家庭智能布線技術(shù)

家庭智能布線技術(shù)綜合布線是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內(nèi)或建筑群之間的信息傳輸通道。它既能使語音、數(shù)據(jù)、圖像設(shè)備和交換設(shè)備與其它信息管理系統(tǒng)彼此相連,也能使這些設(shè)備與外部相連接。它還包括建筑物外部網(wǎng)絡(luò)或電信線路的連接點與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)備之間的所有線纜及相關(guān)的連接部件。綜合布線由不同系列和規(guī)格的部件組成,其中包括：傳輸介質(zhì)、相關(guān)連接硬件(如配線架、連接器、插座、插頭、適配器)以及電氣保護(hù)設(shè)備等。這些部件可用來構(gòu)建各種子系統(tǒng),它們都有各自的具體用途,不僅易于實施,而且能隨需求的變化而平穩(wěn)升級。1．綜合布線的發(fā)展過程回顧歷史,綜合布線的發(fā)展與建筑物自動化系統(tǒng)密切相關(guān)。傳統(tǒng)布線如電話、計算機(jī)局域網(wǎng)都是各自獨立的。各系統(tǒng)分別由不同的廠商設(shè)計和安裝,傳統(tǒng)布線采用不同的線纜和不同的終端插座。而且,連接這些不同布線的插頭、插座及配線架均無法互相兼容。辦公布局及環(huán)境改變的情況是經(jīng)常發(fā)生的,需要調(diào)整辦公設(shè)備或隨著新技術(shù)的發(fā)展,需要更換設(shè)備時,就必須更換布線。這樣因增加新電纜而留下不用的舊電纜,天長日久,導(dǎo)致了建筑物內(nèi)一堆堆雜亂的線纜,造成很大的隱患。維護(hù)不便,改造也十分困難。隨著全球社會信息化與經(jīng)濟(jì)國際化的深人發(fā)展,人們對信息共享的需求日趨迫切,就需要一個適合信息時代的布線方案。美國電話電報(AT＆T)公司的貝爾(Bell)實驗室的專家們經(jīng)過多年的研究,在辦公樓和工廠試驗成功的基礎(chǔ)上,于20世紀(jì)80年代末期率先推出SYSTIMATMPDS(建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)),現(xiàn)時已推出結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)SCS。經(jīng)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T50311-2000命名為綜合布線GCS(Genericcablingsystem)。綜合布線是一種預(yù)布線,能夠適應(yīng)較長一段時間的需求。2．綜合布線的特點綜合布線同傳統(tǒng)的布線相比較,有著許多優(yōu)越性,是傳統(tǒng)布線所無法相比的。其特點主要表現(xiàn)在它具有兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。而且在設(shè)計、施工和維護(hù)方面也給人們帶來了許多方便。(1)兼容性：綜合布線的首要特點是它的兼容性。所謂兼容性是指它自身是完全獨立的而與應(yīng)用系統(tǒng)相對無關(guān),可以適用于多種應(yīng)用系統(tǒng)。過去,為一幢大樓或一個建筑群內(nèi)的語音或數(shù)據(jù)線路布線時,往往是采用不同廠家生產(chǎn)的電纜線、配線插座以及接頭等。例如用戶交換機(jī)通常采用雙絞線,計算機(jī)系統(tǒng)通常采用粗同軸電纜或細(xì)同軸電纜。這些不同的設(shè)備使用不同的配線材料,而連接這些不同配線的插頭、插座及端子板也各不相同,彼此互不相容。一旦需要改變終端機(jī)或電話機(jī)位置時,就必須敷設(shè)新的線纜,以及安裝新的插座和接頭。綜合布線將語音、數(shù)據(jù)與監(jiān)控設(shè)備的信號線經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃和設(shè)計,采用相同的傳輸媒體、信息插座、交連設(shè)備、適配器等,把這些不同信號綜合到一套標(biāo)準(zhǔn)的布線中。由此可見,這種布線比傳統(tǒng)布線大為簡化,可節(jié)約大量的物資、時間和空間。在使用時,用戶可不用定義某個工作區(qū)的信息插座的具體應(yīng)用,只把某種終端設(shè)備(如個人計算機(jī)、電話、視頻設(shè)備等)插人這個信息插座,然后在管理間和設(shè)備間的交接設(shè)備上做相應(yīng)的接線操作,這個終端設(shè)備就被接入到各自的系統(tǒng)中了。(2)開放性：對于傳統(tǒng)的布線方式,只要用戶選定了某種設(shè)備,也就選定了與之相適應(yīng)的布線方式和傳輸媒體。如果更換另一設(shè)備,那么原來的布線就要全部更換。對于一個已經(jīng)完工的建筑物,這種變化是十分困難的,要增加很多投資。綜合布線由于采用開放式體系結(jié)構(gòu),符合多種國際上現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn),因此它幾乎對所有著名廠商的產(chǎn)品都是開放的,如計算機(jī)設(shè)備、交換機(jī)設(shè)備等；并對所有通信協(xié)議也是支持的,如ISO/IEC8802-3,ISO/IEC8802-5等。(3)靈活性：傳統(tǒng)的布線方式是封閉的,其體系結(jié)構(gòu)是固定的,若要遷移設(shè)備或增加設(shè)備是相當(dāng)困難而麻煩的,甚至是不可能。綜合布線采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸線纜和相關(guān)連接硬件,模塊化設(shè)計。因此所有通道都是通用的。每條通道可支持終端、以太網(wǎng)工作站及令牌環(huán)網(wǎng)工作站。所有設(shè)備的開通及更改均不需要改變布線,只需增減相應(yīng)的應(yīng)用設(shè)備以及在配線架上進(jìn)行必要的跳線管理即可。另外,組網(wǎng)也可靈活多樣,甚至在同一房間可有多用戶終端,以太網(wǎng)工作站、令牌環(huán)網(wǎng)工作站并存,為用戶組織信息流提供了必要條件。(4)可靠性：傳統(tǒng)的布線方式由于各個應(yīng)用系統(tǒng)互不兼容,因而在一個建筑物中往往要有多種布線方案。因此建筑系統(tǒng)的可靠性要由所選用的布線可靠性來保證,當(dāng)各應(yīng)用系統(tǒng)布線不當(dāng)時,還會造成交叉干擾。綜合布線采用高品質(zhì)的材料和組合壓接的方式構(gòu)成一套高標(biāo)準(zhǔn)的信息傳輸通道。所有線槽和相關(guān)連接件均通過ISO認(rèn)證,每條通道都要采用專用儀器測試鏈路阻抗及衰減率,以保證其電氣性能。應(yīng)用系統(tǒng)布線全部采用點到點端接,任何一條鏈路故障均不影響其它鏈路的運(yùn)行,這就為鏈路的運(yùn)行維護(hù)及故障檢修提供了方便,從而保障了應(yīng)用系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。各應(yīng)用系統(tǒng)往往采用相同的傳輸媒體,因而可互為備用,提高了備用冗余。(5)先進(jìn)性：綜合布線,采用光纖與雙絞線混合布線方式,極為合理地構(gòu)成一套完整的布線。所有布線均采用世界上最新通信標(biāo)準(zhǔn),鏈路均按八芯雙絞線配置。5類雙絞線帶寬可達(dá)100MHz,6類雙絞線帶寬可達(dá)200MHz。對于特殊用戶的需求可把光纖引到桌面(FiberToTheDesk)。語音干線部分用鋼纜,數(shù)據(jù)部分用光纜,為同時傳輸多路實時多媒體信息提供足夠的帶寬容量。(6)經(jīng)濟(jì)性：綜合布線比傳統(tǒng)布線具有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)點,主要綜合布線可適應(yīng)相當(dāng)長時間需求,傳統(tǒng)布線改造很費時間,耽誤工作造成的損失更是無法用金錢計算。通過上面的討論可知,綜合布線較好地解決了傳統(tǒng)布線方法存在的許多問題,隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,人們對信息資源共享的要求越來越迫切,尤其以電話業(yè)務(wù)為主的通信網(wǎng)逐漸向綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)過渡,越來越重視能夠同時提供語音、數(shù)據(jù)和視頻傳輸?shù)募赏ㄐ啪W(wǎng)。因此,綜合布線取代單一、昂貴、復(fù)雜的傳統(tǒng)布線,是信息時代的要求,是歷史發(fā)展的必然趨勢。二、綜合布線系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)應(yīng)是開放式結(jié)構(gòu),應(yīng)能支持電話及多種計算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng),還應(yīng)能支持會議電視、監(jiān)視電視等系統(tǒng)的需要。綜合布線系統(tǒng)可劃分成六個子系統(tǒng)●工作區(qū)子系統(tǒng)；●配線(水平)子系統(tǒng)；●干線(垂直)子系統(tǒng)；●設(shè)備間子系統(tǒng)；●管理子系統(tǒng)；●建筑群子系統(tǒng)。智能建筑與智能建筑園區(qū)的工程設(shè)計應(yīng)根據(jù)實際需要,可選擇以下三種類型的綜合市線系統(tǒng)：(1)基本型：適用于綜合布線系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn)較低的場合,用銅芯雙絞線電纜組網(wǎng)?；拘途C合布線系統(tǒng)配置如下：●每個工作區(qū)有一個信息插座；●每個工作區(qū)的配線電纜為1條4對雙絞線電纜；●采用夾接式交接硬件；●每個工作區(qū)的干線電纜至少有1對雙絞線。(2)增強(qiáng)型：適用于綜合布線系統(tǒng)中中等配置標(biāo)準(zhǔn)的場合,用銅芯雙絞電纜組網(wǎng)。增強(qiáng)型綜合布線系統(tǒng)配置如下：●每個工作區(qū)有2個或以上信息插座；●每個工作區(qū)的配線電纜為2條4對雙絞電纜；●采用夾接式或插接交接硬件；●每個工作區(qū)的干線電纜至少有2對雙絞線。(3)綜合型,適用于綜合布線系統(tǒng)中配置標(biāo)準(zhǔn)較高的場合,用光纜和銅芯雙絞電纜混合組網(wǎng)。綜合型綜合布線系統(tǒng)配置應(yīng)在基本型和增強(qiáng)型綜合布線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)光纜系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)應(yīng)能滿足所支持的電話、數(shù)據(jù)和電視系統(tǒng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)要求。綜合布線系統(tǒng)的分級和傳輸距離限值應(yīng)符合表1所列的規(guī)定。注：①100m距離包括連接軟線/跳線、工作區(qū)和設(shè)備區(qū)接線在內(nèi)的10m允許總長度,鏈路的技術(shù)條件按90m水平電纜,7．5m長度的連接電纜及同類的3個連接器來考慮。如果采用綜合性的工作和設(shè)備區(qū)電纜附加總長度不大于7．5m,則此類用途是有效的。②3000m是國際標(biāo)準(zhǔn)范圍規(guī)定的極限,不是傳輸媒體極限。③當(dāng)距離大于水平電纜子系統(tǒng)中的長度100m,應(yīng)協(xié)商可行的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。④系統(tǒng)分級E因為尚未正式出臺,表內(nèi)未列出。但是由于D級E及E級在市場上已大量應(yīng)用,因此在下面的各表格中予以列出有關(guān)指標(biāo)僅供參考。綜合布線系統(tǒng)的組網(wǎng)和各段線纜的長度限值應(yīng)符合圖1所示的規(guī)定：綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計,選用的電纜、光纜、各種連接電纜、跳線,以及配線設(shè)備等所有硬件設(shè)施,均應(yīng)符合ISO/IEC11801：1995(E)國際標(biāo)準(zhǔn)的各項規(guī)定,確保系統(tǒng)指標(biāo)得以實施。綜合和線系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置漢顯計算機(jī)信息管理系統(tǒng)。人工登錄與綜合布線系統(tǒng)相關(guān)的硬件設(shè)施的工作狀態(tài)信息,這些狀態(tài)信息包括：設(shè)備和纜線的用途和使用部門、組成局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸信息速率、終端設(shè)備配置狀況、占用硬件編號和色標(biāo)、鏈路的功能和各項主要特征參數(shù)、鏈路的完好狀況和故障記錄等內(nèi)容。還應(yīng)登錄設(shè)備位置和纜線走向內(nèi)容以及建筑物名稱、位置、區(qū)號、樓層號和房間號等內(nèi)容。在系統(tǒng)設(shè)計時,全系統(tǒng)所選的纜線、連接硬件、跳線、連接線等必須與選定的類別相一致。如采用屏蔽措施時,則全系統(tǒng)必須都按屏蔽設(shè)計。三、系統(tǒng)指標(biāo)綜合布線系統(tǒng)鏈路傳輸?shù)淖畲笏p限值,包括兩端的連接硬件、跳線和工作區(qū)連接電纜在內(nèi),應(yīng)符合表2的規(guī)定：注：要求將各點連成曲線后,測試的曲線全部應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)曲線的限值范圍之內(nèi)。綜合布線系統(tǒng)任意兩線對之間的近端串音衰減限值,包括兩端的連接硬件、跳線和工作區(qū)連接電纜在內(nèi)(但不包括設(shè)備連接器),應(yīng)符合表3的規(guī)定：注：①所有其它音源的噪聲應(yīng)比全部應(yīng)用頻率的串音噪聲低10dB。②在大多數(shù)主干電纜中,最壞線對的近端串音衰減值,應(yīng)以功率累計數(shù)來衡量。③橋接分岔或多組合電纜,以及連接到多重信息插座的電纜,任一對稱電纜組或單元之間的近端串音衰減至少要比單一組合的4對電纜的近端串音衰減好一個數(shù)值Δ。Δ=6dB＋10Lg(n＋1)dB式中：n為電纜中非光纖的對稱電纜組數(shù)綜合布線系統(tǒng)中任一電纜接口處的反射衰減限值,應(yīng)符合表4的規(guī)定：綜合布線系統(tǒng)鏈路衰減與近端串音衰減的比率(ACR),應(yīng)符合表5的規(guī)定:注：①ACR(dB)＝an(dB)-a(dB)式中：an--任意兩線對間的近端串音衰減值a--鏈路傳輸?shù)乃p值②本表所列的ACR值優(yōu)于計算值,在衰減和串音衰減之間允許有一定限度的權(quán)衡選擇,其選擇范圍如表6所示。綜合布線系統(tǒng)線對的直流環(huán)路電阻限值,當(dāng)系統(tǒng)分級和傳輸距離在表1規(guī)定的情況下,應(yīng)符合表7的規(guī)定：注：①100Ω雙絞電纜的直流環(huán)路電阻值應(yīng)為19．2Ω/100m；②150Ω雙絞電纜的直流環(huán)路電阻值應(yīng)為12Ω/100m。綜合布線系統(tǒng)線對的傳播延遲限值，應(yīng)符合表8的規(guī)定：注：配線(水平)子系統(tǒng)中的最大傳播延遲不得超過lμs。綜合布線系統(tǒng)的縱向差分轉(zhuǎn)換衰減(平衡)限值,應(yīng)符合表9的規(guī)定：注：縱向差分轉(zhuǎn)換衰減的測試方法正在研究。綜合布線系統(tǒng)的相鄰線對綜合近端串?dāng)_(Powersum)限值應(yīng)符合表10的規(guī)定：相鄰線對綜合近端串?dāng)_(Powersum)其值為在4對雙絞線的一側(cè),3個發(fā)送信號的線對向另一相鄰接收線對產(chǎn)生串?dāng)_的總和近端串?dāng)_值。N4=?N12+N22+N32,N1,N2,N3分別為線對1、線對2、線對3對線對4的近端串?dāng)_值綜合布線系統(tǒng)的等郊遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗(ELFEXT)限值應(yīng)符合表11的規(guī)定；等效遠(yuǎn)端串?dāng)_損耗ELFEXT系指遠(yuǎn)端串音損耗與線路傳輸衰減差。從鏈路近端線纜的一個線對發(fā)送信號,該信號經(jīng)過線路衰減,從鏈路遠(yuǎn)端干擾相鄰接收線時,定義該遠(yuǎn)端串?dāng)_值為FEXT,FEXT是隨鏈路長度(傳輸衰減)而變化的量。定義：EＬＦEＸＴ＝ＦEＸＴ－Ａ(Ａ為受串?dāng)_接線對的傳輸衰減)綜合布線遠(yuǎn)端等效串?dāng)_總和ＰSEＬＦEＸＴ限值應(yīng)符合表12的規(guī)定；綜合布線線對間傳播時延差規(guī)定以同一纜線中信號傳播時延最小的線對的時延值作為參數(shù),其余線對與參數(shù)線對時延差值不得超過45ns。若線對間時延差超過該值,在鏈路高速傳輸數(shù)據(jù)下4個線對同時并行傳輸數(shù)據(jù)信號時,將造成數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞。綜合布線最小回波損耗值應(yīng)符合表13的規(guī)定；回波損耗系指由線纜特性阻抗和鏈路接插件偏離標(biāo)準(zhǔn)值導(dǎo)致功率反射引起。RC為輸入信號幅度和由鏈路反射回來的信號幅度的差值。綜合布線鏈路脈沖噪聲電平由大功率設(shè)備間斷性啟動對布線鏈路帶來的電沖擊干擾,綜合布線鏈路在不連接有源器械和設(shè)備情況下,高于200ＭV的脈沖噪聲發(fā)生個數(shù)的統(tǒng)計,測量2分鐘捕捉脈沖噪聲個數(shù)不大于10個。綜合布線背景雜訊噪聲由一般用電器械帶來的高頻干擾、電磁干擾和雜頻競頻低幅干擾,布線鏈路在不連接有源器械及設(shè)備情況下,雜訊噪聲電平應(yīng)≤－30dB。綜合布線接地系統(tǒng)安全檢驗綜合布線系統(tǒng)采用屏蔽措施時,必須有良好的接地系統(tǒng),并應(yīng)符合下列規(guī)定：(1)保護(hù)地線的接地電阻值,單獨設(shè)置接地體時,不應(yīng)大于4Ω；采用聯(lián)合接地體時,不應(yīng)大于1Ω。(2)采用屏蔽布線系統(tǒng)時,所有屏蔽層應(yīng)保持連續(xù)性。(3)采用屏蔽綜合布線系統(tǒng)時,屏蔽層的配線設(shè)備(ＦD或ＢD)端必須良好接地,用戶端(終端設(shè)備)視具體情況接地,兩端的接地應(yīng)連接至同一接地體。若接地系統(tǒng)中存在兩個不同的接地體時,其接地電源差不應(yīng)大于1vr.m.s(有效值)(4)采用屏蔽布線系統(tǒng)時,每一樓層的配線柜都應(yīng)采用適當(dāng)截面的銅導(dǎo)線單獨布線至接地體,也可采用豎井內(nèi)集中用銅排或粗銅線引到接地體,導(dǎo)線或銅導(dǎo)體的截面應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)。接地導(dǎo)線應(yīng)接成樹狀結(jié)構(gòu)的接地網(wǎng),避免構(gòu)成直流環(huán)路。(5)綜合布線的電纜采用金屬槽道或鋼管敷設(shè)時,槽道或鋼管應(yīng)保持連續(xù)的電氣連接,并在兩端應(yīng)有良好的接地。(６)屏蔽線纜屏蔽層接地兩端測量鏈路屏蔽線、屏蔽層與兩端接地電流差≤5v。綜合布線系統(tǒng)光纜波長窗口的各項參數(shù),應(yīng)符合表14的規(guī)定：注：①多模光纖：芯線標(biāo)稱直徑為６2．5/125μm或50/125μm；850nm波長時最大衰減為3．5dB/km；最小模式帶寬為200MHzkm；1300nm波長時最大衰減為ldB/km；最小模式帶寬為500MHzkm。②單模光纖：芯線應(yīng)符合IEC793－2,型號BI和ITU－TG．652標(biāo)準(zhǔn)；1310nm和1550nm波長時最大衰減為ldB/km；截止波長應(yīng)小于1280nm；1310nm時色散應(yīng)≤6PS/km．nm；1550nm時色散應(yīng)≤20PS/km．nm。③光纖連接硬件：最大衰減0．5dB；最小反射衰減：多模20dB,單模26dB。綜合布線系統(tǒng)的光纜,在表14規(guī)定各項參數(shù)的條件下,光纖鏈路可允許的最大傳輸距離,應(yīng)符合表15的規(guī)定：注：①表中規(guī)定的鏈路長度,是在采用符合表10．13規(guī)定的光纜和光纖連接硬件的條件下,允許的最大距離。②對于短距離的應(yīng)用場合,應(yīng)插入光衰減器,保證達(dá)到表中規(guī)定的衰減值。綜合布線系統(tǒng)多模光纖鏈路的最小光學(xué)模式帶寬,應(yīng)符合表16的規(guī)定：注：單模光纖鏈路的光學(xué)模式帶寬,ISO/IEC11801：1995(E)尚未作出規(guī)定。綜合布線系統(tǒng)光纖鏈路任一接口的光學(xué)反射衰減限值,應(yīng)符合表17的規(guī)定：綜合布線系統(tǒng)的纜線與設(shè)備之間的相互連接應(yīng)注意阻抗匹配和平衡與不平衡的轉(zhuǎn)換適配。特性阻抗的分類應(yīng)符合100Ω、150Ω兩類標(biāo)準(zhǔn),其允許偏差值為±15Ω(適用于頻率＞1MHz)。綜合布線測試連接方式定義水平布線測試連接方式(1)