3_1 综合布线的原理与构成

21:001布线系统的起源与基本原理综合布线系统培训教程曾松鸣2011年4月9日德特威勒电缆系统（上海）有限公司综合布线原理和构造双绞线的工作原理布线系统的演变布线系统的定义传输链路拓扑结构7大组成部分21:00221:003双绞线的对绞原理对消原理•对绞是电子学中抗电磁干扰的三大手段之一•当外部电磁波波长远大于对绞绞距、外部电磁波处于远场区时，会在对绞芯线中的每一芯上产生幅度相同的波形，形成共模干扰而得以对消•4对双绞线的绞距都不相同，故线对之间电磁辐射的影响会大大下降特性阻抗•双绞线对绞形成了100Ω特性阻抗•特性阻抗匹配可以获得最佳信噪比，是电子学中抗电磁干扰的三大手段之一（另一个手段是电磁屏蔽）•特性阻抗使计算机网络设备的传输距离从非绞状态的不大于60米上升到100米以上工作带宽•对绞原理在低频时效果好，到高频时效果差•生产工艺不可能做到绝对的平衡•芯线的对绞过程决定了绞距不可能无限缩短•芯线的相位误差会造成电磁干扰无法完全对消•DSP技术可将漏网的干扰电波再次削弱DSP：数字信号处理21:004布线系统的演变综合布线系统的雏形：网线•网线为以太网改为星型结构奠定了基础•网线为以太网实现高可靠性提供了方向网线的缺点•单股双绞线的长期可靠性差，在多次弯曲后容易折断，断点通常在墙边或电脑旁•便宜的两片式RJ45水晶头有15%的断线概率综合布线系统提高可靠性的原理•在墙边使用模块将不可更换的双绞线封闭到隐蔽空间内•在房间中使用软跳线连接电脑，断了随时可以更换综合布线产品的作用•双绞线：信息系统的物理层和传输线•模块：双绞线与跳线之间的纽带和桥梁，两端都接在模块或配线架上•面板：模块的支撑件，同时封闭墙面开孔处•配线架：面板的集合体，可以大幅度减少机房内的空间•跳线：模块与计算机网卡、电话机之间的连接线，由多股软线制成21:005布线系统的定义和特点综合布线系统的应用范围•一切需要使用传输线的弱电系统（即：智能化系统）•在不考虑成本情况下，可以取代各种传输线（同轴电缆、控制线、信号线等等）综合布线系统的定义•将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的三大子系统有机地连接起来。（引自《智能建筑设计技术》，华东建筑设计研究院，1996年版）综合布线系统的应用特点•特制的8芯4对双绞线（又称对绞线）结构，目的取代不超过8芯且没有特殊要求的信号电缆•可以取代建筑物内绝大多数的专用电缆，如：电话、计算机网络、RS232线、RS485线等等。目的是简洁、清晰，便于维护•采用星型拓扑结构，每根线从一台设备敷设至另一台设备（如：从交换机到电话、电脑等等）•双绞线可设多种护套层，构成防火、防鼠、防水、防油等多种保护护套•双绞线坚固，韧性好，不易被拉断。适宜在工程中使用•通用性很强，其部件常被单独用于其他弱电系统（排队、KVM等等）传输链路与信道链路•双绞线链路：包含双绞线及两端的模块，这些模块可能装在面板或配线架上•光纤链路：包含光缆及两端的光纤连接件（光纤连接头或尾纤）信道•链路+两端的跳线•信道包含着两端设备之间全部的传输部件面板•面板属于保护部件和安装支架，不参与信号传输•配线架是面板的结合体，用于减少所占用的机房空间•光纤耦合器、光纤模块属于面板或配线架中的部件21:006综合布线系统产品的组成传输部件模块跳线线缆保障部件机柜配线架面板综合布线系统的拓扑结构总线、环型与星型布线系统的逻辑结构布线系统的层次结构布线系统的长度限制CP转接点21:008总线型、环形与星型总线型环型星型21:00921:0010总线型结构粗缆计算机网络细缆计算机网络计算机以太网的基本结构•特点：结构简单，造价便宜，可以使用中继器延长传输距离•缺点：故障率高。一点故障，全网瘫痪。传输带宽仅达10MHz（100米）使用同轴电缆作为传输线•瞬态传输带宽为10Mbps•粗缆：传输距离为500米。直径粗，安装不便，但可靠性高，可野外使用。有效传输带宽为6Mbps•细缆：传输距离为185米。直径细，安装方便，但易出故障，常用于室内。有效传输带宽为4Mbps目前的应用方向•使用HUB后，使用星型结构取而代之•用于无线局域网•用于RS485总线之中21:0011环型结构著名案例•环型网络出自FDDI网络，中国移动基站信号传输使用环型网网络特点•一端出现故障，可以通过另一端继续保持数据传输•同步性能好。可用于工业控制和音视频传输拓扑结构•由于环型结构敷设困难，因此常采用机房内构成小环，然后采用星型结构引出至设备的方式环型网布线•大多在建筑群布线时考虑环形网结构21:0012星型结构10M以太网百兆以太网千兆以太网万兆以太网当今最流行的拓扑结构，为综合布线系统的首选从网络设备到终端设备之间采用一根传输线，单根线出现故障仅影响一台终端设备电话、计算机网络、摄像机等等都采用星型结构特点：可靠性高，坏一点不影响其他点，维护方便，升级容易星型结构是综合布线系统的基本结构总线型和环型可以通过转换变成星型结构21:0013综合布线系统的结构与限制布线系统的逻辑结构布线系统的层次结构布线系统的长度限制CP点的含义21:0014布线系统的逻辑结构TOTOTOTOTOTOFDFDFDFDFDFDFDFDCDBDFDCP配线柜设备间大楼入口设施布线系统的层次结构可选的转接点TOCPTOTOTOTOFDFDFDFDBDBDBDCD信息点建筑群主配线架建筑物主配线架楼层配线架配线子系统建筑群干线子系统建筑物干线子系统21:0016综合布线系统的长度限制CDBDCPTO终端设备建筑群干线+建筑物干线+配线子系统≤2000m垂直子系统≤500m配线子系统≤100m工作区综合布线系统FD综合布线系统的长度除了受到上图的限制外，还受各种材料在网络传输中的长度限制。例如：介质以太网距离介质以太网距离双绞线-100米OM4万兆550米OM1千兆220米OS2.C4万兆2千米OM2千兆500米OS2.D4万兆80千米OM3万兆300米21:0017CP转接点CP点的应用•CP转接点是水平配线子系统中的一种特殊情况•特点：可以满足大开间中水平线缆不确定因素而引入的，在展览场馆、商场等地也有应用价值•方法：若干根双绞线，集中传输到工作区的某一固定点（转接箱），在转接箱内设配线架。当工作区的信息面板位置确定后，从转接箱铺设双绞线到信息面板注意事项•转接点处没有网络设备•转接点至配线架的距离应不小于20米•转接点可以配备转接箱，以免损坏•转接箱内的配线架应尽量采用转接次数少的配线架，如（超）五类、六类110型配线架，也可以采用RJ45模块作为转接点21:0018综合布线系统的七大组成部分配线子系统建筑群子系统干线子系统工作区设备间BD电信间FD管理进线间21:0019水平配线子系统铜缆系统：光缆系统：水平双绞线配线架跳线室内光缆光端箱光纤跳线模块耦合器水平配线子系统是从楼层配线架（FD）到工作区（TO）的传输线路水平干线子系统是建筑物中耗资最多、工程量最大、遍布建筑物内方方面面的系统21:0020干线子系统语音主干双绞线数据主干光纤数据主干楼层电信间主机房设备间弱电竖井干线子系统是建筑物内信息传输的核心通道，它将各楼层配线间（FD）连接到主机房（BD）21:0021建筑群干线子系统语音主干双绞线数据主干光纤数据主干大楼机房园区机房地下管道建筑群干线子系统是大楼之间的联网系统，用于学校、工厂、机场、住宅群等环境通常它直接与城域网或外部计算机网（Internet网）连接，为各建筑物提供计算机网络入口和电话系统入口建筑群子系统中的缆线大多使用室外缆线，并要考虑防雷、防水、防鼠和防紫外线21:0022建筑群的传输实例96c×2sm6cmm6cmm12cmm12cmm6cmm6cmm12cmm12cmm48cmm12cmm6cmm24cmm96c×2sm96c×2sm96c×2sm12cmm6cmm21:0023工作区工作区是个人计算机、电话分机工作的区域工作区不属于子系统工作区包含以下内容：面板（安装模块用）工作区跳线（与计算机、电话等设备连接的跳线）适配器（用于信号转换）模块不属于工作区21:0024设备间（BD）设备间是指建筑物内安装电信设备、计算机设备及配线设备，并进行网络管理的场所，是大楼内的综合布线系统主配线间BD通过干线子系统向各FD提供计算机网络信息和电话信息，它直接与计算机主干网络设备和电话交换机（或大楼电话进线）连接设备间可以包含以下房间：建筑物主机房（BD）进线配线架机房（入口）建筑群主机房（CD)BD可通过园区网与其他大楼联网由于条块分割，BD往往分别安装在计算机主机房和电话总机房内计算机主机房内安装数据主配线机柜，一般为光纤配线设备电话总机房内安装电话主配线架，目前流行的是仍然是墙面型电话配线架，但越来越多的项目使用机柜型电话配线架进线间进线间的作用•进行室内外缆线的转换：室内缆线防火；室外缆线防水、防雷、防侧压•安装防雷器件，这是GB50311-2007中的强制条款进线间的位置•一般位于进线管孔旁边•小型建筑物可能会与设备间合并21:002521:0026管理应用特点•管理是综合布线系统的特色之一：每台计算机、电话可以通过管理方法，进行灵活的组网和更改号码管理分类•跳线管理：由系统管理员根据需求的改变将跳线拔出并插到新的位置•标识管理：对所有的机柜、配线设备、线缆、信息插座等设施，按一定的模式进行标识和记录•标识管理通常根据EIA/TIA606A标准进行管理计算机管理•可以使用电子表格等通用软件进行简单的管理•可以使用布线管理软件进行离线式管理•可以使用电子配线架进行在线式管理21:0027电信间（FD）电信间电信间是综合布线系统的重要组成部分，可以进行楼层上的布线管理，但它不是综合布线系统的7大组成部分，是配线子系统与垂直干线/建筑群干线子系统的交接点地点•电信间是位于各个楼层上弱电竖井旁的综合布线机房可以安装的设备•配线子系统中的配线架和跳线•干线子系统中的配线架•网络设备•配线机柜•电源管理功能•管理人员可以在FD上跳线以改变计算机网络所在的网段或电话机的电话号码布线七大组成部分的分类传输•配线子系统•垂直干线子系统•建筑群干线子系统场地•工作区•进线间•设备间管理21:0028布线组成中的三大传输子系统21:0029归纳：各子系统都由缆线（铜缆、光缆）、连接器（模块、光纤连接器）和上联跳线组成配线子系统（模块+水平双绞线、水平光缆+模块+上联跳线）干线子系统（配线架+大对数双绞线、主干光缆+配线架+上联跳线）建筑群干线子系统（配线架+室外大对数、室外光缆+配线架+上联跳线）三大传输子系统的结构归纳模块模块110型连接块光纤尾纤快速光纤连接器缆线双绞线双绞线光缆纤芯光缆纤芯模块模块110型连接块光纤尾纤快速光纤连接器跳线跳线110型跳线光纤跳线光纤跳线跳线21:0030永久链路布线组成中的三大场地共同的特点：除工作区含有跳线外，其他场地中不包含传输部件。电信间不属于“七大组成部分”工作区•安装电脑、电话等终端设备的场所，一般以一个人的办公空间为一个工作区•工作区中包含有面板/地面插座盒、连接电脑/电话等终端设备的跳线、可能会出现的适配器进线间•建筑群进线孔旁的辅助房间•用于进行室内外光缆、室内外电缆的转换•用于在线路上安装防雷保护部件•所用链路产品应归属于相应的子系统•一般采用壁挂式产品设备间•建筑物主配线架或建筑群主配线架的安装场所•建筑物或建筑群计算机主机、电话交换机安装场所•可以是信息机房或数据中心的一部分•一般采用机柜及机柜结构的产品21:0031布线组成中的“管理”特点：用于对综合布线工程进行有序的记录标记/标识•使用附加的标签、标识，对所有的机柜、配线设备、线缆、信息插座、跳线等等设施或部件，按一定的规则进行统一的标识和记录•标识管理通常根据TIA/EIA606A标准进行管理跳线管理•由系统管理员根据需求的更改，将跳线拔出并插到新的位置，同时保留更改记录•可以通过跳线的位置