光纖是當今信息傳輸?shù)闹匾獋鬏斀橘|(zhì)之一,在城市的地下管網(wǎng)中,在智能建筑和數(shù)據(jù)中心的信息傳輸主干系統(tǒng)中,都會看到大量的光纖光纜。同樣在辦公建筑中,“光纖到桌面”也已經(jīng)是早已普遍的技術(shù)。
盡管說光纖到桌面早已普及,但隨著時代的發(fā)展、新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)、標準的不斷深化,光纖到桌面的應用方式也在不斷的變化。本文將就自用辦公建筑中光纖到桌面的常規(guī)應用方案提出自己的觀點。
1 FTTD的基本拓撲結(jié)構(gòu)
光纖到桌面(FTTD)所指的是使用光纖光纜從機房(樓層配線架FD、大樓主配線架BD)敷設到工作區(qū),使用光纖光纜作為配線子系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)。其基本拓撲結(jié)構(gòu)如圖1所示。
其中:
FD:樓層配線架
TO:工作區(qū)信息點
圖1 FTTD的基本拓撲結(jié)構(gòu)
依據(jù)圖1可以看出,對于一個位于工作區(qū)的光纖信息信息點而言,1根2芯的光纖光纜形成了FTTD的主體,在它的兩端,左邊是光纖配線架,右邊是光纖信息插座(光纖面板)。在左邊,由于光纖網(wǎng)絡交換機的常規(guī)端口與光纖配線架的端口基本一致,所以在系統(tǒng)中只需要一個光纖配線架,使用光纖跳線連接到光纖網(wǎng)絡交換機的端口上;在右邊,光纜通過墻面(或地面、桌面)的光纖插座(光纖面板),使用光纖跳線連接到臺式電腦的光纖網(wǎng)卡上。這就完成了一個最基本的FTTD傳輸。
由于光纖產(chǎn)品本身的特點,要想形成圖1所示的光纖傳輸信道,就需要在光纜的兩端添加光纖連接件,添加的方法可以采用磨接(將光纖連接件緊緊的套在光纖纖芯上,然后將露出光纖連接件端面的光纖纖芯磨圓滑)、熔接(使用一端具有光纖連接件的光纖,將它的另一端使用光纖熔接機與光纜中的纖芯融合成一體)和冷接(使用一端具有光纖連接件的光纖,將它的另一端插入專用的光纖接續(xù)子的一端,將光纜中的纖芯插入光纖接續(xù)子的另一端,迫使兩端纖芯對接且中心對準,使光可以從光纖纖芯的對接面?zhèn)鬏敚?,然后使用光纖耦合器作為橋梁,將光纖跳線和光纜上的的光纖連接件對接。然而,由于光纖耦合器自身難以固定,就需要使用光纖配線架和光纖面板作為它的支撐架。
由于光纖面板背后的86型底盒空間有限,所以光纖面板中一般不使用光纖尾纖(86型底盒內(nèi)做光纖熔接的效果不理想),而是采用每分鐘可以完成1芯的快速光纖連接件。
由此,形成了一個簡單的FTTD配置清單:
當然,其中的光纜、光纖尾纖都應該根據(jù)所采用的光纖種類,選擇其一:多模光纖(分有OM1、OM2、OM3、OM4)、單模光纖(OS1、OS2單模零水峰、G.657小彎曲半徑光纖)
當根據(jù)表1將所有的FTTD信息點所需要的布線材料統(tǒng)計完畢并注明產(chǎn)品的型號/規(guī)格后后,F(xiàn)TTD設計工作基本告一個段落。
2 實際應用中的3個問題
圖1所示的拓撲結(jié)構(gòu)在實際應用中會出現(xiàn)3個應用問題:
1)沒有辦公室用的光纖電話產(chǎn)品
在現(xiàn)代社會的辦公環(huán)境中,每個人往往同時擁有電話和電腦,電腦可以使用光纖網(wǎng)卡,而使用光纖傳輸?shù)碾娫捴两駴]有面世。原因不是不能形成,而是光纖電話的價位無法與數(shù)十元一部的RJ11接口電話(可以使用雙絞線)相競爭,同時電話經(jīng)常會在辦公桌、辦公室內(nèi)移動,對于石英玻璃構(gòu)成的光纖而言,非常容易折斷,導致光纖跳線的壽命不長,經(jīng)常需要更換。
面對這樣的情況,最為理想、最常采用的方式是每個使用FTTD的辦公桌,同時敷設1根水平雙絞線,如圖2所示。這根水平雙絞線主要用于傳輸電話信息,在萬一FTTD出現(xiàn)問題時,它也可以傳輸數(shù)據(jù),實現(xiàn)雙介質(zhì)冗余備份。
其中:
FD:樓層配線架
TO:工作區(qū)信息點
大對數(shù)雙絞線通往大樓主配線架
圖2 最常見的FTTD拓撲結(jié)構(gòu)
由此,形成了一個最常見的FTTD配置清單:
同樣,其中的光纜、光纖尾纖都應該根據(jù)所采用的光纖種類,選擇其一:多模光纖(分有OM1、OM2、OM3、OM4)、單模光纖(OS1、OS2單模零水峰、G.657小彎曲半徑光纖)。其中的雙絞線應該根據(jù)設計的等級,選擇超6類或6類產(chǎn)品(也可以選擇其他產(chǎn)品等級,如超7類、超5類、非屏蔽、屏蔽等等)
當根據(jù)表2將所有的FTTD信息點所需要的布線材料統(tǒng)計完畢并注明產(chǎn)品的型號/規(guī)格后后,這份配置清單基本上可以投入實際使用。
2) 光纖網(wǎng)卡并不流行
在目前的網(wǎng)絡產(chǎn)品市場中,光纖網(wǎng)卡價格比較貴。同時,還可以看到:面向筆記本電腦的光纖網(wǎng)卡基本上找不到(原因在于筆記本電腦經(jīng)常需要插拔跳線,容易造成光纖跳線損壞)。而替代方案是采用光電轉(zhuǎn)換器+RJ45型雙絞線網(wǎng)卡作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?,這時它的售價相對與光纖網(wǎng)卡而言會便宜不少。這一方案對應的拓撲結(jié)構(gòu)參見圖3。
其中:
FD:樓層配線架
TO:工作區(qū)信息點
大對數(shù)雙絞線通往大樓主配線架
圖3 使用光電轉(zhuǎn)換器的FTTD拓撲結(jié)構(gòu)
由此,形成了一個最常見的FTTD配置清單:
不能忘記的是,其中的光纜、光纖尾纖都應該根據(jù)所采用的光纖種類,選擇其一:多模光纖(分有OM1、OM2、OM3、OM4)、單模光纖(OS1、OS2單模零水峰、G.657小彎曲半徑光纖)。而水平雙絞線應該根據(jù)設計的等級,選擇超6類或6類產(chǎn)品(也可以選擇其他產(chǎn)品等級,如超7類、超5類、非屏蔽、屏蔽等等)
當根據(jù)表3將所有的FTTD信息點所需要的布線材料統(tǒng)計完畢并注明產(chǎn)品的型號/規(guī)格后后,這份配置清單基本上可以投入實際使用。
在實際設計中,需要注意的是光電轉(zhuǎn)換器需外加220V電源。維護時則應注意:萬一電源插頭(特別是光電轉(zhuǎn)換器上的電源插頭)因某種原因被拔下,則數(shù)據(jù)傳輸立即中斷!
3)光纖纖芯容易折斷
由于綜合布線系統(tǒng)的光纖光纜是采用石英玻璃材料制造,天性較脆,容易折斷,特別是在施工期間容易折斷。FTTD(光纖到桌面)實際是在配線子系統(tǒng)中使用光纖光纜作為傳輸介質(zhì),而配線子系統(tǒng)經(jīng)常會途徑一些今后無法拆卸的安裝空間,所以就要求光纖光纜的芯數(shù)要有一定的備份。根據(jù)國家標準《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》(GB 50311-2007)的規(guī)定,水平光纜至少應保留2芯作為備份,故此,F(xiàn)TTD所采用的光纜宜使用4芯光纜,而不是前述的2芯光纜(如圖4所示)。
其中:
FD:樓層配線架
TO:工作區(qū)信息點
大對數(shù)雙絞線通往大樓主配線架
圖4 使用光電轉(zhuǎn)換器、4芯光纜的FTTD拓撲結(jié)構(gòu)
對應的配置清單也應改為:
3 FTTD的工程實現(xiàn)注意事項
FTTD的施工并不復雜,一般來說只要熟悉水平雙絞線的施工方法,仔細、輕巧一些就可以了。光纖端接通常會采用熔接,這時最流行的方式是將熔接工序外包給擁有熔接機的專業(yè)光纖施工隊完成,所以對于一般的綜合布線施工方而言,只要將光纜敷設到位、光纖面板端的快速光纖連接件安裝完畢,就只需要關注光纖跳線了。
在大多數(shù)的FTTD施工中,需要注意的事項有幾個:
● 光纜端接和光纖跳線插拔需在潔凈室環(huán)境中進行
由于光纖的端面直徑非常小,空氣中漂浮的一?;覊m就可能導致光傳輸中斷,所以光路必須暴露時,應在潔凈室環(huán)境中。這一要求同樣適合于綜合布線系統(tǒng)的維護和網(wǎng)絡設備的光跳線插拔。
● 施工時輕拉輕放
光纜在穿線是宜單獨使用橋架,或敷設在水平雙絞線的上面,以免因拉動水平雙絞線而導致光纜受傷。在光纜中的纖芯被剝出來時,應特別注意輕手輕腳,一旦折斷其中一芯都會帶來不必要的麻煩。
● 光電轉(zhuǎn)換器不能掩藏在文字資料中
在施工時,應設法將光電轉(zhuǎn)換器安裝在墻面、辦公桌側(cè)面等等不會被辦公人員的文字資料淹沒的地方,以免辦公人員移動文字資料時無意識地牽動光電轉(zhuǎn)換器,導致電源插頭脫離或電源線、跳線受傷。
光電轉(zhuǎn)換器宜選擇統(tǒng)一的安裝位置,以便維護時容易找到它。
4 光纖網(wǎng)絡設備可能安放的地點
從理論上來說,F(xiàn)TTD所配套的光纖網(wǎng)絡設備應該安放在樓層配線架FD旁,但由于光纖網(wǎng)絡設備的價格遠高于RJ45型電口網(wǎng)絡設備,如果FD上的FTTD端口不多,則會造成網(wǎng)絡設備中大量端口閑置。這時,可以將光纖網(wǎng)絡設備集中安放在大樓主配線架旁,增加干線子系統(tǒng)中光纜的芯數(shù),即每個樓層配線架所需干線子系統(tǒng)數(shù)據(jù)光纜的纖芯數(shù)量中除包含正常的樓層配線架所需主干芯數(shù)外,將每個FTTD的纖芯(2芯)也計算在內(nèi)。例如:假定樓層配線架所需主干纖芯為24芯,而該樓層配線架所轄的FTTD數(shù)量為20個,則主干光纜的芯數(shù)至少應為64芯,根據(jù)國家標準中光纜的優(yōu)選系列,可以選擇96芯或72芯光纜。
5 幾種可能出現(xiàn)的FTTD應用方式
隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn),F(xiàn)TTD的拓撲結(jié)構(gòu)也在隨之發(fā)生變化。這些變化無法一一列舉,在本文中將對3種經(jīng)常討論的變化進行分析:
● 電子配線架
當樓層配線架FD中采用電子配線架時,需要考慮所用電子配線架是否采用的是標準的雙配線架結(jié)構(gòu)(比較理想的電子配線架為9針,它的兩端都需要使用電子配線架,即雙配線架結(jié)構(gòu))。如果是,則需要調(diào)整拓撲圖和配置清單(參見圖5)。
其中:
FD:樓層配線架
TO:工作區(qū)信息點
大對數(shù)雙絞線通往大樓主配線架
圖5 使用光電轉(zhuǎn)換器、4芯光纜的智能管理型FTTD拓撲結(jié)構(gòu)
對應的配置清單也應改為:
● IP電話
IP電話是采用計算機網(wǎng)絡傳輸?shù)碾娫?,由于IP電話機往往自帶通往電腦的2端口網(wǎng)絡交換機,所以有些辦公樓使用IP電話方式減少了通往桌面的1根雙絞線。使綜合布線系統(tǒng)中配線子系統(tǒng)的造價降低一半。
且不論IP電話機是否有光纖接口,僅考慮IP電話如果與電腦合用一根雙絞線(對于FTTD而言,可以引自光電轉(zhuǎn)換器),則萬一線路故障或設備故障,都會使該辦公桌的辦公人員同時失去電話和計算機網(wǎng)絡。
綜合布線系統(tǒng)從發(fā)明開始,它的構(gòu)造思路就是用高造價換取星型結(jié)構(gòu)的高可靠性(4對8芯雙絞線必然比2芯電話線、總線型網(wǎng)絡所需的50Ω同軸電纜要貴,跳線和模塊比RJ45水晶頭貴,而面板和配線架尚未計算)和能夠滿足幾乎所有智能子系統(tǒng)傳輸所需的通用性。所以當決定采用IP電話機時,建議到每個工作區(qū)的傳輸信道數(shù)量至少為2個。
● EPON
隨著電信公司在智能小區(qū)中主推無源光網(wǎng)絡(EPON),許多人也在討論是否可以將EPON引入自用型辦公建筑,而且它的優(yōu)點是可以做到三網(wǎng)合一(電話、計算機網(wǎng)絡和有線電視),對施工而言可以簡化。
對于自用型辦公建筑而言,它與智能小區(qū)不同地方在于信息上傳和信息下傳的時間比較均衡,而EPON類似于總線型結(jié)構(gòu),它的下傳是采用的是廣播方式,上傳則采用時隙方式,所以它對于下傳比較有利,對于每個終端的上傳流量則會明顯減少,由此可知它對提升現(xiàn)在的每戶2M、4M的信息傳輸量而言會產(chǎn)生很好的效果,而對于辦公環(huán)境中每個終端的網(wǎng)卡都已經(jīng)達到千兆級而言,則采用標準的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)會使每個終端的雙向信息傳輸更為暢通。
另外,如果辦公桌上的電話使用EPON傳輸,則需要考慮電話機的供電問題。在電信公司通過的電話傳輸過程中,同時提供了電話機所需的電源,而且萬一電信機房(或企業(yè)自己的電話用戶小交換機)斷電,其中的備用電源至少可以保證電話正常使用8小時以上。而EPON是光傳輸,電話機所需的電源只能采用樓層市電供電或信息機房的UPS供電,其中市電無法保證電話機在斷電時的供電問題,大多數(shù)UPS的電池在斷電時僅能保證15分鐘至2小時的供電。對于具有對各地的子公司、各部門具有指揮功能的自用辦公樓而言,斷電時電腦可以停止工作,而電話則往往不能停止工作。而手機事實上是不能可以保證8小時通話的,而且手機所發(fā)出的無線信號并不具有信息保密的特性。
6 結(jié)束語
有“光纖到桌面”的提法,那對于另一種重要的傳輸介質(zhì)雙絞線而言,是否有“銅纜到桌面”或“雙絞線到桌面”這樣的提法?沒有。事實上,“光纖到桌面”的提法本身就包含著另一層意思:使用光纖光纜作為條件惡劣的配線子系統(tǒng)的傳輸介質(zhì),至今而言仍然沒有真正普及。
對于智能建筑和數(shù)據(jù)中心而言,雙絞線或光纖光纜的選擇在于傳輸能力、造價、環(huán)境、使用習慣等諸多方面的問題。為什么大多數(shù)布線廠商都同時在推銅纜布線系統(tǒng)(雙絞線)和光纖布線系統(tǒng)(光纜),而不設置任何傾向性的原因在于:光和銅各有各的優(yōu)勢和適應面,能夠充分利用各種材料的優(yōu)勢是高水平設計師的驕傲。