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康宁“光纤结构化布线”教程:第一章 初始设计

[日期: 2008-10-23 ] 千家综合布线网 www.cabling-system.com [字体: ]

  以前,光纤系统网络都需要特别设计以满足数据、语音和视频传输的应用。今天,人们已经充分认识到光纤通信的优点,开始在设计中采用独立于具体应用的结构化光纤布线方案。目前,关于光纤类型,光纤性能,光纤连接器和元器件的标准都已经建立,因此,现在设计中最主要考虑的因素是连接性能,既要支持不同的网络需求,又要有可管理性和可升级性。通过在设计中满足无源器件标准,特别是TIA/EIA-568-B(Commercial Building Telecommunications Cabling Standard),设计师可以使网络对未来应用需求的兼容性最大化,适应网络技术的变化和新的需求的增加。TIA/EIA 569-A(Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways and Spaces)为系统设计师在建筑物内铺设光纤系统提供了要求和建议。TIA-942( Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers)则为数据中心的设计提供了标准和建议。

综合考虑设备与介质

  到目前为止,已经有大量的50/125 μm 和62.5/125 μm类型的多模在现场安装。因此,了解这两种光纤的区别可以更好地帮助设计师满足设计要求。首先,采用这两种多模光纤都能支持各种标准的局域网(LAN)协议。TIA/EIA-568-B标准推荐了这两种光纤,另外,也推荐了激光优化多模光纤(LOMF或OM3)。通常,我们不推荐在同一个系统中混用这些光纤。在建设新设施时,推荐使用50/125 μm多模光纤,因为这种光纤在850 nm有更高的带宽。标准50/125 μm多模光纤,其满注入(OFL)带宽(BW)为500 MHz•km,有效模式带宽(EMB)为510 MHz•km。而激光优化多模光纤(LOMF),其OFL BW 为1500 MHz•km, 有效模式带宽EMB 为2000 MHz•km。对标准62.5/125 μm多模光纤,其OFL BW 指标为 200 MHz•km @850 nm。基于上述指标,对于千兆以太网传输,62.5/125 μm多模光纤为300 m,标准50/125 μm多模光纤为600 m,而康宁Pretium™ 300为1000m。更多内容,可参考第三章,光纤性能和指标。

  网络设计中,传输速率和传输距离是两个重要指标。TIA/EIA-568-B 在很早以前就已经认可了康宁的建议-在园区主干设计中,采用多模光纤和单模光纤混合光缆系统。当需要使用单模光纤支持模拟信号应用时,也可以在建筑物主干采用混合光纤光缆系统。目前,采用激光优化多模光纤可以支持万兆以太网传输至550 m 或千兆传输至1 km。因此,当采用万兆以太网,其传输距离超过550m时,或千兆以太网超过1km 以及考虑将来网络需要传输高于万兆的情形,就必须在系统中采用单模光纤。

系统规划:结构化布线

  结构化布线可以支持今天的需要,更主要的是支持未来的需求。康宁公司LANscape®和LANscape Pretium™方案就是基于结构化布线系统,因为它可以满足网络的不断升级而不用废弃现有的布线系统。由于光纤可以支持最快速,更长距离的传输,应用广泛,是作为结构化布线理想的介质。另外,由于光纤本身的特点,它可以支持任何速率下的任何应用;光纤可以抗电磁干扰(EMI) 和电波干扰(RFI),因此,光纤传输信号不受外界干扰。

  正是由于光纤不受外界电磁干扰(EMI),并且不产生电子泄露,所以不需要担心电子信号泄露。光纤系统不存在串扰问题,不象非屏蔽双绞线铜缆那样存在近端串绕和远端串绕。最近由标准组织研究的结果表明,非屏蔽数据缆之间的远端串绕(ANEXT)不能通过数字信号处理(DSP)技术矫正。使用全非金属结构的光缆,可以不用考虑接地问题,雷击的影响也大幅度降低。最重要的一点,光纤带宽不会由于安装条件的变化而受到影响。而对于铜缆系统,安装和施工都会对串绕指标产生非常大的影响。

  一个结构化的光纤布线方案,在规划和设计时要考虑以下三个部分:

园区主干 Campus Backbone

  大学校园,工业园区或军事基地等我们统一称之为园区环境。光纤在园区主干中正大量使用,有时甚至是唯一的传输介质。园区主干光纤可以承载所有的业务类型,应用于数据、语音和视频服务。布线网络首先从一个汇聚点开始,即设在建筑物内的主配线设备(MC);然后到每一个建筑物的中间配线设备(IC)。在园区主干中所使用的室外光缆,常采用混合光纤光缆,在同一根光缆内,即有多模光纤又有单模光纤。

建筑物主干 Building Backbone

  建筑物主干通常在电信间连接主配线设备(MC)或中间配线设备(IC)。由于光纤网络能支持多种业务,传输速度快,不存在信号串绕问题;并且光缆体积小,施工方便,因此建筑物主干主要以光纤作为数字传输介质。另外,越来越多的用户通过在电信间放置小型的远端PBX架,使用光纤来支持语音业务和PBX应用,避免在建筑物主干中采用铜缆。

  由于VoIP(Voice over IP)技术的出现,语音信号可以通过互联网协议或数字网络传输,这样可以根本不需要在建筑物內建设独立的语音网络。

  如果采用了VoIP技术,那么在建筑物内也就不在需要PBX。这种情况下,所有打入和打出建筑物的语音信号都会通过传统的数据网络传输。

  其它的语音和视频应用也会在建筑物主干的光纤上传输。今天,在商业和教育环境里,视频会议已经非常普遍,这些网络常采用多模光纤作为传输介质。许多建筑物内,视频监控也非常普遍了,通过采用多模或单模光纤的应用,可以在建筑物内废除分立而笨重的同轴电缆网络。在建筑物主干设计中,通常采用50/125 μm 多模光纤,这是由于其在850 nm波长有更高的带宽。单模光纤常用来构建宽带视频网络;如果在网络规划中,需要支持这种宽带视频业务,或者预期希望网络能更灵活地支持未来万兆以上的速率,或预期传输距离大于300m(TIA要求MC/IC 到TR/TE的最大距离不超过300m),就要用单模光纤。随着建筑自动化或智能建筑的发展,将更加需要建筑物主干能灵活地支持更高速率的网络。

水平布线 Horizontal Cabling

  由于技术的进步,使得水平光纤布线网络安装更容易;系统整体成本进一步降低,并且可以为未来信息时代提供可靠、灵活、经得起考验的系统。光纤水平布线已走进现实,这种系统可以支持目前千兆和万兆以太网,同时适用未来更高速网络的增长。你也不用担心随着传输速率的提高,会产生铜缆系统中出现的信号串绕、EMI/RFI 或信息安全性的问题。

  虽然光纤到桌面(FTTD) 仍然遵循水平布线长度90m的标准,并能为单一用户网络提供优异的传输性能。但由于光纤的高带宽,低衰减,极小的系统延时和系统容余,其布线设计可以更加灵活。水平光纤布线时,光纤可以直接端接到工作区的网卡(NIC)上或媒介转换器或工作区附近的墙装交换机上。媒介转换器或交换机可以将RJ-45插座转接到水平区光纤,这样就可以在工作区采用六类铜缆跳线连到设备上。

  对开放办公系统的应用,需要采用区域布线系统,以便满足办公区域不断变化的要求,实现水平布线网络的长期可用性。很多用户喜欢采用建筑物内集中数据交换的方案,而不喜欢采用在各楼层电信间或电信柜放置交换设备的分散式的方案。这种情况下,由于光纤传输距离长、无串绕等特性,就可以支持用户采用集中式的布线方案,满足集中管理的电子设备的需求。总之,上述方案可以简化管理,更有效地使用电子设备端口,并且在建筑物内能更快地实施各种网络应用。

视频监控系统(Video Surveillance Systems)

  安防视频网络和CCTV网络无论从数量和规模上都在增长。随着这些系统中摄像头数量的增加,技术上向数字信号转移,以及要求这些高速率信号传输更长的距离,光纤正迅速成为这些系统主干部分的选择。光纤的使用也能够保证系统设计师能很容易地升级系统,以便适应未来技术的提升。园区安防视频网络已经从基于铜缆的简单的点到点和点到多点的系统演进到基于光纤系统的广域网(WAN)拓扑结构。光纤匹配型摄像机直接将视频信号传输到视频复用器,在这里4,8或10路信号复用并在一根多模光纤上传到安防室(所有建筑物的视频信号都统一传到这里),然后光纤连接到视频解复用器,分离的信号可以送到显示器,视频交换或数字记录设备。

政府安全和军事应用(Secure Government and Military Applications)

  政府和军事应用经常需要高度的安全级别并且需要以合理的成本达到这种安全性。这种网络要求安全性分不同等级且要求是一个受保护的分布系统(PDS)-也就是在光纤系统上增加适当的电子,电磁,声波和物理保护装置,以便允许网络传输未加密的分级信息。美国康宁公司的LANscape®解决方案可以提供各种产品满足这些需求。增强型带状光缆可以用来满足通过分布式配线系统来分离各安全级别的流量,另外,康宁公司标识连接器方案可以为光纤布线基础网络提供网络的机械安全性能。这种标识连接器可以将网络在物理上分成四个网络或应用。4种颜色的标识组合可以防止不当的或非授权网络接入并且提供简单快速的网络分离。

数据中心(Data Centers)

  数据中心是另外一个增长迅速,并能够从良好规划的结构化布线得到好处的应用。按照TIA/EIA-942标准的定义,数据中心是一个主要功能用来放置计算机机房及其支撑系统的建筑或建筑的一部分。数据中心最主要用来集中和统一信息技术资源,提供网络运营,支持电子商务并且为关键业务数据处理操作提供不间断的服务。数据中心可以分为企业数据中心(私用)和共享数据中心。顾名思义,企业数据中心由企业所拥有,并由企业,政府和社会机构等运营。企业数据中心支持内部数据和交易过程,Web服务等,并且它的运行和管理由企业内部 IT支持团队完成。一般,共享数据中心由电信运营商或服务提供商拥有并运营。数据中心提供的典型服务包括 Internet接入,应用和Web托管,内容分发,文件存储和备份,数据库管理,不间断电源,暖通空调控制,安全防范和高性能的布线基础架构。

  数据中心在过去几年里无论从体量和数量上都有明显增长,并在将来也会继续显著增长。由于数据中心的快速增长以及需要简单有效的布线方案以充分利用机柜空间,帮助减少安装时间和费用,目前已开发出一些针对于数据中心环境的布线产品。康宁公司的预连制即插既用通用系统,由于可以采用高密集光纤方案并能很大程度减少安装时间,目前已经成为数据中心布线广泛应用的产品;在某些对光纤保护要求高,同时又要求安装简单的场合,可以采用联琐铠装光缆。LANscape Pretium™方案可以为设计者提供更高端的光纤布线产品,满足更高性能网络的需求。以上只谈到几种应用于数据中心的方案,更详细的设计及产品选择方案将在第九章详细论述。总之,这些方案的目的,就是提高数据中心的可管理性,灵活性和可升级性。

光纤跳线和设备连接光缆(Patch Cords and Equipment Cables)

  光纤跳线虽然不作为布线基础设施的一部分,但光纤跳线和设备连接光缆却是网络链路的重要组成部分。光纤跳线和设备连接光缆已经在工厂完成组装和测试。通常,这种连接器件有两根光纤,用来在配线区和工作区连接设备或在配线区跳接各布线分区。

美国康宁公司 LANscape® 方案
  
  LANscape®和 LANscape Pretium™ 方案的设计理念和产品系列将帮助设计师和用户计划和实施网络的布线。这种网络将能够承载任何的网络应用并避免将来由于应用的改变或升级而重新布线,节省重新改造的费用。通过遵循本方案的建议,可以确保通信网络的设计者最大程度地保证布线系统的灵活性,同时将安装和管理成本降到最低。这样,无论是建设一个光纤布线基础网络或简单的为某一应用需求而安装的点到点的布线,最终用户都将体验到其布线系统的可用性。


录入:Lily
来源:千家综合布线网
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