基于光纖到桌面布線系統的研究與設計

寧曉青

（運城職業技術學院電子信息工程系山西運城 044000）

基于光纖到桌面布線系統的研究與設計

寧曉青

（運城職業技術學院電子信息工程系山西運城 044000）

隨著多媒體技術與網絡信息技術的快速發展，傳統的布線系統已經不能滿足人們的需求，針對傳統布線系統在容量、帶寬、傳輸距離以及信號衰減等方面的缺陷，對光纖布線系統的原理、組成、結構以及施工進行了研究，提出了一種全光纖布線系統，這種結構的布線系統從用戶終端到設備端全部采用光纖進行布線，可以最大化地滿足人們對網絡容量、網絡帶寬、傳輸距離和保密性等方面的要求，同時易于升級、管理與維護，是未來綜合布線的發展方向。

計算機網絡 光纖 雙絞線 綜合布線

1 引言

隨著計算機網絡信息技術的發展，智慧城市已被列入國家“十二五”規劃建設綱要，綜合布線作為智慧城市的神經中樞系統，作為城市網絡信息化的高速公路，傳輸線纜的選擇至關重要，而光纖作為寬帶接入一種主流方式，有著通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適應能力強、體積小重量輕、原材料來源廣和價格低廉等優點，對實現智慧城市、感知傳感器的互聯互通、支持數據中心的網絡連接都有非常重要的作用，同時布線系統水平的高低不僅是衡量國家經濟實力的指標，也是在信息時代國家提高自身競爭力的一個根本所在和基本保障[1]。

2 綜合布線系統現狀

傳統的布線系統在傳輸語音、數據和圖像等數據信號時采用不同的線纜和不同的終端插座，各系統分別由不同的廠商設計和安裝，相互獨立，兼容性差，隨著網絡新技術的發展或者辦公布局及環境的改變，就必須更換布線，而布線工程是一次工程，這樣就會因增加新線纜而留下不用的線纜，造成建筑物內線纜雜亂，維護不便。

針對這種情況，提出了一種結構化布線系統，稱為綜合布線，它是一種預布線，能適應較長一段時間需求，是一種模塊化和靈活性極高的建筑物內或者建筑群之間的信息傳輸通道，能支持語音、數據、圖像、多媒體業務和其他控制信息的傳輸[2]，與傳統布線系統相比，它具有兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性和經濟性,其整個系統由七大子系統組成，實現方式有全電纜或者光纜加電纜2種主要方式，但是由于電纜的存在，導致在網絡帶寬、傳輸距離（整個信道不能超過100 m）、安全性以及抗干擾等方面不盡人意。

進入90年代以后，計算機網絡技術快速發展，特別是ODN網絡、FTTD光纖到桌面、EPON以太無源光網絡和WLAN回傳技術構架等一系列技術的應用，推進了高速網絡設備和終端設備的快速普及，使傳統的銅纜雙絞線傳輸方案日益成為現實應用和未來發展的瓶頸，并常常陷入需要不斷升級和改造弊端，致使布線的傳輸速率越高，成本和施工難度越大[3]，綜合布線系統作為一個智能建筑的基礎性設施，傳統的銅纜布線系統已經不能適應高標準布線系統的要求，同時隨著光纖成本的降低以及操作工藝水平的不斷提高，構建全光纖的布線系統已經尤為迫切。

3 全光纖集中式綜合布線系統設計

3.1 綜合布線系統結構

綜合布線系統是一種模塊化的及靈活性極大的建筑物內或建筑物之間的信息傳輸通道，將數據通信設備、交換設備和語音系統及其他信息管理系統集成，形成一套標準的和規范的信息傳輸系統。綜合布線系統是建筑物智能化必備的基礎設施，構成一般分為工作區、配線子系統、干線子系統、建筑群子系統、進線間、設備間和管理7個部分，也有的將以上7個部分整合為3個子系統：建筑群子系統、建筑物子系統和配線子系統，具體的基本構成示意圖如圖1所示。

圖1 綜合布線系統基本構成原理圖

目前綜合布線系統中的建筑群子系統一般都采用室外單模光纜，建筑物子系統采用室內多模光纜和大對數電纜，對于一些距離比較近，傳輸速率要求不是很高的系統，也可以采用4對雙絞線銅纜代替室內多模光纜，配線子系統一般采用4對雙絞線銅纜進行布線，到目前為止，配線子系統的傳輸介質已經從4對五類線、超五類線過渡到六類線、超六類線甚至七類線，雖然支持的速率不斷提高，但是都有一個致命的缺陷就是傳輸信道不能超過100 m，同時易受外界的電磁干擾，安全性也沒有保障。針對這些缺陷，提出了一種全光纖布線系統，即光纖到桌面（FTTD），就是用光纖替代傳統布線系統中的干線子系統、配線子系統以及工作區中的超五類、六類、超六類、七類雙絞銅纜及銅纜跳線，將光纖延伸至用戶終端電腦、電話和網絡打印機等設備，使用戶終端全程通過光纖實現網絡接入。

3.2 全光纖布線系統結構設計

全光纖布線系統就是所有布線子系統纜線全部采用光纖進行布線，組成一個全光鏈路的網絡，采用的光纖光纜選用相同類型和品種的產品，以求全程技術性能統一，保證通信質量優良，不致產生不匹配或不能銜接的問題。其中建筑群子系統、干線子系統和配線子系統分別采用不同模式和不同芯數的光纖光纜進行敷設[4]。建筑群子系統的光纜選用和施工等與傳統的布線一樣，還是采用室外單模光纜，具體光纖芯數由建筑物的網絡規模決定，同時根據不同的布線環境采用不同的室外單模光纜進行架空、管道或者直埋等方法進行敷設。干線子系統是綜合布線系統中的關鍵部分，根據建筑物的結構特點和應用系統的類型可以從62.5 μm/125 μm多模光纜、50 μm/125 μm多模光纜以及8.3 μm/125 μm單模光纜中進行選擇，一般對于萬兆主干，千兆桌面帶寬的要求選擇室內62.5 μm/125 μm多模光纜就可以滿足要求，具體光纖芯數根據樓層信息點的數量以及網絡帶寬要求決定，干線子系統的結合方式一般采用施工簡單、維護方便的點對點的方法進行施工。

配線子系統選擇2芯或者4芯的50 μm/125 μm室內多模光纜即可，選用4芯時，其中2芯作為備份。工作區子系統的光纖跳線采用高強度（GGP）光纖跳線，這種光跳線采用精密涂敷技術和材料技術，抗靜態疲勞性高，在相同的彎曲半徑下應力較低，柔韌性強,具備優異的機械強度和可以承受更小的彎曲半徑，插座采用VF-45插座，用它來對配線子系統的多模光纖進行端接，可同時端接2芯光纖。VF-45的插頭自帶保護蓋，當跳線未插入連接器前，保護蓋是關閉的，當插入連接器后，保護蓋自動打開，保證光束的通道，從而解決對光跳線發光頭的保護，使GGP跳線像RJ-45跳線一樣的方便使用，同時對于沒有配備光口的終端設備可以采用光電適配器進行解決。

設備間、電信間以及進線間的配線設備全部采用光配線架進行端接，同時根據工程的實際情況，可以省去電信間，直接由建筑群或者建筑物敷設光纖到達用戶端。采用全光纖布線系統結構的信道長度已經不再受限于銅纜信道不能超過100 m的限制，如果采用普通多模光纜，信道距離可達275 m，如果采用激光優化型纖芯為50 μm的多模OM4光纜，在10 Gbit/s系統中，可以傳輸550 m，這個運行距離是對整個信道而言的，包括從設備端口到工作區的設備和工作站端口的整個線路全長(含接插光跳線)，這樣就可以滿足目前或者未來很長時間內對網絡帶寬以及傳輸距離的要求。其中當干線子系統和配線子系統采用光纖光纜并混合組成光纖信道時，其連接方式主要有以下幾種。

⑴光纖經電信間FD連接

這種信道的布線方式主要有2種，第一種是水平光纖和主干光纖都敷設到樓層電信間FD的光纖配線設備，通過光纖跳線連接構成信道，具體結構如圖2所示。另外一種是水平光纖和主干光纖在樓層電信間FD進行端接構成信道，其光纖的端接可以采用光纖熔接和機械連接2種方法，具體結構如圖3所示。

圖2 光纜經電信間FD光纖跳線連接

圖3 光纜在電信間FD做端接

⑵光纖經設備間BD連接

這種方式的水平光纖經過電信間FD不做端接或者跳接，而是直接連至大樓設備間BD光配線設備構成光纖信道，中間不做任何處理，省去了電信間這個節點，具體結構如圖4所示，這種連接方式在具體工程中應用最為廣泛，屬于全光纖集中式布線系統，其完整的信道結構如圖5所示。

圖4 光纜直接連接至設備間BD

圖5 完整的光纖信道結構圖

當然如果用戶需要其工作區的終端設備直接與公用數據網進行連接溝通時，為了簡化信道結構，可以將光纖直接從工作區敷設到建筑物的進線間與光纖配線設備進行連接，此時建筑物內的所有光纖類型需要與公用通信網的引入光纖保持一致[4]，一般采用單模光纖進行敷設，這種情況一般適用于對網絡帶寬以及安全性等有特殊要求的場合。

4 全光纖綜合布線系統的優勢及應用

4.1 全光纖綜合布線系統的優勢

優勢主要有：①光纖通信頻帶寬，理論可達30 G，通信容量大，帶寬可以隨意增加，足以應付未來網絡帶寬的需求，容易升級；②不受強電磁場和電磁輻射的影響，同時不往外輻射能量，通信內容保密，第三方無法竊聽，安全性高；③不帶電，抗化學腐蝕能力強，可用于易燃、易爆等特殊環境；④損耗低、衰減小及傳輸距離遠，突破銅纜系統的信道長度100 m限制；⑤測試簡單，糾錯容易，穩定性好，易于維護。

4.2 全光纖綜合布線系統的應用

鑒于全光纖布線系統的優勢，除了在主干系統運用光纜外，對于一些特殊行業如電力系統（抗干擾）、醫院（防輻射）、傳媒機構（高速率、高帶寬）以及銀行、保險、金融、電信、移動、審計、財政、公安、法院和科研機構等安全性要求較高的行業都可以應用[5]。

5 結束語

基于光纖到桌面的全光網布線系統將傳統布線系統中的干線子系統、配線子系統以及工作區中使用的銅纜和銅纜跳線全部采用光纖進行敷設，徹底地解決了人們在網絡帶寬、傳輸距離和數據安全性等方面的需求[6]，同時也滿足了一些特殊行業的要求，對網絡信息技術的快速發展以及智慧城市的建設提供了基本保障。相信隨著光纖及連接器件技術的發展，國家政策上的扶持以及光纖成本的不斷降低，全光纖布線系統將成為未來綜合布線系統的發展趨勢并得以大規模應用，光纖到桌面的布線系統將很快會步入尋常百家。

參考文獻

[1]徐立強.綜合布線系統設計[J].信息技術,2003,27(8):42-44.

[2]王公儒.綜合布線工程實用技術[M].北京:中國鐵道出版社, 2013:136-139．

[3]朱士元.全光纖集中式布線系統技術解析[J].建筑機電工程, 2013,35(10):13-16.

[4]褚建立.網絡綜合布線實用技術[M].北京:中國鐵道出版社, 2012:53-61.

[5]張勇.淺談光纜光纖綜合布線系統[J].中國商界,2013,25(8): 21-24.

[6]周愛.塑料光纖連接技術研究[D].哈爾濱:哈爾濱工程大學,2005:72-76．

Research and Design on Distribution System Based on Fiber-To-The-Desktop

NING Xiao-qing
(Department of Electronic and Information Engineering,Yuncheng Professional Technology College,Yuncheng Shanxi 044000,China)

With the rapid development of multimedia technology and network information technology,the traditional cabling system can't satisfy the requirements of people.Aiming at the disadvantages of traditional cabling system such as capacity,bandwidth,transmission distance and signal attenuation,this paper studies the principle,composition,structure and construction of optical fiber cabling system and proposes an all-fiber cabling system.This cabling system entirely uses the optical fiber cabling from the user terminal to the equipment terminal and can maximally satisfy people’s requirements for network capacity,network bandwidth,transmission distance and security.At the same time,the characteristics such as easy upgrade,management and maintenance are the future development direction of integrated cabling.

computer network;optical fiber;twisted pair;integrated cabling

TP393.1

A

1008-1739(2014)06-70-4

定稿日期：2014-02-26