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綜合布線的設計與思考

時間:2013-08-21 16:15:12來源:傳動網(wǎng)

導語:?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。

1概述

眾所周知:綜合布線是樓宇局域網(wǎng)的最后100m布線,園(社)區(qū)綜合網(wǎng)絡的最后2km布線計算機數(shù)據(jù)中心機房的內(nèi)部布線等幾種布線的統(tǒng)稱。處在不同位置的布線,應按照其用途和相應的傳輸指標計算布線允許敷設的長度。無論綜合布線用在什么位置,都屬于城市電信網(wǎng)的延伸和重要組成部分。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。

2電信網(wǎng)的發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的電信網(wǎng)以話音通信為主,有少量的數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)、幀中繼(FR)等點對點低速率數(shù)據(jù)通信,開始僅限于一個話路的帶寬64kbps以內(nèi)。在90年代初,我國借助國外的經(jīng)驗,引進綜合布線及以太網(wǎng)等網(wǎng)絡通信技術,并相應制訂了我國的標準規(guī)范,積極推廣應用,使電信網(wǎng)得到長足進步。僅用10幾年時間,網(wǎng)絡通信技術已從10兆、100兆、千兆發(fā)展到萬兆級,甚至10萬兆級的網(wǎng)絡也即將投入規(guī)模應用。

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。

2.1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?,F(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:

綜合布線的設計與思考

EPON/GPON的組網(wǎng)特點:

●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。

●EPON可提供上行、下行對稱速率1.25Gbps。

●GPON可提供上行155Mbps、622Mbps、1.24Gbps或2.48Gbps;下行1.24Gbps或2.48Gbps。

●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)。

●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。

●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。

●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37km。

2.2FTTH(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FTTH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。

2)銅是戰(zhàn)略物資,應用受控。

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。

2.3舉例說明FTTH的建設方案

2005年4月開始武漢電信已在紫菘花園揭開了FTTH的商用序幕,以后相繼建設了武漢創(chuàng)業(yè)街、武漢當代國際花園等社區(qū)的綜合應用的網(wǎng)絡。

武漢電信建設的FTTH網(wǎng)絡拓撲結(jié)構示意圖如圖2所示。

綜合布線的設計與思考

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

武漢電信建議的FTTH網(wǎng)絡的特點:

●社區(qū)內(nèi)三網(wǎng)合一,能同時提供電話、IP(含IPTV)、CATV等服務。三網(wǎng)合一技術上先進、經(jīng)濟上合理,但在管理上尚存在一些問題。例如:CATV屬廣電總局管理,而FTTH屬電信部門管理,協(xié)調(diào)處理好雙方的關系將是取得雙贏的關鍵。

●采用武漢烽火通信的國產(chǎn)設備,具有價格優(yōu)勢。

局端機EPONOLTAN5116-02型,放置于局端機房內(nèi)。

用戶端機ONUAN5006-04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)。

3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:

3.1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。

3.2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。

3.3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。

4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;IDC模塊采用線對間90o轉(zhuǎn)向端接、本線對簧片交叉,以及增加補償電路等措施后,可以支持625MHz的7類標準應用(7類標準為600MHz)。

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/FTP1200/22型電纜(芯線22AGW,相當于0.6438mm)可以支持1200MHz,比7類標準600MHz高出一倍。

S/FTP800/23型電纜(芯線23AGW,相當于0.5733mm)可以支持800MHz,高于7類標準。

S/FTP450/23型電纜(護套采用鋁箔,芯線23AGW,相當于0.5733mm)可以支持450MHz,高于6類標準250MHz,低于7類標準600MHz。

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-7cat.7S/FTP4對7類全屏蔽雙絞線電纜(芯線23AGW,相當于0.5733)可以支持1000MHz,高于7類標準600MHz,有很大的冗余度和發(fā)展?jié)摿ΑH绻糜贑ATV有線電視的傳輸,可以支持1000MHz,覆蓋所有的電視頻道,尚有進一步擴展的潛能。

LANmark-610GF1/UTP4對超6類10G屏蔽雙絞線電纜(芯線23AGW,相當于0.5733mm)可以支持500MHz,接近7類標準600MHz,支持IEEE802.3an草案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。

采用單模光纖OSI9/125μm應用協(xié)議10Gbit/s時,1310nm波長的傳輸距離為10km;1550nm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SYSTIMAXGigaSPEEDX10D能在UTP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CAT7UTP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。

5結(jié)束語

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。

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