數(shù)據(jù)布線：如何提前規(guī)劃？

　　數(shù)據(jù)布線是企業(yè)重要的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ溃�而不僅僅是一根電纜，可靠且快速的數(shù)據(jù)布線解決方案是企業(yè)業(yè)務(wù)成功的必備條件。

　　數(shù)據(jù)電纜將電子信息從數(shù)據(jù)源傳輸?shù)侥康牡�。目前，廣泛用于計(jì)算機(jī)和電信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)電纜類型主要是銅纜和光纖。

　　數(shù)據(jù)布線的黃金法則

　　如果企業(yè)在實(shí)踐中存在布線設(shè)計(jì)和安裝不當(dāng)，將可能會出現(xiàn)許多難以預(yù)覽的問題。

　　以下是規(guī)劃結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)時要考慮的一些規(guī)則：

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸需求永遠(yuǎn)不會變得更小或更簡單。

　　構(gòu)建一個可容納語音和數(shù)據(jù)的布線系統(tǒng)。

　　始終安裝比當(dāng)前需要更多的電纜。這些額外的電纜和接口總有一天會派上用場。

　　在構(gòu)建新的布線系統(tǒng)時使用結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)，可以有效避免任何專有的東西!

　　質(zhì)量很重要!使用高質(zhì)量的布線和布線組件。布線是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，如果布線出現(xiàn)故障，其他一切都將變得無關(guān)緊要。對于給定等級或類別的布線，將會看到一系列不同的定價，但高價格并不一定意味著最高質(zhì)量。根據(jù)制造商的聲譽(yù)和經(jīng)過驗(yàn)證的性能購買，而不是只考慮價格。

　　不要吝嗇安裝費(fèi)用。即使是優(yōu)質(zhì)組件和電纜也必須正確安裝;劣質(zhì)的施工龔運(yùn)毀壞的將不止一個布線裝置。

　　規(guī)劃比當(dāng)今普遍可用的更高速技術(shù)。僅僅因?yàn)槟承└邘�寬以太網(wǎng)在今天看來沒有必要，并不意味著它在未來5年內(nèi)就不再需要了。

　　文檔記錄雖然枯燥乏味，但在設(shè)置布線系統(tǒng)時是必須注意的。

　　始終使用可靠的布線

　　可以說，我們怎么強(qiáng)調(diào)可靠布線的重要性都不為過。最近的一些研究表明：

　　數(shù)據(jù)布線通常只占網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施總成本的不到 10%。

　　典型布線系統(tǒng)的使用壽命可達(dá) 16 年以上。電纜可能是許多企業(yè)擁有的第二長壽資產(chǎn)(第一是建筑物的結(jié)構(gòu))。

　　在所有與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的問題中，將近 70% 是由于不良的布線技術(shù)和電纜組件問題造成的。

　　如果安裝了正確類別或等級的電纜，大多數(shù)布線問題通常與跳線、連接器和端接技術(shù)有關(guān)。電纜的永久鏈路部分(墻上的部分)除非在安裝過程中被損壞，否則不太可能成為問題。

　　當(dāng)然，這些都是我們根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)知道的事實(shí)。許多企業(yè)常�；ㄙM(fèi)了大量的時間對非標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)糟糕、記錄不完整和安裝不當(dāng)?shù)牟季�系統(tǒng)進(jìn)行故障排除。我們已經(jīng)看到許多費(fèi)用被浪費(fèi)在安裝額外的布線和布線基礎(chǔ)設(shè)施支持上，而這些應(yīng)該屬于原始安裝的一部分。

　　因此，無論你如何看待，布線都是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。

　　數(shù)據(jù)布線和速度

　　在過去的幾年中，不僅在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面取得了巨大的進(jìn)步，而且在對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求方面也取得了巨大進(jìn)步。在過去的30年里，我們看到了10Mb以太網(wǎng)、16Mb令牌環(huán)、100Mb FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)、100Mb以太網(wǎng)、155Mb ATM(異步傳輸模式)、655Mb ATM、1Gb以太網(wǎng)、2.5Gb ATM、10Gb以太網(wǎng)、40Gb以太網(wǎng)和100Gb以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)人員已經(jīng)在規(guī)劃支持高達(dá)400Gbps，甚至800Gbps數(shù)據(jù)速率的技術(shù)。

　　網(wǎng)段上的平均節(jié)點(diǎn)數(shù)急劇減少，而應(yīng)用的數(shù)量和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量卻急劇增加。應(yīng)用變得越來越復(fù)雜，典型用戶所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬量也在增加。今天是否需要一些新的超高速網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用(例如 10Gb 以太網(wǎng))提供的帶寬?也許不是桌面，但網(wǎng)絡(luò)骨干網(wǎng)已經(jīng)利用了它們。

　　軟件應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡(luò)提出越來越高的要求這一事實(shí)與數(shù)據(jù)布線有什么關(guān)系嗎?有人可能認(rèn)為該問題更多地與網(wǎng)絡(luò)接口卡、集線器、交換機(jī)和路由器有關(guān)，但隨著數(shù)據(jù)速率的提高，對電纜更高級別性能的需求也在增加。

　　傳播介質(zhì)的類型

　　今天有四種主要類型的通信介質(zhì)(電纜)可用于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)：

　　非屏蔽雙絞線 (UTP)

　　屏蔽或屏蔽雙絞線(STP 或 ScTP)

　　同軸線纜

　　光纖 (FO)

　　區(qū)分主干電纜和水平電纜很重要。骨干電纜連接服務(wù)器、交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，連接機(jī)房和電信機(jī)房。水平電纜從電信機(jī)房延伸到墻上的插座。對于新安裝，多股光纖電纜基本上是通用的主干電纜。對于橫向，UTP 占典型應(yīng)用市場的 85%。然而，更新的基于光纖的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔?UTP 具有越來越多的優(yōu)勢。

　　雙絞線電纜

　　傳統(tǒng)安裝中，當(dāng)今最經(jīng)濟(jì)且安裝最廣泛的布線是雙絞線布線。雙絞線不僅比其他媒體更便宜，而且安裝也更簡單，安裝所需的工具也不那么昂貴。非屏蔽雙絞線 (UTP) 和屏蔽雙絞線 (STP) 是當(dāng)今市場上的兩種主要雙絞線。網(wǎng)屏式雙絞線 (ScTP) 是 STP 的變體。

　　非屏蔽雙絞線 (UTP)

　　盡管它已在電話系統(tǒng)中使用多年，但隨著基于雙絞線的以太網(wǎng)和 10Base-T 標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，用于 LAN 的非屏蔽雙絞線 (UTP) 在 1980 年代后期首次變得普遍。UTP 具有成本效益且安裝簡單，并且其帶寬能力正在不斷提高。

　　屏蔽雙絞線 (STP)

　　屏蔽雙絞線 (STP) 布線首先由 IBM 在引入數(shù)據(jù)布線類型分類時流行起來。雖然購買和安裝成本高于 UTP，但 STP 具有一些明顯的優(yōu)勢。當(dāng)前的 ANSI/TIA-568-C 布線標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可 IBM Type 1A 水平電纜，它支持高達(dá) 300MHz 的頻率，但不建議將其用于新安裝。STP 電纜比 UTP 電纜更不容易受到外部電磁干擾 (EMI)，因?yàn)樗�有電纜對都得到了很好的屏蔽。

　　網(wǎng)屏式雙絞線 (ScTP - Screened Twisted Pair)

　　ANSI/TIA-568-C 標(biāo)準(zhǔn)中公認(rèn)的電纜類型是網(wǎng)屏式雙絞線 (ScTP) 電纜，它是 STP 和 UTP 電纜的混合體。ScTP 電纜包含四對非屏蔽 24 AWG、100 歐姆電線，周圍環(huán)繞著箔屏蔽層或包裝線以及用于接地目的的排擾線。

　　因此，ScTP 有時也稱為鋁箔屏蔽雙絞電纜線(即Foiled Twisted Pair，F(xiàn)TP)，因?yàn)殇X箔屏蔽層包圍了所有四根導(dǎo)體。這種箔屏蔽不像某些 STP 布線系統(tǒng)(例如 IBM 1 型和 1A 型)使用的編織銅編織護(hù)套那么大。ScTP 電纜本質(zhì)上是不屏蔽各個線對的 STP 電纜;屏蔽也可能比某些類型的 STP 布線小。簡而言之，ScTP在成本和抗干擾之間做了折中。

　　全屏蔽雙絞線(S/STP 或 S/FTP)

　　S/STP 布線，也稱為全屏蔽雙絞線 (S/FTP)，包含四對 24 AWG、100 歐姆的獨(dú)立屏蔽線，周圍環(huán)繞著覆蓋整個屏蔽銅線對組的外部金屬屏蔽層。這種類型的布線提供了最好的保護(hù)，免受外部源的干擾，并且還消除了外來串?dāng)_，從而為更高的速度提供了最大的潛力。

　　7 類和 7A 類是 ISO 11801 Ed2.2 中標(biāo)準(zhǔn)化的 S/STP 電纜。分別提供 600 和 1000MHz 的可用帶寬。其預(yù)期用途是用于10 Gigabit 以太網(wǎng)、10GBase-T 應(yīng)用。S/STP 電纜具有四個單獨(dú)屏蔽的導(dǎo)線對。

　　光纖電纜

　　直到 1993 年，為了走向桌面計(jì)算的未來，企業(yè)似乎還必須將光纖電纜直接安裝到桌面。令人驚訝的是，銅纜 (UTP) 性能繼續(xù)好于預(yù)期。

　　單模光纖電纜

　　單模光纖電纜最常被電信公司用于橫貫大陸的鏈路和數(shù)據(jù)安裝中，作為互連建筑物的骨干電纜。單模光纖電纜不用作將計(jì)算機(jī)連接到集線器的水平電纜，也不經(jīng)常用作將電信室連接到主設(shè)備室的電纜。單模光纜中的光直接沿著光纖傳播，并且在傳播時不會被周圍的包層反射。典型的單模波長為 1310 和 1550 納米。

　　多模光纖電纜

　　多模光纖 (MMF) 光纜通常是用于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的光纖電纜，例如需要光纖的10Base-FL、100Base-F、FDDI、ATM、千兆以太網(wǎng)、a10 千兆以太網(wǎng)、40 千兆以太網(wǎng)和 100 千兆以太網(wǎng)用于水平和主干電纜的光學(xué)器件。多模電纜允許光的一種以上模式(光脈沖的一部分)通過電纜傳播。多模電纜中使用的典型光波長為 850 和 1,300 納米。

　　同軸電纜

　　曾經(jīng)，同軸電纜是網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)中使用最廣泛的電纜類型，同軸電纜規(guī)范現(xiàn)已包含在 ANSI/TIA-568-C.4 中。它仍然廣泛用于閉路電視和其他視頻分配，并廣泛用于寬帶和有線電視應(yīng)用。然而，它正在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中被淘汰。同軸電纜難以鋪設(shè)，而且通常比雙絞線電纜昂貴。然而，為了保護(hù)同軸電纜，它提供了巨大的帶寬，并且不像 UTP 那樣容易受到外部干擾�？傮w安裝成本也可能低于其他電纜類型，因?yàn)檫B接器的安裝時間更短。

　　用于電線絕緣的材料

　　目前，存在多種絕緣材料，包括聚烯烴(聚乙烯和聚丙烯)、碳氟聚合物和 PVC。

　　制造商根據(jù)材料成本、阻燃等級和所需的傳輸特性來選擇材料。聚烯烴等材料價格低廉且具有出色的傳輸性能，但它們易燃燒，因此必須將它們與具有更好阻燃等級的材料結(jié)合使用。記住這一點(diǎn)很重要：不要專注于特定的材料。重要的是制造商選擇的材料系統(tǒng)。制造商將根據(jù)耐火性、傳輸性能和經(jīng)濟(jì)性的微妙平衡來選擇協(xié)同工作的絕緣和護(hù)套材料。

　　用于絕緣5e 類和更高阻燃級電纜中的線對的最常見材料是碳氟化合物聚合物。使用的兩種碳氟聚合物是氟化乙烯-丙烯 (FEP) 和全氟烷氧基 (PFA)。

　　這些聚合物最初由杜邦開發(fā)，有時也以其商標(biāo) Teflon 命名。這些材料中最常用和最理想的是 FEP。在過去幾年中，對阻燃級電纜的需求超過了可用 FEP 的供應(yīng)。在 FEP 短缺期間，出現(xiàn)了 5e 類增壓設(shè)計(jì)，用另一種材料代替一對或多對電線。

　　此外，在阻燃電纜的 UL-910 燃燒測試中出現(xiàn)了一些邊緣性能實(shí)例。這些擔(dān)憂，再加上 FEP 和 MFA 等替代品供應(yīng)的增加，已經(jīng)推動了這些設(shè)計(jì)的發(fā)展。

　　絕緣顏色

　　UTP 電纜中每根電線周圍的絕緣層都有顏色編碼。標(biāo)準(zhǔn)化的顏色代碼有助于電纜安裝人員確保每根電線都與硬件正確連接。例如，在美國，顏色代碼基于 10 種顏色。其中五個用在尖端導(dǎo)體上，五個用在環(huán)形導(dǎo)體上。將尖端顏色與環(huán)顏色組合會產(chǎn)生 25 種可能的獨(dú)特配對組合。因此，幾十年來，電話電纜使用了 25 個線對組。

　　纏繞

　　當(dāng)您切開 UTP 通信電纜時，您會注意到一對電線中的各個導(dǎo)體相互纏繞在一起。起初，您可能沒有意識到這些纏繞的重要性。

　　您是否知道在 5e 類電纜中，一對未扭絞超過半英寸的線會對整個電纜的性能產(chǎn)生不利影響?

　　線規(guī)

　　銅線直徑通常用稱為AWG(美國線規(guī))的單位測量。與許多其他測量系統(tǒng)相反，隨著 AWG 編號變小，線徑實(shí)際上變大;因此，AWG 24 線比 AWG 22 線小。較大的電線很有用，因?yàn)樗鼈兙哂懈�高的物理�?qiáng)度和更低的電阻。

　　電纜設(shè)計(jì)師面臨的挑戰(zhàn)是使用直徑盡可能小的電線(降低成本和安裝復(fù)雜性)，同時最大限度地提高電線的性能以支持必要的功率水平和頻率。

　　5e 類 UTP 始終為 24 AWG;IBM Type 1A 通常為 22 AWG。跳線可能是 26 AWG，尤其是 3 類跳線。6 類和 6A 類等更高性能電纜的發(fā)展導(dǎo)致 23 AWG 經(jīng)常被 24 AWG 取代。

　　下表顯示了 22、23、24 和 26 AWG 尺寸以及相應(yīng)的直徑、面積和每公里重量。

　　AWG Nominal Diameter (in) Nominal Diameter (mm) Circular-Mil (cm) Area (mm2) Weight (Kg/Km)

　　22 0.0253 0.643 640.4 0.3256 2.895

　　23 0.0226 0.574 511.5 0.2581 2.295

　　24 0.0201 0.511 404.0 0.2047 1.82

　　26 0.0159 0.404 253.0 0.1288 1.145

　　上表中的尺寸是在100多年前開發(fā)的。從那時起，由于更好的銅加工技術(shù)，銅的純度和導(dǎo)電性能得到了提高。涵蓋通信電纜設(shè)計(jì)的規(guī)范放棄了電線的實(shí)際尺寸。真正關(guān)心的不是電線的尺寸，而是它的性能如何，特別是關(guān)于電阻(以歐姆為單位)。AWG 標(biāo)準(zhǔn)表明 24 AWG 電線的直徑為 0.0201"，但根據(jù)材料的性能，電線的實(shí)際直徑可能略小或略大(但通常會更小)。

　　實(shí)心導(dǎo)體與絞合導(dǎo)體

　　用作水平電纜(永久電纜或墻內(nèi)電纜)的 UTP 電纜具有實(shí)心導(dǎo)體，這與跳線和短距離布線的電纜相反，后者通常具有絞合導(dǎo)體。多股導(dǎo)線由許多較小的導(dǎo)線交織在一起形成一根導(dǎo)線。

　　電纜長度

　　電纜越長，由于噪聲和信號衰減，信號被完全傳送到電纜末端的可能性就越小。但要意識到，對于 LAN 系統(tǒng)，信號到達(dá)終點(diǎn)所需的時間也很關(guān)鍵。

　　電纜設(shè)計(jì)工程師現(xiàn)在正在測量電纜的兩個額外性能參數(shù)：傳播延遲和延遲偏差。這兩個參數(shù)都與電子通過電纜的速度和電纜中線對的長度有關(guān)。