闡述了結構化布線系統(tǒng)的規(guī)劃設計及施工圖設計的程序，重點論述了結構化布線系統(tǒng)的抗干擾設計

1.規(guī)劃與設計

當項目立項后，該項目主體規(guī)模、建筑等級和使用功能等要求基本確定后，結構化布線系統(tǒng)進入初步設計階段，其中包括系統(tǒng)組網(wǎng)方案和投資控制。

1.1 初步設計

根據(jù)項目意見書進行必要的調(diào)研工作，其包括：

地區(qū)廣域網(wǎng)（Wan）的現(xiàn)狀和發(fā)展概況（如ISDN、INTERNET、ATM、WBB“寬帶網(wǎng)”和CATV）等，結構化布線系統(tǒng)應與之同步考慮，可以一次規(guī)劃分期實施。對于改、擴建項目要考慮原有設施可以依托的能力，節(jié)約投資。自然環(huán)境條件，如溫濕度、干擾源，是否有鹽霧、腐蝕等影響，是否地震帶或雷擊區(qū)。設備及主纜材的選型調(diào)查，了解類似工程的運行業(yè)績，以便提出選型建議；明確與主體專業(yè)和有關專業(yè)的協(xié)調(diào)工作和設計分工；確定采用的規(guī)范標準（包括地方行業(yè)標準）和地區(qū)概算定額。

優(yōu)化系統(tǒng)方案，初步選定纜線路由和敷設方式，完成設計文件包括設計說明書、系統(tǒng)圖和主要設備纜材表、概算等。

1.2 方案設計

網(wǎng)絡布線:

目前,國內(nèi)外在設計建筑物內(nèi)的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)時, 在網(wǎng)絡規(guī)劃建設中采用網(wǎng)絡結構化布線系統(tǒng),可以方便網(wǎng)絡互聯(lián)的變化及網(wǎng)絡的管理，以使所規(guī)劃的信息網(wǎng)絡具有以下特點:

兼容性；綜合布線系統(tǒng)是一套全開放的布線系統(tǒng),具有一整套全系列的適配器,可將不同廠商設備的不同傳輸介質(zhì)全部轉(zhuǎn)換成相同的非屏蔽雙絞線。

靈活性；所有設備的開通及更改均不需要改變系統(tǒng)布線,只需增加相應的網(wǎng)絡設備及做必要的條線管理即可。改變跳線方式可組成不同的網(wǎng)絡拓撲結構。

可靠性；系統(tǒng)布線全部采用物理星型拓撲,點到點端接,任何一條線路故障均不影響其它線路的運行,由于各系統(tǒng)采用相同傳輸介質(zhì),因而可互為備用,減少了備用冗余。

先進性；綜合布線系統(tǒng)采用光纖、雙絞線混布方式,極為合理地構成一套完整的布線系統(tǒng)。

網(wǎng)絡協(xié)議及操作系統(tǒng)的選擇

TCP/IP協(xié)議:由于TCP/IP協(xié)議具有較強的異種機互連的功能,它是一個高效的、易于擴充的協(xié)議。主要特點是,能夠連接廣域網(wǎng)中被空間距離和低速連接隔開的不同或相似的網(wǎng)絡系統(tǒng)。它是當前最受支持、設計更好的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國內(nèi)具有多種機型和多種操作系統(tǒng)的狀況,應選用TCP/IP作為其整個網(wǎng)絡的一種通訊協(xié)議。

NetBEUI協(xié)議；NetBEUI協(xié)議可以看成是NT的“母語”協(xié)議。它是局域網(wǎng)的協(xié)議,在局域網(wǎng)中是各種協(xié)議中最快的,并且它可以支持點對點的網(wǎng)絡。

Windows NT網(wǎng)絡操作系統(tǒng)；Microsoft公司的Windows NT網(wǎng)絡操作系統(tǒng)是近幾年發(fā)展較快的網(wǎng)絡操作系統(tǒng),它與目前微機的操作系統(tǒng)Windows95/98,Windows2000的使用方法十分相似。對于一般的用戶來說,容易掌握且操作方便,很受廣大計算機用戶的青睞。Windows NT網(wǎng)絡操作系統(tǒng)支持我們所選擇的兩種網(wǎng)絡協(xié)議TCP/IP、NetBEUI,并且作為數(shù)據(jù)庫應用方面優(yōu)于Netware。因此,應優(yōu)選用其作為數(shù)據(jù)庫服務器的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。

網(wǎng)絡結構設計應遵循以下設計原則:

采用統(tǒng)一的網(wǎng)絡協(xié)議和接口標準。

設計的網(wǎng)絡系統(tǒng),要統(tǒng)一規(guī)劃,分布實施,方便擴充。期建成主干網(wǎng)和局域網(wǎng),使一些重要設備實現(xiàn)共享,主要用戶通過DDN專線可以訪問Internet;

能夠集中管理和監(jiān)視網(wǎng)絡上的各種設備,為網(wǎng)絡的正常運行提供可靠的保障;

充分考慮系統(tǒng)的科學性、先進性、實用性和經(jīng)濟性。

以合理的投資建設高性能價格比的、具有代表當今先進水平的網(wǎng)絡系統(tǒng),并保證若干年內(nèi)不被淘汰,使計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮作用。

2.施工圖設計

根據(jù)確定的初步設計方案，制定設計工作流程圖。按照可用面積和業(yè)主的功能要求，對各個子系統(tǒng)進行具體配置，確定工作區(qū)子系統(tǒng)信息點的位置和數(shù)量，當無法確定時，宜選擇適當位置便于密集點的延伸和擴充，要留有余地。選定配線子系統(tǒng)的路由和敷設方式，對于隱蔽工程（如樓板內(nèi)、天棚內(nèi)或墻內(nèi)）宜將管線一次到位，管內(nèi)應留足備用余地；選擇干線子系統(tǒng)的路由和敷設方式，要考慮線路的安全性和方便維修。管理（接線間）子系統(tǒng)盡量避開電梯間、空調(diào)機房、配電間和有電磁干擾的影響，接線間的大小和位置應根據(jù)纜線I/O數(shù)量加以計算和選定。對于建筑群子系統(tǒng)，則應根據(jù)地理條件和信息點疏密分布情況，確定網(wǎng)絡拓撲結構、干線路由和敷設方式。在整個設計過程中常常采取平行或交叉作業(yè)方式，與土建和公用工程專業(yè)進行協(xié)調(diào)，提出預留孔洞，預埋安裝件和電源等設計條件，以書面形式確認記錄。按施工圖設計內(nèi)容和深度的要求完成各項圖紙、圖表和概（預）算。

2.1 工程設計中問題分析

"跟著市場感覺走",有的單位或承包商沒有真正掌握綜合布線系統(tǒng)的設計原理,更沒有吃透它的傳輸理論,簡單地認為綜合布線系統(tǒng)同傳統(tǒng)的電話布線沒有什么區(qū)別,施工起來更是馬馬虎虎,不管系統(tǒng)建成后性能如何,給日后埋下了巨大隱患。

做綜合布線系統(tǒng)必須嚴把設計關,要明確綜合布線的內(nèi)容和要求,要進行統(tǒng)一布局,用盡量少的投入換取較大的收入。綜合布線系統(tǒng)是一項技術含量較高的工作,有時甚至可以稱之為一門藝術,必須通過認真的學習、大膽的實踐才能使綜合布線系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)揮出應有的作用。

用經(jīng)驗代替學習。有很多技術人員做綜合布線系統(tǒng)布線時并沒有系統(tǒng)地學習有關知識,只是通過一些報刊、書籍的介紹摸索著干,或是跟別人一起做過,這樣就認為可以去做所有的綜合布線系統(tǒng)工程了。這樣在簡單的、小規(guī)模的工程中還可以應付,但如果面對一個大型的、綜合的綜合布線系統(tǒng)工程就可能束手無策了。因為一個真正的綜合布線系統(tǒng)工程不但需要比較全面的計算機網(wǎng)絡和通信技術,還要有廠家的強有力的支持。如果在有一定經(jīng)驗的前提下參加一些如美國AMP公司的網(wǎng)絡綜合布線工程師的認證,取得認證后再用于實踐,那一定會使你更加勝任綜合布線系統(tǒng)工程。

3.傳輸頻率與傳輸速率。

傳輸頻率和傳輸速率是結構化布線系統(tǒng)設計中接觸最多的兩個基本概念。線纜的頻帶帶寬(MHZ)和線纜上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率(Mbps)是兩個截然不同的概念。MHZ表示的是單位時間內(nèi)線路中的信號振蕩的次數(shù)，是一個表征頻率的物理量，而Mbps表示的是單位時間內(nèi)線路中傳輸?shù)亩M制位的數(shù)量，是一個表征速率的物理量。傳輸頻率表示傳輸介質(zhì)提供的信息傳輸?shù)幕編挘瑤捜Q于所用導線的質(zhì)量、每一根導線的長度及傳輸技術。而傳輸速率則在特定的帶寬下對信息進行傳輸?shù)哪芰?，衡量器件傳輸性能的指標包括衰減和近端串音，整體鏈路性能的指標則用衰減/串音比ACR來衡量。帶寬越寬傳輸越流暢，容許傳輸速率越高。網(wǎng)絡系統(tǒng)中的編碼方式建立了MHZ和Mbps之間的聯(lián)系，某些特殊的網(wǎng)絡編碼方案能夠在有限的頻率帶寬度上高速的傳輸數(shù)據(jù)。一般情況下設計者關心的是特定傳輸介質(zhì)在滿足系統(tǒng)傳輸性能下的更高傳輸速率。

3類UTP 4類UTP 5類UTP 超5類

傳輸頻率 16     20    100    200   600MHXZ

傳輸速率 10 16 155 100 *Mbps

4. 屏蔽與非屏蔽雙絞線的選擇。

在結構化布線系統(tǒng)中，使用最多的傳輸介質(zhì)是各種各樣的線纜。常用的線纜包括銅纜和光纜，而銅纜以其性價比高而成為布線系統(tǒng)的主力，且結構化布線中所使用的銅纜均為雙絞線。雙絞線是由兩根具有絕緣保護的銅導線組成的。把兩根絕緣導線按一定的密度互相絞在一起，可降低信號干擾的影響 。每根導線在傳輸中輻射出來的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消。雙絞線一般由兩根22～26號絕緣銅導線相互纏繞而成。雙絞線可分非屏蔽雙絞線UTP(Unshielded Twisted Pair)和屏蔽雙絞線STP(Shileded Twisted Pair)。而屏蔽雙絞線又可分為鋁箔屏蔽雙絞線(FTP)、鋁箔/銅網(wǎng)雙層屏蔽雙絞線(S－FTP)、獨立屏蔽雙絞線(STP)。雙絞線結構差異決定了其性能、價格差異，為用戶提供了各種選擇機會。但怎樣選擇系統(tǒng)傳輸介質(zhì)，往往是設計人員面臨的一個首要問題。下面我們用表二對以上幾種雙絞線作一個綜合比較。

當然系統(tǒng)中保密技術不僅可在鏈路上實行，而且可在信元上實行，非屏蔽系統(tǒng)采用鋼管布線，抗干擾能力有較大提高。隨著技術的發(fā)展，解決問題的方法和手段也在不斷的變化和提高。

除了以上這些定性的分析外，《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)設計規(guī)范修訂本》(以下簡稱《規(guī)范》)，還定量作了以下規(guī)定：

（1）各種纜線和配線設備的抗干擾能力，采用屏蔽后的綜合布線系統(tǒng)平均可減少噪聲 20dB。

（2）各種纜線配線設備的選用原則宜符合下列要求：

（a）當周圍環(huán)境的干擾場強度或綜合布線的噪聲電平低于規(guī)范12.2.1條3款規(guī)定(具體規(guī)范細則請看規(guī)范)。干擾源信號或計算機網(wǎng)絡信號頻率小于30MHZ，又能符合規(guī)范表12.2.2各項規(guī)定時，可采用UTP纜線系統(tǒng)和非屏蔽配線設備。

（b）當周圍環(huán)境的干擾程度或綜合布線的噪聲電平高于12.21條3款規(guī)定，干擾源信號或計算機網(wǎng)絡信號頻率大于等于30MHZ，應根據(jù)其超過標準的量級大小，分別選用FTP、SFTP、STP等不同的屏蔽纜線系統(tǒng)和屏蔽配線設備。另外，規(guī)范表12.2.2要求的間距不能保證時，應采取適當?shù)谋Ｗo措施。

（c）當用戶對系統(tǒng)有保密要求，不允許信號往外發(fā)射時，或系統(tǒng)發(fā)射指標不能滿足規(guī)范12.2.1條4款規(guī)定時，應采用屏蔽纜線和屏蔽配線設備或光纜系統(tǒng)。

綜上所述，究竟使用屏蔽系統(tǒng)還是非屏蔽系統(tǒng)，要根據(jù)業(yè)主的應用場所、應用需求、對未來的預期及投資狀況等方面綜合考慮，選擇適合的系統(tǒng)。

UTP和FTP纜線的選擇關鍵取決于外部EMC的干擾的影響，干擾場強低于3V/m時，一般不考慮防護措施，根據(jù)對纜線性能測試表明；在30MHz頻段內(nèi)，UTP與FTP的傳輸效果和抗EMC能力相近，超過時，則FTP較之UTP的隔離度明顯要高出20~30dB，根據(jù)干擾信號超過標準的量級大小可分別選擇FTP、SFTP或STP等不同的屏蔽纜線和屏蔽配線設備，對于FTP的接地要求嚴格，且應為360°的完全屏蔽，否則屏蔽層反而成為輻射干擾源。此外，注意FTP的屏蔽結構改變了整條電纜的電容耦合，衰減也會較之同級的UTP稍有增加。FTP的綜合造價約為：FTP=1.2~1.6UTP。因此，F(xiàn)TP適用于EMC嚴重區(qū)域和保密性強的場所，如黨政專網(wǎng)、機場、軍事部門和工業(yè)企業(yè)。

5.選型應根據(jù)系統(tǒng)的技術性能、投資概算、產(chǎn)品工程業(yè)績以及售后服務質(zhì)量等加綜合考慮。

Cat5+和Cat6的選擇:對于Cat5+所測試的參數(shù)極限與實驗的數(shù)據(jù)已經(jīng)相近，超五類系統(tǒng)可以支持千兆以太網(wǎng)的運行，而且不同廠商的Cat5+系統(tǒng)之間可以互用。Cat6價格較之Cat5+昂貴，但其帶寬卻擴大25%，顯示了傳輸速率的增強，Cat6系統(tǒng)是專用的，即意謂著各個廠商的元件都有其獨特的設計和性能指標，不同廠商的元件互通性的可能性很小，元件的指標仍在研究之中。Cat6已經(jīng)在少數(shù)工程中超前采用，值得注意的兩個問題是：使用CAT6線纜應選擇相同等級和商家生產(chǎn)的接插件器件，因為CAT6是專用件，各廠家的產(chǎn)品尚不能互通;CAT6對固定鏈路和通道其測試內(nèi)容，除按EIA/TIA 568-67標準各項內(nèi)容外，還需增加：等效遠端串擾（ELFEXT）、綜合等效遠端串擾（PS ELFEXT）、回波損耗（RETURN LOSS）、綜合近端串擾（PS NEXT）、綜合衰減串擾比（PS ACR）等內(nèi)容。目前Cat6只有商家的企業(yè)標準，一般來看，企標的各項測試指標往往高于規(guī)格標準，但是否可以作為驗收確認仍然是一個待定的問題。

6.抗干擾設計

結構化布線本身是無源的，但它與各種高頻網(wǎng)絡設備聯(lián)成系統(tǒng)后，就成為有源設備的重要組成部分，其受到的干擾種類較多，在實際工作中可能同時或交叉發(fā)生，所以需要抑制措施也較復雜。一般采取抑制噪聲源、切斷噪聲途徑、提高受擾設備對噪聲免疫能力等方法。因此采用屏蔽（抑制噪聲源，減少耦合電容與互感）、濾波（抑制噪聲源）、合理布線（減少耦合電容與電感）和合理接地。而對于傳輸線上的反射波通過阻抗匹配解決，對導體還要采取特殊的生產(chǎn)工藝（雙絞線）。

3.1雙絞線抗干擾

為了消除線對間的串擾，結構化布線系統(tǒng)中使用雙絞線作為傳輸媒介，它把電流方向相反流量相等的兩根導線互相擰合。由于電流的方向相反，感應磁通引起的噪聲電流互相抵消，不影響傳輸信號，其抑制線隊間的串擾效果與絞距有關，見表三所示：

表三 雙絞線絞距對抑制串擾的影響

絞距 10     7.5      5    2.5

噪聲衰減率/dB 23     37      41     43

兩根線絞合在一起，除了可減小或消除串擾外，還可降低兩導線間的非平衡性互電容，有利于平衡傳輸，還可以降低衰減，并保持恒定的特性阻抗。

3.2 非屏蔽與屏蔽線纜的選擇

根據(jù)有無屏蔽層，雙絞線可分為非屏蔽雙絞線（UTP）與屏蔽雙絞線（STP）。UTP除了采用合理的絞距消除線對之間的串擾外（可認為是內(nèi)部干擾），還利用平衡傳輸特性消除外界的電磁干擾，即外界干擾在一個線對的兩根導線上的影響相同而互相抵消，接受器只對信號敏感而不受這種共模噪聲的影響，其抗干擾能力≥40dB。在一般電磁環(huán)境中使用UTP已能滿足性能要求。

3.2.1超過6類標準的高速數(shù)據(jù)傳輸中，因TUP的極限是6類標準，而實現(xiàn)7類標準必須采用屏蔽系統(tǒng)。

3.2.2有信息安全要求的場合，不允許電磁信息往外發(fā)射，若屏蔽系統(tǒng)尚不能達到要求，應采用光纜系統(tǒng)。

3.3 屏蔽系統(tǒng)

屏蔽電纜的芯線外由于有一層屏蔽網(wǎng)，因此其屏蔽效果是很明顯的，但它的做法要嚴格遵守下列規(guī)定：

要求全程屏蔽。包括線纜、終端、信息插座、跳接線、配線架、集線器等在內(nèi)的整個系統(tǒng)都需要完全連續(xù)屏蔽，不允許有一絲的間斷或破損。

要求有良好、正確的接地。對系統(tǒng)的接地方式、接地電阻有較高的要求，確保把干擾引入大地，并不把新的干擾引入系統(tǒng)。

以上兩點在實際工程中均很難完全做到，若不能做到，則其性能可能反而不如UTP，而且屏蔽系統(tǒng)成本較高。目前，對綜合布線是采用屏蔽與非屏蔽是工程界爭論的焦點。

屏蔽系統(tǒng)除了傳輸部分屏蔽外，設備間（如機房）也需屏蔽。在高頻時屏蔽物宜用銅或鋁，其厚度可很小，而低頻時宜用鐵磁材料作屏蔽層。

傳輸線路的反射抑制；傳輸線在接有阻抗值不同于其特性阻抗Zc處，其傳輸?shù)男盘枙谠撎幇l(fā)生反射，并疊加在傳輸信號上，造成信號波形畸變，可能會使傳送信息產(chǎn)生錯誤，或使電壓超過電路極限值，破壞電路的正常工作。

反射包括信號源的內(nèi)阻抗與傳輸線路的特性阻抗不匹配，以及傳輸線的特性阻抗與負載阻抗不匹配，或兩種不同的電纜相互連接。綜合布線線纜特性阻抗我國標準規(guī)定為100Ω與150Ω（新國標只規(guī)定為100歐姆），其偏差為±15Ω，設計時要注意阻抗匹配，以消除發(fā)射的形成。

3.4 濾波

濾波是抗干擾的一項重要手段。濾波器件分為模擬濾波器和數(shù)字濾波器，它們應用于信號電路時，都應無失真地讓需要的信號通過，即在通頻帶內(nèi)，其幅頻特性應為一常數(shù)，而相頻特性應為線性，設計時應以此為原則。

模擬濾波器既可用于電源線路，也可用于信號輸入、輸出電路，能衰減脈沖噪聲、尖峰噪聲、諧波與其他雜波信號。對于共模噪聲，濾波器在電源線（信號線）和地線間構成通路，把噪聲電流引入大地；對于常模噪聲，濾波器在線間構成通路，把噪聲電流在線間短路。

在高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，例如千兆位以太網(wǎng)中，近端串擾嚴重，而且阻抗匹配也難以作到。在系統(tǒng)中除常見措施外，還需要采用數(shù)字濾波技術消除串擾與回波損耗。因為與模擬濾波相比，數(shù)字濾波具有精度高、穩(wěn)定性好、改變系統(tǒng)特性容易（通過軟件）、易集成等優(yōu)點，隨著高速DSP的發(fā)展，數(shù)字濾波較易實現(xiàn)。

3.5 接地

目前在我國結構化布線系統(tǒng)中工作的各種微電子裝置的接地種類繁多,歸納起可分為以下幾類:

供電電源中性點的工作地，是指穩(wěn)定的供電系統(tǒng)中性點電位的接地。

防雷保護接地,是指在雷雨季節(jié)為防止雷電過電壓的保護接地。

安全保護地，是指為防止接觸電壓及跨步電壓危害人身和設備安全，而設置的微電子裝置的金屬外殼的接地。

直流系統(tǒng)地(又稱為邏輯地、工作地)，它為微電子裝置各個部分、各個環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的基準電位（一般是零點位）。這個地可以接大地，也可以僅僅是一個公共點。系統(tǒng)地如果與大地不相連，即系統(tǒng)地處于懸浮工作狀態(tài)，稱之為浮空地。

屏蔽地，屏蔽地是為抑制各種干擾信號而設置的，屏蔽的種類很多，但都需要可靠的接地，屏蔽地就是屏蔽網(wǎng)絡的接地。

在系統(tǒng)中各種微電子裝置的接地種類及接地的技術指標要求,因生產(chǎn)廠及設備功能不同而不同,下面以常規(guī)微電子裝置為例,闡述其接地的設計原則:

（1）系統(tǒng)地應為一點地,所有微電子設備的系統(tǒng)地均應連接到一點后,再進行接地。

（2）為作到等電位,應當在微電子設備較為集中處,如操作室、控制室、計算機室等區(qū)域建立接地網(wǎng)絡。

（3）在一個區(qū)域內(nèi),每臺設備到區(qū)域接地點應呈放射式接線，距離不應大于20米。

（4）接地電阻應小于微電子設備的要求值,微電子設備不應與非微電子設備共地,也不能利用鋼結構及建筑物的基礎接地。

（5）結構化布線系統(tǒng)的接地種類分為:數(shù)字電源地(DG),模擬電源地(AG),模擬信號地(SG),同軸電纜地(CXG),機柜地(CG)。

盡管系統(tǒng)中各公司生產(chǎn)的微電子裝置，對接地的種類規(guī)定及接地電阻的阻值要求不盡相同，但設備的系統(tǒng)地要求比其它幾種接地要求要嚴格得多，并有越來越高的趨勢。為了避免諸“地”間相互干擾，上述幾種地都應設置各自獨立的接地網(wǎng)絡。其接地線必須采用絕緣銅導線，連接到統(tǒng)一的接地點，以形成一個共同的電位點。為了研究上述各種接地系統(tǒng)間的關系，分析接地網(wǎng)體系的諸多因素及降低接地電阻的有效途徑和具體方法，近年來“計算機接地工程學”作為一門嶄新的學科，受到信息傳輸領域、自動化控制領域的重視，也為微電子裝置的接地系統(tǒng)的研究和實踐奠定了理論基礎。