全光纤方案布线系统方案

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精益求精，善益求善。全光纤方案布线系统方案VolitionTMVolitionTMPAGEPAGE14PAGE34PagePAGE34ofNUMPAGES36VolitionTMPAGE13MVolitiontm全光纤布线系统设计方案前言 网络系统作为信息高速公路中的关键环节，正面临一个新时代的到来。进入90年代，网络技术得到突飞猛进的发展。交换式以太网，快速以太网，ATM技术，千兆比网络等一系列技术的逐渐成熟和价格的不断下降，推进了高速网络设备和终端设备的快速普及。但是,由于网络技术和速度的发展,使传统的铜缆方案日益成为现实应用和未来发展的瓶颈，并常常陷入需要不断升级的怪圈。 光纤到桌面光纤布线及网络工程就是为了适应当前的实际应用和未来计算机网络的飞速发展而设计的，为了能最大限度地保护用户的投资。本方案采用了美国3M公司的最新光纤布线和网络系统－VolitionTM。该系统运用3M公司的专利技术－VF－45TM光纤接口和一系列创新的设计，使光纤网络及光纤布线设备的成本大幅下降。VF－45光纤连接器被ANSITIA/EIA和ISO/IEC认证为新的光纤接口的国际标准，并把它命名为SG连接器。采用了VF－45光纤连接器的Volition布线和网络系统是业界第一个把光纤的高带宽和简单性，经济性，可靠性结合起来的解决方案。在国内，已有人民大会堂，上海浦东国际机场，上海港汇广场，清华大学，辽河油田，广珠高速公路，DELL中国工厂，上海通用汽车公司，北京人事局，深圳红十字医院等单位采用了VolitionTM系列产品，并为3M公司嬴得了良好的声誉。 如果您对本方案中没有特别说明的事项有任何问题，我们建议您拔打3M技术中心的电话VolitionTM系统工程师将提供所须的技术帮助。您还可以随时访问WeB网站：HYPERLINK/volition/volitionHYPERLINKHYPERLINK/cn/cn

目录TOC\o"1-3"第一章布线系统介绍 4一综述 4二布线系统物理拓朴结构 5第二章、Volition全光纤布线系统设计分析 6一综述 7二分布式水平布线－水平采用铜缆系统 8三开放空间布线水平采用铜缆或光纤 9四集中式布线水平全部采用光纤 11第三章、全光纤布线系统设计 13一光纤布线接口设计 13二光纤选择和链路设计规范 13第四章、方案规划要点 17一VF-45插座 17二水平布线 201电信间 212配线盘 223插座 244光跳线： 24三建筑物主干网布线 251设备间 252主干网布线的配线盘 26四集中式布线 26第五章光纤到桌面网络工程说明 28一图示 28二3MVolition光纤到桌面方案特点 281集中式布线方式 282高带宽 303低成本 304高性能，高稳定 30六3M公司简介 31七参考文献 32第一章布线系统介绍如同计算机联网的发展一样，布线结构及其指导标准也在变化。在布线标准被普遍接受以前，根据终端用户的需要，布线是随意的。在系统布线被接受以后，布线也就“结构化了”。随着结构化布线系统的出现，许多大楼布线采用了多用电信插座来满足用户安装计算机或外围设备的需要。经常被采用的三种布线系统的标准是：ISO/IEC11801，信息技术——用户房屋的普通布线ANSI/TIA/EIA－568，商业建筑电信布线标准EN50173，信息技术——普通布线3MVolition布线系统达到或超过这些布线标准的所有要求。另外，其他标准，例如光纤通道，也采用VF－45连接器作为标准的连接器。一综述如国际和国内的标准所定义的，布线系统由三个布线子系统组成：建筑群主干网，建筑物主干网和水平布线。图1.显示了布线系统的结构。图1布线系统结构二布线系统物理拓朴结构布线系统的物理拓朴结构一般被定义为分级星形结构。图2给出了一个如ISO/IEC11801所描述的分级星形结构的例子。图2布线系统的物理拓朴结构第二章、Volition全光纤布线系统设计分析以下部分给出了设计Volition布线系统的总体说明。详细说明了与系统各部分设施（如主干布线，水平布线）有关的规则以及布线的最大长度说明。这些说明包含了一系列满足3MVolition布线系统20年有效工作的最低要求。一综述让我们首先对光纤和铜线的不同有一个基本的了解。光纤和铜线的基本差异在于：由于光纤比铜线具有更大的带宽和更小的衰减，所以光纤的传输距离更远，传输速率更高。影响安装的差异包括：铜缆的拉伸强度、弯曲半径、铜缆的重量和端接。例如，水平光缆的拉伸强度要远远超出被推荐的4线对铜缆（是铜缆的4倍）。我们下一步要了解的是有关设计布线系统的各种方法。使用11801或568－A以前，只有一种方法设计网络，那就是，主干网为建筑群配线架、建筑物配线架与楼层配线架之间的互连，而水平布线则从楼层配线架延伸到工作区插座。 经过许多年，布线结构设计不断发生革新并取得了标准组的认可。这些革新包括在TIA/EIATSB－75中说明的将合并接点（CP）和多用户电信接口（MUTOAs）集成合并在一起的开放空间布线结构，以及在TIA/EIATSB－72中说明的集中式布线结构。尽管这些结构在公告中有详细的说明，但标准组的意图在于减少在一个信道内的结点数目。事实上，设计布线系统时，光缆和铜缆系统在设计步骤和方案考虑上的差异是很小的。所不同的是，在设计铜缆系统时，最大带宽为250MHz（全屏蔽的7类可能达到600MHz），最大长度为90m（295ft），而光缆系统不受这个限制。光缆布线比铜缆布线具有更大的带宽和更远的传输距离。光缆布线长度有利于设计者在设计时考虑电信间的定位与撤除。尽管光缆布线总是要比铜缆的布线距离长，但光缆的长度取决于实际的应用情况。二分布式水平布线－水平采用铜缆系统分布式水平布线现在已被宣布为“传统”布线。但根据ANSI/EIA－568和ANSI/EIA/TIA－569两个标准，其结构已有所发展。这两个标准都经过了修订，现在还包括诸如开放空间布线和集中式布线等结构。这些结构将在本说明的后面章节给予说明。 在分布式系统中（见图8），每根水平铜缆必须支持一个长度为90m的基本传输链路和一个长度为100m（328ft）的传输信道。ANSI/TIA/EIA568－A建议在每个工作区插座点至少安装两种媒体接口。3M建议至少三种：一个是用于传送语音（3类或5类线）的UTP接口；另二个用于传输数据的接口。比较理想的配置是一个用于语音（3类线或5类线）的UTP接口，一个用于低速数据传输的UTP接口，和二个用于中高速数据传输的2芯光缆接口（或1根4芯光缆）。同时，每根缆为二个接点的基本链路。图8分布式水平布线三开放空间布线水平采用铜缆或光纤开放空间布线（TIA/EIATSB－75）通过简便的分区布线来实现布线系统的安装与维护。分区布线使用两种布线方法：多用户电信接口（MUTOAs）和合并接点（CPs）。 MUTOA通过多路接口提供了便于工作区线路接入的位置，MUTOA便于设备线通过相关装置直接与终端设备（如电话、电传、计算机）连接。结构如图9所示。图9MUTOA方案实例当使用光缆布线时，MUTOA方案和分布式水平布线方案没有太大的不同。然而，对于铜缆系统，铜缆接插软线所带来的额外衰减会缩短信道长度。由于这个原因，3M不建议使用铜缆布线系统传输数据。因为如果不进行仔细的处理，铜缆会缩短布线距离并且影响传输品质。除此之外，各种铜缆设备线接插软线还必须通过技术测试以确定达到了相应电缆等级的性能水平。表3给出了用MUTOA的铜缆布线的信道距离。表3使用MUTOA时UTP最大的布线长度链路长度工作区接插软线长接插软线全长信道总长度903101008571499801118987515229770202797在建筑物的布线结构中也可以实施合并接点（CP）方案，和MUTOA相类似，CP允许一个额外的控制点。MUTOA和CP的不同之处在于CP提供了一个在楼层配线架和电信插座间的互连点。例如，一个110线盒就可以做CP使用。来自楼层配线架的一根4对电缆在此端接。同时，这条电缆和另一根延伸到工作区插座的4对电缆通过端接点相连。这样就提供了从楼层配线架到工作区插座的全4对互连。同样，一般不主张铜缆布线的这种结构用于数据传输，主要是因为与串音或回损有关的传输不确定性的影响。然而，光纤不受诸如串音这种弱化效果的影响，它可以用于实施这种布线结构，见图10。图10CP方案实例四集中式布线水平全部采用光纤1995年10月出现了集中式布线标准，即TIA/EIATBS－72集中式光纤布线指南。集中式主干布线系统从定位于系统中心的建筑群配线架或建筑物配线架延伸到工作区插座。这一结构可以包括建筑群和建筑物主干缆（由室内/室外缆组成）、水平缆、端接、建筑群配线架和建筑物配线架的交叉连接以及在工作区插座的端接。集中式布线允许设计者利用光缆布线的可延伸长度。在集中式布线结构中使用光缆时，3M推荐的信道距离可达275m（900ft）。这个运行距离是对整个信道而言的，它包括从设备端口到工作区的设备和工作站端口的整个线路全长（含接插软线）。如果工作区都集中在90m范围内，光缆布线和铜缆布线都可以采用集中式布线方式。同时，3M不主张当开放空间布线和集中式布线结合时，在楼层配线架内设置互连。楼层配线架中的互连只能增加安装和维护的成本。3M主张，可以在必要的地方设接续点。同时，在楼层配线架内要留有余长缆，以备日后端接。图11集中式布线实例设计集中式布线时，除了布线的安装与管理之外，成本是首要考虑的问题之一。集中式网络的实际成本一般要比分布式网络的成本低。在楼内采用集中式结构可以减少对每楼层的大型电信间的需求。同时，集中式网络只需要一条布缆管路穿过楼层配线架，因而显著地减少占地尺寸。而且没有电的要求和散热要求从而节约了成本，楼层空间、维护、检修和网络管理的成本也可以节约。布线安装的实施是设计者要考虑的问题。如在穿过地板的套管里设置96根2芯光缆是否比设置4根48芯光缆要容易？设计者还应考虑这些套管的防火措施。第三章、全光纤布线系统设计一光纤布线接口设计 布线系统接口位于每个子系统的末端，用于系统的电子设备可以在这些位置接入网络。图12显示了在配线架和电信插座处的潜在接口。提示：在所有位置使用的交叉连接都是任意的图12布线系统的接口位置除了VF－45至VF－45接口接插软线，VF－45至ST和VF－45至SC混合接口接插软线也可以用于电子设备和配线盘或电信插座的连接。二光纤选择和链路设计规范你可以选择62.5/125μm或50/125μm光纤。影响光纤选择的因素有：如果选择和现有网络同类型的光纤，那么网络布线空间是否充足是否要为传输媒体的改变而设计另外的管路。注意：在混合使用62.5/125和50/125μm光缆时，预计的功率差异平均在3.5－4.7dB之间。在计算功率容余时，功率损失只需计算一次，且无需考虑连接点的数目。在各个方面，62.5/125和50/125μmVolition光纤布线都满足或超过现有的或即将发布的国家和国际布线标准的所有性能要求，并且支持最严格的基于激光和发光二极管的应用。按照IEEE802.3z千兆位比特以太网标准规定，在最差条件下，62.5/125μm光纤的最大传输距离为275m，50/125μm光纤为550m。光纤选择和系统设计时，应该被考虑的两个主要因素是：最大系统长度最大系统长度与带宽，发送器和接收器的规格，传输时延，不稳定性以及其它许多因素有关。最大信道衰减取决于最小的传输输出，最大的接收灵敏度和任何固定的功率损失。互连和接续的数目，光缆长度，传输波长和器件损失都将影响信道衰减。(见表4光缆衰减值和表5Volition的光纤连接器损耗和反射损耗值）。还应该注意的是，LED光源的衰减要比应用于诸如1000BASE－SX，156和620Mb/s的ATM，以及266，531和1,026Mb/s的光纤信道中的激光光源衰减要大，表6给出了以光纤类型和波长为基础的，在最差应用条件下所支持的系统长度和最大信道衰减。采用集中式布线方案时，一般不主张在楼层配线架中设置互连。另外，在将开放空间布线和集中式布线结合时，一般建议不在楼层配线架中设置互连。因为此种设计要求在开放空间进行布线管理，这样会增加安装和维护成本。同时标准也限制信道内的互连数目。3M建议在楼层配线架中留出足够长的电缆和光缆以备日后的重接。有许多不同的方式来设计一个经济的布线网络以支持建筑物内电子设备和工作站之间的数据传输。下面是设计方案的样例，包括最差条件的4个活接头，1个接续点的情况。分布式网络中传统的水平布线方案（2个活接头，最大信道长度100m）含MUTOA的开放空间布线结构（2个活接头，最大信道长度为100m）利用CP的开放空间结构（4个活接头，最大信道长度100m）集中式布线（2个活接头，最大信道长度100m）集中式布线（2个活接头，1个接续点，最大信道长度100m）集中式布线（4个活接头，最大信道长度100m）含一个MUTOA的集中式布线（2个活接头，最大信道长度100m）含一个MUTOA的集中式布线（2个活接头，1个接续点，最大信道长度100m)含一个CP的集中式布线（4个活接头，最大信道长度100m）含一个CP的集中式布线（4个活接头，1个接续点，最大信道长度100m）集中式布线（2个活接头，最大信道长度275m）集中式布线（2个活接头，1个接续点，最大信道长度275m）集中式布线（4个活接头，最大信道长度275m）含一个MUTOA的集中式布线（2个活接头，最大信道长度275m）含一个MUTOA的集中式布线（2个活接头，1个接续点，最大信道长度275m）。含一个CP的集中式布线（4个活接头，最大信道长度为275m）含一个CP的集中式布线（4个活接头，1个接续点，信道最长275m）设计者需要确定设计方案的信道损失，看是否为系统提供了足够的功率分配。实际上，根据上面清单，有8种不同的信道情况需要给予考虑，它们包括：含2个活接头，最大信道长度100m（第1、2、4和7例）含4个活接头，最大信道长度100m（第3、6和9例）含2个活接头，1个接续点，最大信道长度100m（第5和8例）含4个活接头，1个接续点，最大信道长度100m（第10例）含2个活接头，最大信道长度275m（第11和14例）含2个活接头，1个接续点，最大信道长度275m（第12和15例）含4个活接头，最大信道长度275m（第13和16例）含4个活接头，1个接续点,最大信道长度275m（第17例）第四章、方案规划要点以下部分对Volition布线系统方案规划要点给予说明。一VF-45插座VF－45插座是一个双工光纤连接器，用它来对光纤进行端接。每个VF－45插座可同时端接2芯光纤。同样的连接器用在链路的每一端。实际端接时光纤应以交叉定位的方式进行端接。VF－45连接器的安装密度和插头－插座方式与传统的8芯RJ－45接口相似。而且组合时无需耦合器和胶粘剂，安装时间只需一至两分钟，使施工难度和劳动力成本大幅下降。 技术参数：参数光纤测试程序系统测试法试验条件性能衰减1713-4不适用0,75dB最大,HYPERLINKmailto:平均0.21dB@1300nm平均0.21dB@1300nm0.28dB@850nm回波损耗1073-6不适用>20dBHYPERLINKmailto:平均29.2dB@1300平均29.2dB@1300nm27.2dB@850nm配合耐久性212-2500周0.75dB最大,>20dBRL冲击22-128次at1,5m0.75dB最大,>20dBRL插头光缆保持/侧拉62-466Nat0度6,6Nat90度0.75dB最大,>20dBRL偶合强度1852-633N0.75dB最大,>20dBRL插头光缆柔软性1n/a90度,0,5kg100周0.75dB最大,>20dBRL插头光缆弯曲性362-52,5转,15N0.75dB最大,>20dBRL冷1882-17-10C,96小时,样品功能0.75dB最大,>20dBRL0.3dB改变热42-18+60C14天,样品功能0.75dB最大,>20dBRL0.3dB改变湿度52-19+40C,90-95%RH,96小时样品功能0,75dB最在,>20dBRL0,4dB改变热循环n/a2-22-10Cto+60C5周0.75dB最大,>20dBRL0.3dB改变振动n/a2-110-55Hz,30分每轴0.75dB最大,>20dBRL0.3dB改变 VF-45光纤连接器的平均插入损耗为0.3dB,远小于TIA/EIA568A所规定的0.75dB。 包括1个连接点和跳线的93米端到段光纤链路的平均损耗为0.65dB 包括2个连接点和跳线的100米端到段光纤链路的平均损耗为0.98dB图片二水平布线图片可根据楼层布置草图所显示的插座的位置，来确定楼层配线架的最佳位置。如果图上没有标明插座的位置，则在被服务区域的中部设置楼层配线架。同时应考虑如下有关定位的问题：楼层内最远的插座距离楼层内相关配线架的位置相关建筑群配线架和建筑物配线架的位置预计的用户数如果已经确定好了楼层配线架的最佳位置，那么就可以设计连接每个工作区插座与楼层配线架的最佳路线。对建筑物的每一个楼层重复以上的步骤。再将缆的平均长度（包括沿墙向下走线的部分）乘以需布线的位置数，同时应加上可能浪费在线轴上的缆的长度，得出每层所需缆的总长。Volition系统的水平和主干光缆全部采用品质最优的Corning光纤，其两芯光纤一束管的设计使端接更安全更方便。楼层方案－工作站配置图18典型的办公楼楼层1电信间建议为每1000m2（10,000ft２）办公楼设置一个电信间。表９.推荐了适宜的电信间的尺寸。表9电信间尺寸服务区域m2（ft2）电信间欧洲建议m（ft）电信间ANSI/TIA/EIA-569-A建议m（ft）1,000（10,000）3.0×2.5（10×8.2）3×3.3（10×11）800（8,000）3.0×2.5（10×8.2）3×2.7（10×9）500（5,000）2.5×2.0（8.2×6.5）3×2.1（10×7）2配线盘VolitionVOL－0400系列配线盘有以下三种型号：24端口1U、24端口2U和48端口3U，后两种含接插软线管理环。表10列出了在配线架上端接Volition光缆所需的最小机架空间。表10在配线架上端接Volition光缆所需的最小机架空间工作站（个）19”机架空间（U）＜24124-48248-72472-96596-1206120-1448144-1689168-19210192-21612216-24013在设计电信间内的设备架时，可能需要考虑配线盘是否和电子设备安装在同一架上。如果安装在同一架上，设计者应考虑将配线盘置于机架的最上方，而电子设备在机架的较低位置。这样使电子设备处于温度较低的地方，同时电子设备的重心较低，有利于设备的安装。在设计机架的上部时，应考虑配线盘之间接插软线管理环的位置。对于Volition配线盘，方案设计时应考虑管理环的位置。图19显示了在设备架中各种配线盘的配置情况。图19设备架内配线盘的设置同时供应VOL－0400系列壁挂式配线框，这些配线框的配置有6端口的、12端口的以及24端口的。3插座插座可以安装在墙、地板、或工作区的某个位置(如办公家具)。设计布线时，插座应设置在易于接近的地方。密集的插座设计能够增强安装的灵活性。4光跳线：Volition系统提供基于VF-45，ST，SC的各种双芯光纤跳线，可以和任意接口的光纤接口跳接。3M的GGP专利技术，更使其跳线强度更大，弯曲半径更小。三建筑物主干网布线 根据建筑布局草图确定设备间的最佳位置。这个位置可能会和电信缆进入建筑物的引入设施重合。选择最佳线路来连接电信间内的楼层配线架与设备间内的建筑物配线架。1设备间 我们建议在每座建筑物中设置一个设备间。表11推荐了适宜的设备间的尺寸。表11设备间尺寸工作站数欧洲建议的设备间m2（ft）2ANSI/TIA/EIA-569-A设备间m2（ft）2100以下10（107）14（150）101-40020（215）37（398）401-80040（430）74（796）801-1,20070（753）111（1194）2主干网布线的配线盘 在建筑物主干缆的每一端设置VolitionVOL－0400系列配线盘。配线盘的数目取决于主干网的容量。四集中式布线集中式布线不应超过所允许的最大信道长度。水平光缆可以从工作区插座延伸到设备区，也可以使用大芯数建筑物主干光缆在电信间和水平光缆连接在延伸到工作区。连接建筑物主干网光缆和水平光缆的方法可以在下列方法中任选其一：3MTMFibrlokTM光纤机械接续子VF－45连接器熔接 采用集中式布线时，3M不主张在电信间中设置互连。另外，3M不赞成在开放空间布线和集中式布线合并的情况下在电信间中设置互连。在电信间设置互连会增加安装和维护成本。如果日后缆要被端接，3M建议在电信间中留出足够冗余的光缆。图20显示了集中式布线的结构。图20集中式布线第五章光纤到桌面网络工程说明一图示二3MVolition光纤到桌面方案特点1集中式布线方式由于光纤的低衰减特性，其传输距离大大高于传统的铜缆布线介质的极限(90m),因而使集中式布线方式成为可能。同传统的分布式布线方法相比，集中式布线毋需在各楼层中预留分配线间，从而使设备管理，端口配置更为方便灵活，同时省去了对分配线间的巨大投资(场地，空调排风设备及日后的运行费用)。极大地方便了今后系统的维护，升级及管理。集中式布线集中式布线配线间配线间设备间大楼入口设备间大楼入口园区主干园区主干2高带宽由于光纤本身的优质性能，及3MVolition的可靠技术保证，其富余的带宽不仅能支持目前的网络应用，同时能轻易满足今后几年更高速，高带宽的网络应用和升级。避免整个布线系统重复更新和投资。3低成本Volition布线和网络方案由于选用了基于最新国际标准SG(VF－45)光纤连接器，极大地降低了光纤接头的成本及制作工艺，同时很大程度上提高了其在网络有源设备上的光端口密度，从而使每个端口的成本大为下降。相对于传统的光纤到卓面方案，Volition是一个经济可靠的全光网系统，但其成本只有传统的一半左右。4高性能，高稳定光纤的非导性，使其在任何情况下不受外界诸如电磁波，无线电波的干扰。保证数据，视频等信号在一个高质的系统下正常运行。为保护用户的投资，3M公司对Volition布线系统提供20年的质量保证。并支持3M公司的授权系统集成商提供必要的培训和维护服务。六3M公司简介3M公司，全称明尼苏达矿业及制造有限公司，为成立于1902年的世界著名跨国企业，