就6A类布线安装与维护系统选型的问题 ，对陈旭教授的专访

陈旭    建筑设计研究院有限责任公司技术质量部部长、院（公司）副总程师

教授及高级工程师、国家注册电气工程师、优秀勘察设计师

 

    陈旭教授1986年大学毕业 ，从事建筑电气及智能化设计20余年 ，其间主持完成了多项大型建筑设计工程 ，并多次获得部级优秀设计奖。参与编写了多项及西安市相关的地方规范及标准图集 ，如地方规范《建筑节能设计导则》、《西安市房屋建筑工程施工图设计文件审查纲要》等。

 

记者：  很荣幸您能抽出时间接受《布线安装与维护》的采访 ，并答应作为本期杂志的封面人物。 6A类布线目前在市场上  的宣传很多 ，争论很多 ，您能否从标准的角度阐述6A类布线的基本特性?

 

陈旭：谢谢 ，正如你所说 ，目前市场上  6A类布线宣传很多 ，争论也很多。实际上  美国的TIA组织在2003年就开始研究能够传输万兆以太网的水平双绞线。并与2008年颁布了6A类布线产品的性能参数标准。实现了万兆以太网传输缆线中只有光纤的缺憾 ，为7类水平双绞线应用于万兆以太网奠定了基础。随着6A类布线标准(TIA 568B2.10)的颁布 ，传输带宽为500MHz的水平双绞线、模块和跳线正式成为系统家族中的新生力量 ，也为工程验一收中的测试提供依据。

 

记者： 从应用的角度来讲 ，现在6类的应用占据了市场的主流 ，增强6类的出现是为了满足用户更高的需求。您认为谁需要或者哪些应用需要6A类布线技术和产品？

 

陈旭：自从2008颁布了6A类布线产品的性能参数标准后 ，6A类布线系统就成为业内关心和宣传的重点 ，因 为它所对应的是下一代的计算机网络应用系统：铜缆万兆以太网到桌面。

 

上  面我说过 ，支持10G网络的布线系统分为光和铜两大解决方案。而目前光纤网络设备的成本还是远高于铜接口设备 ，对于支持10G网络的铜缆部分包括6A类非屏蔽、6A类屏蔽和7类系统 ，它们都可以在100m的长度最多四个连接点的情况下支持10G的网络传输而6A布线系统提供了更高的带宽（500MHz） ，能够支持10G的网络应用到100m的距离 ，传统6类最远只能支持37m。另外 ，满足外部串扰指标的6A布线系统具备更好的抗外界干扰能力 ，特别在一些线缆汇聚的应用环境 ，如数据中心 ，有得天独厚的性能优势。我认为6A类布线产品的使用应该从使用环境、短期和长期的应用类型、预期年限、人工成本、停工成本等几方面来考虑布线系统选型。一般核心的、重要的、年限长的应用要考虑使用高级别的布线 ，而一些临时的、应用类型受限制的以及升级相关成本较低的情况下可以考虑使用低级别的布线。

记者：是的 ，6A传10G.,也就是说6A类布线的出现更多的是为了满足万兆以太网的应用。针对这块的应用 ，6A类布线产生分歧的地方主要在屏蔽与非屏蔽之分 ，您如何认为呢？

 

陈旭：实际上   ，6A类屏蔽系列产品和6A类非屏蔽系列产品都是符合TIA-568B2.10标准的500MHz等级的综合布线产品。就性能而言 ，6A类屏蔽双绞线可以有效的隔离双绞线缆与缆之间的电磁干扰 ，在双绞线设计时又充分考虑了芯线与屏蔽层之间的电磁泄漏 ，因 此在6类和6A类等级的双绞线中 ，它的芯线线径已经小于同等级的非屏蔽双绞线 ，而缆径更是远 远小于非屏蔽双绞线。

    

对于6A非屏蔽双绞线而言 ，线间近端串扰(ANEXT)已经成为不可逾越的障碍 ，制造厂商为此想出各种各样的办法来解决这一难题 ，以便让它的干扰值能够低于标准的规定值 ，但所付出的代价则是增加了芯线线径、大大放大了双绞线的缆径。

 

我认为在选择应用了6A类布线系统的场所 ，一定是对工作带宽有很高要求的 ，用6A类屏蔽产品应该是有优势的。

 

记者：不管怎么样 ，产品技术的性能指标再好 ，都需要很好的安装施工工艺。不管是屏蔽还是非屏蔽 ，实验一室的数据都是在理想化的环境下产生的。在现实的应用中 ，如何在施工上  面下文章？需要把握哪些细节？同时后期的验一收检测能否对前期的施工进行考核和控制？

 

陈旭：6A类屏蔽及非屏蔽布线系统在设计及施工方面要注意的问题是不太一样的 ，首先6A类非屏蔽布线系统的缆径已经明显变粗。这就要求设计师在综合布线系统的设计中充分考虑到这种变化 ，在桥架和管线配线的选型时 ，严格按照《综合布线系统工程设计规范》GB 50311-2007的设计要求 ，以免桥架和电线管的容量不足造成施工困难。而对于6A类屏蔽布线系统而言 ，这一变化则不大 ，其线缆线径是从6类的7mm缆径增加到了6A类的7.4mm缆径。《综合布线系统工程设计规范》GB 50311-2007明确规定了系统安装设计中缆线布放管槽利用率与弯曲半径 ，电信间、设备间、进线间等工艺要求; 防火缆线选用的重点在于所符合的测试标准规定的等级 ，而不完全取决于缆线所选用的护套绝缘材 料 ，易燃区域和竖井内布放的缆线应阻燃; 对应列出了国际、北美、欧洲的缆线防火测试标准 ，不同的缆线布放方式和环境空间条件等。

 

在后期的验一收检测中要严格按照GB 50312-2007《综合布线系统工程验一收规范》 的要求进行验一收检测 ，《综合布线系统工程验一收规范》的内容包括检测工具及仪表精度检查 ，工程检验一项目及内容表; 缆线的长度及电气特性抽测 ，工程电气测试（基本链路、永久链路、信道的测试连接模型）技术指标和光纤链路测试指标值及衰耗的计算公式; 缆线的布放及保护措施要求符合设计要求; 缆线终接（接线图、预留长度）测试指标; 以及工程验一收的评判标准和文档管理要求等。

 

        

    某烟厂易地技改工程按照工厂自用办公楼、厂房进行设计建设。属于综合布线系统中的园区设计 ，各独栋建筑间没有地下连通空间 ，统一通过室外弱电管路贯通；并考虑厂区面积大 ，最远600米以上  连接距离 ，大型独栋建筑各自按照建筑物综合布线系统设计 ，如联合工房、综合办公楼、锅炉房三大建筑为区域核心 ，分管厂区所有空间的布线连通 ，构建成本方案中的厂区建筑群综合布线系统设计。

 

    同时 ，考虑办公与厂房结合的使用特点 ，既要满足厂区内人员的语音通话、内部办公、广域网连通等多样型通信要求 ，又要满足高精确、安全的工业通信及控制要求 ，本综合布线系统设计分为语音网、外网（Internet网）及内网（工业通信网）三部分。

 

    本工程项目的总体目标为：布线系统的目标是建立一个具有开放性、可扩充性、经济性和安全性、易管理和维护 ，集语音、数据、视频等于一体的综合布线系统。满足以下主要要求：

 

    2.1标准化的网络系统：各种设计规范 ，技术指标及产品均应符合有关国际和国家标准 ，并具有支持多品牌网络设备的能力。

 

    2.2系统冗余及可扩充性：选择实施的配线方案应兼顾现阶段和未来发展的要求 ，预留足够的扩充能力。

 

    2.3网络互通 ，资源共享：通过网络实现各部门、各单位的相互连接 ，实现资源共享和外部网络的连接。

 

    2.4高传输速率：数据垂直主干传输采用12、6芯千兆光纤连接。水平数据布线内、外网采用6A类屏蔽系统实现数据万兆到桌面应用 ，满足视频多媒体及工业生产信息等高质量通信的需要。语音垂直主干传输采用三类25对大对数连接 ，在实现语音传输的基础上   ，提供超过10兆数据传输性能。

 

    2.5灵活性：系统应满足灵活性的要求 ，网络结构既可适合计算机网络的要求 ，也适合电话系统的要求以及其它智能系统的要求 ，任何一个信息点均能连接不同类型的设备。尤其是6A类屏蔽双绞线的应用。

 

    2.6实用性：网络布线系统能够实现数据通讯、语音通讯和图像传输。

 

    2.7模块化结构：除了敷设在建筑物内的线缆外 ，其余所有连接器和插接件都应是模块化的标准件 ，以方便管理和使用。

 

    2.8易维护性：尽量采用建筑智能化的标准部件 ，尤其考虑超前应用的产品 ，选择不同颜色的产品 ，易于管理。

 

    2.9美观性：布线系统的外露部件与大楼内部装饰相协调。

 

 

    3.1厂区综合布线系统采用星形的拓扑结构 ，从结构上  分析整个布线系统由工作区子系统 ，水平子系统 ，管理间子系统 ，垂直主干子系统 ，设备间子系统、建筑群子系统构成。

 

    整个布线系统的建筑群数据主设备间位于综合办公楼九层计算机中心机房 ，引至另外两个厂区区域中心——联合工房、锅炉房的建筑群干线采用12芯单模光纤 ，满足长距离（600米以上  ）的干线传输需求。楼内垂直主干采用6芯室内多模50/125um光纤与楼内每层的分配线间相连 ，以满足厂区千兆比特的传输需求 ，同时预留万兆传输能力。此外为了提高数据主干的冗余能力和兼容性在每个分配线间都设计双需求6A类屏蔽跳线与主配线间连接。

 

    建筑群语音主设备间位于联合工房一层机房内 ，建筑群语音干线采用三类25对大对数电缆和100对大对数电缆连接到另外两个厂区区域中心——综合办公楼、锅炉房 ，为每各单体区域的用户提供语音服务接入。

 

    3.2厂区各单体建筑分析：

 

    3.2.1综合办公楼

 

    3.2.1.1九层计算机中心机房为厂区的建筑群内网、外网主设备间 ，引出建筑群12芯室外单模光纤内、外网干线至联合工房、锅炉房；

 

    3.2.1.2建筑物中心位置设置一个弱电专用竖井 ，贯通地下一层至九层 ，除首层在安防消防控制中心、弱电竖井两处设置两个个楼层配线柜 ，便于管理特定路由长于90米敷设条件限制外 ，其他各层均由弱电竖井中的楼层配线柜管理；

 

    3.2.1.3限于350米范围内 ，使用6芯50/125um多模光纤就近管理南侧室外厂区主出入口、西侧次人流出入口。

 

    3.3.1联合工房

 

    3.3.1.1首层计算机中心机房为厂区的建筑群语音主设备间 ，引出建筑群100对语音干线至综合办公楼、锅炉房；

 

    3.3.1.2除首层机房兼放置联合工房2区楼层配线柜外 ，其他区域的楼层配线柜均借助控制室或配线间放置 ，实现建筑物内各分区的区域管理 ，满足规范水平敷设线缆90米要求。

 

    3.4.1锅炉房

    3.4.1.1此建筑为小型单体建筑 ，建筑内只设置一级配线设备 ，直接管理锅炉房内所有信息出口；

    3.4.1.2语音干线引自联合工房、数据干线引自综合办公楼；

    3.4.1.3限于350米范围内 ，使用6芯50/125um多模光纤就近管理化材油料库、废料中转站、东侧两个室外物流主出入口。

   

    布线系统中主设备间和各分配线间中都放置标准19’’机柜,所有的布线管理跳接器件均放置在19’标准机柜中。在各配线间中光纤垂直主干使用光纤接口箱管理和跳接 ，大对数电缆使用100对鱼骨架 ，6A屏蔽双绞线均采用具有RJ45接口的24口配线架管理。

 

    厂区布线系统中水平子系统及工作区外网、内网采用6A类屏蔽系统 ，桌面采不同颜色的6A类屏蔽模块以区分外网、内网、不同情况的应用。水平光缆布线实现万兆到桌面 ，以厂区目前及未来的网络带宽需求。

 

    厂区面积广大 ，联合工房、综合办公楼、锅炉房三个独立建筑分别作为区域中心 ，管理自身及邻近厂房、厂区出入口管理等 ，分别按照建筑物综合布线系统设计；

    厂区按照建筑群综合布线系统设计 ，建筑群干线通过室外弱电管线连通 ，建筑群干线采用室外型单模光纤连通；

    建筑物子系统管理内容分为语音、外网、内网 ，提供办公人员的所有对外通信、通讯及内部工业通信、通讯需求；

    内网同外网一致 ，设计中选用屏蔽线缆作为传输介质 ，考虑到信息保密需求 ，需隔离外网 ，防止外来黑客对控制网的干扰及破坏 ，设计中针对信息插座出口进行了区分 ，便于人员的使用；

    厂办公大楼工作区子系统由6A屏蔽铜缆系统组成。屏蔽系统使用6A类标准模块和屏蔽双绞线缆。

 

    4.1工作区点位计算

    综合布线信息点统一采用英式双口信息插座面板及弹出式地插安装 ， 部分英式双口信息插座面板一个使用 ，一个做预留以满足未来增容或调整用。信息插座专为万兆以太网而设计 ，其创新性的线缆固定卡接技术 ，使性能最优化。

 

    根据新楼设计要求 ，统计厂区信息点数 ，使用的面板及6A类模块等工作区各布线设备的使用数量。

 

    工作区配置点表如下：

 

 

    4.2产品选型

    根据烟厂的要求工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线和信息插座所组成 ，通过插座既以引出电话也可以连接数据终端或其它传感器及弱电设备 ，除了支持现有的服务外 ，能满足未来网络应用的要求。信息插座采用模块化设计 ，配置灵活 ，更改方便 ，具有故障隔离功能 ，某个插座的损坏及修复不得影响整个系统的性能。插座具有性能高、尺寸小、安装简便等特点 ，安装时可以采用垂直或水平安装角度。

 

    工作区设备连接线采用6A类屏蔽原装跳线 ，以便使整个布线系统达到最好的性能匹配。跳线提供了超强的性能 ，并通过了所有室外测试。6A类屏蔽跳线仍然属于RJ45造型 ，它的传输带宽为500MHz ，长度从0.5m～5m不等 ，与屏蔽模块能够完全匹配。

 

    决定其链路特性的关键在于模块。工作区模块选用6A类屏蔽模块。模块有多种颜色 ，为不同功能应用提供不同的颜色区分 ，模块专为万兆以太网而设计 ，其创新性的线缆固定卡接技术 ，使性能最优化。

 

    水平子干线系统实现信息插座和管理子系统的连接 ，将主干子系统的线路延伸到用户工作区子系统。

 

    根据烟厂要求子系统采用6A类屏蔽双绞线（STP）布线确保500MHZ的带宽的高速通道。双绞线是6A类布线系统中的核心部件。本次烟厂采用的6A类布线系统使用的屏蔽双绞线 ，它的物理带宽为600MHz ，屏蔽结构为S/FTP（即：丝网总屏蔽+铝箔线对屏蔽） ，可以支持每个线对独立传输一种信号而彼此之间互不干扰的极端环境需求 ，当然双绞线自身屏蔽后对于线间干扰也就有着本质上  的抵御能力 ，可以说是“本质安全”的。屏蔽双绞线的线经为0.57mm ，刚好贴近AWG 23线规（0.573mm） ，这样细的双绞线 ，几乎比绝大多数6类非屏蔽双绞线的线径都要小。同时 ，双绞线的绝缘层采用了物理发泡技术 ，使绝缘层的厚度也有所下降 ，最终 ，整根双绞线的外径（缆径）仅为7.4mm ，在每个线对都包裹了铝箔 ，护套内又包含了一层丝网时 ，这一线径非常适合于工程施工。

    6A屏蔽双绞线的线径为比6类非屏蔽双绞线略细 ，使它十分容易弯曲 ，完全不会象8根棍子一样难以驾驭。同时 ，外径7.4mm使一根25mm的金属电线管内穿2根双绞线变得绰绰有余 ，也使金属桥架的空间大大节。这些 ，对于系统集成商的布线项目经理而言 ，都是十分价值的。

    根据电磁屏蔽理论 ，当它的屏蔽层良好接地后 ，使屏蔽层内大量的感应电流流入大地 ，屏蔽层的金属材 料与内部芯线之间的电磁耦合几乎被全部切断（由残留电压引起的二次辐射能量可以忽略不计） ，这时无论是另一根双绞线发出的同线对干扰（ANEXT） ，还是周边大面积金属物体对非屏蔽双绞线所可能产生的分布电容（它会引起衰减和特性阻抗变化） ，在屏蔽双绞线面前都将无法施展其破坏能力 ，因 此屏蔽双绞线在超高频环境中的优势将得以发挥。

    本次所选的6A类屏蔽双绞线自身带有两种介质的屏蔽材 料 ，根据电磁理论 ，铜网和铝箔分属逆磁材 料和顺磁材 料 ，而且它们的屏蔽机理并不一样 ，这就使得双绞线能够获得更好的屏蔽性能。同时 ，由于紧护套结构的紧密保护 ，是铝箔断裂的可能性将到了微乎其微的程度；而在万一出现铝箔纵向完全断裂时 ，铜丝网使铝箔的断裂变成了“孔洞效应” ，使破损处受电磁危害的程度大大降低。

    在端接时 ，由于仅需对丝网进行降低端接 ，而护套外的铝箔屏蔽层可以完全剪去 ，因 此施工人员不必担心因 技术掌握不当造成铝箔断裂的接地故障 ，使施工难度明显下降。

 

    6.1管理子系统设计

    管理子系统定义了水平分布子系统与垂直干线子系统（主干）之间的交接。根据某烟厂综合布线系统涉及范围的设计及各建筑物的结构特点 ，综合办公楼设置9个楼层配线间、联合工房设置4个楼层配线间、锅炉房设置1个楼层配线间。屏蔽双绞线系统工作区子系统内的信息插座经水平子系统就近连接至本层弱电配线间内的管理区。配线架信息点按房间顺序排列编号。使用19”标准配线柜 ，并配有风扇和门锁。

 

    根据要求 ，布线系统中外网、内网水平铜缆跳线架均采用RJ45接口的6A类屏蔽配线架管理跳接。垂直部分的语音使用19”110机架式100对鱼骨架管理。

 

    6.2管理子系统设备选型

    电缆配线架：

    根据某烟厂的需要 ，我们采用水平线缆管理使用24口6A类快接式模块化配线架这样有利于对线缆的管理 ，便于日后维护 ，并增加了机柜内部的美观性。

 

    对于垂直大对数的管理我们建议使用100对19’跳线架 ，这种产品经济使用 ，可放置于19”标准机柜。

 

    6.3标签管理软件和标签系统

    标签管理软件和标签系统（包括面板、配线架、线缆标签和色标线扎等）可以使厂区的布线系统更加易于管理。面板标签可使用户轻松找到需要使用的接口。配线架标签可使用户和系统维护人员在配线间最快速度找到相应接口方便管理跳接。不同颜色的色标线扎方便系统维护人员对线缆系统进行维护。标签管理软件使得所有标签都可以轻松的打印出来 ，而不是手写。

    7.1垂直干线子系统设备选型

    垂直干线子系统是提供建筑物中主配线架（MDF）与各管理子系统中分配线架（IDF）连接的路由 ，根据综合布线系统的物理星型的设计原则 ，并考虑到系统中数据、图形图像、语音和视频信号的电子信息交换的需求 ，主配线间（MDF）与分配线间（IDF）通过室内多模光纤连接。

 

    本系统垂直干线子系统数据部分包括厂综合办公楼九层至楼内各层 ，联合工房首层机房至楼内各层等连接 ，采用6芯50/125um多模光缆。在光纤连接方面选择采用尾纤熔接 ，与传统压接形式相比 ，更好的减少接头衰减。

 

    语音部分包括联合工房首层的机房引出到各层分配线间的三类100对/25对语音大对数电缆。

    8.1设备间子系统设备选型

    设备间子系统由主配线架（MDF）以及跳线组成 ，它将中心计算机和网络设备或弱电主控制设备的输出线与干线子系统相连接 ，构成系统计算机网络的重要环节；同时通过配线架的跳线控制所有主配线架（MDF）的路由。

 

    在设备间安装19”标准机柜 ，并在机柜内配置24口机架式光纤盒以及嵌入式6个接口为1组的耦合器面板。

 

    铜配线架采用六类24口配线架将分别来自各配线路间的数据主干连接起来 ，通过服务器、网络设备和程控交换机控制各个层之间数据传输。

 

    建筑群子系统由建筑物配线设备、各建筑物之间的干线电缆或光缆、跳线等组成。本厂区的建筑群语音主配线架位于联合工房的首层机房内 ，内、外网主配线架位于综合办公楼九层计算机机房内。主配线架引出的建筑群干线通过室外弱电管线连通。

    10.1水平子系统的管线设计

    采用走吊顶的轻型装配式槽形电缆桥架的方案 ，这种方式适用于大型建筑物 ，为水平系统提供机械保护和支持。装配式槽型电缆桥架是一种闭合式的金属托架 ，安装在吊顶内 ，从弱电竖井引向设有信息点的各房间 ，再由预埋在墙内不同的金属管 ，引至墙内的暗装铁盒内。

 

    结构化布线是幅射型的 ，线缆量较多 ，所以线槽容量的计算十分重要。线槽的填充比一般不超过40%。由于大厦内没有预先安装桥架和预埋线槽 ，从天花到地面应采用明线槽。为确保线路的安全 ，应使金属槽体有良好的接地端,金属软管、电缆桥架及各种配线箱均需要整体连接后良好接地。接地的方式视建筑物结构 ，以采用网状或星状接地形式。

10.2设备电源管线方式

    10.2.1动力配线要求

    电力铺设线同弱电布线在横向部份可平行走线 ，但需分隔于不同的金属管槽中 ，进行良好屏蔽和接地。电力铺设的AC插座应同信息插座的使用环境适配 ，以满足网络设备的供电需求。

 

    信息线缆线路与强电线路平行走向之间距离不能小于如下距离：

 

    10.2.2配线间电力配置

    配线间的AC电源需求与其内部安装的设备数量有关。配线间内至少应有两个供本系统专用的 ，符合一般办公室照明要求的220V/10A的电源插座。根据接线间内入置设备的供电需求 ，还需配置另外的带四个AC双排插座的20A 专用线路 ，此设备不应和其它大型设备并联 ，并且最好连接至UPS电源上   ，以确保对设备的供电及电源环境要求。

 

    值得一提的是对于照明和UPS电源线应采用薄金属管进行屏蔽。由于可能会产生偶然断路事故 ，因 此不要有邻近的轻便开关来控制这些插座。

    10.2.3设备间弱电接地方式

    应在设备间墙壁的相应位置设置接地铜排 ，经接地铜线与弱电设备做焊接或紧固的硬性连接 ，接地电阻不应大于0.5欧。