**讲 网络结构、布线部件和指标参数
本讲概述了综合布线系统的网络结构和主要布线部件等基本内容；较**地介绍了综合布线系统的信道和链路；说明了各段缆线的*大长度；系统列出了对绞线和对绞电缆布线链路和光缆布线链路的性能指标和主要参数。
一、综合布线系统的网络结构
——众所周知，拓扑学是数学的一个分支，它是研究几何图形在一对一的双方连续变换下不变的性质，这种性质称为“拓扑性质”。网络拓扑结构是研究网络及其线图拓扑性质的理论，即网络结构图论，简称网络图论。线图是指一些点和线段集合成的图形，这里线段的长度和形状不是主要的，重要的是其互联关系。
——综合布线系统的网络拓扑结构是由各种网络单元组成的，并按照技术性能要求和经济合理原则进行组合和配置。组合配置包含组合逻辑和配置形式，组合逻辑描述网络功能的体系结构；配置形式描述网络单元的邻接关系，即说明交换中心（或节点）和传输链路的连接情况。具体来说，综合布线系统的网络拓扑结构是一个网络布局的实际逻辑表示，这个网络是由各种布线部件、导线、电缆、光缆和连接硬件等组成。逻辑拓扑一般不考虑网络的物理性能（如缆线的路由和设备的位置等），只用拓扑来描述常用的几何图形状态。在综合布线系统中，常用的网络拓扑结构有星型、环型、总线型、树型和网状型，其中以星型网络拓扑结构使用*多。综合布线系统采用哪种网络拓扑结构应根据工程范围、建设规模、用户需要、对外配合和设备配置等各种因素综合研究确定。具体内容将在总体方案设计中介绍。
二、综合布线系统的主要布线部件
——综合布线系统中采用的主要布线部件并不多，按其外形、作用和特点可粗略分为两大类，即传输媒质和连接硬件（包括接续设备）。在综合布线系统工程中，选用的主要布线部件必须按我国通信行业标准《大楼通信综合布线系统》中的要求执行。在上述标准中，对主要布线部件推荐采用的产品型号和规定如下所述。
——1、传输媒质
——综合布线系统常用的传输媒质有对绞线（又称双绞线）、对绞对称电缆（简��对称电缆）和光缆。
——（1）对绞线和对绞对称电缆
——对绞线是两根铜芯导线、其直径一般为0.4mm～0.65mm，常用的是0.5mm。它们各自包在彩色绝缘层内，按照规定的绞距互相扭绞成一对对绞线。扭绞的目的是使对外的电磁辐射和遭受外部的电磁干扰减少到*小。对绞线按其电气特性的不同进行分级或分类。根据国外电气工业协会／电信工业协会（EIA／TIA）的规定，各类或各级的对绞线和对绞对称电缆的应用范围见表1。
表1 对绞线、对绞电缆的分类和应用范围
序号 | 分类或型号 | 描述性名称 | 说 明 | 应用范围 |
1 | EIA／TIA**类 | 1 | 在局域网中不使用，主要用于模拟话音 | 模拟话音、数字话音 |
2 | EIA／TIA**类 | 1 | 在局域网中很少使用，可用于ISDN（数据）、数字话音、IBM 3270等 | ISDN（数据）：1.44Mbit／s IT:1.544Mbit／s 数字话音：IBM 3270、IBM 3X、IBM AS／400 |
3 | EIA／TIA第三类 NEMA-100-24-LL UL Level Ⅲ | 100Ω UTP | 它是一种24 AWG的4对非屏蔽对绞线，符合EIA／TIA568标准中确定的100Ω水平布线电缆要求，可用于10Mbit／s和IEEE802.3 10Base-T话音和数据 | 10 Base-T 4Mbit／s 令牌环 IBM 3270、IBM 3X、IBM AS／400 ISDN话音 |
4 | EIA／TIA第四类 NEMA-100-24-LL UL Level | 100Ω 低损耗 | 在性能上比第三类线有一定改进，适用于包括16Mbit／s令牌环局域网在内的数据传输速率，它可以是UTP，也可以是STP | 10Base-T 16Mbit／s令牌环 |
5 | EIA／TIA第四类 NEMA-100-24-XF UL Level | 100Ω | 它是一种24AWG的4对对绞线，比100Ω低损耗对绞线具有更好的传输特性，适用于16Mbit／s以上的速率，*高可达到100Mbit／s | 10Base-T 16Mbit／s令牌环 100Mbit／s局域网 |
6 | EIA／TIA150Ω STP NEMA-150-22-LL NEMA-150-24-LL | 150Ω STP | 它是具有高性能屏弊式的对绞线，有22AWG或24AWG两种。它的数据传输速率可达100Mbit／s或更高，并支持600MHz频带上的全息图像 | 16Mbit／s令牌环 100Mbit／s局域网 全息图像 |
注：
1、10Base-T网络于90年代开始使用，10代表传输速率为10Mbit／s，Base代表基带，T代表对绞线。
2、目前可供使用的对绞线多为8芯（4对），在采用10Base-T的情况下，只用2对（1、2芯为接收对，3、6芯为发送对），另外2对（4、5、7、8芯）不用。
3、10Base-T网络的物理结构是星型，所有工作站（TC）都与中心的集线器（Hub）相连，使用对绞线2对，1对用于发送数据，1对用于接收数据。集线器与工作站之间的对绞线相连时，所用的连接器称为RJ45，它由RJ45插座（又称MAU、MDI连接器、媒体连接单元或媒体相关接口连接器）和RJ45插头（又称对绞线链路段连接器）组成。规定插头连接器端接在对绞线上，插座连接器安装在网卡上或集线器中。
4、10Base-T的对绞线应选用直径为0.4mm～0.65mm的非屏蔽导线，在网卡和集线器间使用两对线，其*大长度为100m。
5、IEEE为电气及电子工程师学会。
——根据我国通信行业标准《数字通信用对绞／星绞对称电缆》和《大楼通信综合布线系统》的规定，国内只生产特性阻抗为100Ω和150Ω的两种规格，不生产120Ω的产品。目前已建和在建的综合布线系统工程，如采用国外厂商生产的120Ω对绞线电缆时，可参考相关的标准。在新建的综合布线系统工程中，不允许再采用120Ω的产品。
——UTP对绞电缆是无屏蔽层的非屏蔽缆线，由于它具有重量轻、体积小、弹性好和价格适宜等特点，所以使用较多，甚至在传输较高速数据的链路上也有采用。但其抗外界电磁干扰的性能较差，安装时因受牵拉和弯曲，易使其均衡绞距受到破坏，因此，不能满足电磁兼容（EMC）性规定的要求。同时该种电缆在传输信息时易向外辐射泄漏，**性较差，在党政军和金融等重要部门的工程中不宜采用。STP（每对芯线和电缆绕包铝箔、加铜编织网）、FTP（纵包铝箔）和SFTP（纵包铝箔、加铜编织网）对绞电缆都是有屏蔽层的屏蔽缆线，具有防止外来电磁干扰和防止向外辐射的特性，但它们都存在重量重、体积大、价格贵和不易施工等问题。在施工安装中均要求完全屏蔽和正确接地，才能保证其特性效果。因此，在决定是否采用屏蔽缆线时，应从智能化建筑的使用性质、所处的环境和今后发展等因素综合考虑。
——（2）光缆
——根据我国通信行业标准规定，在综合布线系统中，按工作波长采用的光纤是0.85μm(0.8μm～0.9μm）和1.30μm（1.25μm～1.35μm）两种。以多模光纤（MMF）纤芯直径考虑，推荐采用50μm／125μm（光纤为GB／T12357规定的A1a类）或62.5μm／125μm（光纤为GB／T12357规定的A1b类）两种类型的光纤。在要求较高的场合，也可采用8.3μm／125μm突变型单模光纤（SMF）（光纤为GB／T9771规定的BI.I类），其中以62.5μm／125μm渐变型增强多模光纤使用较多。因为它具有光耦合效率较高、纤芯直径较大，在施工安装时光纤对准要求不高，配备设备较少等优点，而且光缆在微小弯曲或较大弯曲时，其传输特性不会有太大的改变。
——2.连接硬件（包括接续设备）
——连接硬件是综合布线系统中各种接续设备（如配线架等）的统称。连接硬件包括主件的连接器（又称适配器）、成对连接器及接插软线，但不包括某些应用系统对综合布线系统用的连接硬件，也不包括有源或无源电子线路的中间转接器或其它器件（如阻抗匹配变量器、终端匹配电阻、局域网设备、滤波器和保护器件）等。连接硬件是综合布线系统中的重要组成部分。
——由于综合布线系统中连接硬件的功能、用途、装设位置以及设备结构有所不同，其分类方法也有区别，一般有以下几种：
——（1）按连接硬件在综合布线系统中的线路段落来划分
——①终端连接硬件：如总配线架（箱、柜），终端安装的分线设备（如电缆分线盒、光纤分线盒等）和各种信息插座（即通信引出端）等。
——②中间连接硬件：如中间配线架（盘）和中间分线设备等。
——（2）按连接硬件在综合布线系统中的使用功能来划分
——①配线设备：如配线架（箱、柜）等；
——②交接设备：如配线盘（交接间的交接设备）和屋外设置的交接箱等；
——③分线设备：有电缆分线盒、光纤分线盒和各种信息插座等。
——（3）按连接硬件的设备结构和安装方式来划分
——①设备结构：有架式和柜式（箱式、盒式）；
——②安装方式：有壁挂式和落地式，信息插座有明装和暗装方式，且有墙上、地板和桌面安装方式。
——（4）按连接硬件装设位置来划分
——在综合布线系统中，通常以装设配线架（柜）的位置来命名，有建筑群配线架（CD）、建筑物配线架（BD）和楼层配线架（FD）等。
——此外，连接硬件尚有按外壳材料或组装结构以及特殊要求来划分的，因分类繁多且不常用所以不作细述。目前，国内外产品的连接硬件主要有100Ω的电缆布线用、150Ω的电缆布线用、光纤或光缆用（它们都包括通信引出端的连接硬件）三大类型。具体内容可参见产品说明。
三、综合布线系统的指标参数
——1.综合布线系统的信道和链路
——（1）信道和链路的区别
——信道是通信系统中必不可少的组成部分，它是从发送输出端到接收输入端之间传送信息的通道。以狭义来定义，它是指信号的传输通道，即传输媒质，不包括两端的设备。综合布线系统的信道是有线信道，从图1中可看出其信道不包括两端设备。
——链路与信道有所不同，它在综合布线系统中是指两个接口间具有规定性能的传输通道，其范围比信道小。在链路中既不包括两端的终端设备，也不包括设备电缆（光缆）和工作区电缆（光缆）。在图1中可以看出链路和信道的不同范围。
——（2）链路的应用和级别
——在综合布线系统工程设计中，必须根据智能化建筑的客观需要和具体要求来考虑链路的选用。它涉及到链路的应用级别和相关的链路级别，且与所采用的缆线有着密切关系。目前链路有5种应用级别，不同的应用级别有不同的服务范围及技术要求。布线链路按照不同的传输媒质分为不同级别，并支持相应的应用级别。具体分类情况见表2。
表2 综合布线系统链路的应用级别和链路级别
序号 | 应用级别 | 布线链路传输媒质 | 应用场合 | 支持应用的链路级别 | 频率 |
1 | A级 | A级对称电缆布线链路 | 话音带宽和低频信号 | *低速率的级别，支持A级 | 100kHz以下 |
2 | B级 | B级对称电缆布线链路 | 中速（中比特率）数字信号 | 支持B级和A级的应用 | 1MHz以下 |
3 | C级 | C级对称电缆布线链路 | 高速（高比特率）数字信号 | 支持C级、B级和A级的应用 | 16MHz以下 |
4 | D级 | D级对称电缆布线链路 | 超高速（甚高比特率）数字信号 | 支持D级、C级、B级和A级的应用 | 100MHz以下 |
5 | 光缆级 | 光缆布线链路 按光纤分为单模光 | 高速和超高速率的数字信号 | 支持光缆级的应用，支持传输速率10MHz及以上的各种应用 | 10MHz及其以上 |
——特性阻抗为100Ω对称电缆及连接硬件的性能分为三类、四类、五类，它们分别适用于以下相应的情况：
——三类100Ω的对称电缆及其连接硬件，其传输性能支持16MHz以下速率的应用。
——四类100Ω的对称电缆及其连接硬件，其传输性能支持20MHz以下速率的应用。
——五类100Ω的对称电缆及其连接硬件，其传输性能支持100MHz以下速率的应用。
——特性阻抗为150Ω的数字通信用对称电缆（简称150Ω对称电缆）及其连接硬件，只有五类一种，其传输性能支持100MHz以下速率的应用。
——在我国通信行业标准中，推荐采用三类、四类和五类100Ω的对称电缆；允许采用五类150Ω的对称电缆。
——（3）信道长度（传输距离）
——信道长度是综合布线系统中极为重要的指标。它是分别��据传输媒质的性能要求（如对称电缆的串音或光缆的带宽）与不同应用系统的允许衰减等因素来制定的。为了便于在工程设计中使用，在表3中列出了链路级别和传输媒质的相互关系，表中还列出了可以支持各种应用级别的信道长度。由于通信、计算机等领域的技术不断发展，在表3中规定的综合布线系统所支持的国际标准各种应用的目录并不完整，未能列入目录的某些应用也可被综合布线系统所支持，具体应根据通信行业标准中链路要求规定的内容办理。
表3 传输媒质可达到的信道长度
指标 名称 | 链路 级别 | *高传 输速率 | 传输媒质 | 应用举例 |
对称电缆 | 光缆缆 |
三类100Ω | 四类100Ω | 五类100Ω | 五类150Ω | 多模光纤 | 单模光纤 |
信道 长度 （m） | A级 | 100kHz | 2000 | 3000 | 3000 | 3000 | 1 | 1 | PBX（用户电话交换机），X.21／V.11 |
B级 | 1MHz | 200 | 260 | 260 | 400 | 1 | 1 | SO——总线（扩展），SO——点对点 S1／S2，CSMA／CD，1Base5 |
C级 | 16MHz | 100 | 150 | 160 | 250 | 1 | 1 | CSMA／CD，10Base-T，令牌环，4Mbit／s，令牌环，16Mbit／s |
D级 | 100MHz | | | 100 | 150 | 1 | 1 | 令牌环，16Mbit／s，ATM（TP），TP0PMD |
光缆 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 2000 | 3000 | CSMA／CD，FOIRL，CSMA／CD10Base-F，令牌环，FDDI，LCF FDDI SM FDDI，HIPPI，ATM，FC |
——此外，国内外厂商目前正在研制六类线（传输速率200MHz）和七类线（传输速率600MHz），其标准也在商讨制订中。所以在综合布线系统工程设计中，应充分注意相关技术的发展动态。
——2.综合布线系统各段缆线的*大长度
——综合布线全系统网络结构中的各段缆线传输*大长度必须符合图2中所示的要求。这是因为网络传输特性的限制，为保证通信质量所确定的。图2中的A、B、C、D、E、F、G表示相关段落缆线或跳线的长度。楼层配线架到建筑群配线架之间如采用单模光纤光缆作为主干布线时，其*大长度可延长到3000m。若采用国外产品不能满足我国通信行业标准规定的*大长度要求时，应设法采取技术措施，进行切实有效地调整。
——3.对称电缆布线链路性能指标和主要参数
——根据我国通信行业标准规定，对称电缆布线链路性能指标和主要参数有以下几个：
表4 链路*大衰减值
频率（MHz） | | 0.1 | 1.0 | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 31.25 | 62.5 | 100.0 |
*大衰减值(dB) | A级 | 16 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
B级 | 5.5 | 5.8 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
C级 | 1 | 3.7 | 6.6 | 10.7 | 14.0 | -- | -- | -- | -- |
D级 | 1 | 2.5 | 4.8 | 7.5 | 9.4 | 10.5 | 13.1 | 18.4 | 23.2 |
——（1）特性阻抗
——对称电缆布线链路的特性阻抗分别有标称值之内。
——（3）近端串音衰减
——在综合布线系统任意两个线对之间，串音信号从主串回路发送端到被串回路近端的衰减即是近端串音衰减。其值包括布线链路两端的设备电缆和工作区电缆及连接硬件、跳线在内（但不包括设备的连接插座）。链路的近端串音衰减应大于或等于表5中所列值连成的折线。
表5 线对间*小近端串音衰减值
频率（MHz） | | 0.1 | 1.0 | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 31.25 | 62.5 | 100.0 |
*大衰减值(dB) | A级 | 27 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
B级 | 40 | 25 | -- | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
C级 | --- | 39 | 29 | 23 | 19 | -- | -- | -- | -- |
D级 | -- | 54 | 45 | 39 | 36 | 35 | 32 | 27 | 24 |
——（4）回波损耗
——回波损耗又称反射衰减，它因链路特性阻抗的变化而产生。在综合布线系统的对称电缆布线链路的任一接口处，测试出的回波损耗应大于或等于表6中数值所连成的折线。
表6 对称电缆布线链路的*小回波损耗
频率(MHz) | | 1～10 | 10～16 | 16～20 | 20～100 |
*小回波损耗（dB）（暂定） | C级 | 18 | 15 | - | - |
D级 | 18 | 15 | 15 | 10 |
——（5）衰减／近端串音衰减（ACR）
——链路的衰减与近端串音衰减的差值简称为衰减／串音比（ACR），以dB为单位。衰减／串音比RACR用下式计算：
RACR=αc-α
式中：
——αc——任意两个线对间的近端串音衰减（dB）
——α——链路衰减值（dB）
——A、B、C级链路的ACR值可以利用表5中线对间*小近端串音衰减值与表4中的链路衰减值直接相减得出，所以不专门列表。但是D级链路的ACR值不能用公式直接得到，其ACR值应大于表7中所列数值连成的折线。D级链路要求同时符合链路*大衰减值、线对间*小近端串音衰减值和衰减／串音比值的要求，也就是说，D级链路除满足表4和表5规定要求外，还应有一定的富余度，才有可能满足ACR的要求。D级链路的*小ACR见表7。
表7 D级链路的*小衰减／串音比
频率（MHz） | 1.0 | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 31.25 | 62.5 | 100.0 |
*小衰减／串音比（dB） | - | 40 | 35 | 30 | 28 | 23 | 13 | 4 |
——（6）环路直流电阻
——综合布线系统链路的环路直流电阻值应小于表8中的指标。它是按综合布线系统链路级别和信道长度给定的数值。
表8 *大环路直流电阻
链路级别 | A级 | B级 | C级 | D级 |
*大环路直流电阻（Ω） | 560 | 170 | 40 | 40 |
——注:1.100Ω对称电缆的环路直流电阻值应为19.2Ω／100m。
———2.150Ω对称电缆的环路直流电阻值应为12Ω／100m。
——（7）传播时延
——综合布线系统链路的*大传播时延应小于表9中的指标。水平布线链路的*大传播时延应小于1.0μs
表9 *大传播时延
链路级别 | A级 | B级 | C级 | D级 |
测量频率(MHz) | 0.01 | 1 | 10 | 30 |
*大传播时延(μs) | 20.0 | 5.0 | 1.0 | 1.0 |
——（8）纵向变换损耗和纵向变换转移损耗
——在ITU-TG.117建议中定义的纵向变换损耗（LCL）和纵向变换转移损耗（LCTL）值应大于表10中给定的值。
表10 *小纵向变换损耗和纵向变换转移损耗
频率（MHz） | | 0.1 | 1.0 | 4.0 | 10.0 | 16.0 | 20.0 | 100.0 |
*小纵向变换损耗和纵向变换转移损耗(dB) | A级 | 30 | -- | -- | -- | -- | -- | -- |
B级 | 45 | 20 | -- | -- | -- | -- | -- |
C级 | 35 | 30 | 在考虑中 | 25 | 在考虑中 | 在考虑中 | -- |
D级 | 40 | 40 | 在考虑中 | 30 | 在考虑中 | 在考虑中 | 在考虑中 |
——此外还有转移阻抗，它适用于屏蔽的对称布线链路。具体要求尚在考虑中。
——4.光缆布线链路性能指标和主要参数
——光缆布线链路性能要求适用于在一个传输窗口中只使用单一波长的情况。
——（1）多模光纤和单模光纤波长传输窗口参数
——在综合布线系统中，常用的多模光纤和单模光纤链路的波长传输窗口参数见表11。
表11 多模光纤和单模光纤波长传输窗口参数
光纤模式、标称波长（nm） | 下限波长（nm） | 上限波长（nm） | 基准试验波长（nm） | *大光谱宽度（FWHM谱线） |
多模光纤 | 850 | 790 | 910 | 850 | 50 |
1300 | 1285 | 1330 | 1300 | 150 |
单模光纤 | 1310 | 1288 | 1339 | 1310 | 10 |
1550 | 1525 | 1575 | 1550 | 10 |
——（2）光缆布线链路的衰减
——光缆布线链路在规定的传输窗口测出的*大光衰减不应超过表12中的规定。表中指标已包括链路接头与连接插座的衰减在内。由BI.I类和A1b类光纤组成的光缆，如使用在多个布线链路（如水平布线链路加主干布线链路）组成的长光缆布线链路中时，其衰减不应超过11dB。这个指标仅适用于BI.I类和B1b类光纤，其它型号的光纤可能有更严格的要求，所以是不适用的。
表12 光缆布线链路的衰减（dB）
名称 | 链路长度（m） | 单模光纤 | 多模光纤 |
1310nm | 1550nm | 850nm | 1300nm |
水平布线子系统 | 100 | 2.2 | 2.2 | 2.5 | 2.2 |
建筑物主干布线子系统 | 500 | 2.7 | 2.7 | 3.9 | 2.6 |
建筑群主干布线子系统 | 1500 | 3.6 | 3.6 | 7.4 | 3.6 |
3——（3）模式带宽
——目前，单模光纤布线链路的光学模式带宽在国际上尚无规定。多模光纤布线链路的*大长度为2km，因此链路*小光学模式带宽不应大于表13中规定的数值。
表13 多模光纤布线链路的*小模式带宽
波长(nm) | 850 | 1300 |
*小模式带宽(MHz) | 100 | 250 |
——（4）光回波损耗
——光缆布线链路的任一接口测得的光回波损耗应大于表14中的数值。
表14 *小光回波损耗
波长（nm） | 多模光纤 | 单模光纤 |
850 | 1300 | 1310 | 1550 |
*小光回波损耗（dB） | 20 | 20 | 26 | 26 |
——此外，还有*大传播时延，在某些应用系统中有这种专门要求，在综合布线系统设计时应了解其需要，以便在光缆布线链路中考虑。
——在综合布线系统中所用的主要布线部件和其它的技术要求，如电气特性、机械物理性能及屏蔽接地要求等，因内容较多，受篇幅所限，在这里不作详细介绍。
附注：《大楼通信综合布线系统》和《数字通信用对绞／星绞对称电缆》各部分名称和编号：
1.大楼通信综合布线系统
第1部分：总规范（YD／T926.1-1997）
2.大楼通信综合布线系统
第2部分：综合布线用电缆光缆技术要求（YD／T 926.2-1997）
3.大楼通信综合布线系统
第3部分：综合布线用连接硬件技术要求（YD／T 926.2-1997）
4.数字通信用对绞／星绞对称电缆
第1部分：总规范（YD／T 838.1-1996）
5.数字通信用对绞／星绞对称电缆
第2部分：水平对绞电缆——分规范（YD／T 838.2-1997）
6.数字通信用对绞／星绞对称电缆
第3部分：工作区对绞电缆——分规范（YD／T 838.3-1997）
7.数字通信用对绞／星绞对称电缆
第4部分：主干对绞电缆——分规范（YD／T838.4-1997）
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