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�，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，廣泛用于計算機和電信系統(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)在實踐中存在布線設計和安裝不當，將可能會出現(xiàn)許多難以預覽的問題。

　　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)絡傳輸需求永遠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)化布線標準，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)絡的基礎，如果布線出現(xiàn)故障，其他一切都將變得無關緊要。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)制造商的聲譽和經(jīng)過驗證的性能購買，而不是只考慮價格。

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

　　規(guī)劃比當今普遍可用的更高速技術(shù)。僅僅因為某些高帶寬以太網(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)絡基礎設施總成本的不到 10%。

　　典型布線系統(tǒng)的使用壽命可達 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)絡相關的問題中，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。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。

　　當然，這些都是我們根據(jù)以往的經(jīng)驗已經(jīng)知道的事實。許多企業(yè)常�；ㄙM了大量的時間對非標準、設計糟糕、記錄不完整和安裝不當?shù)牟季�系統(tǒng)進行故障排除。我們已經(jīng)看到許多費用被浪費在安裝額外的布線和布線基礎設施支持上，而這些應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)絡的基礎。

　　數(shù)據(jù)布線和速度

　　在過去的幾年中，不僅在網(wǎng)絡技術(shù)方面取得了巨大的進步，而且在對網(wǎng)絡技術(shù)的需求方面也取得了巨大進步。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)等標準的出現(xiàn)。網(wǎng)絡技術(shù)設計人員已經(jīng)在規(guī)劃支持高達400Gbps，甚至800Gbps數(shù)據(jù)速率的技術(shù)。

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

　　軟件應用程序和數(shù)據(jù)對網(wǎng)絡提出越來越高的要求這一事實與數(shù)據(jù)布線有什么關系嗎?有人可能認為該問題更多地與網(wǎng)絡接口卡、集線器、交換機和路由器有關，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：

　　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。骨干電纜連接服務器、交換機、路由器等網(wǎng)絡設備，連接機房和電信機房。水平電纜從電信機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 占典型應用市場的 85%。然而，更新的基于光纖的網(wǎng)絡拓撲比 UTP 具有越來越多的優(yōu)勢。

　　雙絞線電纜

　　傳統(tǒng)安裝中，當今最經(jīng)濟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 標準的出現(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。當前的 ANSI/TIA-568-C 布線標準認可 IBM Type 1A 水平電纜，它支持高達 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)，因為所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 標準中公認的電纜類型是網(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)，因為鋁箔屏蔽層包圍了所有四根導體。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，免受外部源的干擾，并且還消除了外來串擾，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 中標準化的 S/STP 電纜。分別提供 600 和 1000MHz 的可用帶寬。其預期用途是用于10 Gigabit 以太網(wǎng)、10GBase-T 應用。S/STP 電纜具有四個單獨屏蔽的導線對。

　　光纖電纜

　　直到 1993 年，為了走向桌面計算的未來，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算機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)絡應用的光纖電纜，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)絡業(yè)務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用。然而，它正在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡領域中被淘汰。同軸電纜難以鋪設，而且通常比雙絞線電纜昂貴。然而，為了保護同軸電纜，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，因為連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)濟性的微妙平衡來選擇協(xié)同工作的絕緣和護套材料。

　　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 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。在 FEP 短缺期間，出現(xiàn)了 5e 類增壓設計，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)了一些邊緣性能實例。這些擔憂，再加上 FEP 和 MFA 等替代品供應的增加，已經(jīng)推動了這些設計的發(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。標準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體上，五個用在環(huán)形導體上。將尖端顏色與環(huán)顏色組合會產(chǎn)生 25 種可能的獨特配對組合。因此，幾十年來，電話電纜使用了 25 個線對組。

　　纏繞

　　當您切開 UTP 通信電纜時，您會注意到一對電線中的各個導體相互纏繞在一起。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，線徑實際上變大;因此，AWG 24 線比 AWG 22 線小。較大的電線很有用，因為它們具有更高的物理強度和更低的電阻。

　　電纜設計師面臨的挑戰(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)，銅的純度和導電性能得到了提高。涵蓋通信電纜設計的規(guī)范放棄了電線的實際尺寸。真正關心的不是電線的尺寸，而是它的性能如何，特別是關于電阻(以歐姆為單位)。AWG 標準表明 24 AWG 電線的直徑為 0.0201"，但根據(jù)材料的性能，電線的實際直徑可能略小或略大(但通常會更小)。

　　實心導體與絞合導體

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

　　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)，信號到達終點所需的時間也很關鍵。

　　電纜設計工程師現(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。