网络综合布线实训教程(第四版)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-11-02 14:53:21

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作者:王磊

出版社:中国铁道出版社

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网络综合布线实训教程(第四版)

网络综合布线实训教程(第四版)试读:

版权信息

书名:网络综合布线实训教程(第四版)

作者: 王磊

排版:中国铁道出版社

出版社:中国铁道出版社

出版时间:2017.12

ISBN:978-7-113-23393-8

本书由中国铁道出版社授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。

— · 版权所有 侵权必究 · —内容简介

本书围绕着“综合布线系统”而展开,从基本的理论知识到相关的实际操作技能,以及布线工程的相关测试与验收方法等均进行了详细介绍。

本书共12章,主要内容包括:综合布线系统的基本理论知识;综合布线系统的相关设计与验收,综合布线系统施工过程中的各种操作技巧;综合布线工程测试概述、测试仪介绍、认证测试、测试报告生成软件安装与报告分析、OptiView XG平板式手持网络分析仪的使用。

本书适合作为高等学校、高职高专计算机网络相关专业的教材,也可作为网络综合布线工程技术人员的参考用书。前言(第四版)

PREFACE

本书围绕着综合布线系统而展开,从基本的理论知识,到相关的实际操作技能,以及布线工程的相关测试与验收方法等均进行了详细介绍。使读者能够由浅入深地了解整个综合布线系统的基本情况,并对综合布线系统中的各种施工技能有一个全面而深入的了解和掌握。

全书共12章,第1章主要介绍了综合布线系统的基本概念、特点,以及各类布线标准、拓扑结构等一些基本的理论知识。第2章主要介绍了综合布线系统的相关设计和验收工作,从前期的准备工作,到具体的工作区设计、水平干线子系统设计、管理间子系统设计、垂直干线子系统设计、设备间子系统设计、建筑群子系统设计,以及相关图纸的绘制、工程验收流程步骤均进行了详尽的说明和介绍,第3章~第8章分别对综合布线系统施工过程中可能遇到的各种操作技能进行了详细介绍,具体包括桥架、管槽系统的安装、双绞线与RJ-45水晶头的连接技术、5类和6类模块的压制技术、语音点与数据点的转换技术、光纤研磨技术、快速端接口连接技术、光纤熔接技术等。第9章~第11章主要对综合布线系统工程中可能遇到的各类测试标准、测试链路模型、电气参数进行了介绍,并详细介绍了各类测试操作技巧,具体包括认证测试仪的基本使用、数据跳线测试、电缆链路测试、光纤链路测试、OTDR测试、测试报告的生成与分析。第12章主要介绍了OptiView XG平板式手持网络分析仪,包括基本功能模块介绍、操作流程介绍和实际案例介绍。

第四版教材对整本书的内容重新进行了梳理,删减和浓缩了部分内容,并根据目前综合布线领域的发展现状,更新了综合布线工程中涉及的各项标准内容,例如,增加了2016年8月26日发布的最新国家标准GB 50311—2016和GB/T 50312—2016的相关内容;在工程操作方面增加了光纤快速端接技术的内容;在认证测试方面,介绍了福禄克公司最新的DSX-5000电缆分析仪和OptiView XG平板式手持网络分析仪的基本操作。通过内容的修订和补充,更好地保证了全书内容的先进性和实用性。此外为了能更好地为读者提供服务,编者录制了大量的教学操作视频供学生和老师下载观看,提供了微信公众号,实时提供最新的教学视频观看;提供了微信答疑平台,实时解决学生的疑难问题。

本书由王磊任主编,束遵国、庄焰、潘凯恩、金之杰任副主编,陆洁齐和宋旺参与编写。全书编写分工如下:第1、3、4、5、9、10王磊负责编写,第2章由束遵国编写,第6章由陆洁齐编写,第7章由金之杰编写,第8章由宋旺编写,第11章由庄焰编写,第12章由潘凯恩编写,王磊负责统稿。本书在编写过程中还得到了众多同行的支持和帮助,上海建桥学院汪燮华教授、上海建桥学院信息技术学院徐方勤院长、上海朗坤信息系统有限公司吴怡等均提出了许多有益的建议,在此对上述各位表示感谢!

由于时间仓促,作者水平有限,不足和疏漏之处在所难免,恳请广大读者批评指正,作者E-mail地址03010@gench.edu.cn,课程网站地址http://kczx.gench.edu.cn/zhbx.html。

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编者2017年6月第1章综合布线系统概述

本章主要介绍了综合布线系统的定义、特点、发展历程,以及综合布线系统的基本标准,包括国内、国际标准,并对综合布线系统的基本组成和拓扑结构进行了介绍,此外,还对综合布线系统的等级、适用场合、产品的选择等内容进行了介绍。1.1综合布线系统的定义、特点与发展历程

综合布线系统是伴随着智能大厦而崛起的,作为智能大厦的中枢神经,综合布线系统是近三十年来发展起来的多学科交叉型的新型研究领域。随着计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术的发展,综合布线系统在理论和技术方面也不断得到提高。

目前,由于理论、技术、厂商、产品甚至国别等多方面的不同,综合布线系统在命名、定义、组成等多方面都有所不同。按照《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016)的定义,综合布线系统采用标准的线缆与连接器件将所有语音、数据、图像及多媒体业务系统设备的布线组合在一套标准的布线系统中,其开放的结构可以作为各种不同产品标准的基准,使得配线系统将具有更大的适用性、灵活性、通用性,而且可以以最低的成本随时对设于工作区域的配线设施重新规划。综合布线系统作为结构化配线系统,综合了通信网络、信息网络及控制网络的配线,为其相互间的信号交互提供通道,在智慧城市信息化的建设中,综合布线系统有着极其广阔的使用前景。在此要注意区分综合布线和综合布线系统这两个基本概念:综合布线只作为一个概念而存在,综合布线系统则是一种解决方案或者是一种布线产品,两者既密不可分,又有所区别。1.1.1 综合布线系统的特点

与传统的布线相比较,综合布线系统有着许多优越性,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、模块化、扩展性和经济性,而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。综合布线系统与传统布线系统的性能价格比,如图1-1所示。

图1-1 综合布线系统与传统布线系统性能价格比

1.兼容性

综合布线系统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,与应用系统相对无关,可以适用于多种应用系统,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。

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、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铜轴电缆或细铜轴电缆。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、插座也各不相同,彼此互不相容。一旦需要改变终端设备或设备位置时,就必须铺设新的缆线,以及安装新的插座和插头。

综合布线系统可将语音、数据与监控设备等信号经过统一的规划和设计,采用相同的传输媒体、信息插座、互连设备、适配器等,把这些不同信号综合到一套标准的布线系统中进行传送。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,用户不需要定义某个工作区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)插入这个信息插座,然后在管理间和设备间的配线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。

2.开放性

所谓开放性是指它能够支持任何厂家的任何网络产品,支持任何网络结构,如总线结构,星状,环状等。在传统的布线方式下,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。如果更换另一台设备,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,需要增加很多投资。

综合布线系统由于采用开放式体系结构,符合各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。

3.灵活性

所谓灵活性是指任何的信号点都能够连接不同类型的设备,如微机、打印机、终端、服务器、监视器等。而传统的布线方式是封闭的,其体系结构是固定的,若要迁移或增加设备,则相当困难而麻烦,甚至是不可能的。

综合布线系统采用标准的传输缆线和相关连接硬件,模块化设计,因此所有通道是通用的。在计算机网络中,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,甚至在同一房间为用户组织信息流提供了必要条件。

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

所谓经济性是指一次性投资,长期受益,维护费用低,使整体投资达到最少。综合布线系统比传统布线更具经济性,主要是综合布线系统可适应相当长时间的用户需求,而传统布线改造则很费时间,耽误工作造成的损失更是无法用金钱计算。

上述介绍了综合布线系统的六大主要特点,与传统布线系统相比综合布线系统还具有以下几大优点:

1.结构清晰,便于管理维护

传统的布线方法,对各种不同设施的布线分别进行设计和施工,如电话系统、消防与安全报警系统、能源管理系统等都是独立进行的。一个自动化程度较高的大楼内,各种线路如麻,造成整个系统管理困难,布线成本高,功能不完善,并且不能适应形势发展的需要,综合布线系统就是针对这些缺点而采取的标准化的统一材料、统一设计、统一施工安装,做到了结构清晰,便于集中管理和维护。

2.便于扩展,节约成本

综合布线系统采用的冗余布线和星状结构的布线方式,既提高了设备的工作能力又便于用户扩充。虽然传统的布线所使用的线材比综合布线的线材要便宜,但在统一的情况下,可统一安排线路的走向,统一施工,这样就减少了用料和施工费用,也减少了所使用的大楼的空间。

3.灵活性强,适应各种需求

由于统一规划,设计、施工,使综合布线系统能适应各种不同的需要,使用起来非常灵活,例如,一个标准的插座,既可接入电话,又可用于连接计算机终端,实现语音/数据点互换,可适应各种不同拓扑结构的局域网。1.1.2 综合布线系统的发展历程

综合布线系统的发展首先与通信技术、计算机技术的飞速发展密切相关。网络应用成为人们日益增长的一种需求,综合布线是网络实现的基础,它能够支持数据、语音及图形图像等的传输要求,成为现今和未来计算机网络和通信系统的有力支持环境。

综合布线系统的发展同时也与智能大厦的崛起密切相关。20世纪50年代初期,一些发达国家就在高层建筑中采用电子器件组成的控制系统;60年代末,开始出现数字式自动化系统;70年代,采用专用计算机系统进行管理、控制和显示,建筑物自动化系统迅速发展;80年代中期开始,随着超大规模集成电路技术和信息技术的发展,开始出现了智能大厦(Intelligent Building)。

1984年,世界上第一座智能大厦产生。人们对美国哈特福特市的一座大楼进行改造,对空调、电梯、照明、放火防盗系统等采用计算机监控,为客户提供语音通信、文字处理、电子邮件以及情报资料等信息服务。同时,多家公司转入布线领域,但各厂家之间产品兼容性差。

1985年初,计算机工业协会(CCIA)提出对大楼布线系统标准化的倡议,美国电子工业协会(EIA)和美国电信工业协会(TIA)开始标准化制定工作。

1991年7月,ANSI/EIA/TIA568即《商业大楼电信布线标准》问世,同时,与布线通道及空间、管理、电缆性能及连接硬件性能等有关的相关标准也同时推出。

1995年底,EIA/TIA568标准正式更新为EIA/TIA/568A,同时,国际标准化组织(ISO)推出相应的标准ISO/IEC 11801。

制定EIA/TIA568A标准基于下述目的:(1)建立一种支持多供应商环境的通用电信布线系统。(2)可以进行商业大楼的综合布线系统的设计和安装。(3)建立布线系统配置的性能和技术标准。

该标准基本上包括以下内容:(1)办公环境中电信布线的最低要求。(2)建设的拓扑结构和距离。(3)决定性能的介质参数。(4)连接器和引脚功能分配,确保互通性。(5)电信布线系统要求超过十年的使用寿命。

2000年,我国推出了《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311—2000,《建筑与建筑群综合布线工程施工及验收规范》GB/T 50312—2000。

2007年,我国修订推出了《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2007和《综合布线系统工程验收规范》GB 50312—2007,原先的《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311—2000和《建筑与建筑群综合布线工程施工及验收规范》GB/T 50312—2000同时废止,这两个标准的出台标志着综合布线在我国逐步走向正规化和标准化。

2016年重新修订了国家综合布线标准,于2016年8月26日发布了《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016和《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2016,并于2017年4月1日正式实施。1.2综合布线系统标准

综合布线系统的建设通常要遵守相应的标准和规范。随着综合布线系统技术的不断发展,与之相关的综合布线系统的国内和国际标准也更加规范化、标准化和开放化。国际和国内的各标准化组织都在努力制定新的布线标准,以满足技术和市场的需求,标准的完善又会使市场更加规范化。

目前主要的标准体系有:国内常用标准、国际标准、美国标准、欧洲标准。制订综合布线标准的主要国际组织有:国际标准化委员会ISO/IEC、北美的工业技术标准化委员会TIA/EIA、IEEE美国电气与电子工程师协会、欧洲标准化委员会CENELEC等。1.2.1 国内常用标准

国家标准《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T 50311—2000)、《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T 50312—2000)于1999年底上报国家信息产业部、国家建设部、国家技术监督局审批,并于2000年2月28日发布,在2000年8月1日开始执行。该标准主要是由我国通信行业标准YD/T 926—1997《大楼通信综合布线系统》升级而来。

2007年根据建设部最新公告,《综合布线系统工程设计规范》编号为GB 50311—2007,自2007年10月1日起实施,其中,第7.0.9条为强制性条文,必须严格执行,原《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311—2000同时废止。同时,批准《综合布线系统工程验收规范》为国家标准,编号为GB 50312—2007,自2007年10月1日起实施,其中,第5.2.5条为强制性条文,必须严格执行,原《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2000同时废止。《综合布线系统工程设计规范》编号为GB 50311—2007是由中华人民共和国建设部在2007年4月6日公告,2007年10月1日开始实施的。该规范是根据建设部建标[2004] 67号文件《关于印发“2004年工程建设国家标准制订、修订计划”的通知》要求,对原《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311—2000工程建设国家标准进行了修订,由信息产业部作为主编部门,中国移动通信集团设计院有限公司会同其他参编单位组成规范编写组共同编写完成的。

该标准共分为8章,分别是第1章总则,第2章术语和符号,第3章系统设计,第4章系统配置设计,第5章系统指标,第6章安装工艺要求,第7章电气防护及接地,第8章防火。

该标准的第3章系统设计中对综合布线系统的基本结构进行了说明,将综合布线系统的基本结构分为了7大子系统,分别是工作区、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、进线间和管理。(1)工作区:一个独立的需要设置终端设备(TE)的区域宜划分为一个工作区。工作区应由配线子系统的信息插座模块(TO)延伸到终端设备处的连接缆线及适配器组成。(2)配线子系统:配线子系统应由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。(3)干线子系统:干线子系统应由设备间至电信间的干线电缆和光缆、安装在设备间的建筑物配线设备(BD)及设备缆线和跳线组成。(4)建筑群子系统:建筑群子系统应由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆、建筑群配线设备(CD)及设备缆线和跳线组成。(5)设备间:设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场地。对于综合布线系统工程设计,设备间主要安装建筑物配线设备。电话交换机、计算机主机设备及入口设施也可与配线设备安装在一起。(6)进线间:进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位,并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。(7)管理:管理应对工作区、电信间、设备间、进线间的配线设备、缆线、信息插座模块等设施按一定的模式进行标识和记录。《综合布线系统工程验收规范》编号为GB 50312—2007,由中华人民共和国建设部在2007年4月6日公告,2007年10月1日开始实施,该标准共分为9章,分别是第1章总则,第2章环境检查,第3章器材及测试仪表工具检查,第4章设备安装检验,第5章缆线的敷设和保护方式检验,第6章缆线终接,第7章工程电气测试,第8章管理系统验收,第9章工程验收。

2016年重新修订了国家综合布线标准,于2016年8月26日发布了《综合布线系统工程设计规范》,编号GB 50311—2016和《综合布线系统工程验收规范》,编号GB 50312—2016,原有《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2007和《综合布线系统工程验收规范》GB 50312—2007同时废止,新条例于2017年4月1日正式实施。《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016共分为9章和3个附录,主要技术内容包括:总则、术语和缩略语、系统设计、光纤到用户单元通信设施、系统配置设计、性能指标、安装工艺要求、电气防护及接地、防火等。

修订的主要技术内容包括:(1)在《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2007内容基础上,对建筑群与建筑物综合布线及通信基础设施工程的设计要求进行了补充与完善。(2)增加了布线系统在弱电系统中应用的相关内容。(3)增加了光纤到用户单元通信设施工程设计要求,并新增有关光纤到用户单元通信设施工程建设的强制性条文。(4)丰富了管槽和设备的安装工艺要求。(5)增加了相关附录。

整个条例中,第4.1.1、4.1.2、4.1.3、8.0.10条文为强制性条文,必须严格执行。《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2016共分为10章,3个附录,主要技术内容包括总则、缩略语、环境检查、器材及测试仪表工具检查、设备安装检验、缆线的敷设和保护方式检验、缆线终接、工程电气测试、管理系统验收、工程验收等。

修订的主要技术内容包括:(1)在原规范内容基础上,对建筑群和建筑物综合布线系统及通信基础设施工程的验收要求进行补充与完善。(2)增加缩略语。(3)增加光纤到用户单位通信设施工程的验收要求。(4)完善了光纤信道和链路的测试方法与要求。

更新后的验收规范对综合布线工程竣工验收内容进行了详细说明,具体需要提交的资料包括:(1)竣工图纸。(2)设备材料进场检验记录及开箱检验记录。(3)系统中文检测报告及中文测试记录。(4)工程变更记录及工程洽商记录。(5)随工验收记录,分项工程质量验收记录。(6)隐藏工程验收记录及签证。(7)培训记录及培训资料。

新修订标准进一步提高了综合布线系统工程的质量要求,为了确保工程验收的合格率,因此在验收项目和内容上进一步提出了要求,具体验收内容如表1-1所示。

表1-1 综合布线系统工程检验项目及内容(2016版)

续表

续表1.2.2 国际标准

ISO/IEC通用布线规范的相关标准由ISO/IEC JTC 1 SC25负责编写,该组织由ISO机构和IEC机构的成员协同组成,是负责“IT设备互联”产品和系统的ISO标准化组织,SC25委员会下设有多个工作组,其下属的Working Group 3(以下简称WG3)负责通用布线的标准化工作,主要包括标准如下:(1)ISO/IEC 11801版本2.2:信息技术-用户楼宇通用布线。(2)ISO/IEC 15018版本1.0:信息技术-家用通用布线。(3)ISO/IEC 24702版本1.0:信息技术-工业楼宇通用布线。(4)ISO/IEC 24764版本1.0:信息技术-数据中心通用布线。(5)ISO/IEC 14763-2版本1.0:信息技术-用户建筑群布缆的实施和操作-第2部分,设计和安装。(6)ISO/IEC 14763-3版本1.1:用户建筑群布缆的实现和操作-第3部分,光缆布线的测试。(7)ISO/IEC 18010:信息技术-用户基础布缆系统路由及空间。(8)ISO/IEC 18598:自动化基础设施管理。

最初工作组仅制定了办公楼宇通用布缆标准,随着应用环境和网络架构的日益复杂化,先后又推出了适用于家庭、工业、数据中心的通用布缆标准,而这些布缆规范的分散化对于标准化工作的开展具有一定限制,比如一个新的信道规范颁布时,以上所有规范都需要更新,此外,各标准之间可能存在名词解释不一致情况,容易产生分歧。因此,SC25/WG3工作组近几年正在讨论制定ISO/IEC 11801的第三版,致力于将以上涉及的一些通用布缆设计规范归总成一个综合的规范。

WG3工作组同时负责一些热点问题的技术文档的发布,目前已发布和制定中的技术文档有4个:(1)ISO/IEC 11801-9901:平衡缆线支持40Gbit/s传输速率的指导。(2)ISO/IEC 11801-9902:端到端链路模型和要求。(3)ISO/IEC 11801-9903:平衡缆线布线的信道和链路性能索引表。(4)ISO/IEC 11801-9904:对已安装布线系统支持2.5G/5GBASE-T的指导。

以下就分别对ISO/IEC 11801标准和ISO/IEC 24764标准进行说明和介绍:

1.ISO/IEC 11801

国际标准ISO/IEC 11801是联合技术委员会ISO/IEC JTC1的SC 25/WG 3工作组在1995年制定发布的,这个标准把有关元器件和测试方法归入国际标准。

该标准目前有1995、2000、2002、2008和2010两个版本三个修正案。(1)ISO/IEC 11801:1995 (Ed.1)(First Edition)。(2)ISO/IEC 11801:2000 (Ed.1.1)(Edition 1 Amendment 1)。(3)ISO/IEC 11801:2002 (Ed.2)(Second Edition)。(4)ISO/IEC 11801:2008 (Ed.2.1)(Edition 2 Amendment 1)。(5)ISO/IEC 11801:2010 (Ed.2.2)(Edition 2 Amendment 2)。

ISO/IEC11801的修订稿ISO/IEC 11801:2000对链路的定义进行了修正。ISO/IEC认为以往的链路定义应被永久链路和通道的定义所取代。此外,将对永久链路和通道的等效远端串扰ELFEXT、综合近端串扰、传输延迟进行规定。而且,修订稿也将提高近端串扰等传统参数的指标。应当注意的是,修订稿的颁布,可能使一些全部由符合现行五类标准的线缆和元件组成的系统达不到ClassD类系统的永久链路和通道的参数要求。

ISO/IEC 11801:2002是2002年9月正式公布的标准,新标准定义了六类、七类线缆的标准,给布线技术带来革命性的影响。第二版的ISO/IEC11801规范将把Cat5/ClassD的系统按照Cat5+重新定义,以确保所有的Cat5/ClassD系统均可运行千兆位以太网。更为重要的是,Cat6/ClassE和Cat7/ClassF类链路将在这一版的规范中定义。

目前第三版的ISO/IEC11801规范(Edition 3)也即将年正式发布执行,该版本将对整个标准进行较大的修订,将原有的标准划分成了六个部分,分别规定了不同的内容,具体内容如下:(1)11801-1铜缆双绞线和光纤布线的一般布线要求。(2)11801-2办公场所。(3)11801-3工业场所,代替旧的ISO/IEC 24702,主要针对工业建筑的布线,用于过程控制、自动化和监测。(4)11801-4住宅,代替旧的ISO/IEC 15018,主要针对住宅建筑的布线,包括用于CATV/SATV应用的1.2GHz。(5)11801-5数据中心,代替旧的ISO/IEC 24764,用于规划数据中心使用的高性能网络布线。(6)11801-6分布式构建服务,针对分布式园区网络布线,涵盖楼宇自动化和其他服务。

2.ISO/IEC 24764标准

ISO/IEC SC25/WG3针对信息技术数据中心通用布缆的标准为ISO/IEC 24764,该标准发布于2010年,描述了适用于数据中心环境的布线系统规划、设计、选型等方面的相关内容,ISO/IEC24764在2014年发布了一个增补。在不久的未来,该标准以及其相关的附录将收录于ISO/IEC11801的第三版中,作为ISO/IEC11801-5部分出现。标准对于数据中心建议的布线系统等级参照ISO/IEC 11801内规定的相关等级,并根据数据中心的特殊需求,建议对绞电缆部分为Class EA或更高等级,光缆部分为OM3(多模)/OS2(单模)或更高等级,当光缆布线系统涉及并行多通道传输时,建议采用MPO接口。当ISO/IEC 11801第三版发布时,对绞电缆部分将加入Class I和Class II等级以支持未来针对25G/40Gbit/s高速传输速率。

ISO/IEC 24764描述适用于数据中心的通用布缆设计架构,通用布缆架构有助于数据中心运维,采用了通用布缆架构的设计后,仅在相邻设备或通用布缆无法支持的情况下,通常不建议采用互连缆线。采用互连缆线存在管理不便、追溯不便等问题,长久以后,容易造成连接信息混乱,缆线拥堵等问题,进而加大维护和排错的困难。

设计数据中心通用布缆架构前,应充分考虑布缆系统如何最大化支持系统可行性,同时尽量避免中断或因重新布线而产生的费用。因此,设计人员应该考虑以下因素:(1)通用布缆系统应尽可能支持数据中心内的各种连接需求。(2)通用布缆系统应考量数据中心业务未来的增长需求。1.2.3 北美标准

北美标准一般可以包括以下几类,具体对其中的部分标准进行详细说明介绍:(1)568商业建筑通信布线标准。(2)569商业建筑电信布线路径和空间标准。(3)570居住和轻型商业建筑标准。(4)606商业建筑电信布线基础设施管理标准。(5)607商业建筑中电信布线接地及连接要求。

1.EIA/TIA-568

1991年7月,由美国电子工业协会/电信工业协会发布了ANSI/EIA/TIA-568,即“商业建筑通信布线标准”,正式定义发布综合布线系统的线缆与相关组成部件的物理和电气指标。

1995年8月,ANSI/EIA/TIA-568-A出现,TSB36和TSB40被包括到ANSI/EIA/TIA-568的修订版本中,同时还附加了UTP的信道(Channel)在较差情况下布线系统的电气性能参数。

自从ANSI/EIA/TIA-568-A发布以来,随着更高性能产品的出现和市场应用需求的改变,对这个标准也提出了更高的要求。委员会也相继公布了很多的标准增编、临时标准,以及技术公告(TSB)。为简化下一代的568-A标准,TR42.1委员会决定将新标准分成三个部分。每个部分都与现在的568-A章节有相同的着重点。

ANSI/EIA/TIA-568-B.1:第一部分,一般要求。该标准目前已发布,它最终将取代ANSI/EIA/TIA-568-A。这个标准着重于水平和主干布线拓扑、距离、介质选择、工作区连接、开放办公布线、电信与设备间、安装方法以及现场测试等内容。它集合了TSB67、TSB72、TSB 75、TSB 95、ANSI/EIA/TIA-568-A-2、A-3、A-5、EIA/TIA/IS-729等标准中内容。

ANSI/EIA/TIA-568-B.2:第二部分,平衡双绞线布线系统。这个标准着重与平衡双绞线电缆、跳线、连接硬件的电气和机械性能规范以及部件可靠性测试规范、现场测试仪性能规范、实验室与现场测试仪比对方法等内容。它集合了ANSI/EIA/TIA-568-A-1和部分ANSI/EIA/TIA-568-A-2、A-3、A-4、A-5、IS729、TSB95中的内容。

ANSI/EIA/TIA-568-B.2.1:它是ANSI/EIA/TIA-568-B.2的增编,是目前第一个关于6类布线系统的标准。

ANSI/EIA/TIA-568-B.3:第三部分,光纤布线标准。这个标准定义了光纤布线系统的部件和传输性能指标、包括光缆、光跳线和连接硬件的电气与机械性能要求,可靠性测试规范,现场测试性能规范。该标准将取代ANSI/EIA/TIA-568-A中的相应内容。

2008年8月29日,在TIA(电信工业协会)的临时会议上,TR-42.1商业建筑布线小组委员会同意发布TIA-568-C.0以及TIA-568-C.1标准文件,在TR-42委员会的十月全体会议上,这两个标准最终被批准出版,因此新标准将最终替代ANSI/EIA/TIA-568标准。

新标准在结构及布局上有了一定的调准,标准共分为5个部分,分别是:(1)TIA-568-C.0-2009用户建筑物通用布线标准。(2)TIA-568-C.1-2009商业楼宇电信布线标准。(3)TIA-568-C.2-2009布线标准第二部分:平衡双绞线电信布线和连接硬件标准。(4)TIA-568-C.3-2008光纤布线和连接硬件标准。(5)TIA-568-C.4-2011宽带同轴电缆及其组件标准。

TIA-568-C.0标准将是其他现行和待开发标准的基石,具有最广泛的通用性,标准融合了其他许多TIA标准的通用部分,涉及的标准包括:TIA-569-C通道和空间、TIA-570-B家居布线标准、TIA-606-B管理标准、TIA-607-B接地和连接标准、TIA-862-A建筑自动化系统、TIA-758-B室外设施和TIA-942数据中心标准等。

TIA-568-C.1是现有的ANSI/EIA/TIA-568-B.1的修订标准,该标准不是一个独立的文档,除了包括TIA-568-C.0通用标准部分以外,所有适用于商业建筑环境的指导和要求,都在C.1标准中的“例外”和“允许”部分进行说明。这使得C.1标准更聚焦于办公用类型的商业楼宇,而不是其他建筑环境。TIA-568-C.1的术语是与TIA-568-C.0密切相连,TIA-568-C.0突出了通用性,其概念可用于其他类型建筑物,而TIA-568-C.1则显示了商业应用环境的特点。

TIA-568-C.2连接硬件标准是针对铜缆连接硬件标准ANSI/EIA/TIA-568-B.2进行修订,主要是为铜缆布线生产厂家提供具体的生产技术指标。所有有关铜缆的性能和测试要求都包括在这个标准文件中,其中的性能级别将主要支持三类,超五类、六类、扩展六类。

2016年6月,TIA-568-C.2-1刚刚得到了批准,该标准涵盖Cat 8了布线和元器件技术指标,TIA对于Cat 8的解决方案是基于RJ45连接器的,并且Cat 8为仅使用屏蔽电缆的解决方案,频率范围为2.0GHz,标准定义了实验室和现场测试的具体要求,最大通道长度为30m,包括两个连接器,目标是支持25G/40G高速传输速率。TIA-568-C.2-2标准是关于Cat 6A跳线测试的附加事项,强调了制造此类线缆时的附加要求。

TIA-568-C.3连接硬件标准主要针对光缆连接硬件标准ANSI/EIA/TIA-568-B.3进行修订,主要是为光缆布线生产厂家提供具体的生产技术指标。具体修改包括:①国际布线标准ISO11801的术语(OM1,OM2,OM3,OS1,OS2)被加入标准,其中单模光缆又分为室内室外通用、室内、室外三种类型,这些光纤类型以补充表格形式予以了认可;②连接头的应力消除及锁定、适配器彩色编码相关要求被改进,用于识别光纤类型(彩色编码不是强制性的,颜色可用于其他用途);③OM1级别,62.5/125um多模光缆、跳线的最小OFL带宽提升到200/500MHz(原来的是160/500MHz);④附件A中有关连接头的测试参数与IEC 61753-1,C级规范文档相一致,这表示与IEC相适应的光纤连接头,如Array Connectors光纤阵列连接器,将适用于568-C.3标准。

TIA-568-D也在陆续颁布,基本包括5个部分,第4个版本在命名规则上和之前的有所不同,以光纤相关标准为例,在第4版中命名为TIA-568.3-D,该部分主要规定了对光纤、连接器、连接以构建及转接线的要求。目前已经颁布的第4版标准包括TIA-568.0-D、TIA-568.1-D、TIA-568.3-D。

2.TIA-942-A-2014

TIA-942-A-2014标准关于数据中心的相关标准,是以一个建筑物展开,在建筑物中数据中心机房内部则形成主配线、中间配线、水平配线、区域配线、设备配线的布线结构。同时,数据布线空间还包含进线间、电信间、行政管理区、辅助区和支持区。并与建筑物通用布线系统及电信业务经营者的通信设施进行互通。从而完成数据中心布线系统与建筑物通用布线系统及外部电信业务经营者线路的互联互通。标准中所描述的布线系统,提出了机房布线与楼宇布线系统的共同点与区别,是目前机房布线工程中广为采用的实施方案架构。

3.TIA-570-C:住宅电信布线标准

TIA-570-C主要是订出新一代的家居电信布线标准,以适应现今及将来的电信服务。标准提出了有关布线的新等级,并建立了一个布线介质的基本规范及标准,主要应用支持话音、数据、影像、视频、多媒体、家居自动系统、环境管理、保安、音频、电视、探头、警报及对讲机等服务。标准主要规划于新建筑,更新增加设备,单一住宅及建筑群等。

4.TIA-606:商业建筑电信基础设施管理标准

606标准的起源是EIA/TIA-568、EIA/TIA-569标准,在编写这些标准的过程中,委员会试图提出电信管理的目标,但是很快发现管理本身的问题应予以标准化,这样TR41.8.3管理标准开始制定了。这个标准用于对布线和硬件进行标识,目的是提供与应用无关的统一管理方案。

EIA/TIA-606标准的目的是提供一套独立于应用之外的统一管理方案。与布线系统一样,布线的管理系统必须独立于应用之外,这是因为在建筑物的使用寿命内,应用系统大多会多次变化。这套管理方法可以使系统移动、增添设备以及更改更加容易、快捷。

5.EIA/TIA-607:商业建筑物接地和接线规范

制定这个标准的目的是在了解要安装电信系统时,对建筑物内的电信接地系统进行规划设计和安装。它支持多厂商、多产品环境及可能安装在住宅的工作系统接地。1.2.4 欧洲标准

一般而言,CELENEC EN50173标准与ISO/IEC11801标准是一致的,但是,EN50173比ISO/IE11801严格。该标准至今经历了4个版本:EN50173:1995、EN50173A1:2000、EN50173:2001和EN50173:2007。

EN50173的第一版是1995年发布的,目前已经在很多方面没有什么实际意义了。它没有定义ELFEXT和PSELFEXT,因此它也不能用于支持千兆以太网。因此这个标准就必须修改即EN50173A1:2000。它支持千兆以太网,也制订了测试布线系统的规范。但它没有涉及新的Class E和Class F电缆及其布线系统。

EN 50173系列标准主要内容包括:(1)EN50173-1信息技术总电缆铺设系统第1部分:总要求。(2)EN50173-2信息技术总电缆铺设系统第2部分:办公设施。(3)EN50173-3信息技术总电缆铺设系统第3部分:工业建筑。(4)EN50173-4信息技术总电缆铺设系统第4部分:家用。(5)EN50173-5信息技术总电缆铺设系统第5部分:数据中心。(6)EN 50173-6信息技术-通用布线系统-第6部分:分布式建设服务。

目前欧洲标准已经推出EN 50174标准内容,具体内容如下:(1)EN 50174系列:信息技术-布线安装。(2)EN 50174-1信息技术-布线安装第一部分安装规范和质量保证。(3)EN 50174-2信息技术-布线安装第二部分建筑物内的安装规划和实践。(4)EN 50174-3安装技术-布线安装第三部分建筑物外安装规划和实践。1.2.5 标准的选择和使用

在进行综合布线系统设计、施工和测试时,到底采用何种布线标准,国家并未进行强制规定,但实际情况下,选择标准时主要考虑以下几个因素。(1)用户个人要求,即如果用户对综合布线系统比较熟悉,可由用户指定使用哪类标准。(2)根据工程情况推荐标准,可根据实际工程的使用功能和相关情况,由承包商推荐相关标准。(3)采用多种标准相结合的原则,如将国际标准和国家标准相结合等。1.3综合布线系统的组成和拓扑结构

目前,不同的标准对综合布线系统组成的划分也不一样。国内外对综合布线系统组成划分方法主要有两个派别:一派是按ISO/IEC11801标准把综合布线系统划分为三个子系统,另一派是按EIA/TIA 568A标准把综合布线系统划分为六个子系统。1.3.1 ISO/IEC11801标准的综合布线组成

按照ISO/IEC11801国际标准,可将综合布线系统分为建筑群主干布线子系统、建筑物主干布线子系统和水平布线子系统三个布线子系统组成,其组成结构图如图1-2所示。

图1-2 综合布线系统的组成结构图

1.建筑群主干布线子系统

从建筑群配线架到各建筑物配线架属于建筑群主干布线子系统,该子系统包括建筑群主干电缆、建筑群主干光缆及其在建筑群配线架和建筑物配线架上的机械终端和建筑群配线架上的接插软线和跳线。

一般情况下,建筑群主干布线宜采用光缆。建筑群主干布线也可直接连接两个建筑物配线架。

2.建筑物主干布线子系统

从建筑物配线架到各楼层配线架属于建筑物主干布线子系统,该子系统包括建筑物主干电缆、建筑物主干光缆及其在建筑物配线架和楼层配线架上的机械终端和建筑物配线架上的接插软线和跳线。

建筑物主干电缆、建筑物主干光缆应直接端接到有关的楼层配线架,中间不应有转接点或接头。

3.水平布线子系统

从楼层配线架到各通信引出端属于水平布线子系统,该子系统包括通信引出端、水平电缆、水平光缆及其在楼层配线架上的机械终端、接插软线和跳线。

水平电缆、水平光缆宜从楼层配线架直接连到通信引出端。

在楼层配线架和每个通信引出端之间允许有一个转接点,进入与接出转接点的线对或光纤应按1∶1连接以保持对应关系。转接点处的所有电缆、光缆应作机械终端。转接点处只包括无源连接硬件。应用设备不应在这里连接,用电缆进行转接时,所用的电缆应符合YD/T926.2对多单位电缆的附加串音要求。

转接点处应为永久性连接,不作配线用。特殊情况下,对于包含多个工作区的较大房间,且工作区划分有可能调整时,允许在房间的适当部位设置非永久性连接的转接点。

4.工作区布线

工作区布线用于把终端设备连接到通信引出端。工作区布线一般是非永久性的,由用户在使用前随时布线,在工程设计和安装施工中一般不列在内,所以工作区布线不包括在综合布线系统工程中。1.3.2 EIA/TIA 568标准的综合布线组成

EIA/TIA 568标准将综合布线系统划分为六个组成部分:工作区子系统、水平干线子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统,如图1-3所示。

图1-3 综合布线系统结构图

1.工作区子系统

工作区为需要设置终端设备的独立区域。工作区子系统又称为服务区子系统,它是由RJ-45跳线与信息插座所连接的设备(终端或工作站)组成。其中,信息插座有墙上型、地面型、桌上型等多种。

2.水平干线子系统

水平干线子系统也称为水平子系统,水平干线子系统是整个布线系统的一部分,它是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。结构一般是星状的,它与垂直干线子系统的区别在于:水平干线子系统总是在一个楼层上,仅与信息插座,管理间连接;水平干线子系统由信息插座、配线电缆或光缆、配线设备和跳线等组成。

3.管理间子系统

管理间子系统为连接其他子系统提供了手段,它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备,其主要设备是配线架,集线器和机柜,电源等组成。

4.垂直干线子系统

垂直干线子系统也称骨干子系统,它是整个建筑物综合布线系统的一部分。它提供建筑物的干线电缆,负责连接管理间子系统到设备间子系统的系统,一般使用光缆或选用大对数的非屏蔽双绞线。垂直干线子系统由配线设备、干线电缆或光缆、跳线等组成。

5.设备间子系统

设备间子系统也称为设备子系统,设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。它把各种公共系统的多种设备互联起来,其中包括邮电部门的光缆、同轴电缆、交换机等。

6.建筑群子系统

建筑群子系统是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置,通常是由光缆和相应设备组成,建筑群子系统是综合布线系统的一部分,它支持楼宇之间通信所需的硬件,其中包括电缆、光缆以及电气保护装置等。1.3.3 综合布线系统拓扑结构

由于传输距离、建筑物形态的多样性,以及工程范围的大小等问题,在进行网络综合布线施工前必须选择正确的拓扑结构,构建有效的网络布线通道。

1.星状拓扑结构

星状拓扑结构是以一个建筑物配线架BD为中心,配置若干个楼层配线架FD,每个楼层配线架FD连接若干个通信出口TO,表现了传统的两级星状拓扑结构,如图1-4所示,这种形式有较好的对等均衡的网络流量分配,是单幢建筑物的内部综合布线系统的基本形式。

2.分层星状拓扑结构

这种形式以建筑群配线架CD为中心,以若干个建筑物配线架BD为中间层,再下层为楼层配线架FD和通信出口TO,这种分层星状拓扑结构的每个分支都相互独立,对每个分支单元系统进行改动都不影响其他子系统,同时,只要改变结点的连接,就可使网络在星状、总线状、环状等不同拓扑结构之间进行转换,拓扑图如图1-5所示。

图1-4 星状拓扑结构

图1-5 分层星状拓扑结构1.4综合布线系统的等级

根据综合布线工程实际需要,一般可分为3种不同的综合布线系统等级,分别是基本型综合布线系统、增强型综合布线系统和综合型综合布线系统。

1.基本型综合布线系统

基本型综合布线系统方案是一种经济有效的布线方案,该系统支持语音或综合型语音/数据产品,并能够全面过渡到数据的异步传输或综合型布线系统,采用双绞线作为传输介质。基本配置为:

● 每个工作区为8~10m 2 ;

● 每个工作区有两个信息插座(语音、数据);

● 每个工作区有一条水平布线4对双绞线系统;

● 完全采用110A交叉连接硬件,并与未来的附加设备兼容;

● 每个工作区的干线电缆至少有4对双绞线,两对用于数据传输,两对用于语音传输。

2.增强型综合布线系统

增强型综合布线系统不仅支持语音和数据的应用,还支持图像、影像影视、视频会议等,并能够利用接线板进行管理,该方案的基本配置为:

● 每个工作区8~10m 2 ;

● 每个工作区有两个信息插座(语音、数据);

● 每个信息插座均有一条水平布线4对双绞线系统;

● 具有110A交叉连接硬件;

● 每个工作区的电缆至少有8对双绞线(两条4对双绞线系统)。

3.综合型综合布线系统

综合型综合布线系统是将双绞线和光缆引入建筑物布线系统,适用于综合布线系统中配置标准较高的场合,基本配置为:

● 每个工作区8~10m 2 ;

● 每个工作区有两个以上信息插座(语音、数据);

● 在建筑、建筑群的干线或水平布线子系统中配置62.5µm的光缆;

● 每个信息插座均有水平布线4对双绞线;

● 每个工作区的电缆中应有两条以上4对双绞线系统。1.5综合布线系统的选择1.5.1 屏蔽与非屏蔽系统的选择

综合布线系统的产品有屏蔽和非屏蔽两种,在综合布线系统中采用哪类系统,一直有着不同的意见,抛开两种系统产品的性能优劣、现场环境和数据安全等因素,采用屏蔽系统还是采用非屏蔽系统,很大程度上取决于综合布线市场的消费观念,在欧洲占主流的是屏蔽系统,而且已经成为地区的法规,而以北美为代表的其他国家则采用非屏蔽系统较多,我国最早是从美国引进的综合布线系统概念,所以工程中使用非屏蔽系统较多,而采用屏蔽系统的较少。综合布线施工人员应该对不同系统的各类电气特性都有一个全面的了解,以便在实际的工程中根据用户需求和实际环境,选择合适的非屏蔽和屏蔽系统产品。在实际的综合布线工程中应根据用户需求,实际通信要求,以及现场实际环境情况来考虑到底选择哪类系统,具体考虑的因素有:(1)当综合布线工程现场的电磁干扰强度低于防护标准的规定时,或者综合布线系统与其他电磁干扰源的间距符合规定时,综合布线系统宜采用非屏蔽系统产品。(2)当综合布线工程现场存在的电磁干扰场强度高于防护标准的规定,或者建设单位对电磁兼容性有较高的安全性和保密性要求时,综合布线系统宜采用屏蔽系统产品。(3)在综合布线工程中,选用的传输介质和连接硬件,必须从综合布线系统的整体和全局考虑,必要保证系统工程的一致性和统一性,即如决定选用屏蔽系统产品,则整个综合布线系统的连接硬件和传输介质均应采用屏蔽产品,不能混合使用。(4)当布线环境周围存在强电磁干扰时,为了实现正常的数据传输,需要对布线系统进行屏蔽处理,一般可根据电磁干扰的强度,实现三个层次的屏蔽措施。其一,在一般电磁干扰的情况下,可使用金属线管屏蔽电磁干扰,即将所有的线缆封闭在预先铺设好的金属桥架或管道中,并使金属桥架或管道保持良好的接地,这样就可以把干扰电流导入大地,取得良好的屏蔽效果;其二,在存在较强电磁干扰的环境下,可采用屏蔽双绞线和屏蔽连接器,并配合以金属桥架或管道,从而实现屏蔽电磁干扰的效果;其三,在有极强电磁干扰的环境下,一般直接采用光缆进行布线,虽然相对成本会有所提高,但其屏蔽效果最好,而且可以获得极高的带宽和传输速率。1.5.2 双绞线与光纤系统的选择

目前在综合布线工程中,除了铜缆布线系统外,还包括有光缆布线系统和无线网络系统,并且随着用户对数据传输的带宽和速率的要求,光缆布线系统已经越来越受到用户的追捧。光缆布线系统相对于铜缆布线系统具有以下优点:

● 具有更宽的带宽;

● 允许传输的距离更长;

● 数据传输的安全性更高;

● 抗干扰能力强;

● 光缆制造资源丰富;

● 线径细,重量轻。

在早期的综合布线系统中,当时的传输速率只有10Mbit/s时,其骨干网通常也采用了光缆进行铺设,以满足数据传输的需要。因此,在综合布线系统工程中的数据干线,绝大多数的工程都采用了光缆布线系统。而在水平布线子系统中,则绝大部分采用的铜缆布线,在实际的工程中一般是将铜缆布线系统与光缆布线系统相结合。当然目前也有光纤到桌面的布线方式,即省去楼层配线架FD,直接从建筑物配线架BD通过光缆连接到用户桌面。

虽然光缆布线系统在传输带宽、速率等方面占有优势,但其也存在一定的局限性,如采用光纤到桌面的布线方式,其相对成本必然会提高,因为光缆布线系统的价格比铜缆布线系统要高出很多,其次光缆布线系统的施工工艺较复杂,难度较大。因此,目前光缆布线系统主要还是应用在建筑物的主干系统中。1.6综合布线系统产品的选择

综合布线产品是决定综合布线系统工程质量的关键因素,产品的优劣将直接影响工程的质量,因此在选择布线产品时应格外重视,谨慎选择。1.6.1 综合布线产品现状

我国最早是从美国引进的综合布线系统这一理念,因此市场上最早的综合布线产品主要是美国的品牌,随着市场的扩大和发展,欧洲等地的产品也相继进入了中国市场,此外,国内的各个综合布线厂商也分别生产了各自的产品,目前进入国内市场的国外布线厂商包括有Avaya、3M、西蒙、AMP、康普等,国内的厂商则有普天、TCL、大唐电器等,图1-6就是部分布线厂商的商标。

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