综合布线系统的概念分析

曾松鸣［德特威勒（苏州）电缆系统有限公司，上海 200333］

综合布线系统的概念分析

曾松鸣
［德特威勒（苏州）电缆系统有限公司，上海 200333］

介绍了综合布线系统的7类产品分类、环境影响，从前拆式通用面板、跳线管理器、高度可变的机柜型光纤配线架等方面分析了综合布线相关产品的发展方向。指出对于综合布线的从业人员，只要理解综合布线产品的7个分类和各种定语的含义，对众多的综合布线产品的理解就变得越来越容易。

综合布线系统；产品分类；环境影响；产品发展

曾松鸣（1957-），男，工程师，从事综合布线系统工作。

0 引 言

目前，综合布线厂商有一两千家，但产品却越来越类似，原因在于大量的抄袭。抄袭的原因之一是产品工程师大多是光学、电子、通信、模具、钣金等专业的工程师，不能准确判断应用的发展趋势，无法按照人机工程学的原理把握应用中的细节。抄袭除了上市时间略迟和没有特色外，不会暴露产品工程师自身的不足，甚至还可以通过改进被抄袭的产品，形成新的特色。

图1 综合布线系统的7类产品

1 产品分类

目前，综合布线系统的产品至少有数千种，但归纳后却只有7大类，如图1所示。

综合布线系统最关键的是缆线敷设。为了能让缆线的使用寿命超过20 a，必须用连接器、面板和配线架在墙面和机柜内进行内外分隔，使内部的缆线寿命长达20～25 a，而暴露在外的跳线则允许折断，并随时可以更换。

1.1 缆 线

综合布线的缆线用于高速的信息传输。在日常生活中，人们有可能接触到信息传输的媒介有光、电、磁、机械波和声波。其中机械波和声波因速度较低，综合布线系统中不考虑它们，而电、磁可以相互转换，因此只考虑光、电两种媒介，相应的传输缆线为光缆和铜缆（双绞线）。

铜缆（双绞线）传输能力有限，但不易折断，也不怕灰尘，一般仅用于从弱电间到桌面、弱电间到生产设备的最后100 m。光缆的传输性能（带宽和传输距离）远优于铜缆，但怕灰尘、易折断，因此只用于IT工程师能够接触的建筑物内干线子系统和楼与楼之间的建筑群子系统。

双绞线的断面示意图如图2所示。部分双绞线因芯线直径能够匹配RJ45水晶头，在理论上可以在双绞线的两端直接端接水晶头，但由于水平双绞线中的芯线是单股导线（硬线），与常规的两片式水晶头之间的匹配并不理想，造成可靠性不高，易发生故障。如果在硬线上直接端接水晶头，应采用价格较高的三片式水晶头。

双绞线和光缆宜安装在建筑物的隐蔽空间或室外管网中，外部通过面板、配线架和机柜封闭使非专业人员不易触碰到，确保缆线能在20～25 a的使用年限中不出故障，这是网线（双绞线两端接水晶头）做不到的。

1.2 连接件

连接件也称连接器，是两根缆线之间互连的接口器件。在综合布线工程中，连接件主要用于水平缆线、干线缆线和建筑群缆线的两端，与缆线一起形成永久链路。由于永久链路被面板、配线架和机柜所保护，因此使用寿命能达20～25 a。连接件如图3所示。

图2 双绞线的断面示意图

图3 连接件

当缆线暴露在空间并多次被移动时，芯线逐渐产生裂缝，最终折断。缆线寿命长短与材质有关，如多股铜缆的寿命比单股铜缆的长，铜缆寿命比光缆的长等。

一根从弱电间的网络设备到工作区的计算机之间的缆线必经过隐蔽空间和敞开空间。为了避免在敞开空间中，缆线贴着墙面出线口边缘折断，导致整根缆线因无法修复而报废。采用在隐蔽空间与敞开空间的界面上设连接件（模块或光纤连接器）的方式，使隐蔽空间内的缆线与敞开空间中的缆线成为两根独立的缆线，通过连接件实现互连。使用面板、配线架和机柜的完全分隔方式，使传输系统的隐蔽部分保持完好无损。

暴露部分的缆线可以使用寿命比较长的原装跳线，跳线通过连接件与隐蔽空间内的永久链路一起形成信道。由于可能折断的跳线随时可以更换，确保整个信息传输系统的使用寿命达到20～25 a，远超过低端网线结构的寿命。

1.3 跳 线

跳线在综合布线系统中是外露的传输缆线，应尽量做到不易折断，如铜跳线采用多股导线绞合而成等，同时要便于更换。为此，当综合布线系统在墙面上安装面板、机柜内安装配线架时，跳线仅用于面板与计算机/电话之间、配线架面板与网络设备之间的连接。跳线的两端都采用连接器，只要插拔跳线两端的连接器，就可以随时更换跳线。

1.4 面 板

安装在墙面、地面或桌面上的面板称为墙面面板、地面插座盒和表面安装盒。

面板的主要作用有两个，一个是连接件的支架；另一个作用是墙面开孔或地面开孔的封闭板，当面板装好后，不再能够碰到面板背后的缆线（对于综合布线系统是双绞线或光缆，对于供电系统是会触电的电源线），确保这些缆线的寿命达20～25 a。

1.5 配线架

配线架是面板的结合体，作用是缩小面板所占用的空间，提高机柜（机柜型配线架）或墙面空间（墙面配线架）的利用率。

对于综合布线产品，最好是将面板、配线架、地面插座盒和表面安装盒形成一个完整的解决方案，其中的许多零部件能够互通、互用，以减少模具成本，同时让施工人员能够快捷掌握。

1.6 箱 柜

箱柜包含着壁挂箱、机柜、安装盒等收纳类容器，主要用于安装各种配线架，也可以用于安装面板。箱柜本身十分简单，但需针对壁挂、落地和冷热通道等环境，形成与之匹配的箱柜类产品。

设计综合布线系统时，还需要考虑一些附件，使缆线能够绑扎得横平竖直，强电与弱电之间的距离符合规范，跳线既美观，又便于拆装，配线架中的连接件或配线架能够从正面取出或装入，当然也需要考虑怎样减少预端接缆线的长度和种类。

跳线管理器也属于箱柜类产品，只是存储跳线，在梳理跳线的功能基础上保持美观，且要求便于对跳线进行操作。

1.7 管 理

管理主要是指标签标识、跳线管理、离线式记录（如记录本、布线管理软件、IC卡记录）、在线式跳线记录（如电子配线架）。随着综合布线系统的规模和作用越来越大，标签标识系统需要更清晰、更及时、更准确。所以在各种需要设标签的位置都建立了详细的标签系统，并使用专用软件进行全面的管理，同时还使用电子配线架对跳线的异常变更进行及时的记录和实时报警，提醒管理人员进行检查和确认。

分析7大类产品，发现只有缆线、连接线、跳线能够传输信息，其余不能传输信息，只是一些用于支撑、封闭和收容的器件。因此，缆线、连接线、跳线可以归纳为传输部件，面板、配线架、箱柜可以归纳为保障部件，形成了传输、保障和管理的产品大类。

图4 综合布线系统的九大领域

2 产品的环境影响

在综合布线系统中，环境对产品所造成的影响一般会用定语添加在关键词的前面。例如，设计屏蔽布线系统时，不熟悉屏蔽布线系统的设计师只要能够做非屏蔽布线系统的设计，在设计完毕后，只要将“非屏蔽”中的“非”字删除，基本上就完成了屏蔽布线系统的设计，唯一需要做的是每个配线架需配2根不等长的接地导线至机柜的接地铜排或接地母线。

目前，综合布线系统的应用环境变得越来越恶劣，对综合布线的要求越来越高，催生了能够适应之的综合布线产品。

（1）为了应对信息量更大的计算机网络，综合布线系统的双绞线从3类上升到8类。

（2）为了应对工厂的粉尘和水，催生了各种防护等级的工业级缆线、工业级壳体、工业级连接器和工业级跳线。但由于这些工业级产品过于昂贵，综合布线系统的常规面板与廉价的强电防水罩壳之间的组合试验成功，防水、防尘又从繁化简。

（3）随着室外管网的日益普及，原有抗压、抗拉、不防雷的室外金属铠装光缆被防雷但抗拉、抗压强度低的玻璃纤维铠装光缆所替代，不再需要接地，简化了光纤配线架。

总之，对于综合布线的从业人员而言，只要理解综合布线产品的7个分类和各种定语的含义，对繁多的综合布线产品的理解也就变得越来越容易。

3 综合布线产品的相关发展

综合布线系统的九大领域如图4所示。综合布线系统九大领域的无限分项如图5所示。

3.1 直观的产品烙印

以德特威勒数年前的一个外观专利为例，技术团队将公司名称（Datwyler）的首字母融入RJ45型模块的外形，形成了非常直观的D字造型模块专利。具体的做法是将长方形的模块右侧（如图6所示）的上、下角削去，形成了以模块孔为中心的D字型模块，如图7所示。

图5 综合布线系统九大领域的无限分项

图6 RJ45模块变形

图7 D字形模块

从构成上来说，模块削去右侧上、下角并不会影响产品的性能和安装，还可以通过同样造型的附件，形成附加的特定功能。其中包括：

（1）电子配线架的接触式检测单元和分隔单元。如果利用右侧上、下角构成1个含有2个金属检测片的检测单元和1个LED发光单元，则电子配线架的检测功能可以在模块上实现。当利用配线架背面的空间建立传输电路时，使常规配线架也能实现电子配线架功能，大大降低电子配线架的造价。

（2）颜色标记。当利用两个斜角制成颜色附件时，可以取代彩色双绞线、彩色模块和传输跳线指示该模块所传输的网络属性。从工程角度看，由于模块具有可以更换的颜色附件，可以使综合布线在施工中大幅减少彩色双绞线、彩色模块在端接前可能出现的放置错误，从而大幅减少工程故障概率。

（3）防插错附件。如果两个斜角制成防插错附件，能让模块具有防出错功能（防呆功能），由于防插错功能可以确保不同网络的跳线只能插入指定的插座中，所以对于一些有特殊需求的甲方而言有比较大的吸引力，但对于大多数的甲方而言却没有意义。所以这两类甲方的需求如果能在同一个模块中实现，就可以简化制造、仓储、施工的管理流程，降低造价。

3.2 前拆式通用面板

为了实现综合布线系统的快捷维护，面板和配线架都已实现了前拆式，维护时可从面板的正面拆下模块而不必拆卸面板。

该构思的主体是在双层面板的中部设置模块框架，将模块、光纤耦合器等连接件安装在模块框架上。当需要拆卸时，仅使用常规工具将模块框架取下，顺带将模块或光纤耦合器取下。为了美观，模块框架的拆卸部位一般隐藏在有机玻璃标签框的内部。

（1）系列化构思扩衍到各类配线架、地面插座盒和表面安装盒。在综合布线系统中，墙面面板（包括平口面板、斜口面板）、地面插座盒、表面安装盒、铜缆配线架、光纤配线架和通用配线架等的功能特点都有共性，即它们都是用于安装的连接件。在前拆式面板的构思中，模块框架是系列产品中的通用部件，当它的尺寸（高、宽、深）、功能和外观确定后，面板的造型基本确定。

（2）86型面板可以变换成80型面板。80型面板所对应的底盒尺寸是80 mm×80 mm，这就要求模块框架的尺寸能够足以安装在80型底盒内。

（3）模块框架高度为1U（44.45 mm），在面板类产品和配线架类产品中通用。综合布线系统的配线架应兼顾面板和配线架的尺寸，模块框架的高度必须控制在1U的标准值上，同时要求24个模块框架的总宽度不能大于配线架所能允许的最大可用宽度。

（4）系列化前面板支持强弱电统一外形。利用了双层面板中前盖板是独立面板的特性，设计了前面板的多种造型，目的是与各种流行的强电面板的外形保持一致。

（5）系列化面板造型形成平口、斜口两大类外观。如果模块框架能让面板兼容斜口底板和面框，就可在平口面板的基础上完成斜口面板的设计，而其主要的功能特点仍完全一致。采用类似的方法，可以轻松地完成各种配线架、端面插座盒和表面安装盒的设计工作。

（6）模块框架可用常规的一字螺丝刀拆卸。如从面板背后将模块框架拆卸下来，仅需用手指按压塑料卡口即可。如果在面板安装完毕后，想从正面拆卸模块框架，则需使用小号一字螺丝刀插入标签框内的槽口，按压后方可取出。

（7）背板通用支持多个模块框架。背板如果能支持1个以上模块框架，就可以减少1副模具。当然，面板还是需要有双口面板模具。事实上，单双口可共用一块背板，只需在中间部位再添加1个模块框架的卡口。

（8）多种模块框架实现各种连接件（光、铜）混合安装。目前连接件的尺寸可共用一个模块框架的尺寸和安装方式，因此可以开发出与各种模块和光纤耦合器匹配的模块框架等。

（9）模块框架预留电子配线架检测及显示空间。从网络管理的角度来看，未来物理层的信道监控智能布线管理系统会实现信道级自动监控，因此面板上预留电子配线架的检测和显示空间。

（10）使用通用的IC芯片读写装置为每个端口写入信息。

（11）Keystone模块框架内嵌滑盖式防尘盖，可以防止水或灰尘进入模块内。滑盖式防尘盖内嵌在面板内，不易脱落，也不易丢失，但要在1U的高度内实现，难度相当高。

（12）翻盖式贯通型标签框，使用便捷。当模块框架用于配线架时，可以使用一张打印的长标签，一次性完成数个模块框架中的标签安装，以减少施工的工作量。

（13）滑盖式防尘盖的盖板可从面板内部更换。在模块框架的设计中，在模块框架上还没有安装模块时，滑盖式防尘盖中的盖板可以拆卸。一旦模块安装完毕，则盖板被永久固定，不能拆卸，解决了标签容易脱落或损坏的问题。

3.3 跳线管理器

跳线管理器是工程中固定跳线路由和隐藏跳线的部件，深度有50、70、100 mm，造型有全封闭型和环型两种，如图8和图9所示。

图8 全封闭型跳线管理器

图9 环型跳线管理器

跳线在运维过程中随时可能会被更换或改变跳线两端的信息插座位置，使信息点所承载的网络和电话等应用灵活改变。所以，跳线只能散放，不宜被绑扎、胶粘，否则容易出现跳线在机柜的正面呈现乱象，导致看不清网络设备的指示灯或部分跳线因承载其他跳线的重量而被拉坏。

全封闭型跳线管理器的优点是跳线被隐藏在封闭体内，它与机柜的垂直跳线线槽配合，使机柜正面达到美观的效果。环型跳线管理器具有开放式结构，无法做到机柜正面美观的效果。

为了满足跳线的弯曲半径，会选择深度尺寸比较大的跳线管理器，它的深度会使配线架形成一个个“山谷”，当深度超过手指长度时，跳线的插拔变得十分困难。

当光纤跳线背后的尾管长度达30 mm时，光纤跳线前端硬质部分接近60 mm，再加上跳线的弯曲半径，70 mm深度使管理器的管理变得勉强。有人提出使用100 mm深的跳线管理器，以解决光纤跳线弯曲半径的问题，但手指却无法灵活地插拔跳线。因此，很多厂商使用不美观的环状跳线管理器解决跳线弯曲半径的问题。

事实上，换一种思路就可以解决跳线弯曲问题：既然跳线向外弯曲容易发生弯曲半径不够的问题，则可以向内弯曲，形成环状后从跳线管理器的底部进入跳线管理器。

3.4 带状光缆与MPO尾纤

MPO光纤连接器大量用于数据中心，因其纤芯数多，一次施工能够满足大量的应用。随着机场、医院、办公楼的干线光缆芯数越来越多，如果使用MPO尾纤和带状光缆，大大简化光纤配线架，加快光纤熔接的速度。

3.5 高度可变的机柜型光纤配线架

市场上大多的光纤配线架都是固定高度的，每一种高度的光纤配线架与光纤芯数之间形成固有的比例关系，意味不同芯数的光缆配不同高度的光纤配线架，形成光纤配线架产品的系列。

如果在工地现场组装形成一个完整的光纤配架群，可以使用固定式光纤配线架，将上、下盖板全部改为可拆卸型，但固定式光纤配线架不便于运维，且光缆中的纤芯在分线到各个分体的光纤配线架时，是否会因单个拉出而扯断光缆中某一芯光纤的纤芯？

如果能有一种创意：在旋转式光纤配线架的旋转轴旁，引入垂直“竖井”，“竖井”分段组合而成，内设微型容纤空间，并将每层竖井的开口方向与配线架的平行方向固定？如果能够实现，它可以通过无限个光纤配线架的组合，形成对任意多芯光缆的支持。如果能够形成产品，将大大减少现有光纤配线架的种类，简化工程设计、工程实施、跳线整理和维护工作。

4 结 语

综合布线系统的概念提供了相当多的思维方式，而应用和概念依托的却是产品，所以只有将三者融合后再拆开，才能得到真正有价值的产品分析。

［1］ 李乃振.综合布线系统的现状与发展趋势［J］.无线通信技术，2014（1）：52-55.

［2］ 严勇.综合布线系统工程设计研究［D］.长沙：湖南大学，2006.

［3］ 付玉强.综合布线系统的理论分析与实践［D］.辽宁：辽宁工学院，2007.

Concept Analysis of Generic Cabling System

ZENG Songming
［Datwyler（Suzhou）Cabling Solutions Co.，Ltd.，Shanghai200333，China］

This paper introduced the seven product classification and environmental influence of generic cabling system.The product development prospect of generic cabling system were analyzed in aspects of the front detachable general panel，jumping-linemanager，highly-variable cabinet type optical fiber distribution frame.It is pointed out that only if the employee of generic cabling system would understand the seven product classification and all kinds of attributivemeanings，then the understanding of all products become easier and easier.

generic cabling system；product classification；environment influence；product prospect

TU 855

B

1674-8417（2015）09-0061-06

2015 09 23