摘 要 本文簡單介紹了綜合布線的設(shè)計思路。關(guān)鍵詞 電信網(wǎng) 綜合布線 同步發(fā)展 產(chǎn)品進展Abstract The paper introduces the design thoughts ofgeneric cabling briefly Keywords telecommunication network, generic cabling,synchronous development, product evolvement1概述 眾所周知:綜合布線是樓宇局域
摘 要 本文簡單介紹了綜合布線的設(shè)計思路。
關(guān)鍵詞 電信網(wǎng) 綜合布線 同步發(fā)展 產(chǎn)品進展
Abstract The paper introduces the design thoughts ofgeneric cabling briefly.
Keywords telecommunication network, generic cabling,synchronous development, product evolvement
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(luò)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(yīng)按照其用途和相應(yīng)的傳輸指標(biāo)計算布線允許敷設(shè)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(zhǔn)確掌握綜合布線應(yīng)該如何設(shè)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(yīng),綜合布線才能真正發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(luò)通信技術(shù),并相應(yīng)制訂了我國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,積極推廣應(yīng)用,使電信網(wǎng)得到長足進步。僅用 10 幾年時間,網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)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(luò)也即將投入規(guī)模應(yīng)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(guān)的內(nèi)容。
2.1 無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的迅速發(fā)展
目前,無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)正在我國迅速發(fā)展,例如:EPON(以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))、GPON(千兆比無源光網(wǎng)絡(luò))、GEPON(千兆比以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))、APON(ATM 無源光網(wǎng)絡(luò))、BPON(寬帶無源光網(wǎng)絡(luò))等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(shè)備、ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))交接設(shè)備和 ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)用戶端設(shè)備等組成。EPON/GPON 組網(wǎng)方式示意圖如圖 1 所示:
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(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)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(fù)用技術(shù),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(luò) ODN 分支出 32.64 或 128 個光鏈路至對應(yīng)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(yīng)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(luò)支持樹形、星形、總線型、混合型和冗余型等拓撲結(jié)構(gòu)。
● EPON 是基于以太網(wǎng)技術(shù)和 IEEEP802.3ah 的標(biāo)準(zhǔn),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(luò)端(ONU)之間的傳輸距離可達 20km 左右。
● GPON 是基于 ITU-T 標(biāo)準(zhǔn)的 G984.1~G984.5 等版本,是歐洲和北美首選的FTTH(光纖到戶)技術(shù),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(shù)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(dāng)然要考慮投入與產(chǎn)出的關(guān)系,在短期內(nèi)回收成本并盈利是其最終目標(biāo)。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(luò)應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(luò)應(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)方案。例如:在新建的社區(qū)可能會選擇FTTH進行建設(shè),而在原有的社區(qū)很可能會選擇FTTB/N 進行建設(shè)。因此,在進行綜合布線設(shè)計時,應(yīng)對所在地區(qū)的電信環(huán)境做充分的了解,選擇相適應(yīng)的綜合布線建設(shè)方案。
2.3 舉例說明FTTH 的建設(shè)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(shè)了武漢創(chuàng)業(yè)街、武漢當(dāng)代國際花園等社區(qū)的綜合應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)。
武漢電信建設(shè)的 FTTH 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2 所示。
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(luò)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(wù)。三網(wǎng)合一技術(shù)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(guān)系將是取得雙贏的關(guān)鍵。
● 采用武漢烽火通信的國產(chǎn)設(shè)備,具有價格優(yōu)勢。
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)。
3 綜合布線的設(shè)計應(yīng)與電信網(wǎng)的發(fā)展相適應(yīng)
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?,F(xiàn)在將典型的綜合布線設(shè)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(shè)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(yīng)該采用以銅纜為主的設(shè)計方案。當(dāng)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(yīng)了解其近期有無擴建計劃。如果有計劃且能滿足建設(shè)周期的需要,仍然可以按其計劃的進度考慮設(shè)計方案;如果無計劃,則應(yīng)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(dāng)?shù)陌l(fā)展余地。
3.2 園(社)區(qū)綜合網(wǎng)絡(luò)的最后2km 綜合布線設(shè)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(yīng)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(yīng)該采用銅纜為主的設(shè)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(yīng)按園(社)區(qū)的規(guī)模大小進行方案比較,規(guī)模較大時應(yīng)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(yīng)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(yīng)采用光纜的設(shè)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(wù)器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,以及配線設(shè)備之間布線,是設(shè)備之間的重要連接載體。不同的設(shè)備有不同的要求,應(yīng)根據(jù)信息流量的大小配以合適的纜線,才能使網(wǎng)絡(luò)營運處在最佳的狀態(tài),不會由于局部擁塞使網(wǎng)絡(luò)不暢,也不會由于大馬拉小車而造成浪費。
一般情況,應(yīng)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(yīng)用,完全可以滿足網(wǎng)絡(luò)的需要。如果機房周圍存在電磁干擾源,則應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施,干擾嚴(yán)重時應(yīng)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(yīng)采用光纜布線,并設(shè)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(yīng)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(luò)的最后 2km 綜合布線的設(shè)計有相似之處,不再重復(fù)。
4綜合布線產(chǎn)品的最新進展
綜合布線設(shè)計除應(yīng)了解電信網(wǎng)的發(fā)展外,還應(yīng)掌握綜合布線產(chǎn)品的最新進展,這是能否使設(shè)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、本線對簧片交叉,以及增加補償電路等措施后,可以支持 625 MHz 的 7 類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用(7 類標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。例如:
S/FTP 1200/22型電纜(芯線22AGW,相當(dāng)于0.6438mm)可以支持 1200MHz,比 7 類標(biāo)準(zhǔn) 600 MHz 高出一倍。
S/FTP 800/23 型電纜(芯線 23AGW,相當(dāng)于 0.5733mm)可以支持 800 MHz,高于 7 類標(biāo)準(zhǔn)。
S/FTP 450/23 型電纜(護套采用鋁箔,芯線 23AGW,相當(dāng)于 0.5733mm)可以支持450 MHz,高于6類標(biāo)準(zhǔn)250 MHz,低于 7 類標(biāo)準(zhǔn) 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(dāng)于0.5733)可以支持1000 MHz,高于 7 類標(biāo)準(zhǔn) 600 MHz,有很大的冗余度和發(fā)展?jié)摿ΑH绻糜?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(dāng)于 0.5733mm)可以支持 500 MHz,接近7類標(biāo)準(zhǔn)600 MHz,支持IEEE802.3an草案2.3版本中的10G 以太網(wǎng)應(yīng)用。
LANmark-OF 光纜系列可以支持各種應(yīng)用,例如:
按光纜結(jié)構(gòu)分:
室內(nèi)緊緩沖層標(biāo)準(zhǔn)型 TB 光纜,適用于水平和豎井。
室外松管鎧裝標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用時的傳輸距離如表 1 所示。
采用單模光纖OSI 9/125 m應(yīng)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 9/125 m應(yīng)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(wù)器的水平連接需求,同時對于存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) / 網(wǎng)絡(luò)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(biāo)。
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(yīng)用。在采用光纖傳輸萬兆應(yīng)用時,推薦采用 50 m 的激光優(yōu)化多模光纖(OM3)支持 300m 萬兆傳輸,或采用 50 m 的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(50 m)或 OM2 千兆多模光纖(50 m),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(shè)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(luò)設(shè)備,例如:康寧的銅纜能支持 1200MHz,已高出 7 類標(biāo)準(zhǔn) 600MHz 的一倍,但網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(luò)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(yīng)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(luò)協(xié)議也會應(yīng)運而生,這是不足為奇的,只有相互促進,才能使網(wǎng)絡(luò)向更高的層次發(fā)展,我們應(yīng)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(luò)設(shè)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(yīng)的以太網(wǎng)協(xié)議也逐步配套,這是網(wǎng)絡(luò)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(yīng)該與之相適應(yīng),且還應(yīng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的產(chǎn)品進展相協(xié)調(diào),使設(shè)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。