性而像楼宇自控、保?#24067;?#25511;等弱电终端设备几乎长期固定在房间或走廊的某一位置不需要经常改变。
 
  由此可见综合布线系统并不是的它主要为智能大厦中高性能的通信自动化系统提供基础。
 
  5、合理选择综合布线系统
 
  随着千兆位以太同标准的出台布线厂商也相继推出支?#26234;?#20806;位以太网的“超5类”、“6类”甚至“7类”布线系统。推出先进的产品固然是件好事但用户不要被厂商的炒作冲昏头脑在选择布线产品时应冷静地考虑一下是否需要如此的系统。
 
   5类?#32479;?类系统已经可?#26376;?#36275;千兆位以太同的传输要求而且不管是155Mbit/S或 622Mbit/S的 ATM还是干兆位以太网目前也只能作为网络主干使用而?#26434;?#30495;正到终端的水平系统恐怕目前国内的用户很少有人能使用上真正?#32769;?#30340;10Mbit/S速率大多数局域网仍采用共享10Mbit/S速率的连网方式。所以当用户有一天真要在水平到终端的系统中以1000Mbit/S的速率传输数据时恐怕6类系统早就过时了。?#35789;?#26576;些用户现在马上就需要1000Mbit/S传输速率也不过是用来传输一些多媒体信息(即语音、数据和图像)这实在有些“大材小用”。目前多媒体信息的传输应用(例如VOD、电视会议等)在25Mbit/S的ATM和10Mbit/S的?#28304;?#32593;上即可实现很难想象用户现在还会用1000Mbit/S。的速率传些什?#30784;?br /> 
   6类、7类的标准还未正式出台6类系统的安装规范和方法目前也没有形成更重要的是有关6类或7类系统的测试规范和方法还没有。目前普遍使用的测试设备仍是基于100MHZ的5类系统标准所以?#35789;?#29992;户在工程中采用了6类产品也无法知道所采用的布线系统是否符合6类系统要求。究?#25925;?#20040;样的产品才算是6类产品恐怕谁也说不清楚。
 
   随着通信技术的飞速发展钢缆终将被淘汰淘汰的主要原因就是带宽、传输距离以及电磁波扩散和干扰问题而替代它的将是光纤甚至未来的某种传输介质。有资料表明全光纤网已在美国?#20284;w?0Gbit/S的以太网也已经在实验室中诞生了。无论是对厂商还是用户来说全光纤的局域网都将会更具吸引力。
 
  6、后是如何保证安装的质量。
 
  除了布线系统本身的质量以外(通常是由厂家来保证而且通常不是问题的主要原因)不论是3类、5类、超5类还是6类电缆系统都必须经过施工安?#23433;?#33021;完成而施工过程对电缆系统的性能影响很大。?#35789;?#36873;择了高性能的电缆系统例如超5类或6类如果施工质量粗糙其性能可能还达不到5类的指标。所以不论选择安装什么级别的电缆系统后的结果一定要达?#25509;?#20043;相应的性能也就是说需要对安装的电缆系统进行相关标准的?#29616;?#27979;试以保证。目前的情况是5类双绞线系统已有?#29616;?#26631;准可循而超5类系统1998年底就有标准出台至于6类系统的标准则尚需等待。
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