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综合布线系统将“综合”进行到底

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    综合布线作为安防系统中的边缘行业,用户往往对其的重视程度不足,甚至完全忽略,而某些工程质量的差异,恰恰是源于布线的问题。而广义上来看,综合布线系统涉及到的包括监控、报警、门禁以及对讲等布线,但应用最广泛的是支持计算机网络数据、语音传输的结构化布线系统。

    作为安防系统的边缘行业,综合布线相对而言与智能建筑的关系更为紧密。提及综合布线,业内人士一定不陌生,但各家对其的重视程度,也是各有不一。笔者在采访中了解到,工程商普遍反映,多数用户对前后端设备较为重视,而对于传输系统则常常忽视,甚至完全不重视,而某些工程质量的差异,往往是源于布线的问题。

    本文要阐述的不是广义上的“综合布线”,例如涉及包括电视监控、报警、门禁、对讲等等模拟系统的布线,而是指支持计算机网络数据、语音传输的综合布线系统。

产品篇
    所谓综合布线是建筑物内或建筑群之间的一个信息传输网络,是灵活性极高的信息传输通道,是智能建筑的“信息高速公路”,其既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部通信网相连接。而在智能建筑中,综合布线作为最基础的设施,在传输信号的同时,也有效保障着各系统的正常运转。

    综合布线系统是由许多部件组成,主要有传输介质、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、传输电子线路等,并由这些部件来构造各种子系统。

产品类别较为单一
    综合布线由不同系列和规格的部件组成,主要包括传输介质及相关连接硬件等,这些部件拥有各自的基本用途,通过不同器件的连接可构建成各种子系统,不仅易于实施,且随着需求的变化可实现平稳升级。据Molex美国莫仕企业网络布线部华北区技术经理金海涛介绍,综合布线系统广义来说应包含连接监控系统在内的所有信息系统,但实际上,结构化布线系统主要应用在数据与语音传输网络,并朝着模块化的方向发展。上海安保飞沃特设备工程有限公司技术总监庄子恒也表示,当前综合布线产品类别较为单一,常规意义上的综合布线系统是网线与电话线,以及如信息面板、配线架在内的接插件等。

1、传输介质
    综合布线系统中的传输介质,即担当着传输重任的线缆,其犹如智能建筑中的神经系统,遍布整个智能大厦的方方面面。据清华同方网络产品事业部行业总监周伟萍介绍,当前布线系统中所使用的线缆可分为铜缆与光缆,其中铜缆即是双绞线。

    双绞线可分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线两大类,其中屏蔽双绞线外面包裹一层由金属材料制成的屏蔽层,具较高的数据传输速率,可屏蔽电磁辐射干扰,防止信息被窃听,主要应用于政府机关、军队等安全要求较高的领域,但其价格较高,安装也比较复杂,因此目前使用较多的为非屏蔽双绞线。

    非屏蔽双绞线主要包括三类线、五类线、超五类线以及六类线。其中三类线的传输速率为16MHz,主要用于办公楼语音传输以及最高传输速率为10Mbps的数据传输。[nextpage]

    五类线的传输速率为100MHz,因价廉质优而成为以太网(100Mbps)的首选介质,但随着用户对网络要求的提高,其已满足不了用户的实际需求,而五类线的增强型为超五类线,具有衰减小、串扰少、更高的衰减与串扰的比值和信噪比、较小的时延误差等特性,另外其可支持千兆以太网(1000Mbps),已逐渐取代五类线,成为当前较多使用的传输介质。业内人士表示,使用此两种线缆在范围较广的区域内上网,速度差异是较为明显的。但五类标准产品在市场上存在时间很短,目前仅仅是语音主干采用25对大对数五类电缆。

    现在已逐步开始使用的六类线,支持传输速率可达到250MHz,其与超五类相比,改善了在串扰及回波损耗方面的性能,最适用于传输速率高于1Gbps的应用。但清华同方周伟萍指出,虽然目前大多厂家的技术水平已可生产六类线,但由于其成本比超五类高出30%左右,因此还未实现大范围普及,而用户在选择时,也会基于成本考虑,仍选用超五类线缆。

    另外,目前提倡的“光纤到户、光纤到桌面”概念,不少用户也开始选用光缆铺设网线。光缆是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质,并可以单独或成组使用的通信线缆。施耐德电气(中国)有限公司高级工程师师伟介绍说,光缆主要包括单模光纤与多模光纤,单模光纤中心的玻璃芯很细,芯径一般为9或10μm,只能传输一种模式的光,主要用于远距离传输,但存在材料色散和波导色散的缺陷。而多模光纤的中心玻璃芯较粗,可达到50或62.5μm,其可传送多种模式的光,但其模间色散较大,限制了传输数字信号的频率,另外随着距离的增加会更加严重。但由于多模光纤的成本较低,且在传输时一根光纤就可传输多个信号,因此目前使用较多的是多模光纤。

2、接插件
    在综合布线系统中,除了非常重要的传输介质外,不同段间的线缆连接器件也是不容忽视的一环,常用的接插件主要有RJ-45连接器、信息面板、配线架、光纤连接器、机柜等多种器件,在不同的应用中可根据其不同的用途来选用。由于接插件种类众多,下面我们仅简单介绍RJ-45连接器与信息面板。

·RJ-45连接器:RJ-45连接器俗称水晶头,其是一个只能沿固定方向插入并能自动防止脱落的塑料接头。其安装在双绞线的两端,以便通过其进行网络连接。清华同方周伟萍表示,RJ-45连接器虽小,但所发挥的作用不容忽视。其内部的8根金属片是连接着内部的8根线,质量低廉的水晶头容易生锈,造成接触不良,网络不通甚至网络中断等现象,因此其公司为了防止RJ-45插头内的金属片氧化,全部采用涂金制作,可有效防止氧化,以免使用过程出现问题,影响传输效果;
·信息面板:信息面板是为了方便网络通信设备或网络终端设备连接的转接件,并且保持整个网络布线与设备连接的美观,可根据实际情况分别安装在桌面、地板或墙壁上。

    安保飞沃特的庄子恒解释说,信息面板上的标识为D即为数据插口,可以用来安装网线,T则为语音插口,可布置电话线,某些信息面板上分设数据插口和语音插口,而另一些则设置两个数据插口或两个语音插口,若用户希望改变插口的用途,可通过跳线改变前端的布线功能,以适应用户的需求。

注意性能,瞻前顾后
    某业内人士表示,用户常常由于上网速度慢而埋怨网络交换机、路由器、网卡等设备问题,但实际上,很多网络故障是由于网线、水晶头或插座模块等质量低劣而引起的,而导致网络通信中断的现象发生。由于接插件的质量差,也易生锈,影响传输效果。[nextpage]

    在选购时,要充分了解系统的基本要求以及所使用的布线系统要达到的效果。其次要结合布线系统的应用需求来考虑线缆的选择。超五类系统可以支持千兆以太网的运行,而且不同厂商的超五类系统之间可以互用;六类价格较之超五类昂贵,传输速率有明显的增强,使用六类线缆应选择相同等级和商家生产的接插件等。天津市仁爱工程配套有限公司总工程师奈连勇也建议,在使用布线产品时,最好使用同一厂家的配套产品,以免出现不兼容的现象。除此之外,布线产品的质量也要充分考虑。奈连勇介绍说,其公司在选购产品时一般会选择主流厂家的产品,另外也会仔细查看厂家的资质认证,这对产品质量具有一定的保障,而在选购时也要注意厂家是否具备完善的质量售后服务体系,以免出现问题无法解决。

    另外,据清华同方周伟萍介绍,综合布线系统的生命周期一般在10~20年,因此,一般布线厂家对于布线产品的保质期在20年,甚至是终身保修。鉴于综合布线有较长生命周期,建议用户在选购时,要瞻前顾后,既要满足当前的实际需求,也要考虑到日后的扩展,否则在网络飞速发展的今天,也许在敷设完工后的不久,已满足不了用户的要求。

    但是,若用户选购时过于超前,不止会增加成本,也有可能与需求脱节,浪费资源。另外,对于网络产品的性能、接入线路的带宽、办公设备等外部因素,也要充分考虑,外部设备会在很大程度上影响和制约产品性能的发挥,即使再超前的布线产品也会成为摆设。

工程篇 不同子系统敷设方法不同
    随着数字化进程的加快,综合布线系统除了承担传输语音与计算机网络应用外,更对其的数据传输速度、数据传输的误码率提出更高要求,在此基础上,综合布线系统工程施工管理显得尤为重要。

    从施工角度来看,可将综合布线中的线缆敷设分为水平电缆、主干电缆及数据中心电缆三个部分。

    据Molex金海涛介绍,水平敷设的铜缆,常用于构造永久链路,在一个工程中,永久链路电缆的平均长度通常为40-52米(统计数,最长与最短的加权平均值),其是最容易受到干扰的部分,同时,也是工程量最大的部分,因此,在水平电缆的敷设过程中,对电缆桥架、环境温度、弯曲半径和路由中的干扰的等诸多方面,都提出了更高的要求。

    基于上述原因,在水平电缆敷设时,要注意电缆桥架内的线缆填充率(不大于截面的40%),为电缆的良好散热打好基础。另外,应用场所的环境温度也会对电缆的传输距离存在影响;而线缆从桥架里引出来后,不要固定的太死,要注意按不同的线缆控制其弯曲半径。其次由于一座建筑物的水平范围较广,在电缆经过的通路内,某些电气设备或大功率设备会对其存在较多干扰,因此在敷设时,除要考虑水平布线的广泛性,也要充分考虑大功率设备对其的影响。

    主干电缆即垂直主干线路线缆,其中包括光纤和大对数电缆,主要作用是提供管理区之间、设备之间的相互连接,在敷设时,要充分考虑业务的灵活性、主干布线的使用寿命及地区范围和用户量。由于其敷设通常在弱电竖井中进行,而电缆桥架都是专用的通道,因此施工工艺相对简单。其中管理区到主跳接箱的距离是以主跳接箱放在场地的中部附近使用的电缆为最短,若距离超过限制则可划分成几个区域,而每个区域间要满足距离要求的主干布线来支持。主跳接箱到入楼设备的距离则应包括在总距离内,所用传输媒质的长度和规格要作记录并要满足应用的要求。另外,直接与主跳接箱或中间跳接箱连接的设备应使用小于30m长的转接线缆连接。[nextpage]

    所谓数据中心,可看作如安防系统中的“监控中心”,在其内设置相关的通信系统和布线系统的设备。在数据中心的布线,最大的特点是密度高,且要考虑到今后变更的需求。

    据Molex提供的资料,其公司针对这类需求,推出具有预端接、预测试思想的ModLink系列光纤产品和iPass系列铜缆产品。

    其包括ModLink、iPass模块内部的连接和两个Modlink或两个iPass模块之间的连接。Modlink内部的连接是指MPO/MTP和面板上的LC等光纤连接器的连接。iPass内部的连接是指iPass连接器和RJ45插座间的连接。两个模块之间的电缆或光缆,由molex根据用户的要求定制。由于,模块内部连接和模块之间的连接是在工厂内完成的,因此,所有的环节都是可以测试的。采用ModLink和iPass解决方案可大大节约了安装空间,提高了安装速度。更重要的是,由于密度的提高和交联电缆、光缆的集中封装,管理工作变得容易起来,并方便了数据中心节点的移动、增加、修改等日常操作。

    另外,线缆的技术参数受绞距影响很大,而其绞距在加工过程中是进行严格控制的,因此在施工过程中,线缆要尽量轻放、直放、慎放,以免使得其内部绞距发生变化,破坏线缆的性能。而网络是通过不同线段的连接形成一个链路,因此在施工时,要特别注意链接处的接驳,避免因连接不好以造成接触不良,影响使用效果。

分类标准,较具规范
    笔者在采访中了解到,不少厂家与工程商普遍认为综合布线是一个较为规范的行业,主要体现在产品生产与施工时均有国内或国际的标准以供参考。

    产品方面,以光纤光缆的标准为例,在其领域内的国际和国内标准很多,而标准版本不断更新,新标准也在不断推出。其具有国际标准和国内标准两大类,其中国际标准主要是由国际电工委员会(IEC)颁布,其早在1992年就颁布了IEC 60793标准,在其中详细规定了光纤、光缆的产品规范,以及尺寸参数、机械性能等诸多试验方法,可给用户以详细的参考。随后,其不断将该标准进行修改,除进一步完善光纤性能原有的试验方法外,还增加一些新的试验方法,并对各类多模光纤的技术指标进行详细规定,更具参考价值。除IEC外,电气与电子工程师协会(IEEE)也颁布安装在架空电力线路上的全介质自承式光缆(ADSS)标准,其是目前国际上普遍使用的ADSS光缆标准,标准中对ADSS光缆的结构、机械、电气及光学性能、试验要求及方法、安装指南及环境条件都作了规定。

    我国也对光纤光缆的各方面进行详细规定。其中国标GB/T15972-1998(第1版)也在其中规定了光纤的要求以及各种试验方法,与国际标准大致相同。而通信行业的YD/T 979-1998(第1版)《光纤带技术要求和试验方法》是国内关于光纤带的第一个标准,其中规定了光纤带的结构、带的标识方法、尺寸参数、机械性能、环境性能以及检验方法。另外,其还对全介质自承式光缆、接入网用光纤带光缆及应急光缆作出了相关规定。

    而对于如何施工,天津仁爱的奈连勇介绍说,工程商敷设时完全按照标准,这其中的标准既包括国家标准,也包括国际标准。而A/TIA 568国际综合布线标准是一系列关于建筑布线中电信产品和业务技术的标准之一,其同时也满足了电信行业发展的需要。在此项标准中,其将构成综合布线结构的包括水平布线、设备间、主干布线、入口设备、工作区、管理区在内的六大子系统所使用的电缆要求、结构、敷设要求等进行详细说明,并阐说了各个部分间是如何相互连接构成一个完整的系统的。而国家标准GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》中也明确规定了综合布线系统的工程设计需按照此规范进行,而此规范也在国际标准的基础之上进行分类说明,并要求各个系统实施为强制性的要求。

    据业内人士表示,不同线缆生产与施工都有相对应的国际或国家标准,如跳线有跳线标准,网线具自身标准,因此在生产与施工时必须按照标准进行。

结语
    综合布线系统作为计算机网络的基础,在整个网络化高速发展的今天起到极其重要的作用。而随着科技的发展,其将成为智能建筑的必配设施,将与智能建筑的联系更加紧密,而随着保安监控系统向着网络化、数字化发展,都会对布线市场产生一定影响,以促使布线产品朝着更快速、更灵活方向发展。

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