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1.2.2 综合布线术语与名词
拓展学习
要详细学习综合布线国家标准,请阅读以下内容。
➢国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016)
➢国家标准《综合布线系统工程验收规范》(GB/T 50312—2016)
中华人民共和国国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016)中定义了综合布线的有关术语与符号,本书除特别说明外,都采用其中定义的术语与符号。
1.综合布线术语
综合布线术语如表1.1所示。
表1.1 综合布线术语
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续表
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2.综合布线缩略语
综合布线缩略语如表1.2所示。
表1.2 综合布线缩略语
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GB 50311—2016与ANSI/TIA/EIA 568-A在综合布线设计与安装中主要术语对照如表1.3所示。
表1.3 综合布线设计与安装中主要术语对照
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3.综合布线相关名词
综合布线系统中经常出现的几个名词如下。
(1)数据传输速率
在数字通信系统中,电信号把数据从一个节点送到另一个节点。数字信号是一系列的电脉冲,如用正电压表示二进制的1,负电压表示二进制的0。数据传输速率是指每秒传输的电脉冲的信息量,其单位通常为bit/s。
在实际应用中,有些人常将传输通道的频率与传输通道的数据传输速率混淆,其实它们是两个截然不同的概念。在信噪比确定不变的情况下,数据传输速率是单位时间内线路传输的二进制位(bit)的数量,衡量的是线路传输信息的能力;而传输通道的频率是单位时间内线路电信号的振荡次数。单位时间内线路传输的二进制位的数量由单位时间内线路中电信号的振荡次数与电信号每次振荡所携带二进制位的数量(信号编码效率)来决定,因此传输通道的频率与数据传输速率的关系类似于高速公路上行车道数量与车流量的关系。
(2)带宽
传输介质的带宽定义为介质所能携带的信息量,单位常用MHz,表示介质所支持的频率范围。大多数铜质通信电缆(简称铜缆)的规定带宽范围可以是从1MHz到介质所能支持的最高带宽,例如,6类双绞线支持的带宽范围为1~250MHz,7类双绞线支持的带宽范围为1~600MHz。对于光纤来说,光纤的带宽指标根据光纤类型的不同而不同,一般认为单模光纤的带宽是无极限的,多模光纤有非常确定的带宽极限,如62.5/125μm的多模光纤在850nm波长下可支持1~160MHz带宽范围,62.5/125μm的多模光纤在1300nm波长下可支持1~500MHz带宽范围。
(3)分贝
分贝(deciBel,dB)是一种标准信号强度的度量单位,由Alexander Graham Bell(亚历山大·格雷厄姆·贝尔)提出,这也是在deciBel这个词中B为大写形式的原因。
分贝可以用来衡量信号的能量或强度,也可以用来衡量两个信号之间的比例或差别,如输入信号和输出信号的间隔差别。大部分情况下,分贝用于描述建筑环境的声音等级或声音系统的等级。分贝越高,等级也就越高。典型的工作环境和对应的噪声就是用分贝度量其等级的。人类的耳朵是非常敏感的器官,能够感受到最小的噪声变化(1dB)。人类习惯了周围时时刻刻都有噪声。相对安静的环境的噪声级数为55dB;吵闹的环境的噪声级数大概是70dB;当噪声级数达到90dB或更高值时,就会对人的听力造成伤害。
分贝也是常用的度量通信电缆的单位,大部分电缆测试设备提供以分贝为单位的测试结果。在测试通信电缆时,分贝用来指出在通过电缆后电压信号等级的变化。在综合布线测试验收中,分贝用于衡量衰减、近端串扰(NEXT)、近端串扰功率和(PS NEXT)、衰减串话比(Attenuation to Crosstalk Ratio,ACR)和回波损耗(RL)等电气性能指标。
(4)特性阻抗与阻抗匹配
①特性阻抗
特性阻抗定义为通信电缆对电流的总抵抗力,用欧姆(Ω)作为计量单位。所有的铜缆都有一个确定的特性阻抗指标。一种通信电缆的特性阻抗指标是电缆的导线直径和覆盖在电缆导线外面的绝缘材料的电介质常数的函数。一种通信电缆的特性阻抗指标是电缆的电容、电缆的电感和电缆的电阻3个变量的结合体。
在一条电缆中,无论哪个部分,其特性阻抗指标都必须是统一的。电缆的特性阻抗指标与电缆的长度不相关,这意味着一条10m长的通信电缆必须与一条100m长的通信电缆具有相同的特性阻抗指标。另外,一条布线链路中的所有电缆和部件都必须有一致的特性阻抗指标。任何布线链路中的阻抗若不连续都会导致链路中的信号反射,而链路中的反射会导致信号损耗,并可能导致信号被破坏或与链路中的其他信号冲突。
双绞线通信电缆有如下特性阻抗指标。
●UTP电缆的特性阻抗指标为100Ω±15%。
●ScTP电缆的特性阻抗指标为100Ω±15%。
●STP-A电缆的特性阻抗指标为150Ω±15%。
②阻抗匹配
电子部件,如局域网网卡和网络交换机,在经过设计后,可以在一条与特定的特性阻抗指标相匹配的电缆上传输信号。因为不同的通信电缆有不同的特性阻抗指标,所以使用正确类型的通信电缆来连接特定类型的装置是很重要的。设备的特性阻抗指标必须与通信电缆的特性阻抗指标相匹配,不匹配会导致电缆或局域网电路中的信号反射,而信号反射会造成对传输信息信号的干扰和破坏。例如,以太网中的信号反射会造成数据帧的冲突,被破坏的数据帧必须在局域网中重传,这造成了网络吞吐量的下降和更高的流量负荷。
当不同类型的电缆连接到不同类型的电子部件上时,必须要考虑阻抗匹配,非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair,UTP)、屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)和同轴电缆各有不同的特性阻抗指标。使用UTP电缆连接到局域网设备时,若局域网设备只使用同轴电缆,则将会造成阻抗不匹配。如果一种电缆必须连接到一种电子设备上,而该设备有不同的特性阻抗,则必须使用阻抗匹配部件(如介质滤波器)来消除信号反射。
(5)平衡电缆和非平衡电缆
通信电缆分为平衡电缆和非平衡电缆。同轴电缆属于非平衡电缆,即中心导线和电缆屏蔽层的电气特性是不相同的。对绞电缆属于平衡电缆,即电缆对中的两根导体对地具有相同的电压。UTP电缆、STP-A电缆和ScTP电缆都是平衡电缆。
平衡电缆更适合传输通信信号,因为它支持差分信令——应用在局域网上的典型的信令。在差分信令中,信号的正部在双绞线的一根中传输,而信号的负部在另一根中传输。有差分信令的UTP电缆更为健壮和可靠。任何加于UTP电缆上的噪声会同时出现在传输信号的正部和负部中,这就为接收者对信号进行抵偿和排除提供了一种方法。差分信令也为电缆的电磁能量自我消除提供了一种方法,这就意味着在通信电缆运作的范围内的其他电气设备不会受到信号的干扰。
(6)电磁干扰与电磁兼容性
①电磁干扰
噪声也称为电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)。潜在的电磁干扰大部分存在于大型的商业建筑中,这些地方有很多电气和电子系统共用相同的空间。许多这样的系统会产生操作频率相同或者有部分频率重叠的信号,在相同频率范围内的系统之间,或者在类似频率范围内部分重叠的系统之间,将会互相干扰。
有许多种不同的电磁干扰源,其中一些是人工干扰源,另一些则是自然干扰源。电磁干扰的人工干扰源有电力电缆和设备、通信设备和系统、具有大型电动机的大型设备、加热器和荧光灯;自然干扰源有静电和闪电。
具有大型电动机的大型设备能产生很强的电磁场,而这种电磁场会在铜缆上引发电感应。另外,任何产生电火花或者辐射出其他类型的电能的事物都被视为电磁干扰源。这种电磁场将会导致UTP电缆中产生电磁感应信号,而这些信号将会干扰正在相同电缆中传输的语音信号或者数据信号。设备产生的电磁场越强,电缆就应该离它越远,这样才可以保护电缆不会受到电磁干扰的影响。
在铜缆中传输的信号很容易受电磁干扰的影响。电磁干扰可以通过电感、传导或耦合的方式进入通信电缆。
铜缆必须防止电磁干扰的影响,可以运用适当的安装技术,或者运用屏蔽电缆来阻挡电磁干扰信号进入。光缆不容易受到电磁干扰的影响,因为光缆以光脉冲的形式传输信号。因此,如果电磁干扰很严重以致找不到合理的解决方法,那么可以选择用光缆来取代铜缆。
②电磁兼容性
电磁兼容性是指设备或者设备系统在正常情况下运行时,不会产生干扰或者扰乱其他在相同空间或者环境中的设备或者系统运行的信号的能力。当两个设备可以共存并且能够在不会引入有害的电磁干扰的情况下正常运行时,一个设备被认为与另一个设备是电磁兼容的。电磁兼容具有两个方面的功能:放射和免疫。为了让通信系统和电气设备被认为是电磁兼容的,应该选定通信系统和电气设备并检验它们可以在相同的环境下运行,并且不会产生电磁干扰。必须选择那些不会干扰其他系统的放射系统。此外,必须选择那些对其他设备产生的电磁干扰最具免疫力的系统。