綜合布線系統(tǒng)與城市電信網(wǎng)同步發(fā)展的設計與思考

綜合布線系統(tǒng)就是為了順應發(fā)展需求而特別設計的一套布線系統(tǒng)。對于現(xiàn)代化的大樓來說,就如體內(nèi)的神經(jīng),它采用了一系列高質(zhì)量的標準材料,以模塊化的組合方式,把語音、數(shù)據(jù)、圖像和部分控制信號系統(tǒng)用統(tǒng)一的傳輸媒介進行綜合,經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃設計,綜合在一套標準的布線系統(tǒng)中,將現(xiàn)代建筑的三大子系統(tǒng)有機地連接起來,為現(xiàn)代建筑的系統(tǒng)集成提供了物理介質(zhì)。可以說結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的成功與否直接關系到現(xiàn)代化的大樓的成敗,選擇一套高品質(zhì)的綜合布線系統(tǒng)是至關重要的。
只有深入了解城市電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢,才能準確掌握綜合布線應該如何設計;也只有采取與城市電信網(wǎng)同步發(fā)展的策略,且與之相適應,綜合布線才能真正發(fā)揮出網(wǎng)絡的整體效益,并取得雙贏的經(jīng)濟效果。下面僅對電信網(wǎng)的發(fā)展、綜合布線應與之同步發(fā)展、以及綜合布線產(chǎn)品的最新進展等問題進行研究和討論。
電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢
電信網(wǎng)的發(fā)展是全方位的,通信手段包括:有線、無線、衛(wèi)星等;通信內(nèi)容包括:電話、電視、數(shù)據(jù)等。要細分還可以分出很多種類,可謂手段眾多,內(nèi)容繁雜。為了使文章切題,本文僅敘述與綜合布線相關的內(nèi)容。
1 無源光網(wǎng)絡(PON)的迅速發(fā)展
目前,無源光網(wǎng)絡(PON)正在我國迅速發(fā)展,例如:EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)、GPON(千兆比無源光網(wǎng)絡)、GEPON(千兆比以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡)、APON(ATM 無源光網(wǎng)絡)、BPON(寬帶無源光網(wǎng)絡)等網(wǎng)絡應用,將會對綜合布線產(chǎn)生直接的影響。現(xiàn)在舉例說明 EPON/GPON 的組網(wǎng)方式:
EPON/GPON 主要由 OLT(光線路終端)局端設備、ODN(光分配網(wǎng)絡)交接設備和 ONU(光網(wǎng)絡單元)用戶端設備等組成。EPON/GPON 組網(wǎng)方式示意圖如圖 1 所示:
EPON/GPON 的特點:
1. 在 OLT 和 ONU 上除了光接口外,加上 GE(千兆以太網(wǎng))、FE(光纖以太網(wǎng))、RF(射頻)、E1(2.048Mbps)等接口,即可應用于各種網(wǎng)絡用途。
2. EPON 可提供上行、下行對稱速率 1.25Gbps。
3. GPON 可提供上行 155Mbps、622Mbps、1.24Gbps 或2.48Gbps;下行1.24Gbps或2.48Gbps。
4.公用IP網(wǎng)信號采用波分復用技術,將上行1490nm和下行 1310nm 信號通過局端 OLT 集成收發(fā)器分別注入同一芯光纖內(nèi),通過光分配網(wǎng)絡 ODN 分支出 32.64 或 128 個光鏈路至對應的ONU。必要時,也可將CATV信號采用第3波長1550nm注入局端 OLT 集成收發(fā)器,在對應比用戶端 ONU 集成收發(fā)器分離出來,經(jīng) RF 接口分接到用戶有線電視分配網(wǎng)。
5. EPON/GPON 網(wǎng)絡支持樹形、星形、總線型、混合型和冗余型等拓撲結(jié)構(gòu)。
6. EPON 是基于以太網(wǎng)技術和 IEEEP802.3ah 的標準,在傳輸 1.25Gbps的數(shù)據(jù)流的情況下,在光線路端(OLT)與光網(wǎng)絡端(ONU)之間的傳輸距離可達 20km 左右。
7. GPON 是基于 ITU-T 標準的 G984.1~G984.5 等版本,是歐洲和北美首選的FTTH(光纖到戶)技術,正在被全球范圍采用。GPON 的通用成幀協(xié)議,提供一個能提供多種協(xié)議傳輸效率的開放接口,具有2.48Gbps速率的對稱和非對稱的傳輸能力,OLT 與 ONU 之間的傳輸距離可達 3 7 k m。
2.2 FTTH(光纖到戶)還是FTTB/N(光纖到樓 / 社區(qū)節(jié)點)
由于 EPON/GPON 的技術日趨成熟,光纜的價格也越來越便宜。光纜延伸到樓、社區(qū)節(jié)點,甚至到家庭的可能性越來越大。作為電信運營企業(yè)當然要考慮投入與產(chǎn)出的關系,在短期內(nèi)回收成本并盈利是其最終目標。不少電信運營企業(yè)對于 F T T H 與FTTB/N 的建議方案都做了綜合比較,普遍認為:
FTTH(光纖到戶)方案的特點:
優(yōu)點:
1)提供較大的寬帶容量,適用于高速網(wǎng)絡應用。
2)不受外界電磁干擾影響,抗干擾性能好,通信質(zhì)量高。
3)生產(chǎn)光纖的材料二氧化硅取之不盡、用之不竭。
4)目前,光纜價格已低于銅纜(但光電轉(zhuǎn)換設備的價格還比較高,因此,總體成本還是較高)。
缺點:
1)同等規(guī)模的工程,初次投資較高。
2)新建光纜多,建設周期較長(相對于 FTTB/N 方案而言)。
3)投資回報較慢。
FTTB/N(光纖到樓 / 社區(qū)節(jié)點,已有銅纜到戶,加裝VDSLZ設備)方案的特點:
優(yōu)點:
1)提供較好的寬帶容量,適用于一般的網(wǎng)絡應用。
2)同等規(guī)模的工程初次投資較少,約為 FTTH 方案的 21%~34%(主干側(cè)光電轉(zhuǎn)換可節(jié)省大量用戶側(cè)的光電轉(zhuǎn)換費用,利用已有銅纜也可節(jié)省費用)。
3)利用已有銅纜,建設周期較短。
4)投資回報較快。
缺點:
1)易受外界電磁干擾影響,如果采取防護措施,需另外增加投資。
鑒于上述方案比較,F(xiàn)TTH 和 FTTB/N 各有特點,根據(jù)各地的實際情況會選取合適的建設方案。例如:在新建的社區(qū)可能會選擇FTTH進行建設,而在原有的社區(qū)很可能會選擇FTTB/N 進行建設。因此,在進行綜合布線設計時,應對所在地區(qū)的電信環(huán)境做充分的了解,選擇相適應的綜合布線建設方案。
2 舉例說明FTTH 的建設方案
圖中:
FE/GE —光纖以太網(wǎng) / 千兆以太網(wǎng)
PSTN/NGN — 電話交換傳輸網(wǎng) / 下一代網(wǎng)
POTS — 電話線
E1— 2.048Mbps接口
局端機 EPON OLT AN5116-02 型,放置于局端機房內(nèi)。
用戶端機 ONU AN5006-04 型,放置于用戶家中智能終端盒內(nèi)。
光分路器放置于光交接箱內(nèi)。
綜合布線的設計應與電信網(wǎng)的發(fā)展相適應
由上可知:電信網(wǎng)可能是 FTTH,也可能是 FTTB/N,各地的情況都不一樣。而綜合布線也可能是大樓的最后100m,園(社)區(qū)的最后 2km,或是數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的布線,各工程項目也不一樣。現(xiàn)在將典型的綜合布線設計思路分別說明如下:
1 樓宇局域網(wǎng)的最后100m 綜合布線設計
如果在樓的周圍電信網(wǎng)已實施FTTB(光纖到樓),則樓內(nèi)局域網(wǎng)一般應該采用以銅纜為主的設計方案。當然,也不排斥部分用戶采用光纖到桌面的布線,滿足其更高速率和安全的需要。如 果 樓 的 周 圍 電 信 網(wǎng) 尚 未 實 施FTTB,但還應了解其近期有無擴建計劃。如果有計劃且能滿足建設周期的需要,仍然可以按其計劃的進度考慮設計方案;如果無計劃,則應按電信網(wǎng)的現(xiàn)狀作為依據(jù),考慮樓內(nèi)綜合布線的方案,并留有適當?shù)陌l(fā)展余地。
2 園(社)區(qū)綜合網(wǎng)絡的最后2km 綜合布線設計
如果在園(社)區(qū)周圍電信網(wǎng)已實施FTTN(光纖到園或社區(qū)節(jié)點),則在園(社)區(qū)內(nèi)應該采用主干光纜延伸至各個樓層的配線間,樓層配線還是應該采用銅纜為主的設計方案,也可將部分重要用戶采用光纖延伸到桌面。如果電信部門尚未實施 FTTH,則應按園(社)區(qū)的規(guī)模大小進行方案比較,規(guī)模較大時應以主干光纜為主;
規(guī)模較小時則可采用光纜與銅纜相結(jié)合的方案;遠距離用光纜,近距離可以選用銅纜。樓層配線一般應以銅纜為主,少量也可以光纖延伸到桌面。園(社)區(qū)與電信網(wǎng)的鏈接應采用光纜的設計方案。
數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的綜合布線
數(shù)據(jù)中心機房內(nèi)的綜合布線,主要用于機房內(nèi)路由器、交換機、服務器等網(wǎng)絡設備,以及配線設備之間布線,是設備之間的重要連接載體。不同的設備有不同的要求,應根據(jù)信息流量的大小配以合適的纜線,才能使網(wǎng)絡營運處在最佳的狀態(tài),不會由于局部擁塞使網(wǎng)絡不暢,也不會由于大馬拉小車而造成浪費。
一般情況,應首選UTP銅纜方案,目前的產(chǎn)品已支持10Gbps的速率,10萬兆級的產(chǎn)品也即將規(guī)模應用,完全可以滿足網(wǎng)絡的需要。如果機房周圍存在電磁干擾源,則應采取相應的防護措施,干擾嚴重時應采用光纖布線方案。如果機房采用屏蔽時,機房內(nèi)仍可以采用UTP銅纜方案,但引出/入機房的纜線應采用光纜布線,并設置光 / 銅介質(zhì)轉(zhuǎn)換模塊。
數(shù)據(jù)中心與電信網(wǎng)的連接,應根據(jù)電信網(wǎng)的現(xiàn)狀及發(fā)展情況選擇決定。與上節(jié)園(社)區(qū)綜合網(wǎng)絡的最后 2km 綜合布線的設計有相似之處,不再重復。
綜合布線產(chǎn)品的最新進展
綜合布線設計除應了解電信網(wǎng)的發(fā)展外,還應掌握綜合布線產(chǎn)品的最新進展,這是能否使設計符合實際的另一重要因素。
百通公司的 U/UTP 非屏蔽電纜采用“王”字型截面的電纜結(jié)構(gòu);IDC模塊采用線對間90o轉(zhuǎn)向端接、本線交叉,以及增加補償電路等措施后,可以支持 625 MHz 的 7 類標準應用(7 類標準為 600 MHz)。
康寧公司的鋁箔屏蔽線對加銅網(wǎng)護套屏蔽電纜和線對屏蔽的接線模塊,可以支持更高的標準。例如:
S/FTP 1200/22型電纜(芯線22AGW,相當于0.6438mm)可以支持 1200MHz,比 7 類標準 600 MHz 高出一倍。
S/FTP 800/23 型電纜(芯線 23AGW,相當于 0.5733mm)可以支持 800 MHz,高于 7 類標準。
S/FTP 450/23 型電纜(護套采用鋁箔,芯線 23AGW,相當于 0.5733mm)可以支持450 MHz,高于6類標準250 MHz,低于 7 類標準 600 MHz。
康寧公司還提供即插即用光/銅介質(zhì)轉(zhuǎn)換模塊,可直接用于光纖與銅纜千兆以太網(wǎng)的介質(zhì)轉(zhuǎn)換解決方案。
耐克森公司的LANmark-7 cat.7 S/FTP 4對7類全屏蔽雙絞線電纜(芯線23AGW,相當于0.5733)可以支持1000 MHz,高于 7 類標準 600 MHz,有很大的冗余度和發(fā)展?jié)摿?。如果用?CATV 有線電視的傳輸,可以支持 1000 MHz,覆蓋所有的電視頻道,尚有進一步擴展的潛能。
LANmark-6 10G F1/UTP 4 對超 6 類 10G 屏蔽雙絞線電纜(芯線 23AGW,相當于 0.5733mm)可以支持 500 MHz,接近7類標準600 MHz,支持IEEE802.3an 2.3版本中的10G 以太網(wǎng)應用。
LANmark-OF 光纜系列可以支持各種應用,例如:
按光纜結(jié)構(gòu)分:
室內(nèi)緊緩沖層標準型 TB 光纜,適用于水平和豎井。
室外松管鎧裝標準型 UC 光纜,適用于直埋和管道。
室內(nèi) / 外松管通用型 UG 光纜,適用于水平、豎井和管道。
室內(nèi)緊緩沖層加強型 TBW+ 光纜,適用于水平和豎井。
室內(nèi)/外松管加強型UG+光纜,適用于水平、豎井和管道。
按光纖類型分,在不同應用時的傳輸距離如表 1 所示。
采用單模光纖OSI 9/125μm應用協(xié)議10Gbit/s時,1310nm波長的傳輸距離為 1 0 k m;1 5 5 0 n m 波長的傳輸距離為40km。采用 G652D 零水峰單模光纖 9/125μm應用協(xié)議10Gbit/s時,衰減值分別為:≤0.35dB/km(1310nm)、≤0.28dB/km(1383nm)、 ≤0.21dB/km(1550nm)、≤ 0.22dB/km(1625nm)。截止波長為1180~1330nm。
康普公司的 S Y S T I M A X G i g aS P E E D X 1 0 D 能在 U T P 系統(tǒng)上支持10Gbps 的速率,能滿足核心層交換機到交換機的主干高帶寬需求,以及邊緣層交換機到服務器的水平連接需求,同時對于存儲區(qū)域網(wǎng)絡 / 網(wǎng)絡附加存儲配置(SAN/NAS)提供冗余支持。針對數(shù)據(jù)中心的纜線安裝條件,該系統(tǒng)還支持 100m6個連接點的信道條件下通過6包1電纜的 ANEXT 性能測試,具有較好的性能指標。
西蒙公司的 CAT6+電纜,無論是UTP或FTP均能在100m的距離上支持萬兆應用。在采用光纖傳輸萬兆應用時,推薦采用 50μm 的激光優(yōu)化多模光纖(OM3)支持 300m 萬兆傳輸,或采用 50μm 的標準多模光纖(OM2)支持 58m 的萬兆傳輸。單模光纖也有被用于數(shù)據(jù)中心的,但相應的光纖網(wǎng)絡設備的成本較高,前些時IEEE已成立了專門的工作組以評估在單模光纖上傳輸100Gbps 的可行性。因此,考慮到今后的發(fā)展,在數(shù)據(jù)中心布線中采用一些單模零水峰光纖,也有可取之處。
德特威勒公司推薦采用 CAT6、CAT6+或 CAT7 UTP 或FTP,保證千兆,也可發(fā)展萬兆;同時推薦采用 OM3 萬兆多模光纖(50μm)或 OM2 千兆多模光纖(50μm),在主配線區(qū)域(MDA)推薦采用 OSI 單模零水峰光纖。必要時,也可采用同一護套電纜內(nèi)包含不同種類纖芯的產(chǎn)品。
由于資料掌握不多,很難全面介紹產(chǎn)品,盡管存在片面性,但為了說明問題,還是列舉了一些情況供大家參改。希望大家在進行工程設計時,一定要對產(chǎn)品進行深入調(diào)研,全面掌握情況后,再做客觀的評價和決斷。
綜上所述,可見綜合布線的發(fā)展速度已高于網(wǎng)絡設備,例如:康寧的銅纜能支持 1200MHz,已高出 7 類標準 600MHz 的一倍,但網(wǎng)絡設備還僅能支持萬兆,或最多 10 萬兆。
目前,正在投入商用的計算機網(wǎng)絡協(xié)議主要有:
銅纜:百兆以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、萬兆以太網(wǎng)。
光纜:百兆以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、萬兆以太網(wǎng),以及即將
投入規(guī)模應用的 4 萬兆和 10 萬兆以太網(wǎng)。
如此的局面我想不會太久,更高的商用計算機網(wǎng)絡協(xié)議也會應運而生,這是不足為奇的,只有相互促進,才能使網(wǎng)絡向更高的層次發(fā)展,我們應該有這樣的見識。
隨著電信網(wǎng)的發(fā)展,使光纜越來越接近用戶,綜合布線及網(wǎng)絡設備的承載能力越來越提高,銅纜可支持萬兆,光纜可支持 10 萬兆,相應的以太網(wǎng)協(xié)議也逐步配套,這是網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。綜合布線作為電信網(wǎng)的重要組成部分,應該與之相適應,且還應與網(wǎng)絡設備的產(chǎn)品進展相協(xié)調(diào),使設計方案既符合發(fā)展需要,又不脫離實際的可能,成為優(yōu)化而可行的方案。謝謝閱讀,希望能幫到大家,請繼續(xù)關注腳本之家,我們會努力分享更多優(yōu)秀的文章。
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