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摘要 综合布线系统中串扰问题成为影响布线系统性能的重要元素。本文就工程检测实际遇到的串扰问题,分析原因,并给出了合理解决方案。
关键词 智能建筑;综合布线;串扰
中图分类号 TU976.2 文献标识码 A 文章编号 1727-5123(2009)04-021-02
1 前言
智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其忧化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。在当今的建筑市场发展趋势下,智能建筑已成为必然。智能建筑工程包括通信网络系统、信息网络系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、安全防范系统、综合布线系统、智能化系统集成、电源与接地、环境和住宅(小区)智能化等子分部系统。在这些子分部系统中,综合布线系统起到了贯穿上下的重要作用。
综合布线系统对于现代化的大楼来说,就如体内的神经,它采用了一系列高质量的标准材料,以模块化的组合方式,把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合,经过统一的规划设计,综合在一套标准的布线系统中,为智能建筑的系统集成提供了物理介质。目前新一代的结构化布线系统能同时提供用户所需的数据、话音、传真、视像等各种信息服务的线路连接,它使话音和数据通信设备、交换机设备、信息管理系统及设备控制系统、安全系统彼此相连,也使这些设备与外部通信网络相连接。可以说综合布线系统的成功与否直接关系到智能建筑的成败。
此外,综合布线系统又是一项隐蔽工程。隐蔽工程是指地基、电气管线、供水供热管线等需要覆盖、掩盖的工程。由于隐蔽工程在隐蔽后,一旦发生质量问题,将造成返工等非常大的损失,所以要求隐蔽工程的质量绝对过关。
根据国际标准ISO11801的定义,结构化布线系统可由以下系统组成:工作区子系统、水平区子系统、管理区子系统、垂直主干系统、设备间子系统、建筑群子系统。如图1所示。
综合布线系统检测:在综合布线系统性能测试中,包括以下的内容:连接图、长度、酸碱、近端串扰、回波损耗、衰减对近端串扰比值、等效远端串扰、综合功率近端串扰、综合功率衰减对近端串扰比值等。
在实际工程检测中,目前发现越来越多的问题出在串扰上,串扰已成为现实工程中对综合布线系统影响较大的问题之一。所谓串扰是指线缆传输数据时线对间信号的相互泄露,即当电流在一条导线中流通时,会产生一定的电磁场,干扰相邻导线上的信号。它类似于噪音,严重影响设备对信号的正确分析,严重影响数据传输速度和质量。
目前在综合布线系统检测中,采取最多的是认证测试,所谓认证测试,是指认证测试单位根据有关标准对布线系统工程的线缆、光缆信道及链路进行物理参数、电气传输参数、光传输指标等的测试行为,认证测试结果是综合布线系统工程终验的主要技术质量依据。
2 串扰发生的原因分析
串扰从原理上讲是由于一对线的信号产生了辐射并感应到其他临近的一对线而造成的。在实际工程中,串扰给用户带来的是信号质量太差,即对传输速度产生很大的影响。
对串扰的测量原理是测试仪从一个线对发送信号,当其沿电缆传送时,测试仪在同一侧的某相邻被测线对上捕捉并计算所叠加的全部谐波串扰分值,计算出其总串扰值。测量原理如图2所示。
根据原理并且结合检测工作中的实际情况,总结出导致串扰过大的原因:
第一,选用的线缆、连接硬件性能不良。原材料的质量对于施工的影响是不言而喻的。只有从电缆供应商购得质量合格的产品后,施工单位按设计要求进行严格施工,才能得到符合要求的综合布线系统。
第二,施工工艺不规范。①在管内穿线因没按照规范规定绑扎固定,造成电缆受到过大的拉力或在垂直敷设时电缆牵引力过大(超过5'N+5kg),破坏了电缆的绞距,造成较大的串扰。②跳线接头处、接插件处或模块处双绞线对反缠绕开的线段的距离过长会引起较大的近端串扰。③串绕。所谓串绕是指将原来的两对线分别拆开后又重新组成新的线对。串绕对布线系统性能有较大影响,它不会造成网络不通,而是使网络运行速度很慢,时通时断,从而导致网路传输性能的下降。④布线系统完工后,仅在调试过程中进行导通测试(导通测试又称验证测试,是指通过简单的测试手段来判断链路的物理性能,确定链路的通断、长度和接线图,而不能对复杂的电气性能进行分析)。这种测试无法确定布线系统实际性能,无法判断系统串扰程度。
3 浅谈串扰解决办法
3.1 加强对双绞线的进场检验。
3.1.1 仔细查看线缆的箱体包装是否完好。真品双绞线的包装纸箱,从材料质地到文字印刷都应当相当不错。而且,许多厂家还在产品外包装上贴上了防伪标签。看看双绞线绝缘皮上应当印有诸如产地、执行标准、产品类别、线长之类的字样。
3.1.2 观察线类,五类线的标识是“cat5”,超五类线的标识是“cat5e”,六类线的标识是“cat6”。正品在线的塑料包皮上印刷的字符非常清晰、圆滑,基本上没有锯齿状。假货的字迹印刷质量较差,有的字体不清晰,有的呈严重锯齿状。正品5类线所标注的是“cat5”字样,超5类所标注的是“5e”字样,而假货通常所标注的字母全为大写“如CAT5”、“5E”字样。你可以用力擦一下这些字,假货很容易会掉颜色。
3.1.3 在看的同时感受一下摸的手感,真线手感舒服,外皮光滑,假线为节省成本,采用劣质的线材,手感发粘,有一定的停滞感。用力捏一捏网线,手感应当饱满,柔软适中。双手用力拉正规网线时,可以发现外皮都具有伸展性。因为许多正规厂商在制作网线时都考虑到网线在布线时经常需要弯曲,都给外皮留有一定的伸展性,而且尽量做到很柔韧,无论怎样弯曲都很方便,而且不容易折断和打结。一些不法厂商在生产时为了降低成本,在铜中添加了其他的金属元素,做出来的导线比较硬,不易弯曲,使用中容易产生断线。利用这个特点,我们就可以把一段网线对折,如果能立即弹回,基本上可以认为此网线为真品。
3.1.4 为了降低信号的干扰,双绞线电缆中的每一线对都以逆时针方向相互绞合(也称扭绕)而成,同一电缆中的不同线对具有不同的绞合度。除线对的两条绝缘铜导线要按要求进行绞合外,电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行绞合。如果你发现电缆中所有线对的扭绕密度相同,那多数是假的了,那是非正规厂商为了简化制造工艺才这样做的。再看看线对中两根导线的扭绕密度是否符合技术要求,可以事先拿一段5类或者超5类双绞线去,然后在购买时进行比较就可以了。一般5类UTP中线对的扭绕度要比3类密,超5类则要比5类密,假线通常密度很小。最后,看看线对的扭绕方向是否按逆时针方向进行绞合。
3.1.5 看过以后最好还用剪刀去剪掉一小截线外面的塑料包 皮,剥开双绞线的外层胶皮后,使露出4对芯线,可以看到里面由颜色不同的四对芯线组成(白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕)。这些颜色绝对不是后来用染料染上去的,而是使用相应颜色的塑料制成的,可以用力擦一下看看是否掉颜色。
3.1.6 看是否具有阻燃性。为了避免受高温或起火而引起的线缆损坏,双绞线最外面的一层包皮应具有阻燃性。大家可以将双绞线放在高温环境中测试一下,看看在35℃至40℃时,网线外面的胶皮会不会变软,正品网线是不会变软的。或者用打火机直接对着外皮燃烧,网线的外皮会在烧烤之下逐渐熔化变形,但不应当燃烧,如果是假货。一点就着。
3.1.7 接插件与缆线应匹配,既要选用与所连接的链路相同标准的接插件,以保证系统的使用功能。
3.2 施工工艺检查。
3.2.1 水平电缆敷设。水平线槽中敷设电缆时,电缆应顺直,尽量避免交叉,每20根绑扎一捆,然后每隔1.5~2.0m进行绑扎固定,布线时不能伤保护套和踩踏线缆,所有线缆不应外露。在管里穿线时,要避免电缆受到过度拉引,一般为9kg左右。过大的拉力会破坏电缆对绞的匀称性,必要时可在管内加少量滑石粉以减少线揽与管内壁之间的磨察。
3.2.2 垂直电缆敷设。垂直主干敷设时一定要避免因电缆自重使电缆受到过大的拉力,垂直主干自上而下敷设时,每隔三层须将电缆全部抽回楼面,绑扎好上面的电缆后再向下敷设;垂直线槽中敷设主干电缆时,每隔1.5~2.0m应绑扎固定,主干电缆弯曲半径为电缆外径的10倍,在线槽中排布整齐,电缆在绑扎时松紧适度,不可绑扎得过紧。
3.2.3 对绞电缆芯线终接时,每对对绞线应保持扭绞状态,电缆的接头处反缠绕开的线段的距离不应超过长,以CAT5为例,终接时扭绞松开长度不应大干13mm,过长会引起较大的近端串扰。
3.2.4 对绞线与模块式通用插座连接时必须按色标和线对顺序进行卡接。且注意在同一布线工程中两种连接方式不应混合使用。
3.2.5 跳线缆线和接插件间应接触良好,接线无误,跳线的长度一般不应超过5m。在接头处,电缆的外保护层需要压在接头中而不能在接头外。因为当电缆受到外界的拉力时受力的是整个电缆,否则受力的是电缆和接头连接的金属部分。
3.2.6 对串绕串扰只需要将接头重新按线序安装既可解决。
3.2.7 布线时,缆线不应布放在电梯或供水、供汽、供暖管道竖井中,亦不应布放在强电竖井中。在空间允许的情况下,各系统的缆线应布放在各自的金属线槽中,金属线槽应可靠接地。各弱电系统缆线同其他管线(如与电源线、避雷线、保护接地、冷热水管等)应按规定的水平、垂直间距布放缆线,当缆线通道较为拥挤,且多个弱电系统合用一个金属线槽布放缆线时,各系统的线束间应用金属板隔开。
3.2.8 在系统验收时,要对布线系统所规定的内容和测试要求进行电气性能检测。
4 结语
综合布线作为智能建筑的中枢神经,布线性能的重要性越来越得到共识。但从我们检测实际情况来看,综合布线工程质量不容乐观,需要各方更多的做好监督工作和强化相关标准的执行力度。
关键词 智能建筑;综合布线;串扰
中图分类号 TU976.2 文献标识码 A 文章编号 1727-5123(2009)04-021-02
1 前言
智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其忧化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。在当今的建筑市场发展趋势下,智能建筑已成为必然。智能建筑工程包括通信网络系统、信息网络系统、建筑设备监控系统、火灾自动报警及消防联动系统、安全防范系统、综合布线系统、智能化系统集成、电源与接地、环境和住宅(小区)智能化等子分部系统。在这些子分部系统中,综合布线系统起到了贯穿上下的重要作用。
综合布线系统对于现代化的大楼来说,就如体内的神经,它采用了一系列高质量的标准材料,以模块化的组合方式,把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合,经过统一的规划设计,综合在一套标准的布线系统中,为智能建筑的系统集成提供了物理介质。目前新一代的结构化布线系统能同时提供用户所需的数据、话音、传真、视像等各种信息服务的线路连接,它使话音和数据通信设备、交换机设备、信息管理系统及设备控制系统、安全系统彼此相连,也使这些设备与外部通信网络相连接。可以说综合布线系统的成功与否直接关系到智能建筑的成败。
此外,综合布线系统又是一项隐蔽工程。隐蔽工程是指地基、电气管线、供水供热管线等需要覆盖、掩盖的工程。由于隐蔽工程在隐蔽后,一旦发生质量问题,将造成返工等非常大的损失,所以要求隐蔽工程的质量绝对过关。
根据国际标准ISO11801的定义,结构化布线系统可由以下系统组成:工作区子系统、水平区子系统、管理区子系统、垂直主干系统、设备间子系统、建筑群子系统。如图1所示。
综合布线系统检测:在综合布线系统性能测试中,包括以下的内容:连接图、长度、酸碱、近端串扰、回波损耗、衰减对近端串扰比值、等效远端串扰、综合功率近端串扰、综合功率衰减对近端串扰比值等。
在实际工程检测中,目前发现越来越多的问题出在串扰上,串扰已成为现实工程中对综合布线系统影响较大的问题之一。所谓串扰是指线缆传输数据时线对间信号的相互泄露,即当电流在一条导线中流通时,会产生一定的电磁场,干扰相邻导线上的信号。它类似于噪音,严重影响设备对信号的正确分析,严重影响数据传输速度和质量。
目前在综合布线系统检测中,采取最多的是认证测试,所谓认证测试,是指认证测试单位根据有关标准对布线系统工程的线缆、光缆信道及链路进行物理参数、电气传输参数、光传输指标等的测试行为,认证测试结果是综合布线系统工程终验的主要技术质量依据。
2 串扰发生的原因分析
串扰从原理上讲是由于一对线的信号产生了辐射并感应到其他临近的一对线而造成的。在实际工程中,串扰给用户带来的是信号质量太差,即对传输速度产生很大的影响。
对串扰的测量原理是测试仪从一个线对发送信号,当其沿电缆传送时,测试仪在同一侧的某相邻被测线对上捕捉并计算所叠加的全部谐波串扰分值,计算出其总串扰值。测量原理如图2所示。
根据原理并且结合检测工作中的实际情况,总结出导致串扰过大的原因:
第一,选用的线缆、连接硬件性能不良。原材料的质量对于施工的影响是不言而喻的。只有从电缆供应商购得质量合格的产品后,施工单位按设计要求进行严格施工,才能得到符合要求的综合布线系统。
第二,施工工艺不规范。①在管内穿线因没按照规范规定绑扎固定,造成电缆受到过大的拉力或在垂直敷设时电缆牵引力过大(超过5'N+5kg),破坏了电缆的绞距,造成较大的串扰。②跳线接头处、接插件处或模块处双绞线对反缠绕开的线段的距离过长会引起较大的近端串扰。③串绕。所谓串绕是指将原来的两对线分别拆开后又重新组成新的线对。串绕对布线系统性能有较大影响,它不会造成网络不通,而是使网络运行速度很慢,时通时断,从而导致网路传输性能的下降。④布线系统完工后,仅在调试过程中进行导通测试(导通测试又称验证测试,是指通过简单的测试手段来判断链路的物理性能,确定链路的通断、长度和接线图,而不能对复杂的电气性能进行分析)。这种测试无法确定布线系统实际性能,无法判断系统串扰程度。
3 浅谈串扰解决办法
3.1 加强对双绞线的进场检验。
3.1.1 仔细查看线缆的箱体包装是否完好。真品双绞线的包装纸箱,从材料质地到文字印刷都应当相当不错。而且,许多厂家还在产品外包装上贴上了防伪标签。看看双绞线绝缘皮上应当印有诸如产地、执行标准、产品类别、线长之类的字样。
3.1.2 观察线类,五类线的标识是“cat5”,超五类线的标识是“cat5e”,六类线的标识是“cat6”。正品在线的塑料包皮上印刷的字符非常清晰、圆滑,基本上没有锯齿状。假货的字迹印刷质量较差,有的字体不清晰,有的呈严重锯齿状。正品5类线所标注的是“cat5”字样,超5类所标注的是“5e”字样,而假货通常所标注的字母全为大写“如CAT5”、“5E”字样。你可以用力擦一下这些字,假货很容易会掉颜色。
3.1.3 在看的同时感受一下摸的手感,真线手感舒服,外皮光滑,假线为节省成本,采用劣质的线材,手感发粘,有一定的停滞感。用力捏一捏网线,手感应当饱满,柔软适中。双手用力拉正规网线时,可以发现外皮都具有伸展性。因为许多正规厂商在制作网线时都考虑到网线在布线时经常需要弯曲,都给外皮留有一定的伸展性,而且尽量做到很柔韧,无论怎样弯曲都很方便,而且不容易折断和打结。一些不法厂商在生产时为了降低成本,在铜中添加了其他的金属元素,做出来的导线比较硬,不易弯曲,使用中容易产生断线。利用这个特点,我们就可以把一段网线对折,如果能立即弹回,基本上可以认为此网线为真品。
3.1.4 为了降低信号的干扰,双绞线电缆中的每一线对都以逆时针方向相互绞合(也称扭绕)而成,同一电缆中的不同线对具有不同的绞合度。除线对的两条绝缘铜导线要按要求进行绞合外,电缆中的线对之间也要按逆时针方向进行绞合。如果你发现电缆中所有线对的扭绕密度相同,那多数是假的了,那是非正规厂商为了简化制造工艺才这样做的。再看看线对中两根导线的扭绕密度是否符合技术要求,可以事先拿一段5类或者超5类双绞线去,然后在购买时进行比较就可以了。一般5类UTP中线对的扭绕度要比3类密,超5类则要比5类密,假线通常密度很小。最后,看看线对的扭绕方向是否按逆时针方向进行绞合。
3.1.5 看过以后最好还用剪刀去剪掉一小截线外面的塑料包 皮,剥开双绞线的外层胶皮后,使露出4对芯线,可以看到里面由颜色不同的四对芯线组成(白橙、橙、白绿、绿、白蓝、蓝、白棕、棕)。这些颜色绝对不是后来用染料染上去的,而是使用相应颜色的塑料制成的,可以用力擦一下看看是否掉颜色。
3.1.6 看是否具有阻燃性。为了避免受高温或起火而引起的线缆损坏,双绞线最外面的一层包皮应具有阻燃性。大家可以将双绞线放在高温环境中测试一下,看看在35℃至40℃时,网线外面的胶皮会不会变软,正品网线是不会变软的。或者用打火机直接对着外皮燃烧,网线的外皮会在烧烤之下逐渐熔化变形,但不应当燃烧,如果是假货。一点就着。
3.1.7 接插件与缆线应匹配,既要选用与所连接的链路相同标准的接插件,以保证系统的使用功能。
3.2 施工工艺检查。
3.2.1 水平电缆敷设。水平线槽中敷设电缆时,电缆应顺直,尽量避免交叉,每20根绑扎一捆,然后每隔1.5~2.0m进行绑扎固定,布线时不能伤保护套和踩踏线缆,所有线缆不应外露。在管里穿线时,要避免电缆受到过度拉引,一般为9kg左右。过大的拉力会破坏电缆对绞的匀称性,必要时可在管内加少量滑石粉以减少线揽与管内壁之间的磨察。
3.2.2 垂直电缆敷设。垂直主干敷设时一定要避免因电缆自重使电缆受到过大的拉力,垂直主干自上而下敷设时,每隔三层须将电缆全部抽回楼面,绑扎好上面的电缆后再向下敷设;垂直线槽中敷设主干电缆时,每隔1.5~2.0m应绑扎固定,主干电缆弯曲半径为电缆外径的10倍,在线槽中排布整齐,电缆在绑扎时松紧适度,不可绑扎得过紧。
3.2.3 对绞电缆芯线终接时,每对对绞线应保持扭绞状态,电缆的接头处反缠绕开的线段的距离不应超过长,以CAT5为例,终接时扭绞松开长度不应大干13mm,过长会引起较大的近端串扰。
3.2.4 对绞线与模块式通用插座连接时必须按色标和线对顺序进行卡接。且注意在同一布线工程中两种连接方式不应混合使用。
3.2.5 跳线缆线和接插件间应接触良好,接线无误,跳线的长度一般不应超过5m。在接头处,电缆的外保护层需要压在接头中而不能在接头外。因为当电缆受到外界的拉力时受力的是整个电缆,否则受力的是电缆和接头连接的金属部分。
3.2.6 对串绕串扰只需要将接头重新按线序安装既可解决。
3.2.7 布线时,缆线不应布放在电梯或供水、供汽、供暖管道竖井中,亦不应布放在强电竖井中。在空间允许的情况下,各系统的缆线应布放在各自的金属线槽中,金属线槽应可靠接地。各弱电系统缆线同其他管线(如与电源线、避雷线、保护接地、冷热水管等)应按规定的水平、垂直间距布放缆线,当缆线通道较为拥挤,且多个弱电系统合用一个金属线槽布放缆线时,各系统的线束间应用金属板隔开。
3.2.8 在系统验收时,要对布线系统所规定的内容和测试要求进行电气性能检测。
4 结语
综合布线作为智能建筑的中枢神经,布线性能的重要性越来越得到共识。但从我们检测实际情况来看,综合布线工程质量不容乐观,需要各方更多的做好监督工作和强化相关标准的执行力度。