第2章 综合布线与机房工程
本章简单介绍综合布线系统的相关标准及安全布线的基本要求。重点介绍综合布线设计、安装及测试的相关技术与规范。通过案例，讨论中心机房布线、供电、制冷、节能，以及接地保护的技术路线。通过本章学习，从知识、情感及技能方面，达到以下目标。
（1）描述综合布线EIA/TIA-568、ISO/IEC 11801标准，了解GB 50311—2007规范。识别EIA/TIA-568三层配线间连接、ISO11801水平布线等规范，以及局域网光缆传输指标（知识重点）。会使用工具制作EIA/TIA-568A/568B的UTP接头（技能重点）。
（2）理解综合布线设计思想、原则、范围及步骤（知识重点），能够根据距离、带宽、电磁环境和地理环境的要求，选择合适的传输介质，进行室内综合布线和建筑群综合布线设计及UTP线缆测试（知识重点与难点）。走访网络管理部门，调查与研究综合布线系统结构与布线的关键技术（情感与技能重点）。
（3）理解网络中心机房布线、供电、制冷、节能，以及接地保护的方法和步骤（知识重点与难点）。走访网络（数据）中心，调查与研究机房建设的技术路线，获得机房设计的感性认识（情感与技能）。尝试、模仿网络专家分析问题、解决问题的行为（情感难点），能按照用户网络组网需求，撰写简单的网络布线与机房工程任务书（技能难点）。
2.1 综合布线系统标准
目前，综合布线系统（PDS，Premises Distribution System）被广泛遵循的标准有：北美标准EIA/TIA-568A；国际标准化组织ISO和国际电子技术委员会IEC制定的ISO/IEC 11801标准；欧洲通信布线标准EN50173。各布线系统器件厂商遵照标准提供了自己的布线产品系列，如IBM的先进性连接系统（Advanced Connectivity System），AT&T的结构化综合布线系统（Structured Cabling System），AMP的开放式布线系统（Open Wiring System）等。
2.1.1 EIA/TIA-568A标准
结构化综合布线系统（SCS，Structured Cabling Systems）采用模块化设计和分层星状拓扑结构，它能适应任何大楼或建筑物的布线系统，其代表产品是建筑与建筑群综合布线系统。另外，还有两种先进的系统，即智能大楼布线系统（IBS）和工业布线系统（IDS）。它们的原理和设计方法基本相同，差别是PDS以商务环境和办公自动化环境为主。
1.EIA/TIA-568A标准及内容
EIA/TIA-568标准于1985年在美国开始制定，经过6年的努力，于1991年形成第一版EIA/TIA-568。这个文件是综合布线标准的奠基性文件，与EIA/TIA-569、TSB36、TSB40等文件形成北美综合布线系列文件。EIA/TIA568标准经过改进，于1995年10月正式修订为EIA/TIA-568A标准。该标准制定的目的和内容如下。
（1）标准的目的。建立支持多厂商用户环境的通用布线系统；进行商用建筑结构化布线系统的设计和安装指导，便于用户连接和建立系统；确定布线系统配置的性能和技术标准，提供建筑群和商用大楼内通信布线的最低要求。
（2）标准的基本内容。建议的拓扑结构和布线距离，决定性能的介质参数，确保互通性；规定了连接器针脚功能的分配；办公环境通信布线的最低要求；通信布线系统要求10年以上的使用期限。
2.EIA/TIA-568A所建议的拓扑结构
EIA/TIA-568A完全遵循结构化综合布线系统规范，建议的拓扑结构是主干分层星状拓扑结构，如图2.1所示。EIA/TIA-568A规定了两个层次。
图2.1 主干分层星状拓扑结构示意图
第一层次，在一幢大楼内，从主配线间MDF（设备机房）的主跳线连接配线架按星状拓扑将主干电缆直接连到中间配线间IDF（通信室）配线架。通过水平跳线连接，再按星状拓扑将水平线缆连到各房间内工作区的通信出口处（信息终端、计算机）。
第二层次，在一幢大楼内，当从层次结构第一层的主跳线连接（MDF）配线架到通信配线间（IDF）之间的距离大于UTP所限定的距离90 m，或者连到另一幢大楼的设备间时，在MDF与IDF之间需要增加一个设备机房（即层次结构的第二层）。
3.EIA/TIA-568A水平线缆
（1）推荐使用的水平线缆。
● 4对100 Ω 5类UTP（非屏蔽双绞线）；
● 2对150 Ω STP-A（屏蔽双绞线），端接IEEE 802.5数据接口；
● 62.5/125 μm双芯多模光缆，端接SC连接器；
● ANSI/TIA/EIA-568B标准允许使用50/125 μm多模光缆；
● 50 Ω 同轴电缆也被认可，但初装时不可使用。
虽然TIA/EIA-568A标准承认50 Ω 同轴电缆，但是在新的网络项目中不建议使用。4对100 Ω 5类UTP的性能定义到100 MHz，应采用100Base-T。
（2）水平线缆选择原则。每个工作区（即每个面板）至少有两个通信插座，一个用于传输语音，一个用于数据传输。第一个插座要适合3类或更高标准的4对100 Ω UTP；第二个插座要能支持5类4对100 Ω UTP（推荐5类线）、2对150 Ω STP-A电缆、62.5/125 μm双芯多模光缆等介质。
4.主干电缆和光缆
主干电缆是布线系统在不同层次的配线架之间的连线，如图2.2所示。包括主配线交叉连接（MC）、中间配线交叉连接（IC）、水平配线交叉连接（HC），以及主干和水平布线。主干连接、中间到水平的连线，一般由多对数铜缆、多芯光缆及二者相结合而组成。
图2.2 三层配线间连接示意图
（1）EIA/TIA-568A推荐使用的主干电缆和光缆。100 Ω多对数UTP24AWG，4对100 Ω UTP24AWG 5类，150 Ω STP-A，62.5/125 μm多模光缆等介质可独立或组合使用。ANSI/TIA/EIA-568B标准允许使用50/125 µm多模光缆。（2）EIA/TIA-568干线距离，如表2.1所示。铜缆布线系统分级与类别，如表2.2所示。3类、5/5e类（超5类）、6类、7类布线系统应能支持向下兼容的应用。
表2.1 语音和低速数据的应用
表2.2 铜缆布线系统分级与类别
在5～100 MHz特定带宽内应用时，假定每端设备线的长度为5 m，则UTP或STP-A的最大干线距离均为90 m。MC主跳线连接最长20 m。MC和IC中机房设备线缆最长30 m。
（3）综合布线系统工程的产品类别及链路、信道等级确定应综合考虑建筑物的功能、应用网络、业务终端类型、业务的需求及发展、性能价格、现场安装条件等因素，应符合表2.3要求。光纤在100 Mbit/s、1 Gbit/s以太网中支持的传输距离，如表2.4所示。
表2.3 布线系统等级与类别的选用
表2.4100 Mbit/s、1 Gbit/s以太网中光纤应用传输距离
5.UTP连接硬件
为了便于网络互连，EIA/TIA-568A标准对UTP信息插座推荐使用RJ-45插头和插座。接头制作有T568A（绿白、绿，橙白、橙，蓝、蓝白，棕白、棕）和T568B（橙白、橙，绿白、绿，蓝、蓝白，棕白、棕）两种方式。T568A/568B针脚和线对连接，如图2.3所示。
图2.3 T568A/568B针脚和线对连接示意图
RJ（Registered Jack）表示属于已注册插座。标准建议用T568A，对于一般布线系统T568B也适用。T568A与T568B只是在蓝、橙、绿、棕4对线中位于第2的橙对和位于第3的绿对位置交换。
6.跳线
跳线分为工作区连接电缆、设备间设备线和配线架跳线。100 Ω UTP跳线色标，如表2.5所示，水平电缆UTP和工作区电缆的最大长度，如表2.6所示。
表2.5100 Ω UTP跳线色标
表2.6 水平电缆UTP和工作区电缆的最大长度
2.1.2 ISO/IEC 11801标准
综合布线国际标准ISO/IEC 11801是1995年正式颁布的。
1.拓扑结构
ISO 11801建议的拓扑结构是主干分层的星状结构，该标准允许在建筑楼内布线区之间和楼层布线区之间连线。由于分层星状拓扑结构也适用没有星状结构的建筑楼的布线系统（如环状、总线和树状）的设计，针对环状和总线设计的需要时，允许在两个通信室之间直接布线，这种布线是对基本星状拓扑的补充。
2.ISO 11801传输介质
（1）传输介质种类
● 100 Ω /120 Ω 2对/4对FTP，按16 MHz、20 MHz、100 MHz，分为3、4、5类；
● 150 Ω STP；
● 62.5/125 μm多模光缆；
● 50/125 μm多模光缆；
● 8.3～10/125 μm单模光缆。
（2）水平线缆。ISO 11801水平线为铜缆，推荐使用屏蔽线（FTP，Foiled Twisted Pair）和（STP，Shielded Twisted Pair）。STP与FTP是两种结构不同的屏蔽线。
STP是全屏蔽电缆，有较高的容量和较好的抗干扰特性。过去曾广泛地用于数据传输，但成本高，施工难度大，接地要求严格，屏蔽电缆系统必须全程屏蔽。STP的特性阻抗为150 Ω，两对线分别加铝箔屏蔽，外面还有两层铝箔和铜编织网屏蔽层。
FTP又称为SCTP（SCreened Twisted Pair）。FTP的特性阻抗为100 Ω，水平线采用2对或4对的FTP，在结构上是整体屏蔽，对于4对FTP即4对双绞线的外面，包着一个铝箔屏蔽层；其线径范围：0.4 mm < 线径 < 0.65 mm，不同线径对应不同特性阻抗的电缆。
（3）通信信息插座。ISO 11801允许应用2对插座，但无特定设计和对数确定的插座规定。信息插座性能，如表2.7所示。信息插座反射率随传输频率的变化范围是：1 MHz < f < 20 MHz，23 dB；20 MHz < f < 100 MHz，14 dB。
表2.7 信息插座性能
（4）ISO 11801传输级别分类。按应用和频率可分为A、B、C、D 4级，如表2.8所示。
表2.8 ISO 11801传输级别分类
3.屏蔽线传输特性
（1）线缆和连接硬件衰减。线缆和连接硬件衰减与特性阻抗无关，具有相同的规定，如表2.9所示。
表2.9 连接线路衰减及串音NEXT及ACR的规定
（2）衰减串扰比ACR。在某些频率范围内，串扰与衰减量的比值也是一个重要的参数，即衰减串扰比（ACR）。ACR有时用信噪比（SNR）来表示，它们都是反映电缆性能的重要参数。ACR实际上代表了信号传输的通频带宽，通频带越宽，信息通过就越容易，越不容易受到干扰。ACR值越大，表示抗干扰的能力越强，ACR可由在某个特定频率下的串音dB值与相同频率下100 m内衰减dB值的差值来表示。水平电缆100 m衰减和近端串音NEXT如表2.10所示；其中100 Ω 和120 Ω FTP电缆反射率为23 dB，150 Ω STP电缆反射率为24 dB。
表2.10 水平电缆100 m衰减和近端串音NEXT
4.ISO 11801水平布线模式
ISO 11801定义“通道”（Channel）和“链路”（Link）两种水平布线模式，但与TSB-67测试标准的基本链路（Basic Link）不同，它含有5 m快接式跳线。按照ISO 11801性能参数，设计的水平布线模式如图2.4所示。
图2.4 ISO 11801水平布线模式
5.直流环路电阻
直流环路电阻是指一对双绞线的两条铜导线电阻之和，直流环路电阻将使信号能量部分转变成热能损耗掉。ISO 11801规定100 Ω 双绞线直流环路电阻不大于19.2 Ω /100 m，150 Ω STP直流环路电阻为12 Ω /100 m。每对双绞线之间相差要小于0.1 Ω，不能太大；否则说明接触不良，必须进一步检查连接点。
2.1.3 综合布线工程设计规范
GB 50311—2007规范是根据我国建设部建标[2004] 67号文件《关于印发“二00四年工程建设国家标准制订、修订计划”的通知》要求，对原《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311—2000工程建设国家标准进行了修订，由信息产业部作为主编部门，中国移动通信集团设计院有限公司会同其他参编单位组成规范编写组共同编写完成的。
GB 50311—2007规范适用于新建、扩建、改建建筑与建筑群综合布线系统工程设计。综合布线系统设施及管线的建设，应纳入建筑与建筑群相应的规划设计之中。工程设计时，应根据工程项目的性质、功能、环境条件和近、远期用户需求进行设计，并应考虑施工和维护方便，确保综合布线系统工程的质量和安全，做到技术先进、经济合理。综合布线系统应与信息设施系统、信息化应用系统、公共安全系统、建筑设备管理系统等统筹规划，相互协调，并按照各系统信息的传输要求优化设计。（限于篇幅，不再赘述，读者可参考相关内容）