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文档简介

1、第十二章 通信设备及线路工程绪论随着社会的发展和科学技术的进步,人类社会已逐步步入信息通信时代,信息已深入到当今社会的政治、经济、军事、科技等各个领域、各个方面,人们的日常生活和工作也需要进行大量的信息交流。而信息的搜集、整理、交流和发布以及信息工程的发展都极大的依赖于通信技术的发展,反过来通信技术的发展又能影响信息工程的发展。由此看来,通信、通信技术、通信工程的发展水平在极大程度制约着信息工程,要大力推动信息工程首先要推动通信技术和通信工程。通信工程作为信息的载体,社会媒体传播的神经中枢,其工程技术领域涵盖面既广又深,包含了数字数据通信、卫星通信、光纤通信、多媒体通信、网络移动通信等多种通信

2、方式。这些通信方式共同发展逐渐形成了一门独具特点的综合产业和技术领域。伴随着通信工程技术的进步和产业标准化的要求,在通信工程建设中,施工技术、施工组织以及施工管理等方面需要进一步的规范化、标准化。在这篇文章中,因“空间”有限,在第一节中就布线桥架的型式、配件进行了说明;在第二节中就布线工程技术、标准、施工、试验、材料等在施工中常用、常遇到的问题进行了必要的阐述;在第三节中就通信线路及通信管道工程的施工技术、管道光缆布设、光纤连接、接续、安装、光纤线路工程测量、光纤布线的系统测量等方面进行了阐述;最后就布线设备方面进行了简单说明。第一节 电缆桥架一、概述电缆桥架在现阶段的工程建设中的应用越来越广

3、泛,电缆桥架的形式和种类很多,按形式划分主要有普通型、重型、槽式、梯式;而普通型又分为直边普通型和普通型桥架;按材质划分,分为:金属材质、复合材料等。金属桥架多由厚度1.52.5mm的钢板制成。与传统桥架相比,具有结构合理、重量轻、强度高、外形美观、无需焊接、不易变形、连接款式新颖、安装方便等特点,它是敷设线缆的理想配套装置。金属桥架主要有槽式、梯式和托盘式。槽式桥架是指由整块钢板弯制成的槽形部件;梯式桥架是指由侧边与若干个横档组成的梯形部件。桥架附件适用于直线段之间,直线段与弯通之间连接所必需的连接固定或补充直线段、弯通功能部件。支、吊架是指直接支撑桥架的部件。它包括托臂、立柱、立柱底座、吊

4、架以及其他固定用支架。为了防止金属桥架的腐蚀,其表面可采用电镀锌、烤漆、喷涂粉末、热浸镀锌、镀镍锌合金纯化处理或采用不锈钢板。工程中根据工程环境、重要性和耐久性,选择适宜的防腐处理方式。一般腐蚀较轻的环境可采用镀锌冷轧钢板桥架;腐蚀较强的环境可采用镀镍锌合金纯化处理桥架,也可采用不锈钢桥架。综合布线中所用的线缆的性能,对环境有一定的要求。为此,在工程中常选用有盖无孔型槽式桥架(简称线槽)。 二、线槽安装要求 安装线槽应在土建工程基本结束后,与其它管道(如风管、给排水管)同步进行,也可比其它管道稍迟一段时间安装。但尽量避免在装饰工程结束后进行安装,造成敷设线缆的困难。安装线槽应符合下列要求:(1

5、)线槽安装位置应符合施工图规定,左右偏差视环境而定,最大不超过50mm。(2)线槽水平度每米偏差不应超过2mm。(3)垂直线槽应与地面保持垂直,并无倾斜现象,垂直度偏差不应超过3mm。(4)线槽节与节间用接头连接板拼接,螺丝应拧紧。两线槽拼接处水平偏差比应超过2mm。(5)当直线段桥架超过30m或跨越建筑物时,应有伸缩缝。其连接宜采用伸缩连接板。(6)线槽转弯半径不应小于其槽内的线缆最小弯曲半径的最大者。(7)盖板应紧固。并且要错位盖槽板。(8)支吊架应保持垂直、整齐牢固、无歪斜现象。(9)为了防止电磁干扰,宜用辫式铜带把线槽连接到其经过的设备间,或楼层配线间的接地装置上,并保持良好的电气连接

6、。第二节 布线在现代的建筑布线中所用的综合布线是传统布线所无法企及的,它因其具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性、以及经济性等特点而广泛应用于现代建筑行业的任何建筑。在结构形式上综合布线一般采用星型拓扑结构,其中的每个分支子系统都是相对独立的单元,对每个分支子系统的改动都不影响其它子系统,只要改变节点连接方式就可使综合布线在星型、总线型、环形、树壮型等结构之间进行转换。综合布线采用模块化的结构,按每个模块的作用,可把它划分成6个部分。这6个部分可以概括为“一间、二区、三个子系统”即:设备间;工作区;管理区;水平子系统;干线子系统;建筑群干线子系统。这6个部分每一个部分都相互独立,可以单独

7、设计,单独施工。一、 各部分具体概况1. 工作区(coverage area)是放置应用系统终端设备的地方。它由终端设备连接到信息插座的连线(或接插软线)组成。终端设备可以是电话、微机,也可以是检测仪表、测量传感器等。工作区的电话机、微机、监视器及控制器等终端设备可以用接插软线直接与工作区的每一个信息插座相连接,有些终端设备需要选择适当适配器或平衡/非平衡转换器才能连接到信息插座上。在选用适配器时应符合下列要求:(1)在设备连接处采用不同信息插座的连接器时,可以用专用接插电缆或适配器;(2)当在单一信息插座上进行两项服务时,应用“Y”型适配器;(3)在水平子系统中选用的电缆类别(介质)不同于设

8、备所需的电缆类别(介质)时,应采用适配器;(4)在连接使用不同信号的数模转换或数据速率转换等相应的装置时,应采用适配器;(5)为网络的兼容性、可用适配器;(6)根据工作区内不同的电气终端设备(例如ISDN终端),可配备相应的匹配器。注:a.适配器是一种使不同尺寸或不同类型的插头与水平子系统的信息插座相匹配,提供引线的重新排列,允许大对数电缆分成较小的对数,把电缆连接到应用系统的设备接口的器件。b.平衡/非平衡适配器是一种将电气信号由平衡转换非平衡或由非平衡转换为平衡的器件。在综合布线中,通常指双绞电缆或同轴电缆之间的阻抗匹配。2. 水平子系统是将干线子系统经楼层配线间的管理区连接并延伸到工作区

9、的信息插座,水平子系统与干线子系统的区别在于:水平子系统总是处在同一楼层上,线缆一端接在配线间的配线架上,另一端接在信息插座上。干线子系统总是位于垂直的弱点间,并采用大对数双绞电缆或光缆,而水平子系统多为4对双绞电缆。这些双绞电缆能支持大多数终端设备。水平子系统在高速率应用场合,可采用光缆及相关连接硬件,根据整个综合布线的要求,应在配线间或设备间的配线装置上进行连接,以构成语音、数据、图像、楼宇监控等系统并进行管理。水平子系统线缆宜按下列原则选用:普通型电缆宜用于一般场合;填充型实芯电缆宜用于有空气压力的场合;水平子系统线缆长度宜为90米。(1) 水平子系统的拓扑结构水平布线宜采用星型拓扑结构

10、如下图:从图可以看出水平子系统的线缆一端与工作区的信息插座端接,另一端与楼层配线间的配线架相连接。典型的水平子系统布线和工作区终端设备的连接如下图所示:注:1.为形成“总线型”和“环型”拓扑结构,水平布线可以认为是干线布线的一部分。2.有些应用系统在水平布线的信息插座处需要电气器件(如阻抗匹配器件).这些电气器件不能作为水平布线的一部分安装。如需要,它们只能接在信息插座外部,起到转接的作用。3. 桥接配线不能归为水平布线。4.跳接是水平子系统与干线子系统在配线架上的连接。5.对接是工作区终端设备与信息插座的连接。6.有关符号说明:MC主跳线(跳线箱); WA 工作区(站)内设备;IC 中间跳接

11、(交接); ER 设备间;X 交叉;EF 入楼设备;TC 管理区;WA 工作站; 机械终端; 单信息插座;配线间的有源设备与配线架上的连接,工作区终端设备与水平子系统信息插座的连接。综合布线的信息插座宜按下列标准选用:单个3类线连接的4针信息插座用于基本型低速率信息传输系统;单个5类线连接的8针信息插座用于基本型高速率信息传输系统;两个3类线连接的4针信息插座用于增强型低速率信息传输系统;两个5类线连接的8针信息插座用于增强型高速率信息传输系统;光缆连接的多媒体信息插座用于综合型高速率信息传输系统。一个给定的综合布线设计可采用多种类型的信息插座。信息插座应在内部作固定线连接。同时为了在交叉连接

12、处便于链路管理,不同类型的信号应规定在相应的线缆对上传输,并且用统一的色标表示。为了适应语音、数据、多媒体及监控设备的发展,语音及监控部分,应选用较高类型的电缆,数据及多媒体部分应选用光缆,水平线缆走向应便于维护和扩充。 (2)水平子系统线缆长度水平电缆、水平光缆最大长度为90米,这是楼层配线架上电缆、光缆机械终端到信息插座之间的电缆、光缆长度。另有10m分配给工作区电缆、光缆,设备电缆、光缆和楼层配线架上的插座软线或跳线。其中,接插软线或跳线的长度不应超过5m,且在整个建筑物内应予各子系统中线缆相一致。双绞电缆水平布线模型见下图,图中给出了电缆长度与连接插座的位置。双绞电缆水平布线链路包括9

13、0m水平电缆、5m软电缆(电气长度相当于7.5m)和3个与电缆类别相同或类别更高的接头。图中没有画出可能的转接点。可以在楼层配线架与信息插座之间设置转接点,最多转接一次。但整个水平电缆最长90m的传输特性应保持不变。光缆水平布线模型见下图,链路中的每端各有一个接点和一个接头。(3)水平布线线缆类型应依据建筑物的类型、容量、带宽、和传输速率来定,推荐采用的电缆、光纤型式为:100双绞电缆;8.3/125m单模光纤(Single Mode Fiber)62.5/125m多模光纤(Multi Mode Fiber).允许采用的电缆、光纤型式为:50双绞电缆;10/125m单模光纤;50/125m多模

14、光纤。在水平子系统中也可以使用混合电缆。采用双绞电缆时,根据需要可选用非屏蔽双绞电缆或屏蔽双绞电缆。目前应用系统设备输出端口都已使用标准接口,如RJ45插座。所以,50同轴电缆一般不用。水平子系统布线方法一般采用三种类型:即直埋管方式;先走吊顶内线槽再走支管到信息出口的方式;适合大开间及后打隔断的地面线槽方式。其余都是这三种方式的改良型和综合型,在此不再详细介绍。(4)干线子系统是设备间和楼层间之间的连接线缆组成。采用大对数双绞电缆或光缆,两端分别接在设备间和楼层配线间的配线架上。(5)设备间放置综合布线线缆和相关连接硬件及其应用系统的设备场所。一般位于楼的第二层或第三层。(6)管理区配线间或

15、设备间的配线区域,它采用交连和互连等方式,管理干线子系统和水平子系统的线缆,相当于电话系统中的每层配线箱或电话分线盒部分。(7)建筑群干线子系统由连接各建筑物之间的线缆组成。总之综合布线是一个模块化的、灵活性极高的建筑物之间的信息传输通道,是智能建筑的“信息高速公路”。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部通信网相连接。二、 布线的标准与产品选型原则1. 综合布线的标准EIA/TIA568-A商用建筑物电信布线标准;ISO/IEC11801:1995(E)国际布线标准;EIA/TIASB-67现场测试非屏蔽双绞线布线系统传输性能规范;欧洲标准:E

16、N5016,50168,50169分别为水平布线电缆、工作区布线电缆以及主干电缆标准。2. 综合布线产品的选型原则(1) 选用其中具有研究、制造和销售能力的、且符合国际标准的专业厂家的产品。不可选用多家产品,否则在通道性能方面达不到要求,以致影响布线的整体质量。(2) 选择一致性的、高性能的布线材料,如:在数据通信上其可支持RS-232、RS-432 、Ethernet、FDDI等;在数据处理上其可支持IBM3270、AT&T、SUN等;美国朗讯科技公司的布线产品性能一直比较稳定, 应优先选择。三、综合布线设计要领1. 综合布线设计要领(1)总体规划一般来说,国际通信技术标准是随着科学技术的发

17、展逐步修订完善的。综合布线也是随着新技术的发展和新产品的问世逐步完善而趋于成熟。在设计智能化建筑物的综合布线期间,要提出并研究近期和长远的需求是必要的。为了投资者的利益可以采取“总体规划,分布实施,水平布线尽量到位”的设计原则。如图示综合布线设计流程图,干线大多数都设置在建筑物弱点间,更换或扩展比较省事;水平布线是在建筑物的吊顶内、天花板或管道里,施工费比初始投资的材料费高。如果更换水平布线,要损坏建筑物结构,影响整体美观。因此,在设计水平布线时,要尽量选用档次较高的线缆及相关连接硬件(如选用100Mbps的双绞线),缩短布线周期。同时,在设计综合布线时,一定要从实际出发,不可脱离实际,盲目追

18、求过高标准,造成浪费。另外管道、线槽设计要尽量合理,为以后线缆的更换提供好的基础。同时综合布线的设计,应能满足建筑物(群)的通信自动化(CA)、办公自动化(OA)和楼宇自动化(BA)的要求,应能传输语音、数据、图像、监控等应用系统的信息。(2)系统设计设计一个合理的综合布线系统一般有以下步骤:分析用户需求;获取建筑物平面图;系统结构设计;布线路由设计;可行性论证;绘制综合布线施工图;编制综合布线用料清单。其整个设计过程如上图流程图12.3.1-1画出施工蓝图检验设计是否符合建筑物和安全法规向建筑物拥有者提出有关管道、配线间设备间、电缆管道等建议计算干线电缆的电缆孔大小和数量设计地下馈电缆管道计

19、算连接管道尺寸计算干线电缆尺寸电缆为地下系统设计电缆布线管道计 算 每 个 配 电 间大小 计算每个配线间的电缆对数计算每个楼层的配线间数目和位置获得建筑物的成套建筑方案计算每个楼层可用面积向建筑物拥有者提出防火措施建议 图12.3.1-1 综合布线设计流程图四、综合布线的经济分析与工作质量1. 综合布线的经济分析综合布线是一种既具有良好的初期投资特性,又具有很高的性能价格比的高科技产品。(1)综合布线的初期投资特性在原有的传统布线中,所有的布线是相对独立的,每增加一种布线就增加一份投资。综合布线在初期的投资较大,但当应用系统的个数增加时,其投资增加很少,其就在于综合布线的各种布线是相互兼容的

20、,都采用相同的线缆和相关连接的硬件,电缆还可以穿在同一管内,如综合布线与传统布线初期投资比较图12.4.1-1: 1初期投资系统个数传统布线方式综合布线方式 4532 图12.4.1-1 综合布统布线的初期投资比较随着时间的推移,综合布线的性能价格曲线是上升的,时间愈长,他和传统布线的性能价格的差距愈大。从长远投资考虑,在初期阶段增加一部分必要的综合布线的投资,对将来建筑的运行费用和变更费用有相当的好处,如图12.4.1-2。综合布线方式传统布线方式时间性能价格比 图12.4.1-2 综合布线和传统布线的性能价格比曲线2. 综合布线工程质量要将一个优化的综合布线设计方案最终在智能建筑中完美实现

21、,工程的组织和实施是一个十分重要的环节。(1)科学设计,精心组织,规范管理。从保证材料品质、保证设计和安装工艺有一整套严格的管理制度。综合布线是综合多项技术的工程,实施工程要保证用户在一定时间内的业务的不断扩展。(2)对系统集成商进行实力考察,选择技术实力雄厚的工程经验丰富的工程公司来施工。(3)着从实际需求出发的务实目的,无论业主还是用户,首先对自己的综合业务有个了解,对设计和规划进行详细严格的推敲,以防工程竣工后以至对将来造成不应该造成的缺陷和损失。五、 综合布线工程测试1. 概述综合布线的测试,从工程的角度来说可以分为两类:验证测试与认证测试。验证测试一般是在施工的过程中由施工人员边施工

22、边测试,以保证所完成的每一个连接的正确性。通常这种测试只注重综合布线的连接性能,而对综合布线的电气特性并不关心。认证测试是指对综合布线依照某一个标准进行逐项的比较,以确定综合布线是否全部能达到设计要求,这种测试包括连接性能测试和电气性能测试。2. 测试内容测试内容主要包括:(1)工作间到设备间的连通状况;(2)主干线连通状况;(3)跳线测试;(4)信息传输速度、衰减、距离、接线图、近端串扰等。3. 链路的验证测试在现场施工阶段,施工人员的主要工作是穿电缆、连接相关连接硬件。如果在施工的同时,能保证接线的正确,就会减少在认证时由于仅仅是接线这类的连接错误而反工所造成的浪费,所以施工中的验证测试是

23、十分必要的。(1)电缆的连接电缆安装是一个以安装工艺为主的工作。为确保安装满足性能和质量的要求就必须进行链路测试。施工中常见的连接故障是:电缆标签错、连接开路、双绞电缆接线图错(包括:错对、极性接反、串绕)以及短路。开路、短路:在施工时由于工具或接线技巧问题以及墙内穿线技术问题,会产生这类的故障。反接:同一对线在两端针位反,比如一端为1-2,另一端为2-1。错对:将一对线接到另一端的另一对线上。比如一端是1-2,另一端杰在4-5针上。最典型的这类错误就是打线时混用T568A与T5687B的色标。串绕:所谓串绕就是将原来的两对线分别拆开而又重新组成新的线对。因为这种故障,端对端连通性是好的,所以

24、用万用表这类工具是检查不出来的,只有用专用的电缆测试仪才能检查出来。由于串绕是相关的线对没有扭结,在线对间信号通过时会产生很高的近端串扰(NEXT)。当信号在电缆中高速传输时,产生的近端串扰如果超过一定的限度就会影响信息传输。对计算机网络来说意味着因产生错误信号而浪费有限的带宽,甚至会产生严重的影响。免串绕的方法很简单:在施工中,在打线时根据线缆色标按照T568A或T568B的接线方法端结就不会出现串绕问题。(2)随装随测施工安装人员可以边施工边测试,这样既可以保证质量又可以提高施工的速度。无论是在配线架还是在工作区,这种“随装随测”的安装过程都贯穿于每一个连接或终接的工作中,他不仅保证线对的

25、安装正确,而且还保证了电缆的总长度不会超过综合布线的要求。当所有的连接和终接工作完成时,连通测试也就基本完成了。这种施工与测试结合的方法,为认证节省了大量的时间。(3)常用于验证的测试仪及使用方法速度与质量要求比较高的工程来说,在施工中可以使用单端电缆测试仪来进行“随装随测”F620是单端电缆测试仪。可以完成全部的综合布线验证测试。F620简介单端测试连接的每对电缆,无需远端单元。测试各种电缆及其连接方式:UTP、STP、FTP、COAX。按照国际布线标准11801:1995(E)测试端到端的连通,找出开路、短路、错对、反接、串绕等综合布线故障;可对故障定位,报告开路和短路的精确距离;单端测量

26、电缆长度。操作简单:旋钮式功能开关选择测试,二行背景液晶显示。可以测试的电缆: 长度范围:0.5米300米;分辨率: 0.5米;精度: 5%1米;显示单位:米或英尺;电源:两节AA型1.5V碱性电池。输入保护:可承受电话振铃电压,过压有声音警告提示。F620的操作与使用在此不再详细介绍。4. 电缆传输通道的认证测试综合布线的通道性能不仅取决于布线的施工工艺,还取决于采用的线缆及相关连接硬件的质量,所以对综合布线必须要做认证测试。认证测试并不能提高综合布线的通道性能,只是确认所安装的线缆及相关连接硬件及其安装工艺能否达到设计要求。只有使用能满足特定要求的测试仪器并按照相应的测试方法进行测试,所得

27、到的测试结果才使有效的。(1)综合布线认证测试的内容定义测试链路、通道结构;定义要测试的传输参数;为3、4、5类链路的每一链路结构定义参数,通过/不通过的测试极限;测试报告的最少包含的项目;定义现场测试仪的性能要求以及如何验证这些要求;现场测试仪的测试结果与实验室设备的比较方法。(2)综合布线认证测试的标准TSB-67比较全面的定义了电缆布线的现场测试内容、方法以及对测试仪器的要求。与此同时国际布线标准ISO/IEC11801:1995(E)同样对综合布线的测试制定了相应的规定。TSB-67虽然是为测试非屏蔽双绞电缆的链路而制定的,但在测试屏蔽双绞电缆的通道时,也可参考执行。(3)综合布线认证

28、测试模型TSB-67定义了两种标准的认证测试模型:基本链路即承包商链路(Basic Link)和通道(Channel)基本链路即用户链路用来测试综合布线中的固定链路部分;通道用来测试端到端的链路整体性能。两者最大的区别就是基本链路不包括用户端使用的电缆。(这些电缆是用户连接工作区终端与信息插座或配线架与集线器等设备的连接线),而通道是作为一个完整的端到端链路定义的。基本链路包括最长90米的水平布线,两端可分别有一个连接点以及用于测试的两条各2米长的连接线,如图-1(a.b)示;通道包括最长90的水平电缆,一个工作区附近的转接点,在配线架上的两处连接以及总长不超过10米的连接线和配

29、线架跳线如图-2(a.b)TSB-67定义的测试参数接线图(Wire Map)目的是检查8芯电缆中的每对线的连接是否正确,该测试属于连接性能的测试。长度(Length)指链路的物理长度。每一条链路的长度必须要有记录。现场测试综合布线的长度可以用测量电子长度的方法进行估算。常见的测量方法有:时域反射法(TDR)与电容法。衰减(Attenuation)衰减是信号沿链路传输损失的量度。通常衰减是频率的持续函数,衰减以单位dB表示。近端串扰(Near End CrossTalk,缩写NEXT)近端串扰是指在一条双绞电缆链路中从一对线对另一对线的信号耦合,也就是当一条线对发送信号时在另一

30、对相邻的线对收到的信号。它是决定链路传输能力的最重要的参数。(4)解决测试错误的方法近端串扰未通过(Fail)原因可能是:近端连接点的问题;远端连接点短路;串对;外部干扰;链路电缆和连接硬件性能问题或不是同一类产品;电缆的端接质量问题。衰减未通过原因可能是:长度过长;温度过高;连接点问题;链路电缆和连接硬件性能问题或不是同一类产品;电缆的端接质量问题。接线图未通过原因可能是:两端的接头有断路、短路、交叉、破裂;跨接错误。长度未通过原因可能是:标称传播相速度设置不正确,可用已知的线确定并重新标准标称传播相速度;实际长度过长;开路或段路;设备连线及跨接线的总长度过长。测试仪测试仪不启动。可更换电池

31、或充电;测试仪不能工作或不能进行远端校准。应确保两台测试仪都能启动并能有足够的电池或更换测试线;测试仪设置为不正确的电缆类型。应重新设置测试仪的参数、类别、阻抗及标称传播相速度;测试仪设置为不正确的链路结构。按要求重新设置为基本链路或通道;测试仪不能存储自动测试结果。确认所选的测试结果名称是唯一,或检查可获得自由内存的容量;测试仪不能打印存储的自动测试结果。应确定打印机和测试仪的接口参数,设置成一样,或确认测试结果以被选为打印输出。六、 综合布线工程材料1. 电缆及种类综合布线使用的电缆主要有:光缆和铜缆。铜缆有双绞电缆(Twisted Pair Cable, TP)和同轴电缆(Coaxial

32、 Cable)。双绞电缆又分为非屏蔽双绞(UTP)电缆和屏蔽双绞(STP)电缆。铜缆按用途又分为室外和室内两个基本部分,其功能一样但结构有所不同。室内电缆主要是阻燃性的,其内部有一个空气芯,外面有一层阻燃套。这种电缆可以在有害气体的环境中使用。室外电缆主要是非阻燃型的,他常用于建筑群之间,可满足安装场地的特殊环境要求。(1) 同轴电缆(Coaxial Cable)典型的同轴电缆中心有一根单芯铜导线,铜导线外面是绝缘层。绝缘层的外面有一层导电层,金属层可以是密集型的,也可以是网状的。金属层用来屏蔽电磁干扰和防止辐射,电缆的最外层又包了一层绝缘材料。其电气参数有:特性阻抗;衰减;传播速度;直流回路

33、电阻。物理参数中同轴电缆有两种基本类型,基带同轴电缆和宽带同轴电缆。目前基带用的电缆,其屏蔽层是用铜做成网状的,特性阻抗为50欧,如RG-58(细缆),RG-8(粗缆)等。这种电缆用于基带或数字传输。宽带常用的电缆其屏蔽层通常是用铝冲压成的,特性阻抗为75欧,如RG-59等,它既可以传输数字信号也可以传输模拟信号。常用同轴电缆型号有下列几种:RG-8或RG-11(50欧);RG-58/U或RG-58C/U(50欧);RG-59 (75欧);RG-62 (93欧);计算机网络一般选用RG-8粗缆和-58细缆。ARCnet网络及IBM3270系统使用RG-62(93欧);有线电视采用RG-59 (

34、75欧)。目前在计算机以太网中使用RG-8粗缆和RG-58细缆的接口方式如图2.6.11-1。粗缆适用于比较大型的计算机局域网,它的标准距离长、可靠性高。安装时不需切断电缆,只需灵活调整计算机的入网位置。但粗缆必须安装发送器和接收器电缆,安装难度大,总体造价高。相反细缆则比较简单,造价低,但安装过程中要切断电缆,两头装上基本网络连接头(BNC),然后接在T型连接器两端,故当接头多时容易产生接触不良的隐患。为了保证同轴电缆的电气特性,同轴电缆的金属层必须接地,同时电缆两端头必须安装端接匹配器来削弱信号的反射作用。 无论是粗缆还是细缆,综合布线均采用总线型拓扑结构。(2) 双绞电缆(Twisted

35、 Pair Cable, TP)双绞电缆按其外部包缠的是金属还是塑橡外皮,可分为屏蔽双绞电缆和非屏蔽双绞电缆。他们既可以传输模拟信号,也可以传输数字信号。非屏蔽双绞电缆(UTP) 非屏蔽双绞电缆是由多对双绞线外包缠一层塑橡护套构成。其采用了每对线的绞矩与所能抵抗电磁辐射及干扰成正比,并结合滤波与对称性等技术,经由精确的生产工艺而制成,采用这些技术措施可减少非屏蔽双绞电缆线对间的电磁干扰。优点有:容易安装;较细小、节省空间。屏蔽双绞(STP)电缆屏蔽双绞电缆与非屏蔽双绞电缆一样,只不过在护套层内增加了金属层。按增加的金属屏蔽层数和金属屏蔽层绕包方式,又可分为金属箔双绞电缆(FTP),屏蔽金属箔双

36、绞电缆(SFTP)和屏蔽双绞电缆(STP)三种。非屏蔽双绞电缆和屏蔽双绞电缆都有一根用来撕开电缆保护套的拉绳。屏蔽双绞电缆还有一根漏电电线,接到接地装置上可泄放金属屏蔽的电荷,解除线间干扰。综合布线常用的双绞电缆分100欧和150欧两类。100欧电缆又分为3类、4类、5类及6类/E级几种。每一种电缆又由不同数量的双绞线对组成。150欧双绞电缆,目前只有5类一种。2. 光纤及其传输特性(1) 光纤的物理特性及种类 光纤是光导纤维的简称。其用石英玻璃或特制塑料拉成的柔软细丝,直径在几微米(光波波长的几倍)到120微米。按横截面上的折射率分布,光纤可分为两大类,即突变(SI)型(或阶跃型)和渐变(G

37、I)型(梯度型);按光纤中传输模式的多少,可分为多模光纤和单模光纤两类。(2) 光纤传输信号的过程光纤传输系统一般是由许多不同的有源和无源部件组成。如激光器、光纤、连接器、耦合器、光检测器等。按信号传输过程,主要有三部分构成,即光发射机、光纤线路和光接收机。光纤的选择原则主要有两条。一条是传输距离和容量,短距离小容量的应用系统一般选850纳米短波长,多模光纤;反之选1300纳米和1550纳米的长波长,单模光纤。另一条是能否得到所选波长的光器件和光纤等元器件,且在质量、价格及可靠性等方面都能满足要求。光纤的选择也与光源的类型有关,因发光二极管光源与单模光纤的耦合效率很低,在短波长上一般只用多模光

38、纤,激光二极管光源既能用于多模光纤传输系统,也能用于单模光纤传输系统。(3) 综合布线常用光纤种类按波长分:0.85微米波长区(0.8微米0.9微米);(多模光纤通信方式)1.3微米波长区(1.25微米1.35微米);(多模、单模光纤通信方式)1.5微米波长区(1.53微米1.58微米);(单模光纤通信方式)建筑物综合布线采用0.85微米和1.3微米两个波长。按光纤直径划分:62.5微米渐变增强型(graded index,enhanced)多模光纤;8.3微米突变型(step index,)单模光纤;光纤的包层直径均为125微米。62.5/125微米光纤被推荐应用于所有的建筑物综合布线。这是

39、因为它的物理特性和传输特性与建筑物布线环境中应用系统设备的光/电转换器件相兼容。62.5/125微米的大纤芯直径和传输特性有以下优点:a. 光耦合效率高b. 光线对准要求不太严格,需要较少的管理点和接头盒;c. 对微弯曲所耗不太灵敏;d. 符合FDDI标准。8.3/125微米突变型单模光纤常用于传输距离大于2Km的建筑群。由于这种光纤纤芯直径小,在建筑物中,采用LED驱动的数据链路器件耦合时,会发生物理不兼容问题,而且价格较贵,所以,在建筑物内或传输距离小于2Km时很少使用。按应用环境划分,光缆有两类室内光缆采用增强型缓冲带,主要用于建筑物内干线子系统和水平子系统。室外光缆常采用束状,在保护层

40、内填满相应的复合物,护套采用高密度的聚乙烯,加上增强的钢丝或玻璃纤维,可提供额外的保护,以防止环境造成的损坏。这种光缆主要用于建筑群子系统。3. 线槽(1) 金属槽和塑料槽金属槽由槽底和槽盖组成,每根槽一般长度为2米,槽与槽连接时使用相应尺寸的铁板和螺丝固定。在综合布线系统中一般使用的金属槽的规格有:50*100mm、100*100mm、100*200mm、100*300mm、200*400mm等多种规格。塑料槽的外形与金属槽类似,但它的品种规格更多,从型号上讲有:PVC-20系列、PVC-25系列、PVC-25F系列、PVC-30系列、PVC-40系列、PVC-40Q系列等。从规格上讲有:2

41、0*12、25*12.5、25*25、30*15、40*20等。与PVC槽配套的附件有:阳角、阴角、直转角、平三通、左三通、右三通、连接头、终端头、接线盒(暗盒、明盒)等。(2) 金属管和塑料管金属管是用于分支结构或暗埋的线路,它的规格以外径mm为单位,有:D16、D20、D25、D32、D40、D50、D63、D110等规格。在选择金属管时要注意管径选择大一点,一般管内填充物占30%左右,以便于穿线。金属管还有一种是软管(俗称蛀皮管),供弯曲的地方使用。塑料管产品分为2大类:即PE阻燃导管和PVE阻能导管。PE阻然导管是一种塑制半硬导管,按外径有:D16、D20、D25、D32等四种规格,外

42、观为白色。他还以盘为单位,每盘重25公斤;PVC阻然导管是以聚氯乙烯为主要原料,加入适量的助剂,精加工设备挤压成型的刚性导管,按外径有:D16、D20、D32、D40、D45、D63、D110等规格。其安装配套的附件有:接头、螺圈、弯头、弯管弹簧;一同接线盒、二(三、四)通接线盒、开口管卡、专用截管器、PVC粗合剂等。(3) 桥架桥架是布线行业的一个术语,是建设物内布线不可缺少的一个部分。详见第一节(桥架)。第三节 通信线路及通信管道工程一、通讯线路工程1. 概述 在通信工程包括了网络、移动、多媒体、光纤等多种通信系统,在此由于篇幅有限,着重介绍光缆线路通信工程中的管道光缆工程。光缆线路是光纤

43、通信系统的重要组成部分,其施工技术是完成光缆传输线路工程建设的一门综合性的应用技术。随着光纤通信技术的网络化、高速化、长波长化、多媒体化、全光化和器件集成化,光纤通信技术对现代信息社会已尤为重要。作为光缆工程无论其规模大小均以一个中继段为独立的单元。他们所选用的多模或单模光缆,所采用的管道、架空、埋式等敷设方法,从施工技术的角度上讲没有根本的区别。光缆又因其轻、直径细给施工安装带来了方便,同时又因细加上盘长远远超过普通电缆给施工安装带来了新的要求,对连接技术、机具以及测量仪表的要求更加严格。其整个系统分为光缆线路和传输设备两大部分,光缆线路与设备方面的施工是以光纤分配架(ODF架)为分界,光连

44、接器外侧为线路安装部分,内侧为设备部分。光缆线路部分包括不同程式的光缆、光缆连接件以及成端插件(连接器)等构成。光缆线路工程的施工是按规范、规程要求,建成符合设计文件规定指标的传输线路。2. 光纤通信系统的基本构成光纤通信系统和所有的通信系统一样,由发射机、信道和接收机三个部分组成,如图3.2-1所示,光纤通信系统是采用光纤作为信道的。从图中可以看出光纤通信系统主要由光发射机、光纤和光接收机三个部分组成,电端机是对电信号进行处理的电子设备。在发送端,电端机将欲传送的电信号处理后,送给光发射机,光发射机将电信号转变成光信号,并将光信号耦合进入光纤中,光信号经光纤传输到接收端,由光接收机将接收到的

45、光信号恢复成原来的电信号,再经电端机的处理,将消息送给用户。 (1)光纤 光纤主要是用石英玻璃拉成的纤维丝,在光纤通信系统中,利用光纤作为信道,将光纤信号从光发射机传送到光接收机。表征光纤传输特性的两个重要参数是损耗和色散,它们都影响光纤通信系统的传输距离和传输容量。光纤的损耗直接决定光纤通信系统的传输距离,而光纤的色散使得光脉冲在光纤中传输时发生展宽,因此光纤的色散影响系统的传输码率或信息容量。(2)发射机光发射机的作用是将电信号转变为光信号,并将光信号耦合进入传输光纤中,光发射机的基本组成如图3.2-2,它主要由光源和驱动电路组成。光源式发射机的“心脏”,在光纤通信中,普通采用半导体激光器

46、(LD)或半导体发光二极管(LED),输入的电信号通过驱动电路实现对光源的调制,即直接对半导体光源的注入电流进行调制,使输入光信号的强度随输入电信号而变化,这就是通常所采用的直接强度调制(IM)。(3)光接收机光接收机的作用是将通过光纤传来的光信号恢复成原来的电信号,光接收机的基本组成如图3.2-3,它主要由光检测器和放大电路组成。光检测器是光接收器的重要部件,在光纤通信中通常采用半导体PIN光电二极管或半导体雪崩光电二极管(APD)作光检测器,它能将光纤传来的已调制光信号转变成相应的电信号。由于通过光纤传来的光信号功率很微弱(可低至Nw级),所以在光检测之后,由放大电路对检测到的电信号进行放

47、大。3. 光缆线路工程的主要施工技术光缆线路工程的主要施工技术包括:(1)各种程式的光缆敷设技术;(2)光纤光缆的连接技术;(3)光纤光缆的现场测量技术; (4)光缆线路的维护技术。二、管道光缆敷设1. 敷设前的准备工作(1)按施工图规定路由核对管孔占用情况。(2)所用管孔的清洗,清洗方法同普通电缆布放前的管道清洗方法。(3)塑料子管的预放。2. 管道光缆布放长度的计算(1)长度计算方法可按下式进行:L管= L丈+ L预其中:L丈-地面丈量长度;L预-各种预留长度,预留长度见下表3.2:表3.4.2 管道光缆布放预留长度自然弯曲增加长度(m/km)人孔内转弯增加长度(m/孔)接头重叠长度 (m

48、/侧)局内预留长度 (m)备注 5 0.51 8105020其他预留按设计预留(2)管道光缆的配置即管道光缆配盘 光缆配置方法a.按管道光缆总距离和给定的管道光缆,先按光缆盘号顺序排列;b.按长度计算方法使第一盘光缆接头落在人孔内,余留长度满810m的要求;当过多或不足时,可根据多于或不足的长度在其他光盘中挑选合适长度的光缆;c.按上述同样方法配置其他各盘电缆;d.在给定管道光缆数量的基础上,配置全段光缆,使光缆余留尽量集中中在某一盘。配置要求a.光缆端别敷设方向应一致,并于进局(站)的端别相一致;b.接头位置应尽量避开交通繁忙的要道口;c.配置后的光缆单端长度应尽量大于500m.3. 管道光

49、缆的敷设方法(1)管道光缆的标准盘长和分段布放法理想盘长及其布放管道光缆一般直径较小,结构简单,大多数管道光缆无金属铠装层,其标称张力等于1km光缆的自重,多数在100120kg左右。鉴于这些特点,从施工角度上看,希望光缆盘长为5001000m,经工程实践和工厂能够接受的长度要求,较为理想的标准盘长为1km最合适。对于1km盘长的光缆,可一次牵引完成,在路由复杂地段可分为二次布放,即光缆配置路由的中心位置,首先由光缆外端(A向),向A局方向布放;然后将盘上剩余的光缆全部退下,在空地上盘成“”字状。当向B局方向敷设另半盘光缆时,先将“”翻转180,使光缆B端位于上部,再按同样方法继续B局方向布放

50、。实际盘长及其布线人们希望将1Km盘长定为市区管道光缆的标准盘长,但这显然存在不足,同埋式光缆2Km盘长相比,接头数量增加了一倍。对于长途线路以及距离较长的市话线路,不仅由于接头多影响传输距离。而且接头多给维护带来不利并增加了故障发生的可能性;从经济角度看,平均一个接头的材料、施工费用达2000/元*,从整体工程看也是不经济的。因此,除部分管道光缆盘为1km外,一般都为2km盘长。对于2km盘长的管道光缆,布放的确较为困难,比较理想的布放方法是采用机械牵引,即可按1km盘长的布放办法由中间向两个方向分二次牵引,每次布放1km;若采用人工布放的方法则比较复杂,一般视地形条件分三段或四段,甚至分五

51、段进行。布放同样采用由中间向二侧布放,每个方向采用“蛙跳”是逐段牵引,直至布放完毕。(2)机械牵引敷设法由于管道光缆允许张力一般都不大,普遍在120kg左右,而且路由复杂,磨擦系数随条件如管道材料、管道内径、几何形状等变化而改变,因此采用具有超负荷自动停机功能的机械牵引方式敷设管道光缆为最佳方案,主要步骤有:牵引张力的估算 牵引张力设置合理不仅可以使敷设顺利进行,而且对安全敷设有着重要作用。因此,在敷设前必须掌握路由的第一手资料并进行牵引张力的估算,做到心中有数。在光缆路由的转弯、高差以及引出口安装光缆导引装置,以减少牵引张力,同时做到安全敷设。光缆牵引端头的准备。管道光缆敷设必须由对端将牵引

52、索由管道(子管)内穿至光缆盘位置,然后将牵引索同合格的光缆牵引端头链好。若光缆的牵引端头制作不合格,严重时可能导致光纤断裂。光缆牵引端头制作要求一般能满足下列几条:a.光线不受引力;b.牵引张力主要加到光缆的加强件上(不少于全部张力的75%);c.外护层不后脱(承受少量张力,约为全部张力的10%15%);d.在有水的管道中敷设时,应有防水进入光缆端头的措施;e.光缆牵引端与牵引索间连接牢固,避免牵引过程中脱落;光缆由盘引入人孔和机械牵引敷设时将人员分成三组,即缆盘组、牵引机组和中间人孔组(重点为转弯、高低差处和光缆引出人孔)。光缆引出人孔。光缆端头预(余)留长度处理。 光缆敷设完毕,一般接头重

53、叠长度预留不少于810m,有时可能还要多几千米(多于长度在光缆接续时截去)。光缆端头做端头密封处理,防止光缆端头浸水。(3)人工牵引敷设法 应注意统一指挥,避免用力不匀或过猛,避免“浪涌”和打扣现象;光缆引出人孔时注意牵引力不能过大,同时注意避免光缆在引上时或由于人孔壁侧压过大造成光缆变形现象。4. 光纤的连接光纤的连接是光纤区别于电缆的重要特征,也是光缆施工中直接影响线路传输质量和使用寿命的关键技术。(1)光纤的连接方式 光纤的连接方式在目前来讲,分为活动连接和固定连接。活动连接又称为活接头,它是通过光纤连接器实现的。光纤连接器分多模和单模,由插座、插头组成,可生产成带不同长度光纤的(单心缆

54、)的连接插头。施工中一侧接线路的光纤,另一侧与设备来的尾纤相接;用于水线倒换连接时,一侧与陆地光缆相连,另一侧与水线主用、备用缆的光纤相连接。连接器的多模和单模的主要区别是加工精度和所用的尾纤不同。目前多模光纤连接器的插入损耗,包括互换性、重复性要求小于1Db单模光纤连接器的插入损耗一般分0.5Db和1Db两个规格。光纤固定连接即永久性连接,习惯称死接头。固定连接在光纤线路中是大量的,如一个50km长的中继段,平均盘长为2.5km得24心光缆,全程的固定接头达504个。光纤固定连接的方法主要有熔接法、机械连接法。机械连接法中的旋转式机械(粘接)连接法、模块机械(粘接)连接法和套管式机械连接法是三种常用方法。其中旋转式机械连接法和模块机械连接法由于光纤对准后由粘接剂固定,因此又称光纤粘接法。光纤固定接头的连接损耗,由于受被连接光纤本身参数以及外部工艺等因数的影响,因此光纤连接损耗的一致性受到一定限制,故在工程中以平均连接损耗来衡量。光缆线路对连接损耗的要求,从实用化看0.5Db的连接损耗已经可以满足基本要求了,但随着光纤生产工艺的和连接技术的不断成熟,光纤连接损耗已经大大降低,目前机械连接法的连接损耗典型值为0.1Db,一般平均在0.10.2Db水平。有的可以

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