1.3 网络综合布线的相关标准
一些曾经做过网络工程的技术人员认为,综合布线系统工程与安装多媒体教室之类的工作一样,依靠经验就可以很好地完成。而事实上,综合布线系统工程是依靠执行布线标准来保证综合布线系统工程的先进性、实用性、灵活性、开放性及可维护性的。
1.3.1 制定布线标准的组织机构
网络综合布线这一概念从提出到现在已经普遍被应用,其中许多技术也已走向成熟,这得益于国内外标准化组织的积极参与,如ANSI/TIA/EIA、ISO/IEC等都是长期以来从事计算机通信网络及综合布线系统标准开发和颁布的组织机构。
1.国际标准化组织(ISO)
国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)是一个非官方的国际性标准制定机构,1947年成立于瑞士日内瓦,其官方网址为http://www.iso.ch。ISO的组织机构包括全体大会、主要官员、成员团体、通信成员、捐助成员、政策发展委员会、理事会、ISO中央秘书处、特别咨询组、技术管理局、标准委员会、技术咨询组和技术委员会等。目前有近百个成员国,中国是该组织的创始国之一,现在,我国的国家标准局代表中国参加该组织。
国际标准化组织主要致力于促进知识、科学、技术和经济活动等方面的标准开发,所涉及的内容之广泛是其他组织无法相比的。ISO所制定的国际标准涉及各行各业,其技术工作是高度分散的,分别由2700多个技术委员会(TC)、分技术委员会(SC)和工作组(WG)承担。在这些委员会中,世界范围内的工业界代表、研究机构、政府权威、消费团体和国际组织都作为对等合作者共同讨论全球的标准化问题。在综合布线方面,主要由IEC(国际电工委员会)和ITU(国际通信联盟)于1995年7月共同颁布了著名的ISO/IEC 11801:1995《信息技术——用户建筑物综合布线》的标准。2002年8月通过了ISO/IEC 11801:2002(第2版),定义了6类和7类缆线标准,同时将多模光纤分为OM1、OM2和OM3三类,其中,OM1指传统的62.5μm多模光纤,OM2指传统的50μm多模光纤,OM3是指万兆位光纤,能在300m距离内支持10Gbit/s数据传输。2017年11月21日,正式发布国际标准ISO/IEC 11801:2017。该标准分为6个部分,是信息技术设备互连通用布缆系统领域的重要基础性标准,由ISO/IEC JTC 1/SC 25(国际标准化组织/国际电工委员会第1联合技术委员会第25分技术委员会)组织制定。这些标准的颁布和实施给综合布线技术带来了革命性的改变。
2.美国国家标准学会(ANSI)
ANSI(American National Standard Institute)是美国国家标准学会的英文缩写,这是一家私有的非营利成员组织,由5家工程学会和3家美国政府机构于1918年创立的,主要从事对各种标准的制定,其成员包括约1400家私人公司和政府机构及国际会员。其官方网址为http://www.ansi.org。
ANSI协调并指导全美国的标准化活动,给标准制定、研究和使用单位以帮助,提供国内外标准化情报,同时又起到行政管理机关的作用。通过ANSI,使政府有关系统和民间系统相互配合,起到了政府和民间标准化系统之间的桥梁作用。ANSI是ISO的创始成员,同时既是ISO管理委员会5家永久会员之一,也是ISO技术管理委员会的4家永久会员之一,其与TIA/EIA共同颁布的商用建筑物通信布线标准及其TSB系列综合布线系统是权威标准之一,对计算机技术、通信网络技术等的发展起到了重要作用。
3.通信工业协会/电子工业协会(TIA/EIA)
通信工业协会/电子工业协会的官方网址分别为http://www.eia.org和http://tiaonline.org。实际上,TIA/EIA是两个不同的机构。前者是通信工业协会(Telecommunication Industry Association)的英文缩写,后者是电子工业协会(Electronic Industry Alliance)的英文缩写。EIA创建于1924年,当时名为无线电制造商协会(Radio Manufacturers Association,RMA),总部设在弗吉尼亚的阿灵顿。EIA制定了许多有名的标准,主要涉及ISO/OSI-RM的物理层标准。
1991年,TIA/EIA的专家们合作颁布了一个叫TIA/EIA 568-A商用建筑物通信布线标准的权威行业标准,并不断对其进行改进,其中包括更高级的布线规格、模块化插座的测试要求等。这便是所谓的通信系统公报。1999年发布了一个增补版,命名为TIA/EIA 568-A 5,并推荐了5e类、6类双绞线的相关内容,2000年,TIA/EIA 568-B标准出现,新版标准TIA/EIA 568-C也已正式发布。TIA/EIA 568-C分为C.0、C.1、C.2和C.3共4个部分,C.0为用户建筑物通用布线标准,C.1为商用楼宇电信布线标准,C.2为平衡双绞线电信布线和连接硬件标准,C.3为光纤布线和连接硬件标准,这些标准成为综合布线技术发展的重要参考。
4.国际电工委员会(IEC)
IEC(International Electro technical Commission)是国际电工委员会的缩写。这是一家成立于1906年的国际电工专门组织,主要颁布与电子电气相关的技术标准,促进国际合作。在综合布线系统方面,1995年,与ISO合作开发了ISO/IEC 11801:1995《信息技术——用户建筑物综合布线》的国际布线标准,同样成为综合布线系统技术中的重要参考,其官方网址为http://www.iec.ch。
5.电子电气工程师学会(IEEE)
IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)是电子电气工程师学会的英文缩写。该学会成立于1963年,由美国电气工程师学会和无线电工程师学会合并组成。其官方网址为http://www.ieee.org。
IEEE是美国规模最大的制定标准的专业学会。它由大约十七万名从事电气工程、电子和有关领域的专业人员组成,分设10个地区和206个地方分会,设有31个技术委员会。这是一家非营利性的国际性权威机构,负责全球约30%的电气机械、计算机、通信和控制领域的技术文献,并开发了800多项的国际标准。IEEE制定的标准主要有电气与电子设备、试验方法、元器件、符号、定义及测试方法等。其中,最引人注目的成就之一是通过802方案对LAN和城域网MAN进行的标准化。802方案含局域网和城域网方面近百个单独的规范,符合IEEE的LAN包括以太网(IEEE 802.3)和令牌环网(802.5),802系列标准和所有规范限于物理层和数据链路层。IEEE的802参考模型实际上将ISO/OSI-RM的数据链路层分成了两个独立的部分:媒体访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)。MAC子层负责通过传输媒体物理地发送和接收数据,而LLC是能够提供数据帧的可靠传输的部分。IEEE 802.3ab定义了1000Base的Ethernet,IEEE 802.8定义了光纤技术,IEEE 802.11定义了无线局域网等。
6.国际通信联盟(ITU)
ITU(International Telecommunications Union)是国际通信联盟的缩写。为适应电信科学技术发展的需要,国际电报联盟成立后,相继成立了3个咨询委员会,其官方网址为http://www.itu.int。1924年在巴黎成立了国际电话咨询委员会(CCIF),1925年在巴黎成立了国际电报咨询委员会(CCIT),1927在华盛顿成立了国际无线电咨询委员会(CCIR)。这三个咨询委员会都召开了不少会议,解决了许多问题。1956年,国际电话咨询委员会和国际电报咨询委员会合并成为国际电报电话咨询委员会,即CCITT。1972年12月,国际电信联盟在日内瓦召开全权代表大会,通过了国际电信联盟的改革方案,国际电信联盟的实质性工作由国际电信联盟标准化部门(ITU-T)、国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)和国际电信联盟电信发展部门(ITU-D)三大部门承担。其中,ITU-T由原来的国际电报电话咨询委员会(CCITT)和国际无线电咨询委员会(CCIR)的标准化工作部门合并而成,主要职责是完成国际电信联盟有关电信标准化的制定,使全世界的电信标准化。
ITU主要致力于通信领域中各种行业标准开发,由于计算机网络与通信技术的结合越来越紧密,ITU的标准也常常用于计算机通信、网络布线等方面,著名的CCITT建议书等就是由该组织提出的,并对促进通信技术的发展起到了积极的推动作用。
我国于1920年加入国际电报联盟,1932年派代表参加了马德里国际电信联盟全权代表大会,1947年在美国大西洋城召开的全权代表大会上被选为行政理事会的理事国和国际频率登记委员会委员。中华人民共和国成立后,我国的合法席位曾一度被非法剥夺。1972年5月30日,在国际电信联盟第27届行政理事会上,正式恢复了我国在国际电信联盟的合法权利和席位,我国开始积极参加国际电信联盟的各项活动。
7.欧洲标准化委员会(CENELEC)
CENELEC是欧洲标准化委员会的缩写。这是一个立足欧洲,面向全球的国际性标准机构,它在计算机网络及综合布线系统方面的主要贡献是积极参与了千兆位网络标准及6类、7类综合布线系统标准的制定工作。1995年7月,制定了综合布线的欧洲标准(EN 50173),该标准在2002年进行了进一步的修订。
8.中国国家标准化管理委员会(SAC)
中国国家标准化管理委员会是国务院授权履行行政管理职能,统一管理全国标准化工作的主管机构。国家标准化管理委员会的英文名称是Standardization Administration of the People's Republic of China,简称SAC。国务院有关行政主管部门和有关行业协会也设有标准化管理机构,分别管理本部门本行业的标准化工作,所颁布的标准具有法律效力。其颁布的《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016、《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2016作为国家标准,由中华人民共和国住房和城乡建设部发布实施。
1.3.2 综合布线系统标准概要
综合布线系统是随着社会信息化建设而兴起的。随着智能建筑的发展,对布线技术的要求越来越高,从而丰富了我国综合布线系统工程的建设标准。
目前,综合布线工程标准主要涉及办公楼布线系统、工业建筑布线系统、住宅建筑布线系统和数据中心布线系统四种建筑类型。国外标准包括国际标准ISO/IEC 11801相关系列标准、欧洲标准《信息系统通用布线标准》EN 50173及EN 50174系列标准、北美标准《商用建筑物通信布线标准》TIA 568系列标准等。中国标准包括全国信息技术标准化技术委员会编制的国家标准、住房和城乡建设部发布的工程建设国家标准(如《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016、《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2016、《数据中心设计规范》GB 50174—2017等),以及住房和城乡建设部、工业和信息化部发布的行业标准。还有与综合布线工程应用相关的其他标准及相关图集。表1.1是与综合布线系统相关的一些主要标准,这些也是综合布线系统工程方案中引用最多的标准。在实际工程项目中,虽然并不需要涉及所有的标准和规范,但作为综合布线系统工程的设计人员,在进行综合布线系统方案设计时应遵守综合布线系统性能、工程设计标准;综合布线施工工程应遵守布线测试、安装、管理标准,以及防火、防雷接地标准等。
表1.1 与综合布线系统工程相关的一些主要标准
续表
1.国际布线标准
国际标准ISO/IEC 11801的全称是《信息技术——用户基础设施结构化布线》,是由国际标准化组织ISO/IEC JTC 1/SC25委员会负责编写和修订的。该标准描述了如何设计一种针对多种网络应用(如模拟和ISDN技术,多种网络传输协议,如10Base-T、100Base-T、1000Base-T、1000Base-SR等)的通用结构化布线,也可用于控制系统、工业自动化等应用。双绞线及光缆布线的性能等级和传输距离等都在该标准中有明确的阐述。
ISO/IEC 11801第一版于1995年正式公布,历经2个版本的修订后,于2017年11月形成了第3版,即《信息技术——用户建筑物通用布缆》ISO/IEC 11801:2017。该版本将原先分散的多份结构化布线标准,包含ISO/IEC 24702工业部分、ISO/IEC 15018家用布线、ISO/IEC 24764数据中心整合成一部完整的、通用的结构化布线标准,同时新加入了针对无线网、楼宇自控、物联网等楼宇内公共设施结构化布线设计。按照具体应用场景,ISO/IEC 11801:2017由6个部分组成,如表1.2所示,内容涵盖办公场所、工业建筑群、住宅、数据中心、分布式楼宇设施等不同类型,支持包括语音、数据、视频和供电等应用。
表1.2 ISO/IEC 11801:2017布线标准概要
该标准定义了100Ω平衡四对双绞线的链路及信道传输等级,包含以下等级。
Class A:支持带宽到100kHz的链路及信道。
Class B:支持带宽到1MHz的链路及信道。
Class C:支持带宽到16MHz的链路及信道。
Class D:支持带宽到100MHz的链路及信道。
Class E:支持带宽到250MHz的链路及信道。
Class EA:支持带宽到500MHz的链路及信道。
Class F:支持带宽到600MHz的链路及信道。
Class FA:支持带宽到1000MHz的链路及信道。
Class I:支持带宽到2000MHz的链路及信道(仅在30m范围内有效)。
Class II:支持带宽到2000MHz的链路及信道(仅在30m范围内有效)。
以上所描述的链路及信道等级的组成可以由相应等级的双绞线和连接器组成,所描述的双绞线和连接器标准可参照IEC 60603-7连接器标准和IEC 61156双绞线标准,对应的等级如下。
Category 1:支持带宽到100kHz的缆线及连接器。
Category 2:支持带宽到1MHz的缆线及连接器。
Category 3(3类):支持带宽到16MHz的缆线及连接器。
Category 5(也常称Category 5e,超5类):支持带宽到100MHz的缆线及连接器。
Category 6(6类):支持带宽到250MHz的缆线及连接器。
Category 6A(超6类):支持带宽到500MHz的缆线及连接器。
Category 7(7类):支持带宽到600MHz的缆线及连接器。
Category 7A(超7类):支持带宽到1000MHz的缆线及连接器。
Category 8(草案):30m范围内支持带宽到2000MHz的缆线及连接器。
注意:Category 8.1及Category 8.2都称为8类,均能在30m信道长度内支持2000MHz传输。当信道长度范围在30~100m时,Category 8.1对应的性能与Category 6A类似,Category 8.2对应的性能与Category 7A类似。
该版本标准同时定义了如下多个光纤光缆等级。
OM1多模光缆:多模光纤类型62.5μm,在850nm支持模态带宽200MHz·km。
OM2多模光缆:多模光纤类型50μm,在850nm支持模态带宽500MHz·km。
OM3多模光缆:多模光纤类型50μm,在850nm支持模态带宽2000MHz·km。
OM4多模光缆:多模光纤类型50μm,在850nm支持模态带宽4700MHz·km。
OS1单模光缆:单模光纤类型9μm,支持衰减1dB/km。
OS2单模光缆:单模光纤类型9μm,支持衰减0.4dB/km。
2.国家布线标准
我国于2012年年初启动修编《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,历经四年多时间,2016年8月26日由国家住房和城乡建设部正式发布,2017年4月1日起实施。其中,《综合布线系统工程设计规范》是以建筑群与建筑物为主要对象,以近年主流的铜缆布线、单模、多模光纤应用技术为主的,从配线的角度结合建筑及信息通信业务的需求,为各类业务提供安全、高速、可维护的传输通道,以布线工程设计为主题,侧重于应用。《综合布线系统工程验收规范》既为保证工程质量提供统一的测试验收标准,也为施工企业制定布线操作规程,更为工程监理公司掌握和控制工程质量提出实际要求与规定。
新版国家综合布线系统工程标准修订的内容主要包括两方面:一是对建筑群与建筑物综合布线系统及通信基础设施工程的技术要求进行了修订完善;二是增加光纤到用户单元通信设施工程设计和验收要求,并新增强制性条文。
新版国家布线标准的主要内容和特点体现在以下几个方面。
1)同步国际、国家新标准
新版布线国家标准GB 50311—2016、GB/T 50312—2016与最新版国际标准ISO 11801和地区标准TIA 568、EN 50173接轨,在设计理念、系统构成、系统指标、测试方法等诸多方面都符合最新国际标准的相关规定,对我国布线标准缺失的部分进行了修订和完善,对工业环境布线、开放性办公环境布线等内容进行了补充。同时,这两个标准还结合我国相关国家标准、行业标准的技术要求,与同时启动的国家标准,如《数据中心设计规范》GB 50174—2017、《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程设计规范》GB 50846—2012、《住宅区和住宅建筑内光纤到户通信设施工程施工及验收规范》GB 50847—2012等,就布线、光纤宽带接入等内容进行了协调与统一。整体来说,GB 50311—2016、GB/T 50312—2016标准涵盖了布线系统安装设计、测试验收的全部内容,具有很强的适用性和实用性。
2)更新完善布线系统分级等技术规范
根据布线技术的发展,新版布线国家标准进行了更新与补充,主要包括以下几个方面。
(1)更新了系统分级、组成、应用、产品类别及相关技术指标。在系统设计部分,参照国际标准ISO 11801补充电缆布线系统EA/FA等级与类别,以及光纤布线系统的分级及构成。
(2)详细规定了平衡电缆布线系统3类~7A类、光纤系统OM1~OM4、OS1~OS2等技术指标及工程建设要求。
(3)修订屏蔽布线系统的选用原则与设计要点,提出了建筑物在不同的使用场合和选择不同等级的应用时产品组合的具体要求。
(4)规定布线各子系统的缆线长度限值,以及在各种网络应用中所能支持的传输距离。
(5)参照建筑电气等国家标准对安装设计的内容进行了完善,提出了14类建筑物的个性化系统配置方案,以满足不同类型建筑物的功能及设备安装工艺要求。
(6)补充修订了开放型办公室布线系统和工业环境布线系统的具体内容。
3)更加贴近布线工程实际
在《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016中的系统配置设计部分,将布线设施与安装场地分开描述,即从工作区、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、入口设施、管理6方面分别描述,对安装场地面积和安装工艺要求则在其他章节描述,更加贴近了布线工程的实际情况。
针对管理系统,提出了管理的等级、内容及要求,以适应智能配线系统的应用要求。
结合民用建筑电气设计规范等相关标准,完善了工作区、电信间、设备间和进线间的设置工艺要求,使布线系统的安装工艺要求更加完善。提出进线间的面积不宜小于10平方米的要求,以满足多家电信业务经营者接入的需求。
在电气防护及接地部分,提供了综合布线与电力线、电气设备及其他建筑物管线的间距要求,提出了接地指标与接地导体的要求。
在防火部分,根据国家标准补充了缆线燃烧性能分级及相应的实验方法和依据标准。
4)新增光纤到用户单元内容
为响应国家“宽带中国”和“互联网+”战略措施,推进光纤到户工程建设和规范工程建设,在《综合布线系统工程设计规范》GB 50311—2016中新增《第四章 光纤到用户单元通信设施》,主要内容包括用户接入点设置、地下通信管道设计、配置原则、缆线与配线设备的选择、传输指标等。
在《综合布线系统工程验收规范》GB/T 50312—2016的相关部分增加了光纤到用户单元通信设施工程的测试及验收要求。
光纤到用户单元的规定对多家电信业务经营者平等接入和通信基础设施同步建设提出严格要求,有助于宽带网络战略措施落地,规范了市场竞争,保障了用户权益,具有较强的创新性,填补了国内外光纤到户领域标准的空白。