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综合布线概述
综合布线概述
本章系统阐述了综合布线的基本概念及发展历程，同时也对综合布线系统的特点作了简单介绍。
1．1综合布线系统定义
随着计算机和通讯技术得飞速发展，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、语音图形图像的传输要求，成为现今和未来的计算机网络和通信系统的有力支撑环境。
综合布线系统（StructuredCablingSystem）是一个能够支持任何用户选择的语音、数据、多媒体等应用的建筑物布线系统。
系统应用支持语音、图象、数据等各种信息的传输，支持UTP\光纤、STP等各种传输载体，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。
综合布线系统是伴随着智能大厦的发展而崛起的，在智能大厦尚不完善的今天，它成为智能大厦的代名词，但智能大厦除了综合布线系统之外还包含安保系统，设备自动控制系统等内容。
1．2综合布线的发展
综合布线的最初实施，巨今已有几十个年头。
1984年，世界上第一座智能大厦已经产生。
人们对美国哈特福特市的一座大厦进行改造，对空调、电梯、照明、防火防盗系统等采用计算机监控，为客户提供语音通讯、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较差。
1985年初，计算机工业协会（CCIA）提出对大楼布线系统的倡议，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7一月，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标准正是更新为EIA/TIA568A，同时国际标准化组织（ISO）标准推出相应标准ISO/IEC11801。
制定EIA/TIA568A标准基于下述目的。
建立一种支持多供应商的通用电信布线系统；
可以进行商业大楼的综合布线系统的设计和安装；
建立某种布线系统配置的性能和技术标准。
该标准基本包括以下内容：
办公环境中电信布线的坠地要求；
建议的拓扑结构和距离；
决定性能的介质参数；
连接器和引脚功能分配；
电信布线系统要求有超过十年的使用寿命。
2000年，国内修订推出了GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》；GB/T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》。
这两个标准的出台标志了综合布线在我国走向正规化、标准化。
1．3综合布线的特点
结构化布线系统具有以下特点：
1、兼容性：
能够支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等，能够适应现代化和未来技术的发展；
2、灵活性：
任意信息点能够连接不同类型的设备，如微机、服务器、打印机、终端、监视器等；
3、开放性：
能够支持任何厂家的任何网络产品，支持任意网络结构，如总线型、星型、环形等；
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时可扩充的，以便将来有更大需求时很容易将设备安装接入；
6、经济性：
一次投资，长期受益，维护费用低，使整体投资达到最少。
综合布线的标准规范
本章系统的阐述了综合布线系统国际和国内的布线标准，同时也对国际两种综合布线标准作了比较。
2.1综合布线标准
当今国际上流行的布线标准有两种，一个是北美标准TIA/EIA568A;一个是国际标准ISO/IEC11801。
2.1.1国际标准
国际标准组织（ISO）和国际电子协会（IEC）发布的标准-----ISO/IEC11801。
该标准提出综合布线结构、规模、部件传输性能定义，安装规范和测试条例。
2.1.2北美标准
通信工业协会/电气工业协会TIA/EIA，美国基本标准实体，国际上合并为电子通信标准。
1、TIA/EIA568A
商用建筑电信布线标准，定义了综合布线设计、设备和部件的有关规范，以及5类传输性能的安装和调试。
2000年发布一个整个标准的全新增补版本TIA/EIA568B,它将所有的变更之处和影响“A”版的TSB归并进去，并推荐使用5e类线。
2、TIA/EIA569
有关布线通路设计（天花板上或地板下的管道及其支撑系统）和相关安装的商用建筑标准。
明确规定了通信间、设备间和入口设备的设计。
3、TIA/EIA606
商用建筑电信基础结构的管理标准。
包括对标定、色码和数据记录的明确规定。
电信安装和综合布线系统文档的基本要求。
4、TIA/EIATSB36
非屏蔽双绞线缆的补充规定，更新了4类、5类线缆的传输特性指标。
5、TIA/EIATSB40A
非屏蔽双绞线连接硬件的补充规定，更新了4类、5类硬件的传输性能规范和安装。
6、TIA/EIATSB67
非屏蔽双绞线布线系统现场测试的传输性能规定，包括对手持式线缆测试仪器更加严格的要求。
2.1.3欧洲标准
EN50173标准和ISO/IEC11801标准是一致的，但更加严格。
2.1.4国内的相关标准
2000年，国内推出了GB/T50311---2000[[建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范]]；GB/T50311---2000[[建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范]]。
这两个标准的出台，标志了综合布线在我国也走向正规化、标准化。
2.1.5国内的其它相关标准
WAG（AmercanWireGauge）：
测量导线直径的美国线规；
TSB568A/B:
模块化插座和插头的接线方案；
TIA/EIA53A:
屏蔽双绞线连接硬件的补充规定；
TIA/EIATSB95：
100欧姆4对5类电缆的补充传输性能指标，以确保现有的布线系统能够用于高速、双工的应用，例如千兆以太网。
2.2综合布线系统设计要求
2.2.1综合布线的结构
综合布线的结构应是开放式的，以模块化设计为特点，也就是说它应由各个相对独立的部件组成，改变、增加或重组其中一个布线组件并不会影响其它子系统。
将应用系统的终端设备与信息插座或配线架相连可支持多种应用，如传输语音、数据、多媒体等信号。
但完成这些连接所用设备（装置）不属于综合布线部分。
（1）综合布线结构
按照ISO11801的划分，综合布线系统包括以下部分：
A:
建筑群配线架（CD）
B:
建筑群主干
C:
建筑物配线架（BD）
D:
建筑物主干
E:
楼层配线架（FD）
F:
水平分布
G:
信息插座（TO）
各个布线系统部分可连接成以下的综合布线原理图。
建筑群建筑物楼层信息
配线架配线架配线架插座设备终端
（CD）（BD）（FD）（TO）
综合布线
（2）建筑群主干
从建筑群配线架（CD）到各建筑物配线架（BD）属于建筑群主干。
该系统用于把多个单独的建筑物连成能共享信息的一个整体。
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的机械终端和建筑群配线架接插软线和跳接线。
一般情况下，建筑群主干子系统宜采用光缆。
（3）建筑物主干
从建筑物配线架（BD）到各楼层配线架（FD）属于建筑物主干。
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（BD）和楼层配线架（FD）的机械终端和建筑群配线架接插软线和跳接线。
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T型接点。
（4）水平分布
从楼层配线架（FD）到各信息插座（TO）属于水平布线子系统。
该子系统包括水平电缆、水平光缆及其在楼层配线架上的机械終端、接插软线和跳接线。
水平电缆、水平光缆一般直接连接到信息插座。
必要时楼层配线架和每个信息插座之间允许有一个转接点。
在布线实践中不推荐。
（5）工作区布线
工作站连接是用接插软线把终端设备声音、数据和视频等连接到工作区的信息插座TO上。
工作区布线随着应用系統的終端设备不同而改变。
因此它是非永久性的。
工作区电缆、工作区光缆的长度及传输性应有一定的要求。
若不符合这些要求，可能影响某些统的应用。
2.2.2拓扑結构
綜合布线是一种分級星型拓扑结构。
对一具体的綜合布线，其子系統的种类和数量由建筑群或建筑物的相对位置、区域大小及信息插座的密度而定。
例如，一个综合布线区域只含一幢建筑物，其主配线CD就在建筑物配线架BD，这时就不需要建筑群主干布线子系绕。
反之，一幢大型建筑物可能被看作一个建筑群，可以具有一个建筑群主干子系统和多个建筑物主干子系统。
电缆、光缆安装在两个相邻层次的配线架间。
这样就可以组成如下图所示的分层星型拓扑。
这种拓扑结构具有很高的灵活性，能适应多种应用系统的要求。
若在星型拓扑的配线架上对电缆、光缆及应用设备进行适当连接，可构成总线型、树状型和环型等不同所拓扑结构。
2.2.3综合布线部件的典型设置
综合布线部件的典型设置示意如下图所示。
配线架可以设置在设备间或配线间中。
电缆、光缆根据安装条件敷设在管道电缆沟中、电缆竖井、电缆托架、线槽、暗管等通道中，其设计和安装应符合国家有关标准的规定。
允许将不同配线架的功能组合在一个配线架中，如下图中，建筑物中的建筑群配线架CD和建筑物配线架BD就组合在一个配线架中，建筑物配线架BD和楼层配线架FD的功能也可组合在一个配线架中。
2.2.4具体配置
1．布线子系统线缆的长度
（1）。
水平子系统和主干子系统的电缆、光缆最大长度如下图所示；
建筑群建筑物楼层信息
配线架配线架配线架插座设备终端
（CD）（BD）（FD）（TO）
上图指出了綜合布线系统各部分的最大接长度：
建筑群主干：
CD到BD
建筑物主干：
BD到FD最大500m
水平布线：
BD到TO最大90m
此外要注意的是：
CD到FD最大2000m使用单模光缆时可超过2000m
A+B＜10m水平子系统中工作区线缆、设备线缆和跳插线、跳线旳总长度。
其中ISO11801推荐A≤2.5m，B≤5m；TIA/EIA
568A规定A≤3m，B≤6m。
C+D≤20m建筑群配线架或建筑物配线架中的跳插线、跳线旳长度。
（2）。
綜合布线用的电缆、光缆应符合有关产品标准的要求，布线用的连接硬件应符合各自的产品标准外，还应使构成的通道符合设计指标的有关要求。
（3）工作区光缆、设备光缆的传输特性应符合水平光缆的传输特性。
跳插线、工作区电缆线应符合设计指标的有关要求。
这些电缆的衰减允许比水平电缆的衰减大50%。
（4）。
特性阻抗为100Ω的双绞电缆及连接硬件的性能分为下列4类：
3类100Ω的双绞电缆及连接硬件，其传输特性能支持16MHz以下的应用：
4类100Ω的双绞电缆及连接硬件，其传输特性能支持20MHz以下的应用：
5类/超5类100Ω的双绞电缆及连接硬件，其传输特性能支持100MHz以下的应用：
6类100Ω的双绞电缆及连接硬件，草案要求其传输特性能支持250MHz以下的应用：
（5）特性阻抗为150Ω数字通信用STP双绞电缆及连接硬件，只有5类一种，其传输特性能支持100MHz以下的应用：
（6）在同一个布线通道中使用了不同类别的器件时，该通道的传输性能由最低类别的器件决定。
（7）在一个布线通道，不应混用标称特性阻抗不同的电缆，也不能混用光纤艾径不同的光缆。
在布线系统中，不应有T型接头。
下表给出了综合布线各个子系统中推荐使用的传输媒介。
子系统
传输媒介
说明
水平分布
电缆
音频和数据
光缆
数据
建筑物主干
电缆
音频和中低速数据
光缆
中高速数据
建筑群主干
电缆
不需要宽带特性时可用平衡电缆
光缆
多数情况
注：
特定条件下在水平子系统中应考虑使用光缆。
采用光缆可以克服其它干扰的影响。
2楼层配线架（FD）
通常，建筑物的毎层楼设一个楼层配线架。
当楼层的面积超过1500平方米时，可以增加配线架。
当某一层楼的信息插座很少时，可不单独设置楼层配线架，由其它楼层配线架提供服务。
3．信息插座（TO）
一个工作区的服务面积可按10㎡估算，每个工作区宜设两个信息插座，若需要提高综合布线的灵活性时，可増加工作区的信息插座的个数。
信息插座可安装在工作区的墙壁、地板或其它地方，其安装位置要便于使用。
信息插座可单独或成组安装。
有多个较小的工作区同在一个较大的房间内时，允许将这些工作区的信息插座安装在一起。
每个工作区至少有一个信息插座连接到100Ω平行电缆，另一个信息插座连接到平行电缆或光缆。
每个信息插座可连接4对或2对平行电缆。
所连接平行电缆为4对线缆时，具有较大通用性。
所连接平行电缆为2对线缆时，其线对的连接位置可能会与某些应用系统的实际使用线对不一致，因此可能影响布线的通用性。
4、设备间
设备间是在每一栋大楼的适当地点设置电信设备和计算机网络设备，以及建筑物配线设备（BD），进行网络设备管理的场所。
对于综合布线工程设计，设备间主要安装建筑物配线设备（BD）.设备间的面积通常应大于配线间的面积,设计设备间时应考虑电信设备和应用设备的特点及使用要求.
5、引入设备
建筑群干线电缆、干线光缆以及公用网和专用网的电缆、光缆进入建筑物时，都应引入保护设备。
都应符合邮电通信、建筑等部门的有关标准。
6接地及其连接
接地及其连接应符合邮电部GBJ79-85工业企业通信接地设计规范和国家标准GB2887-89的要求。
在应用系统有特殊要求时，还要符合有关设备生产厂商的要求。
2.2.5国内综合布线结构划分
按照国内推荐标准的划分，综合布线系统包括六部分：
1、建筑群主干子系统：
连接各个建筑物之间的综合布线、建筑群配线设备（CD）和跳线等组成。
2、垂直干线子系统：
由设备间的建筑物配线设备（BD）和跳线以及设备间至各楼层配线设备（FD）的主干电缆组成，也称垂直电缆。
3、配线子系统：
由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备（FD）的配线电缆或光缆、楼层配线设备（FD）和跳线等组成。
4、工作区：
包括办公室、写字间、作业区、技术间、机房等需要电话、计算机终端等设施的区域和相应设备的统称。
5、设备间：
与上面的概念相同。
6、管理区：
管理是针对设备间、交换间和工作取得配线设备、线缆、信息插座等设施，按一定的模式进行标识和记录：
A：
规模较大的综合布线系统采用计算机管理，简单的综合布线系统按图纸资料进行管理，做到记录准确、及时更新、便于管理；
B：
综合布线的每条电缆、光缆、配线设备、端接点、安装通道和空间均应给定唯一的标志。
标志中可包括名称、颜色、编号、字符串或其他组合；
C：
电缆、光缆两端的编号应相同；
D：
设备间、交换间的配线设备采用统一的色标区别各类用途的配线区；配线机架预留出适当的空间，供未来扩充使用。
信号传输介质及信号传输特性
本章系统阐述了综合布线系统各种传输介质包括铜缆和光缆，为了便于讨论和了解综合布线信息传输技术的基本概念和特性，同时也对铜缆和光缆的传输特性作了详细介绍。
3.1应用和链路的分类
3.1.1TIA/EIA568的应用分类
根据综合布线的应用场合，把综合布线的链路分为5种不同的应用类别，这5种类别是：
1类、应用于语言宽带和低频。
其指定频率最高到100KHz，1985年以前大多电话系统用的就是1类应用。
2类、应用于低比特数字应用。
其传输性能支持1MHz以下的应用，能支持4Mbps传输速率。
3类、应用于中比特数字应用。
其传输性能支持16MHz以下的应用，能支持10Mbps传输速率。
4类、应用于中比特数字应用。
其传输性能支持20MHz以下的应用，能支持16Mbps传输速率。
5类、应用于高比特数字应用。
其传输性能支持100MHz以下的应用，能支持100Mbps传输速率，甚至155Mbps传输速率。
（例如ATM）。
此外还有光缆，其链路可支持100MHz以上的应用。
3.1.2ISO11801的应用分类
综合布线，当应用于特定的应用系统时，可能包括一条或多条链路。
链路按线缆及相关连接硬件可分为不同的级别，可以支持相应的应用类型。
A级，应用要求带宽达到100KHz，应用于模拟语音、数字语音和基本速率ISDN。
A级被确定为最低级。
B级，应用要求带宽达到1MHz，应用于主速率ISDN、模拟和数字语音，
C级，应用要求带宽达到16MHz，应用包括A级、B级应用以及数据系统例如10BaseT，数据传输速率达10Mbps。
D级，应用要求带宽达到100MHz，应用包括A级、B级、C级应用以及数据系统，数据传输速率达100Mbps。
光缆布线链路按单模光纤和多模光纤分别规定有关参数。
对光纤链路来说，链路所指定的最低传输性能应支持10MHZ及以上频率的应用。
3.2信号传输介质
3.2.1光纤
由于光纤通信具有一系列优异的特性，光纤通信技术近年发展速度无比迅速。
可以说是未来信息社会各种信息网的主要传输工具。
1.光纤的类型
光纤为光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用来传播光束、细小而柔韧的传输介质。
它由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成，这种细玻璃丝又是内外两层介质，例如62.5／125指的是光纤传输的核心部分的两种介质的外径分别为62.5微米和125微米,如下图所示:
光纤分为单模光纤和多模光纤两种,可以从纤芯的尺寸大小来简单地判别：
单模光纤的内芯很小，约4—10um，这样可完全避免了模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。
这种光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。
他是未来光纤通信与光波技术发展的必然趋势。
多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。
前者纤芯直径较大，传输模态较多，因而带宽较窄，传输容量较小；后者纤芯折射率随着半径的增加而减少，可获得比较小的模态色散，因而频带较宽，传输容量较大，目前一般都应用后者。
国际上流行的布线标准EIA/TIA-568A和ISO/IECIS11801推荐使用三种光缆：
62.5/125um多模光缆，50/125um多模光缆、8/125um单模光缆。
62.5/125规格的多模光纤和8/125规格的单模光纤是应用于综合布线系统的传输光纤，而50/125的多模光纤出现相对较晚。
2、光缆的优点、缺点
与其他传输介质相比较，光纤通信有以下优点：
A:
传输频带宽，通信容量大：
B:
光缆的电磁绝缘性能好，不受电磁干扰影响：
C:
信号衰变少，传输距离较远。
D:
保密性高；
E:
抗腐蚀；
F:
制造原料丰富；
由于以上优点，光缆是局域网传输的佼佼者。
目前，它主要是在要求距离较长、布线条件特殊情况下用于主干网的连接。
将来可用于水平布线达到“千兆交换到桌面”的应用。
不过与其它传输介质相比，它也有其缺点。
A：
光缆的价格昂贵。
B：
光纤纤芯质地较脆、机械强度低，易折断。
C：
光缆的安装和连接相对困难，要求专业人员完成。
D：
与铜缆连接，需要专用信号转换设备。
3、光缆使用的光波波长及光源
光纤具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。
光纤通信就是因为光纤的这种结构而发展起来的以光波为载频、光导纤维为传输介质的一种通信方式。
光缆通信就是由光发送机产生光束，将电信号转变为光信号，再把光信号导入光纤，在光缆的另一端由光接收机接收光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再处理。
目前，光通信使用的光波波长范围是在近红外区内，波长为0.8至1.8um。
可分为短波长段850nm（800nm---900nm）;长波波段1300nm（1250nm---1350nm）和1550nm（1500nm---1600nm） 。
在这些波段中，光纤传输性能表现最佳，所以，多模光纤运行波长为850nm或1300nm,而单模光纤运行波长为1310nm或1550nm。
3.2.2铜缆
网络传输介质是网络中传输数据、连接各网络站点的实体，如双绞线、同轴电缆、光纤，网络信息还可以利用无线电系统、微波无线系统和红外技术传输。
以下主要讨论双绞线和同轴电缆。
（1）双绞线
双绞线电缆（下称双绞线）是将一对或一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，是目前局域网最常用的一种布线材料。
为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，双绞线因此而得名。
双绞线一般用于星型网的布线连接，最大长度为100米。
双绞线可分为非屏蔽双绞线（UTP）和屏蔽双绞线（STP）两大类：
A:
非屏蔽双绞电缆。
外包缠一层塑料绝缘护套，无屏蔽层，较易安装。
B:
屏蔽双绞电缆。
与非屏蔽双绞电缆不同之处在于，它在护套层内增加了金属层。
屏蔽双绞电缆用于电磁环境复杂或安全性高的数字通信环境。
双绞线的阻抗有三种：
100Ω、120Ω、150Ω。
常用的有以下的两种：
1:
UTP特性阻抗为100Ω，按性能又可分为下列4类：
A:
3类100Ω双绞电缆，其传输性能支持10MHz以下的应用。
B:
4类100Ω双绞电缆，其传输性能支持20MHz以下的应用。
C:
5类、超5类100Ω双绞电缆，其传输性能支持100MHz以下的应用。
D:
6类100Ω双绞电缆，6类的草案要求其传输性能支持250MHz以下的应用。
2：
STP特性阻抗为150Ω：
其传输性能支持100MHz以下的应用。
注：
超5类双绞线属非屏蔽双绞线，与普通5类双绞线比较，超5类双绞线在传送信号时衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，用户设备的受干扰程度只有普通5类线的1/4。
（2）同轴电缆
所谓同轴电缆则是由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成。
内导线和圆柱体及外界之间用绝缘材料隔开。
根据传输频带的不同，同轴电缆可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种。
按直径的不同，同轴电缆可分为粗缆和吸细缆两种。
过去，细缆一般用于总线型网络布线连接。
利用T型BNC接口连接器连接BNC接口网卡，端头必须安装终端电阻器。
细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。
粗缆适用于较大局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性较好。
用户通常采用外部收发器与网络干线连接。
粗缆局域网中每段长度可达500米。
3.3信息传输技术基本概念
3.3.1常用术语
1、数据
数据为信息的载体，数据涉及到信息的形式，即不同信号及编码。
2、信号及信号发送
信号是数据的电磁或电子编码，信号发送是指沿传输介质传输信号的过程。
3、传输
在各种信道上把信息从一个节点传送到另一个节点的过程。
4、模拟信号和数字信号
模拟信号在某个区间产生连续的值。
例如，声音和视频就是强度连续改变的图形。
大多数用传感器收集的信号，如温度和压力，都是连续值。
数字信号只能产生离散的值，如文本信息和正数。
在通信系统中，可利用模拟电路传输数字信号，模拟电路传输连续变化的电磁波，这种电磁波可以按照不同的频率在各种介质中传输。
用恒定的正值来表示二进制1，用恒定的负值来表示二进制0。
这样就把数字信号从一个节点传送到另一个节点。
5、数据传输速率（比特率）
数据传输速率是指数据传输系统每秒内所传送的信息量的多少，通常单位是位/秒，用b/s或bps表示。
6、通信方式
当数据通信在点对点间进行时，按照信息的传送方向，其通信方式有三种：
A:
单工通信方式：
是单方向传输信号，不能反方向传输。
B:
半双工通信方式：
即可单方向传输信号，也可反方向传输，但不能同时进行。
C:
全双工通信方式：
可以在两个不同的应用终端设备之间同时发送和接收。
7、传输方式
信号在信道上按不同的时序传送的方式称为传输方式。
当按时间顺序一个码元接着一个码元在信道上传输时，称为串行传输方式，一般信号通信都采用这种方式。
串行传输方式只
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