光纖是光導纖維的簡稱,由直徑大約為0.1mm的細玻璃絲構(gòu)成。因其傳輸頻帶寬、通訊容量大,特別是不受電磁干擾等特點受到企業(yè)局域網(wǎng)綜合布線的青睞,本文根據(jù)綜合布線規(guī)范和企業(yè)局域網(wǎng)建設特點,討論光纖布線材料的選擇和布線方案設計,并根據(jù)光纖線纜布線過程中經(jīng)驗加以分析總結(jié)。
1 光纖的選擇
目前市場綜合布線產(chǎn)品規(guī)格豐富多樣,光纖的選擇是我們首先面對的問題,應該從一下方面考慮:
1.1 根據(jù)性能需求選擇適合應用光纖
光纖按光在其中的傳輸模式可分為單模(SMF)和多模(MMF)。
多模光纖的纖芯直徑為50或62.5μm,包層外徑125μm,表示為50/125μm或62.5/125μm。單模光纖的纖芯直徑為8.3μm,包層外徑125μm,表示為8.3/125μm。多模光纖的芯較粗,可傳多種模式的光。但其模問色散較大,這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴重。因此,多模光纖傳輸?shù)木嚯x比較近,一般只有幾公里。
單模光纖中心玻璃芯較細,芯徑一般為9或10μm,包層外徑125μm,表示為8/125μm,9/125μm,10/125μm,只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用于遠程通訊,但其色度色散起主要作用,這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求,即譜寬要窄,穩(wěn)定性要好。
1.2 根據(jù)標準等級選擇高品質(zhì)的光纖
因傳統(tǒng)多模光纖只能支持萬兆傳輸幾十米,為配合萬兆應用而采用的新型光收發(fā)器,ISO/IEC 11801制定了新的多模光纖標準等級,即OM3類別。OM3光纖對LED和激光兩種帶寬模式都進行了優(yōu)化,同時需經(jīng)嚴格的DMD測試認證。采用新標準的光纖布線系統(tǒng)能夠在多模方式下至少支持萬兆傳輸至300米,而在單模方式下能夠達到10公里以上(1550nm可支持40公里傳輸)。
1.3 從性價比出發(fā)選擇最經(jīng)濟的的傳輸頻率窗口
光纖的工作波長有短波850nm、長波13l0nm和1550nm。光纖損耗一般是隨波長增加而減小,850nm的損耗一般為2.5dB/km,1.31μm的損耗一般為0.35dB/km,1.55μm的損耗一般為0.20dB/km,這是光纖的最低損耗,波長1.65μm以上的損耗趨向加大。1310nm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652建議中確定的,l310nm正好是光纖的一個低損耗窗口。
因此這種光纖又稱G652光纖。G.652.D是單模光纖的最新指標,是所有G.652級別中指標最嚴格的,并且完全向下兼容。如果僅指明G.652,一般意味著G.652.A的性能規(guī)范,這一點應特別注意。
美國康普SYSTIMAX Solutions在光纖布線領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗,經(jīng)過多年的研究實驗,SYSTIMAX實驗室對完整的光纖系統(tǒng)成本進行分析,并得出這樣的結(jié)論:優(yōu)化多模光纖上850nm的應用使用戶收益最多,其次是單模光纖上1300nm的應用。
1.4 光纖的選用除了根據(jù)光纖芯數(shù)和光纖種類以外,還要根據(jù)光纜的使用環(huán)境來選擇
傳輸距離在2km以內(nèi)的,可選擇多模光纖,超過2km可用中繼或選用單模光纖。建筑物內(nèi)用的光纖在選用時應注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強制通風處可選用阻燃但有煙的類型;如果是暴露的環(huán)境中,則應選用阻燃、無毒和無煙的類型。戶外用光纜直埋時,宜選用鎧裝光纜。架空時,可選用帶兩根或多根加強筋的黑色塑料外護套的光纖。
綜合以上分析,無論單模、多模,用戶都應該從應用、傳輸距離、前瞻性、造價等角度,綜合各種因素,以最低的價格投資最好的性能。
2 光纜的鋪設
光纜按芯數(shù)分為4芯、6芯、8芯、12芯等;按鋪設方式分為架空、直埋兩種;按支持的距離分為多模(2公里以內(nèi))、單模(2公里到幾十公里)。企業(yè)局域網(wǎng)絡在園區(qū)內(nèi)通常走地溝、暖氣管道溝或地埋室外多模光纖,遠距離區(qū)間考慮架空單模光纖。
在光纖布線中,信號衰減同樣不可避免。其產(chǎn)生的原因有內(nèi)在和外在兩方面:內(nèi)在衰減與光纖材料有關(guān),而外在衰減就與施工安裝有關(guān)了,因此應該注意的是:
(1)首先應該做到的是應該由受過嚴格培訓的技術(shù)人員去進行光纖的端接和維護,按照光纖施工規(guī)范操作。
(2)必須要有很完備的設計和施工圖紙,以便施工和今后檢查方便可靠。施工中要時時注意不要使光纜受到重壓或被堅硬的物體扎傷;另外,牽引力不應超過最大鋪設張力。
(3)光纖要轉(zhuǎn)彎時,其轉(zhuǎn)彎半徑應大于光纖自身直徑的20倍。光纖穿墻或穿樓層時,要加帶護口的保護用塑料管,并且要用阻燃的填充物將管子填滿。在建筑物內(nèi)也可以預先鋪設一定量的塑料管道。
(4)當光纖應用于主干網(wǎng)絡時,每個樓層配線間至少要用6芯光纜,高級應用最好能使用12芯光纜。這是從應用、備份和擴容三個方面去考慮的。
(5)較長距離的光纖敷設最重要的是選擇一條合適的路徑。這里不一定最短的路徑就是最好的,還要注意土地的使用權(quán),架設的或地埋的可能性等。
3 光纖終端盒安裝與布線方案
光纖終端盒是一條光纜的終接頭,它的一頭是光纜,另一頭是尾纖,相當于是把一條光纜拆分成單條光纖的設備,安裝在墻上的用戶光纜終端盒,它的功能是提供光纖與光纖的熔接、光纖與尾纖的熔接以及光連接器的交接。并對光纖及其元件提供機械保護和環(huán)境保護,并允許進行適當?shù)臋z查,使其保持最高標準的光纖管理。終端盒通常是安裝在19英寸機架上的,可以容納光纜端頭的數(shù)量比較多。
常見的終端盒有:壁掛式光纖終端盒、機架式光纖配線盒、光纖配線架ODF單元(Optical Distribution Frame)、光纖交接箱四種方式,具體應用應從工程規(guī)模、造價、可擴展性方面具體考慮。
光纜終端盒主要用于光纜終端的固定,光纜與尾纖的熔接及余纖的收容和保護。
光纖配線架用于光纖通信系統(tǒng)中局端主干光纜的成端和分配,可方便地實現(xiàn)光纖線路的連接、分配和調(diào)度。
企業(yè)光纖拓撲結(jié)構(gòu)通常是星型,布線方案會根據(jù)工程的規(guī)模及預算選擇光纖終端盒的類型,光纖在星型網(wǎng)絡布局中,光纖由各個信息點匯集到網(wǎng)絡中心:
(1)對于光纖數(shù)量比較少、星型布局比較簡單的方案采用“網(wǎng)絡中心機架式光纖配線盒到機架式光纖配線盒”,特點是工程造價最低,需要新增加光纖必須在網(wǎng)絡中心增加相應的光纖配線架,可擴展性差;
(2)對于光纖數(shù)量比較多、星型布局簡單的方案采用“網(wǎng)絡中心ODF單元到機架式光纖配線盒”;工程造價適中,可擴展性一般;
(3)對于光纖數(shù)量比較多,星型布局復雜的方案采用“網(wǎng)絡中心ODF單元到光纖交接箱到機架式光纖配線盒”,工程造價會由于光纖交接箱的使用而增加,可擴展性很好。
方案的選擇不但要考慮成本、可擴展性等,還要考慮網(wǎng)絡中心機房與各信息點的地理特點,如果網(wǎng)絡中心恰好處于園區(qū)中心位置,第二種方案就能比較好的滿足需要;如果網(wǎng)絡中心在園區(qū)某個角落、信息點相對集中且距網(wǎng)絡中心較遠,就可以考慮第三種方案,既便于維護又能減少施工復雜度。
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