光纖在綜合布線中的應(yīng)用

縱論光纖在綜合布線中的應(yīng)用一、光纖布線是數(shù)據(jù)干線的首選早在5類UTP（非屏蔽雙絞線）推出之前，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的桌面應(yīng)用速率是10Mbps的時候，100MbpS的骨干網(wǎng)則是采用FDDI（FiberDistributedDataInterface，光纖分布數(shù)據(jù)接口）網(wǎng)，F(xiàn)DDI完全基于光纖構(gòu)建。因此，可以說，綜合布線的數(shù)據(jù)干線，絕大多數(shù)工程都采用光纜，是由來已久的事實(shí)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)引入基于100Mbps的以太網(wǎng)以來，光纖在綜合布線系統(tǒng)中的應(yīng)用，仍然主要集中于干線級，只是在拓樸結(jié)構(gòu)上發(fā)生了變化。大約是1996年前后，盡管是出現(xiàn)了可以支持快速以大網(wǎng)的5類UTP，價格大大低于光纜線，并且易于安裝。但是，至今在主干級，鑒于以下原因，人們一直是傾向于選擇光纜：1、 干線用纜量不大計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用光纖HUB（集線器），每48個數(shù)據(jù)信息插座只需要配置2根光纖。于是，一條4芯光纜通過HUB可以連接96個數(shù)據(jù)信息插座。眾所周知，UTP的水平布線長度不宜超過90米，去掉端接余量和上、下走線，有效長度只不過是70米左右。也就是說，在HUB的主干側(cè)（輸人端口）用一條4芯光纜，所轄的70米水平范圍內(nèi)，可有96個數(shù)據(jù)點(diǎn)，平均每米至少可有玉.3個數(shù)據(jù)點(diǎn)。分部密度如此之大，可見干線用纜量不大，即便是考慮備份，布放一條6芯光纜應(yīng)當(dāng)是足夠了；2、 用光纜不必為升級疑慮計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不斷在向高速發(fā)展，今日主干用I100Mbps，過若干年就很可能要用千兆。網(wǎng)絡(luò)布線若用銅纜，到時候是否還能升級，總歸是個疑問；若用光纜，則不必為升級疑慮。何況干線的應(yīng)用常常是多對芯線同時傳輸信號，銅纜容易引入線對之間的近端串?dāng)_（NEXT）以及它們之間的迭加問題，對高速數(shù)據(jù)傳輸十分不利；3、 處于電磁干擾較嚴(yán)重的弱電并，光纜比較理想光纜布線具有最佳的防電磁干擾性能，既能防電磁泄漏，也不受外界電磁干擾影響，這對于干線處于電磁干擾較嚴(yán)重的弱電井情況來說，是比較理想的防電磁干擾布線系統(tǒng)；4、 光纜在弱電并布放，安裝難度較小光纜在弱電井布放，安裝難度較小。況且光纜的布放和安裝，供貨廠商本來就是提供一條龍服務(wù)，由專業(yè)技術(shù)人員實(shí)施，保證工程質(zhì)量。5、 又因?yàn)閷τ诖髮?shù)"超5類”線纜提出質(zhì)疑近幾年來，千兆以大網(wǎng)登場，當(dāng)前主要也是用于干線級，人們除了出于與上述類同的原因之外，又因?yàn)閷τ诖髮?shù)"超5類"線纜提出質(zhì)疑：大對數(shù)”超5類"線纜，所有線對都全雙工傳輸信號時，能保證5E系統(tǒng)的POWERSUM指標(biāo)嗎？莫不是只要優(yōu)于5類則為"超"。"超5類相于千兆以太網(wǎng)，必須強(qiáng)調(diào)各參數(shù)的功率和（PowerSum，PS）指標(biāo)?？紤]到目前市場上號稱的大對數(shù)"超5類"銅纜，是由數(shù)很4對芯"超5類"線纜組合而成，大對數(shù)"超5類"銅纜的性能如何檢測？若分為每4對進(jìn)行測試，則何謂大對數(shù)！無法考核不能用，于是仍然是認(rèn)為選擇光纜比較完善。在園區(qū)網(wǎng)建設(shè)中，由于銅纜的距離限制，所以園區(qū)內(nèi)建筑物之間的互連使用光纜是必然的選擇。二、光纖到桌面的機(jī)遇運(yùn)用RJ一45連接器的5類布線，最初的規(guī)范是1995年頒布的TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)，使用2對芯線即可以支持100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。到了1999年，開發(fā)者成功實(shí)現(xiàn)了使用4對芯線全雙工傳輸時。5類線纜也可以支持千兆以大網(wǎng)，但不是所有的5類線纜都能支持，于是很快又出現(xiàn)了一種增強(qiáng)型5類線纜（Cat5E）,可以支持到IGbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，這種千兆級數(shù)據(jù)傳輸速率，對于5類銅纜來說，在物理性能上可能是達(dá)到了極限。早在1997年下半年，TIA/EIA發(fā)布了6類布線規(guī)范，又稱E級布線規(guī)范，也運(yùn)用RJ一45連接器，可與5類系統(tǒng)兼容。6類線纜最高頻率可達(dá)200MHZ到250MH乙無疑使用2對6類芯線便可以支持千兆以太網(wǎng)的傳輸速率。但是，基于下述的幾個原因，人們在考慮千兆以太網(wǎng)應(yīng)用時，如果不選擇CAT5E線纜，則往往不采用6類線纜，而寧愿選擇光纜：1、 6類布線規(guī)范遲遲沒有形成最終標(biāo)準(zhǔn)，有可能要到2002年初才正式公布；2、 由于CAT5E線纜實(shí)現(xiàn)了跑千兆以太網(wǎng)，并且其標(biāo)準(zhǔn)已正式公布，使得6類線纜基本上未占領(lǐng)什么陣地，其應(yīng)用很少；3、 6類系統(tǒng)部件的費(fèi)用比5E類高得多，差不多接近光纜布線系統(tǒng)的價格；4、 6類系統(tǒng)的施工要求也比5E類高，其難度近似于光纜，但其供應(yīng)商往往不象光纜供應(yīng)商那樣能夠提供專業(yè)水平的一條龍服務(wù)，竣工后系統(tǒng)不合率較高；5、 光纖布線長度可以比銅纜長，幾層樓合用光纖HUB的范圍大；6、 對于光纖到桌面（FTTD，F(xiàn)iberToTheDesk）來說，光纜布線可以考慮省去FD（FloorDistributor，樓層配線設(shè)備），直接從BD（BuildingDistributor，建筑物配線設(shè)備）引至桌面。正是由于上述之類的原因，所以在綜合布線的數(shù)據(jù)信息點(diǎn)中，光纖到桌面的比率明顯在增加。至于7類（又稱F類）銅纜與光纜相比，二者的選擇，更無疑選擇光纖是較為合理的方案。這是因?yàn)椋篍IA/TIA對其規(guī)范的制定未能形成最終標(biāo)準(zhǔn)，即便是轉(zhuǎn)而由ISO/IEC來完成，顯然由于7類線纜在市場上用武之地很有限，所以它的公認(rèn)范圍也就相當(dāng)有限；7類布線系統(tǒng)不使用RJ一45連接器，與現(xiàn)今大部分網(wǎng)絡(luò)適配卡不兼容；雖然7類線纜的頻率范圍是比5類、6類銅纜高，最高可達(dá)700MHZ到750MH乙但是仍然趕不上光纜，難以達(dá)到支持10G以太網(wǎng)的水平；由于它實(shí)際上是屬于屏蔽類銅纜，全方位3600屏蔽，由此而引起的接地要求，給施工增加了難度，給日后維護(hù)帶來麻煩，如果天長日久在某處屏蔽層損壞或者接地不良，將導(dǎo)致噪聲，前功盡棄；其費(fèi)用比光纜還要貴。綜上所述，由于5E類銅纜可以跑千兆以太網(wǎng)，所以限制了6類、7類銅纜的應(yīng)用，不僅給光纖到桌面的應(yīng)用創(chuàng)造了極好的機(jī)遇，而且也將會加快推進(jìn)采用純光纖局域網(wǎng)的進(jìn)程。三、光纖、銅纜并用是明智的選擇人們普遍認(rèn)為UTP，盡管在5類之后又出現(xiàn)6類，但是終歸高銅纜的極限不遠(yuǎn)，其注意力總是兼顧到光纖，因?yàn)楣饫w從各方面解決了UTP的缺點(diǎn)：帶寬受限、距離有限、不能完全消除RFI（射頻干擾）和EMI（電磁干擾），不能很靠近電力電纜，安全性不如光纖，等等。光纖貴，銅纜賤，光纖到桌面的成本要遠(yuǎn)高于UTP的成本，如果加上有源設(shè)備（如：HUB和網(wǎng)卡）的成本，則成本差異會更大。但是，價格不是唯一的選擇標(biāo)準(zhǔn)，我們不要把銅纜和光纜完全對立起來，應(yīng)當(dāng)跳出二者只用其一的思維，不妨考慮二者并用這一變通方案，以便獲得更好的系統(tǒng)，既可保證當(dāng)前性能要求，又可兼顧將來系統(tǒng)升級需求。從應(yīng)用角度出發(fā)，光纖是，而且將繼續(xù)是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)骨干的媒介選擇。隨著比特速度進(jìn)人千兆位和數(shù)千兆位的范圍，光纖將成為主導(dǎo)的建筑物布線媒介。前瞻的公司今天正在為這個未來而同時安裝UTP和光纖到桌面。例如：對于處在距離可能超過100米的工作站或終端，可直接為這些裝置布放光纖信道，不設(shè)配線間和有源硬件，使節(jié)約了中間環(huán)節(jié)的成本，減少了總成本的化費(fèi)。四、促進(jìn)光纖在綜合布線中應(yīng)用的新技術(shù)由于光纖制造技術(shù)的進(jìn)步，光纖衰減特性得到改善，也就是說，在綜合布線中采用新型光纖，在整個720nm-1370nm波段都可以使用。下述幾種光纖新技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，對于光纖在綜合布線中以及光纖到桌面的應(yīng)用很有促進(jìn)。1、 新型光纖連接器光纖和銅纜相比，光纖端接要比銅纜復(fù)雜。近兩三年以來，有多家廠商開發(fā)出先進(jìn)的光纜連接器，價格不太高，容易使用，大大降低了使用光纜的難度。局域網(wǎng)應(yīng)用需要用雙芯光纖（一芯用于發(fā)送，另一芯用于接收）連接器，過去雙芯連接器的尺寸，比用于UTP的RJ一45插座的尺寸大的多，在一個86安裝盒內(nèi)，很難支持雙信息點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)。外型類似于RJ-45插座的新型雙芯連接器及其配套的耦合器，免除現(xiàn)場打磨步驟，安裝方便，解決了這個問題。新推出的光纜連接器，是小型連接器，可以與RJ一45連接器互換使用，采用與傳統(tǒng)電話插頭相似的連接技術(shù)，并且能夠承受較大的線路偏轉(zhuǎn)。從前談到光纖首先想到的是安裝復(fù)雜、要求高，現(xiàn)在情況不大一樣了，主要有兩點(diǎn)：一是出現(xiàn)了新型。小巧的連接器，從而能密集安裝；二是端接技術(shù)的簡化，降低了有源設(shè)備的成本。2、 理想的VCSEL（垂直腔表面發(fā)射激光）光源LED（發(fā)光二極管）是短波長多模光纖最常用的光源，造價較低，但是可支持的傳輸速率較低，難于應(yīng)用到高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?。Laser（激光器）是另一類用于光纖傳輸系統(tǒng)的光源，可以支持極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，然而器件復(fù)雜，要保持穩(wěn)定的工作，對電子和溫度的控制要求很高，于是應(yīng)用費(fèi)用相當(dāng)高。與上述兩種光源相比，VCSEL則是理想的光源，它是一種半導(dǎo)體激光，可支持的數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)2Gbps；驅(qū)動電流小、輸出光功率可達(dá)lmw（odBm），光譜寬度小于0.5nm；更重要的是它對電路的要求較低，大大簡化了電路設(shè)計，降低了器件造價。3、 光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器光纖到桌面，不僅要有光纖信息插座、光纖配線箱，還需要有光纖HUB和光纖網(wǎng)卡，致使系統(tǒng)造價上升。實(shí)用的實(shí)現(xiàn)光纖到桌面的過渡，則是使用光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器。光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器使局域網(wǎng)升級到光纖非常簡單，可以保護(hù)原銅纜局域網(wǎng)設(shè)備的投資。目前市場有多種類型的光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器，適用于不同的計算機(jī)總線、光纖耦合器和光波長。光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器有真種流行的封裝可選：單機(jī)型、組合型、多通路型、模塊型。光電介質(zhì)轉(zhuǎn)換器的雙絞線端口有兩種類型：交叉型和直線型。交叉型適用于向下的HUB端口；直線型適用于終端類網(wǎng)卡和骨干網(wǎng)端口。除少數(shù)情況外，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備HUB和交換機(jī)在端口一端口的基板上并不支持不同的介質(zhì)