【IT168 专稿】 双绞线(TP)是综合布线工程中最常用的一种传输介质。双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。双绞线的局域网的带宽取决于所用导线的质量、长度及传输技术。
一、屏蔽双绞线的布线设计与操作
1、屏蔽双绞线的布线设计要点
对抗干扰和保密性要求高(如政府机关、军事设施),采用屏蔽系统将是非常适合的。综合布线网络在大楼内部存在配电箱和配电网产生的高频干扰,大功率电动机电火花产生的谐波干扰,荧光灯管、电子启动器、电源开关、电话网的振铃电流、信息处理设备产生的周期性脉冲等干扰源,在不能保持安全间隔时应采用屏蔽系统。综合布线网络在大楼外部存在雷达、无线电发射设备、移动电话基站、高压电线、电气化铁路、雷击区等干扰源,若处于较高电磁场强度的环境应采用屏蔽系统。
屏蔽布线系统的优点主要体现在它具有的很强的抵抗外界电磁干扰、射频干扰的能力;同时也能够防止内部传输信号向外界的能量辐射,具有很好的系统安全性。对于一个屏蔽布线系统,要体现其特点,在设计和施工时,我们需要注意以下两点:
① 屏蔽布线系统的功能体现需要做到所有连接硬件都使用屏蔽产品,包括:传输电缆、配线架、模块和跳线。如果只是传输信道的一部分使用了屏蔽产品(如:水平电缆),则起不到系统整体屏蔽的作用。
② 屏蔽布线系统必须要有良好接地,如果传输信道各连接元件的屏蔽层不连续或者接地不良,可能会比非屏蔽系统提供的传输性能更差。
2、屏蔽双绞线的安装操作
屏蔽布线系统产品有常用的超5类、6类、7类等双绞线,屏蔽布线系统的安装操作主要涉及楼层配线间与工作区的屏蔽电缆端接和系统接地。
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| 图1 |
针对屏蔽系统的特殊性,需要保证电缆的屏蔽层在360度的范围均与模块和配线架的屏蔽层有良好的接触,而不是在某些点上实现连接,同时屏蔽层不能在同一条链路中间出现断裂。
对于屏蔽双绞线电缆和屏蔽模块的端接,普通超5类110标准型屏蔽信息模块端接起来比较容易,只是端接完后再安装屏蔽外壳即可。或采用直接配置专门的屏蔽配线架,带接线端子和后部的线缆管理环。这种一体化的屏蔽配线架,将屏蔽电缆处理好后,直接将每一根导线用普通打线钳按照色标,打接到每一个模块端子中。把屏蔽外层翻转并固定在后部理线口上,最后再将屏蔽配线架做接地处理。
工作区部分的模块端接与屏蔽配线空板的模块端接是一样的。 一个完整的屏蔽系统要求处处屏蔽,一个连续的、完整的屏蔽路径,才能达到用户预期的效果。如果选择采用屏蔽系统,除了电缆外,模块、配线架等连接件都需要使用屏蔽的,同时再辅以金属桥架和管道。静电屏蔽的原理是使干扰电流经屏蔽外层流入大地,因此屏蔽层的妥善接地十分重要。
屏蔽布线系统的屏蔽层接地连接,即电缆的屏蔽层通过配线架和机架的连接以及机架与接地端子的连接来实现接地。端接时应尽量减少屏蔽层中接地线的剥开长度,因为剥开长度越短,则引起的电感越少;最好采用单点接地的方法。在保证电缆的屏蔽层与配线架或者模块的屏蔽外壳360度的良好接触的前提下,将屏蔽配线架或者空板通过6AWG以上的铜导线与机柜的接地端子相连接,并且对地电阻应不大于1欧姆。
二、非屏蔽双绞线的布线
非屏蔽布线系统采用非屏蔽双绞线,施工比较简单,质量标准要求低,施工工期较短,投资低。对于非屏蔽双绞线,信号传输的非屏蔽通道中,所接收的外部电磁干扰在传输中同时载在一对线缆的两条导体上,形成大小相等相位相反的两个电压。到接收端时,相互抵消来达到消除电磁干扰的目的。一对双绞线的绞矩与所能抵御的外部电磁干扰是成正比的,在施工上比屏蔽双绞线更容易操作,并有统一的认证标准。非屏蔽双绞线是目前较为可靠、成熟的布线技术,在通常情况下完全可以满足在干扰环境下的使用要求。
非屏蔽双绞线(UTP)是目前国内应用最多的布线系统,适用于传输带宽在250MHz以下,没有特殊性能要求的网络应用,其优点是整体性能不错、价格便宜、施工和维护比较方便。5类/超5类是现在使用较广泛的非屏蔽布线系统产品之一,六类布线系统已经达到了非屏蔽双绞线的性能极限。
1、超5类非屏蔽布线系统
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超5类布线系统是一个非屏蔽双绞线布线系统,通过对它的"链接"和"信道"性能的测试表明,它超过TIA/EIA568的5类线要求。与普通的5类UTP比较,其衰减更小,串扰更少,同时具有更高的衰减与串扰的比值(ACR)和信噪比(SRL)、更小的时延误差,性能得到了提高。5类线的标识是“CAT5”,带宽为100MHz;超5类线的标识是“CAT5E”,带宽为155MHz;它具有四大优点:
① 提供了坚实的网络基础,可以方便转移、更新网络技术。
② 能够满足大多数应用的要求,并且满足低偏差和低串扰总和的要求。
③ 被认为是为将来网络应用提供的解决方案。
④ 充足的性能余量,给安装和测试带来方便。
与5类线缆相比,超5类在近端串扰、串扰总和、衰减和信噪比四个主要指标上都有较大的改进。
2、六类非屏蔽布线系统
六类非屏蔽双绞线在外形和结构上与超五类非屏蔽双绞线有一定的差别,不仅增加了绝缘的十字骨架,将双绞线的4对线分别置于十字骨架的4个凹槽内,而且电缆的直径也更粗。电缆中央的十字骨架随长度的变化而旋转角度,将4对线卡在骨架的凹槽内,提高电缆的平衡特性和抗串扰能力,同时还保证在安装过程中电缆的平衡结构不遭到破坏。
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| 图3 |
六类线的标识是“CAT6”,工作频率(带宽)为250MHz;可以提供1000Mb/s服务。六类非屏蔽双绞线较超五类非屏蔽双绞线拥有更好的电气性能,支持千兆传输速率,因此,被更多地用于企业级的布线。采用六类布线产品,提供最高速率的网络信息传输带宽,以适应企业将来高速Internet需求。
工作区子系统工作区是指从信息出口到终端设备之间所包括的各种布线设备。工作区子系统采用六类非屏蔽模块和双口外斜面板。六类非屏蔽模块一般都通过UL认证,性能远远超过TIA/EIA 568-B、ISO/IEC11801及EN50173规定的标准。保证了产品质量。
水平子系统实现信息插座和管理子系统(配线架)间的连接,水平区子系统采用六类非屏蔽双绞线。六类双绞线的质量直接关系到整个链路传输的好坏。
管理子系统是由交叉连接的端接硬件(配线架)和色标规则组成,以提供对所有系统的连接和对与其相连信息插座的功能进行灵活的管理,并包含系统管理文档。管理区子系统采用六类非屏蔽配线架,配线架后面可固定线缆,方便管理。前面有可读写标签,用以表识每一个端口,有效提高工作效率。
三、总结
小型网络多以超五类非屏蔽双绞线为布线系统。因为布线是一次性工程,因此应考虑到未来几年内网络扩展的最大点数。六类布线系统在性能上确实比超五类布线系统优越很多,但它的成本也增加了。对于那些数据传输低于1000Mb/s的应用,超5类系统更合适。在数据传输达到1000Mb/s或更高时,人们才开始考虑六类系统。
目前屏蔽线缆在机场,生产车间,军事应用,保险金融业以及医院的广泛应用,屏蔽双绞线布线系统(包括100W和150W)相比非屏蔽双绞线(UTP)系统,需要额外的费用。但是,它们仍被用户视为比多模式光纤便宜的选择。屏蔽布线系统具有300MHz的特征,比6类UTP更能保证未来使用并可立即安装和连接。
另外要注意布线系统的防雷和接地,从雷电防护来分有:直击雷防护、感应雷防护(内部又分电源防护和信号防护)、地网(联合接地和消除地面回路)。在综合布线系统的设计中,应加上单对过流过压复位保护器,对系统线路进行保护。接地分电源接地和系统信号接地。
目前国内使用的布线产品大都是国外进口品牌,各布线厂家都提供时间不等的质保和系统应用保证书。一般为15年以上,因此,在大楼布线工程竣工后除了逐点进行测试外,要求施工方必须提供原厂家的质保书,确保材料和施工质量。
