任务1.2 了解综合布线技术

自1984年美国首次出现智能大厦后，智能大厦以其安全、高效、自动、舒适和灵活的特点，在世界各地蓬勃兴起。但传统的布线系统无法满足智能大厦所要求的综合、便利、经济、灵活、共享等功能特征需求，人们迫切需要开放的、系统化的布线方案。20世纪80年代末期，美国AT&T公司贝尔实验室首先推出了结构化布线系统（Structured Cabling System，SCS），其代表产品是SYSTIMAXPDS（建筑与建筑群综合布线系统）。20世纪90年代，综合布线系统得到了迅速发展和广泛应用。

1.2.1 综合布线系统

1. 综合布线系统的概念

综合布线系统（Premises Distribution System，PDS），是建筑物与建筑群综合布线系统的简称，它是指建筑物内或建筑群体中的信息传输媒介系统，它将相同或相似的缆线（如双绞线、同轴电缆或光缆）、连接硬件按一定的关系和通用秩序组合，设计成一个具有可扩展性的柔性整体，构成一套标准规范的信息传输系统。综合布线系统的示意图如图1-2所示。

2. 综合布线系统的特点

综合布线系统是目前国内外推广使用的比较先进的信息传输布线方式。它是一套完整的系统工程，包括传输媒介（双绞线、铜线及光纤）、连接硬件（包括跳线架、模块化插座、适配器、工具等），以及安装、维护管理和工程服务等。

综合布线系统采用计算机网络星形拓扑结构，采用易于扩展、管理和维护的模块化结构设计，使用标准配线系统和统一的信息插座，能兼容不同厂商的设备，连接不同类型的设备，从而使系统结构更加简单，总体费用减少。还可依据用户的应用需求进行转换和调整。

3. 综合布线的发展

综合布线系统的发展首先得益于智能建筑（智能大厦）的出现和发展，20世纪50年代，经济发达的国家在城市中兴建新式大型高层建筑，为了增加和提高建筑的使用功能和服务水平，首先提出楼宇自动化的要求，在房屋建筑内装有各种仪表、控制装置和信号显示等设备，并采用集中控制、监视，且便于运行操作和维护管理。因此，这些设备都需分别设置独立的传输线路，将分散在建筑内的设备相连，组成各自独立的集中监控系统，这种线路一般称为专业布线系统。这些系统基本采用人工手动或初步的自动控制方式，科技水平较低，所需的设备和器材品种繁多而复杂，线路数量很多，平均长度也长，不但增加了工程造价，而且不利于施工和维护。

20世纪80年代以来，随着科学技术的不断发展，尤其是通信、计算机网络、控制和图形显示技术的相互融合和发展，高层房屋建筑服务功能的增加和客观要求的提高，传统的专业布线系统已经不能满足需要。为此，发达国家开始研究和推出综合布线系统，20世纪80年代后期综合布线系统逐步引入我国。近几年来，随着国民经济持续高速发展，城市中各种新型高层建筑和现代化公共建筑不断建成，尤其是作为信息化社会象征之一的智能化建筑中的综合布线系统，已成为现代化建筑工程中的热门话题，也是建筑工程和通信工程中设计和施工相互结合的一项十分重要的内容。

目前，综合布线系统一般是以通信自动化（Communication Automation，CA）为主的结构化布线系统。随着科学技术的发展，综合布线系统的内容和工程会逐步提高和完善，形成能真正充分满足智能化建筑需求的综合应用系统。

1.2.2 综合布线系统的优势

综合布线系统（PDS）是信息技术和信息产业高速大规模发展的产物，是布线系统的一项重大革新，它和传统布线比较，具有明显的优越性，具体表现在兼容性好、灵活性高、维护管理方便、技术合理、投资性价比高、使用周期长等方面。

综合布线系统与传统布线系统的比较如表1-1所示。

近10年来，城市建设及工业企业的通信事业发展得很快，现代化的智能楼、商住楼、办公楼、综合楼已成为城市建设的发展趋势。随着技术的发展，将所有电话、数据、图文、图像及多媒体设备的布线组合在一套标准的布线系统上，并且将各种设备终端接头插入标准的插座内已是可能之事。世界各国的建筑物布线系统就以这样的布线综合所有电话、数据、图文、图像及多媒体设备于一个综合布线系统中，当终端设备的位置需要变动时，只需将接头拔起，然后插入到新地点的插座中，再做一些简单的跳线，这项工作就完成了，而不需要再布放新的电缆及安装新的插孔。

综合布线系统以一套单一的配线系统，综合几个通信网络，可以协助解决所面临的有关电话、数据、图文、图像及多媒体设备配线上的不便，为实现综合业务数字网络（ISDN）打下基础，成为智能建筑不可或缺的构成要素。

1.2.3 综合布线技术进展

伴随着电子技术、计算机技术、通信技术等信息技术的发展，综合布线技术近些年来也得到了长足的发展。除了在材质、材料、工艺方面的改进外，综合布线技术在性能、标准等方面也取得了较大的变化。

新的结构化综合布线系统标准的制定，对于综合布线系统及网络发展有着深刻的影响，对于业界与工程技术人员而言，及时了解综合布线系统标准的动态变更，对布线新产品的开发至关重要。对于最终的用户而言，了解综合布线系统标准的发展，对保护自己的投资也十分重要。

1. 综合布线标准发展动态

尽管目前的网络应用大多考虑在现行超5类系统或6类系统，但随着通信技术的快速发展，许多新的电缆开发出来，国际标准化委员会（ISO/IEC）、欧洲标准化委员会（CELENEC）和北美的工业技术标准化委员会（TIA/EIA）都介入新标准的制定，因此，对Cat5、Cat5 e、Cat6、Cat7类标准的概念在业内也存在一定程度的差异。

ISO/IEC 11801的修订稿于1999年颁布，该稿对链路定义进行了修正。ISO/IEC认为以往的链路定义应该被永久链路和通道定义所取代；此外，对永久链路和通道的等效远端串音（ELFEXT）、综合近端串音、传输延迟进行了规定，提高了近端串音等参数的指标。2002年，ISO/IEC推出第2版ISO/IEC 11801规范，把Cat5/ClassD的系统按照Cat5e重新加以定义，以确保所有的Cat5/ClassD均可运行吉比特以太网。更为重要的是，Cat6/ClassE和Cat7/ClassF类链接在这一版的规范中进行了定义。布线系统的电磁兼容性（EMC）问题也在新版的ISO/IEC 11801中有了明确的规定。

CELENEC EN50173（欧洲标准）与ISO/IEC 11801标准是一致的。但是，EN50173要比ISO/IEC 11801更为严格。CELENEC也发表了EN50173的修订稿和第2版EN50173。

2. 10Gb铜缆技术

目前已出现10吉比特铜缆以太网（10GBase-T）。对用户而言，要使其综合布线系统的性能可支持未来发展，支持10GBase-T标准有重要意义。

10GBase-T铜缆以太网技术标准的目标是用3倍的低成本，实现10倍的高性能。即以目前使用的最先进的吉比特以太网技术的3倍成本，实现提高10倍的性能。结论是：7类布线系统可在100MB信道上支持10GBase-T，而6类非屏蔽布线系统可在55MB信道上支持10吉比特以太网。对于大范围实施10吉比特以太网，利用光纤传输解决方案成本仍然很高，开发和应用铜缆解决方案是降低成本的一种选择。

新的高速宽带服务及更高速以太网标准正在被采纳和应用，吉比特以太网或10吉比特以太网为网际协议（IP）或高端IP服务，如VOIP、IP电话会议和视频会议及安全技术的普遍应用提供了良好环境。语音、数据和初步网络正逐步集成在同一套网络基础设施之上，即“三网合一”。对于服务的可靠性和网络服务质量（QoS）的需求也日益加强。一个可靠、高性能的综合布线系统为用户增加生产力和降低成本十分重要。

3. 光纤布线技术

以10吉比特为代表的新型高速宽带服务对于光纤系统提出了新要求，传统的多模光纤只能在几十米的距离支持10 吉比特传输。目前业界已经推出一系列光纤设计和测试标准，如IEC-60793-2-10和TIA-492AAAC、TIA/EIA455-220等。为配合针对10 吉比特应用而采用了新型光信号收发器件，ISO/IEC11801 也制定了新的多模光纤标准等级，即OM3 类别，于2002年9月正式颁布。OM3光纤对LED和激光器两种带宽模式进行了优化。采用新标准的光纤布线系统能在多模方式下至少支持10 吉比特传输至300m，在单模方式下达到10km以上（对1550nm波长则支持高达40km的传输距离）。目前，新的多模光纤标准等级已上升为OM4，性能更加优越。

对新的光纤连接器件也提出了新的要求，连接头端面的几何形状设计（包括弯曲半径、顶点偏移和球形切口）直接影响激光能量的反射，加工工艺精度直接关系到避免链路性能下降及收发器的损坏。另外，小型化光纤连接器（SFF）的使用，也改善了传输光纤接口的人性化界面。

4. 高带宽IP应用集成布线

现今网络已走向集中化，数据、语音和视频在单一介质上的传输可节省巨大的费用。基于7类/F级标准开发的STP布线系统，设计为可在一个连接器和单根电缆中同时传送独立的视频、语音和数据信号，甚至支持在单对电缆上传送全带宽的模拟视频（通常为870MHz），并且在同一护套内的其他双绞线对上同时进行语音和数据的实时传输。

安全防护方面，传统的安全系统已不能满足快速的增长需求。现在大多数安防系统要求有一个专门的网络与数据网络实现分离。由于对安全性的更高要求，这些旧系统改造起来费用大，也不能满足新需求。安全防护系统所需要的是一个有可编址元件的动态系统，能传送高质量影像、语音和数据，并使用与现在数据系统一样的网络。为满足这种需要，新安全系统是基于IP的，每一个安保设备（如视网膜扫描器、x射线等）都成为数据网络上可设地址的节点。这些新的高级安防系统在同一个平台上集成语音、数据和视频。市场对安全性的强调是驱动10吉比特、高带宽服务的主要驱动之一。

7类/F级标准定义的传输介质是线对屏蔽（也称全屏蔽）的STP线缆。它在传统护套内加裹金属屏蔽层/网的基础上，又增加了每个双绞线对的单独屏蔽。7类/F级线缆的特殊屏蔽结构保证了既能有效隔离外界的电磁干扰和内部向外的辐射，又可以大幅度削弱护套内部相邻线对间的信号耦合串音，从而在获得高带宽传输性能保障的同时，增加了并行传输多种类型信号的能力。

7类/F级STP布线系统可采用两种模块化接口方式：一种是传统的RJ型接口，其优点是机械上能兼容低级别的设备，但由于受其先天结构制约很难达到标准要求的600MHz带宽；另一种则是非RJ型接口，其现场装配很简单，能提供高带宽服务（如西蒙的TERA可提供1.2GHz带宽，是公布的7类/F级标准带宽的两倍），并且已被ISO/IEC 11801认可并批准为7类/F级标准接口。