结构化布线系统新的发展方向以及布线实例

在我们的设想中，将来商业信息的传送由高速和低速两部分组成。诸如语音、楼宇自动化系统、报警和安全系统等应用，仍使用低的带宽。语音信息包括从局端/pbx（集团电话）传递到ip/语音，而所需带宽却不会大量增加。语音包所在的数据包则会增加对带宽的需求。什么正在变化、什么将继续变化，这是要在越来越短的时间内传送大量信息所必须了解的。图形数据（图解与图示）、科学模型、桌上电视会议、多层关系数据库以及其他这样的复杂数据信息等应用，都会提高对带宽的需求。 如果根据过去的历史来预计未来，信息传输速率将以每十年至少升高一个量级的速度增长。我们已经了解了在utp上的lan（局域网）速度，从80年代中期的10mbps，提高到90年代中期的100mbps，90年代末期达到1gbps，直到现在标准中规定为10gbps。到2010年、2020年情况又会怎样呢？引用微软总裁比尔·盖茨（bill gates）的话说，“10年之内我们将拥有无限的带宽。”劳伦斯·伯克利（lawrence berkley）实验室把它2004年对带宽的需求定为40兆位/秒。人们将选用哪种介质呢？utp、同轴电缆、屏蔽双绞线、光纤，还是无线技术？ 选用任何的布线系统必须考虑两点，一个是它的性能，另一个是与之相关的经济性（包括安装简便）。毋庸置疑，光纤和屏蔽双绞线（stp）系统比utp更好，并能提供更大的信号空间。然而，就现在的应用情况来看，用户对它们的接受程度还远不及utp。但是，utp和其他的介质能为将来的应用提供带宽吗？它们能提供经济实用的解决方案吗？让我们来看看为将来所提出的几种解决方案。 非屏蔽双绞线（utp）目前，在标准中将utp的传输特性规定为250mhz。很多制造商在宣传其产品时都称超过了标准中所规定的值。为了制定6类标准，还必须解决许多的技术困难。但是，我们还是有理由期望解决这些技术和**上的问题的。人们公认，utp还没有达到它理论上的极限。还有一些遗留的问题，比如utp的持续生存能力、信息传输速度增长等问题。如果将来的技术还不能有效地利用带宽，那么在电气成本、安装细节和测试需求等方面，utp都会超过其他介质。还应注意的是，目前，对于10兆位以太网（10gbe）还没有计划开发一套标准的铜线方案。 屏蔽双绞线（stp） 目前将屏蔽双绞线的带宽定为300mhz。**o（国际标准化组织）/iec（国际电工委员会）正在对其进行研究，准备制订7类标准，其带宽将达到600mhz。尽管这是一种特别好的介质，但其原材料和安装成本都限制了它在特殊情况和某些**中的使用。无疑，现在还没有达到stp的带宽限值，但是与utp相比，其经济性是阻碍其改进的一个大问题。stp的安装需要经过高级培训的安装人员，并且强调正确安装。北美工业专家怀疑承包商能够很快地应用stp。 金属箔屏蔽双绞线（sctp） sctp最初是为提供一种比stp成本更低、更易安装的屏蔽介质而开发的。它适合tia/eia 568a标准中所有物理上和传输上的规范要求。sctp是4线对、24awg、100ω的电缆，所有4组线对上有一个总的屏蔽；而stp是2线对、22awg、150ω的电缆，其每个线对外分别有屏蔽，然后再有一个总的屏蔽。它的带宽也定为300mhz，尽管sctp更易于安装，但在北美，它和stp一样不为人们所接受。当然在一些保证有特殊保护的情况下也会采用sctp，但是就和stp一样，sctp能否成为人们选用的介质还是值得怀疑。玻璃光纤 很多年以来，支持用光纤传送信息的人们都把它作为未来的介质。tia/eia标准把62.5/125μ多模光纤作为三种推荐使用的水平介质之一。无论它的距离限制还是带宽容量都能适应高速应用的要求，直到出现1000baset以太网。研究表明，在短波情况下，62.5/125μ光纤的负载信息容量和led（发光二极管）电气耦合率都不足以满足距离的要求。 现在，用户必须重新回到标准上来，评估标准所述与未来网络需求之间的关联。他们必须考虑换成新型62.5/125μ光纤或是50/125μ多模光纤。对于短波（sx）或长波（lx），他们必须从led发射器/**变成短波（sx）或长波（lx）的垂直谐振表面发射激光（vcsel），或者变成单模光纤。看来，未来全球通用的先进介质还不存在。“新型”62.5/125μ光纤比单模光纤成本更高，50/125μ多模光纤则比62.5/125μ光纤更灵敏，于连接器的损耗也更大。人们认为，由于光源和连接器，单模光纤网比多模网络的成本更高，而新型的1300nm vcsel光源可以把实际成本降低到“新型”多模光纤网的成本以下。 塑料光纤（pof） 目前，塑料光纤应用于低速、短距离的传输中。而最近分段分序pof技术的发展，已把带宽提高到3ghz/100m。新近开发的单模pof，塑料光纤中的光放大器，对1550nm低损耗的新型pof材料，以及更高功率、更快的光源，都使得fddi（光纤分布式数据接口）、atm（异步传输模式）、escon（企业系统连接体系结构）、fc（光纤通道）、sonet（同步光纤网）等应用都涉及塑料光纤领域。然而，这种介质目前还不为标准所认可，因为现在可用的技术在要求的带宽下都限制在50m内。或许五年以后，低成本的pof会得到商业化的应用。标准对其的认可，对于市场的接受程度来说是至关重要的。如果有一天在标准中对pof进行了认定，它将为目前那些由成本低于玻璃光纤的铜线介质支持的应用提供一个更强大的系统。它还能为用户提供一些他们感兴趣的中间利益。无线技术 关于将来以无线网络替代结构化布线系统的问题，人们已经谈过很多了。目前，大约有1%的以太网端口中无线技术已不再有成本和低带宽的问题。无线网络的特点诱惑了那些为结构化布线系统的设计、安装和维护而苦恼的人们。没有人需要担心把电缆铺到那些难以到达的地方，也没有人需要担心电缆的类型和许多其他方面的问题。但总的来说，无线技术有着一定的限制。尽管有关于无线网络的标准（ieee802.11b），但商家中仍没有内部可操作性。窄带网络设备需要fcc（美国联邦通信委员会）的许可，由日光等其他光源引致的干扰，会造成非聚焦红外网络设备的不可靠运行。扩频网络设备在某种程度上克服了这些难题，但相应地也会造成低的数据传输率。标准ieee802.11b中规定数据率为11mb/s。一家澳大利亚的公司最近开发了一套无线系统，声称其支持54mb/s的数据率。广播的传播空间，在开放的办公环境中限制在200~500英尺；在封闭的办公环境中则限制在100英尺以内。 无疑，无线网络的成本将会降低，其带宽也会增加。无线网络可以很好地用于许多应用中，但该技术是否能为日益增长的信息传输速度需求提供解决方案，则值得怀疑。同轴电缆 从高保真音频到基带和宽带通信等宽带应用，都可选用同轴电缆作为介质。它是10base5和10base2以太网中主要的介质。更高带宽的utp和连接器技术的出现，使得同轴电缆不再用于商业网络，而主要应用于传统网络和catv（有线电视）中。许多年来，同轴电缆用于ibm3270网络，该网络是商业设备中数据通信的主要部分。安装的简易性和经济性，促使市场明显有利于utp。但是在我们不再采用同轴电缆之前，还是应该把它作为一种可选用的介质提出来。 同轴电缆当然能比utp支持更高的带宽，并且能够以不甚复杂的电气来操作。也许有人会争论说，由于同轴电缆安装维护的难度和高成本，它很难为安装人员和用户所接受。假设，将同样严格的生产程序分别应用于同轴电缆系统和utp，当然可以把连接器做得与utp连接器一样易于安装，把电缆做得比已有的同轴电缆重量更轻、直径更小。在更高带宽的应用中，与utp更复杂电气的成本、安装细节、测试需求以及其维护情况相比，同轴电缆也许更具竞争力。开发新型、更轻的同轴电缆和连接器，是未来成功的关键。 结论 在可预见的将来，我们在低带宽的应用（低于100mhz）中采用utp是比较好的。人们曾经认为utp的容量限制了信息传送速率低于1mhz。尽管很难说将发展什么样的新技术，但我们可以这样说，在电子通信领域进行大量的研究，随着新介质、新的生产过程和其他的进步，扩展其容量是十分可能的。在接收端，可能将电气发展成随着译解信号而提高其复杂性，或是在信号处理上有新的突破，允许增强比特包。 在未来很长一段时间里，stp和sctp也将继续在高电磁干扰的环境中得到应用。它们的优势不再是成本费用和增加的安装成本，而是在频率比utp更高时能提供可靠的性能。利用同轴电缆系统的可能性，要到制造商投资开发易于安装的同轴电缆和连接器时才有答案。 无线系统无疑是先进的，并会继续支持更高的带宽需求。它可能会占有更多的市场份额，特别是对居民住宅环境这一市场。这种局面可能现在不会出现，然而这一技术将会发展到支持已经出现的应用协议需求的程度。 光纤又会如何呢？工业中已经出现了一种向整体光纤网缓慢而稳定转变的预防措施。那并没有坏处，尤其是在没有预算限制的条件下。用户会对信息传输系统作为工具为企业提供生产力感兴趣，对它支持某一种技术不支持另一种技术则不感兴趣。而且，虽然根据应用协议，1gb以太网还能维持一段时间，超5类和6类能好好地支持它，我们还是知道，在未来5~10年，10gb以太网将完全采用光纤。 采用新型多模光纤还是单模光纤、短波（sx）还是长波（lx），或是在新的光纤装置中使用密集波分复用，在这些问题上并没有争论。1300nm vcsel的发展，提高了单模光纤在主干和水平使用中的机会。看来，最终的解决方案可能是目前多种光纤的联合使用。 最后要说的是，结构化布线系统的制造商们永远都应当想到电气部分的新发展、原材料技术上的突破以及信号传递的改进。他们还必须认识到任何所有新的应用协议都在发展。而且，制造商们必须能以其产品来支持新的技术与应用，这些产品可以毫无差错地传送数据，没有中断，没有衰减。可以保证一点，速率和数据传输上的需求是不会降低的。现在是全球化经济，最终用户在处理数据的速度方面所能得到的任何优势，都将成为其资本。在这里，我们确保一定会是这样的。 20210311