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[2011-2-9]
 

布线国际标准与发展

 自九十年代以来,五类缆的标准问世已经有相当长的一段时间了。随着电信技术的发展, 许多新的布线系统和方案被开发出来。国际标准化委员会ISO/IEC, 欧洲标准化委员会CENELEC和北美的工业技术标准化委员会TIA/EIA都在努力制定更新的标准以满足技术和市场的需求。 但是,布线标准仍然没有统一。在 Cat.5,Cat.5e,Cat.6及Cat.7的概念和标准上,在业内存在着一定程度的混乱, 尤其是国内目前缺少权威的组织和机构来澄清人们对这些标准的认识。

  在参考布线的标准时,主要可以从以下几个标准体系来入手:美洲标准、欧洲标准、国际标准、应用标准。 在对布线系统进行设计和测试时,如果不了解相关的标准,就会出现差异,比如:布线的现场测试是布线的设计、硬件、 安装等标准要一致的,这些概念都是布线工程相关人员应该了解和关心的问题。自 95 年来, 我们一直在从事于标准相关的技术推广方面,从每年上万人次的培训讲座反馈中, 我们深感有必要对这些标准进行一般性的普及和介绍,并对国内的标准建设和发展也应予以介绍, 所以我们在参考了大量的相关技术文献后,编写了这篇文章并不断补充更新,有关所涉及标准的更详细资料可以直接参考标准原件。

一、美洲标准:
  成立有八十年历史的美国国家标准局 ANSI 是 ISO (the International Organization for Standardization) 与 IEC (the International Electrotechnical Commission) 主要成员,在国际标准化方面是很重要的角色。 ANSI 自己不制订美国国家标准(ANS),而是通过组织有资质的工作组来推动标准的建立。布线的美洲标准主要由 TIA/EIA 制订:

  (一)、ANSI/TIA/EIA 568-A 到 A5:Commercial Building Telecommunications Cabling Standard (商业建筑通信布线标准),
1995/10/25

  该标准与ISO/IEC 11801都是 1995 年制定的,它是由 TIA (Telecommunications Industry Association) TR41.8.1工作组发布的。 它定义了语音与数据通信布线系统,适用于多个厂家和多种产品的应用环境。这个标准为商业布线系统提供了设备和布线产品设计的指导, 制订了不同类型电缆与连接硬件的性能与技术条款,这些条款可以用于布线系统的设计和安装。 在这个标准后,有五个增编。

增编1(A1):Propagation Delay and Delay Skew Specifications for 100 ohm 4-pair Cable (100欧姆 4 对电缆的传输延迟和延迟偏移规范),1997/9/25
在最初的 568-A 标准中,传输延迟和延迟偏离没有定义,这是因为在当时的系统应用中这两个指标并不重要。 但到了 100VGAnyLAN 网络应用出现后,由于它是在 3类双绞线的布线中使用所有的 4 个线对实现 100Mbps 的传输, 所以就对传输延迟和延迟偏离这两个参数提出了要求。此时,TIA 同意定义一个 50ns 的延迟偏离作为最小要求, 而当时现场测试仪器(如:Fluke DSP 系列数字式电缆测试仪)是可以实现此项测试的,所以该标准就自然被引入了。


增编2(A2):Corrections and Additions to TIA/EIA-568-A(TIA/EIA-568-A标准修正与增编),1998/8/14
该增编对 568-A 进行了修正。其中有在水平采用62.5/125 μm光纤的集中光纤布线的定义;增加了 TSB-67 作为现场测试方法等项。


增编3(A3):Corrections and Additions to TIA/EIA-568-A(TIA/EIA-568-A标准修正与增编),1998/12/28
为满足开放式办公室结构的布线要求,本增编修订了混合电缆的性能规范, 这个新增的混合与捆绑电缆的规范要求在所有非光纤类电缆电缆间的综合近端串扰Power Sum NEXT 要比每条电缆内的线对间的 NEXT 好 3dB。


增编4(A4):Production Modular Cord NEXT Loss Test Method and Requirements for Unshielded Twisted-Pair Cabling (非屏蔽双绞线布线模块化线缆的 NEXT 损耗测试方法)
该增编所定义的测试方法不是由现场测试仪来完成的。并且只覆盖了 5类缆的 NEXT。


增编5(A5):Transmission Performance Specifications for 4-Pair 100 Ohm Category 5e Cabling (100欧姆 4 对 增强 5 类布线传输性能规范),2000/2/1
1998年起在网络应用上开发成功了在 4个非屏蔽双绞线线对间同时双向传输的编码系统和算法,这就是 IEEE 千兆以太网中的 1000Base-T。为此 IEEE 请求 TIA 对现有的 5 类指标加入一些参数以保证布线系统对这种双向传输的质量。 TIA 接受了这个请求,并于 1999年11月完成了这个项目。

与 TSB-95 不同的是这个文件的所有测试参数都是强制性的,而不是象 TSB-95 那样推荐性的。 要注意的是这里的新的性能指标要比过去的 5 类系统严格的多。这个标准中也包括了对现场测试仪的精度要求,即:IIe级精度的现场测试仪。 这里还要注意的是:由于在测试中经常出现回波损耗失败的情况,所以在这个标准中就引入了 3dB 的原则。


TIA/EIA TSB95:additional Transmission Performance Guidelines for 100 ohm 4-Pair Category 5 Cabling. ( 100 欧姆 4 对 5 类布线附加传输性能指南)
TSB-95 提出了关于回波损耗和等效远端串扰(ELFEXT)的新的信道参数要求。 这是为了保证在已经广泛安装的传统 5 类布线系统能支持千兆以太网传输而设立的参数。 由于这个标准是作为指导性的 TSB (Technical Systems Bulletin 技术公告)投票的,所以它不是强制的标准。 一定要注意的是这个指导性的规范不要用来对新安装的 5 类布线系统进行测试,我们注意过, 过去安装的 5 类布线系统即使能通过 TSB-95 的测试,但很多都通不过 TIA 568-A-5-2000 的这个增强 5 类即 Cat. 5e 标准的检测。 这是因为 Cat.5e 标准中的一些指标要比 TSB-95 严格的多。


TIA/EIA/IS-729:Technical Specifications for 100 ohm Screened Twisted-Pair Cabling ( 100 欧姆外屏蔽双绞线布线的技术规范)
这是一个对TIA-568-A 和 ISO/IEC 11801 外屏蔽 ( ScTP) 双绞线布线规范的临时性标准。 它定义了 ScTP 链路和元器件的插座接口、屏蔽效能、安装方法等参数。

  (二)、 Proposed TIA/EIA-568-B.1, TIA/EIA-568-B.2, AND TIA/EIA-568-B.3 (即将发布的TIA/EIA-568-B.1, TIA/EIA-568-B.2, 和 TIA/EIA-568-B.3 标准)

  TR42.1 委员会分会是负责建筑布线标准的委员会,它负责开发维护相关的标准。这些标准涉及了布线系统拓朴、结构、 设计、安装、测试以及性能要求。自TIA/EIA-568-A 发布以来,更高性能的产品和市场应用需求的改变, 对这个标准也提出了更高的要求。委员会也相继公布了很多的标准增编、临时标准、以及技术公告 (TSB) 。 为了简化下一代的 568-A 标准,TR42.1 委员会决定将新标准"一化三"。每一个部分与现在的 568-A 章节有相同的着重点。

ANSI/TIA/EIA 568-B.1:Commercial Building Telecommunications Cabling Standard(商业建筑通信布线系统标准), 第一部分:一般要求
该标准目前还在草案阶段,它最终将取代ANSI/TIA/EIA-568-A。 这个标准着重于水平和主干布线拓朴、距离、介质选择、工作区连接、开放办公布线、电信与设备间、安装方法,以及现场测试等内容。
它标准集合了 TIA/EIA TSB67, TIA/EIA TSB72, TIA/EIA TSB75, TIA/EIA TSB95, ANSI/TIA/EIA-568-A-2, A-3, A-5, TIA/EIA/IS-729 等标准中的内容。
注意:由于这个标准以永久链路(permanent link)定义取代了基本链路的定义(basic link),
所以在指标的数值上与ANSI/TIA/EIA 568-A5 是不同的。


ANSI/TIA/EIA 568-B.2:Commercial Building Telecommunications Cabling Standard(商业建筑通信布线系统标准),
第二部分:平衡双绞线布线系统
这个标准着重于平衡双绞线电缆、跳线、连接硬件(包括 ScTP 和 150 欧姆的 STP-A 器件)的电气和机械性能规范, 以及部件可靠性测试规范,现场测试仪性能规范,实验室与现场测试仪比对方法等内容。 它集合了ANSI/TIA/EIA-568-1 和部分ANSI/TIA/EIA-568-A-2, ANSI/TIA/EIA-568-A-3, ANSI/TIA/EIA-568-A-4, ANSI/TIA/EIA-568-A-5, IS 729, TSB95 中的内容。


ANSI/TIA/EIA 568-B.2.1:ANSI/TIA/EIA 568-B.2 的增编
虽然ANSI/TIA/EIA 568-B.2 还处在草案阶段,就有了增编会让人们很困惑,但它是为了将目前的 6 类问题单独地拿出来对待,
也是由于6类的标准还有很多的工作要做。


ANSI/TIA/EIA 568-B.3:Commercial Building Telecommunications Cabling Standard(商业建筑通信布线系统标准), 第三部分:光纤布线部件标准
这个标准定义光纤布线系统的部件和传输性能指标, 包括光缆、光跳线和连接硬件的电气与机械性能要求, 器件可靠性测试规范, 现场测试性能规范。该标准将取代ANSI/TIA/EIA-568-A 中的相应内容。 总的来说 ANSI/TIA/EIA 568-B 将是自1991年以来公布ANSI/EIA/TIA-568标准后的第三个版本。

  (三)、TIA/EIA-569-A "Commercial Building Telecommunications Pathways and Spaces." (商业建筑电信通道及空间标准)

  该标准涵盖了建筑物内及建筑物间电信设备,如:电缆和硬件。

  TIA/EIA-568 与 TIA/EIA-569-A的比较

南京综合布线

 

TIA/EIA-568 (配线) TIA/EIA-569(通道及空间)
4.水平布线 4.水平通道
5.干线布线 5.干线通道
6.工作区 6.工作站
7.电信专用间 7.电信专用间
8.设备间 8.设备间
9.引入线设施 9.引入先设施

  (四)、TIA-570-A "Residential Telecommunications Cabling Standard" (住宅电信布线标准)
  (五)、TIA/EIA-606 "Administration Standard for the Telecommunications Infrastructure." (商业建筑物电信基础结构管理标准)1993.2

  606 标准的起源是TIA/EIA-568, TIA/EIA-569标准,在编写这些标准的过程中,试图提出电信管理的目标。 但委员会很快发现管理本身的命题应予以标准化,这样 TR41.8.3 管理标准开始制定了。 这个标准用于对布线和硬件进行标识,目的是提供与应用无关的统一管理方案。

   对于布线系统来说,标记管理是日渐突出的问题,这个问题会影响到布线系统能否有效地管理和运用, 有效的布线管理对于布线系统和网络的有效运作与维护具有重要意义。 TIA/EIA-606标准的是为了提供一套独立于系统应用之外的统一管理方案。与布线系统一样, 布线的管理系统必须独立于应用之外,这是因为在建筑物的使用寿命内,应用系统大多会有多次的变化。 布线系统的标签与管理可以使系统移动、增添设备以及更改更加容易、快捷。

  对于布线的标记系统来说,标签的材质是关键,标签除了要满足TIA/EIA 606标准要求的标识中的分类规定外; 还要通过标准中要求的UL969认证,这样的标签可以保证长期不会脱落,而且防水、防撕、防腐,耐低温、高温, 可适用于不同环境及特殊恶劣户外环境的应用。

  TIA/EIA-606涉及布线文档的 4 个类别:
    Class 1 - 用于单一电信间
    Class 2 - 用于建筑物内的多个电信间
    Class 3 - 用于园区内多个建筑物
    Class 4 - 用于多个地理位置

  新的 606-A 标准预计于 2001 年初能得到通过。


  (六)、TIA/EIA-607 商业建筑物接地和接线规范

  制定这个标准的目的是在了解要安装电信系统时,对建筑物内的电信接地系统进行规划、设计和安装。 它支持多厂商多产品环境及可能安装在住宅的工作系统接地。  

 

二、 欧洲标准

  一般而言,CELENECEN50173标准与ISO/IEC11801标准是一致的。但是,EN50173比ISO/IEC11801严格。

  (一) 、EN 50173: Information technology - Generic cabling systems (信息技术--综合布线系统)

  该标准至今经历了三个版本:
    EN50173: 1995
    EN50173A1: 2000
    EN50173: 2001 (目前是草案)

  EN 50173的第一版是1995年发布的,今天它已经在很多方面没有什么实际意义了。 它没有定义 ELFEXT 和 PSELFEXT,因此它也不能用于支持千兆以太网。因此这个标准就必须修改,而最新发布的标准是增编1 , 即EN50173A1: 2000。它支持千兆以太网和ATM155,也制订了测试布线系统的规范。 但它没有涉及新的 Class E 和 Class F 电缆及其布线系统。下一个版本将会在 2001 年中期发布,并命名为EN50173:2001。

  有一点要注意的是 Class D:2000A1 的定义没有将要发布的 Class D:2001 指标严格,
所以 Class D:2000A1 是不能等同于 TIA的 Cat 5e 的。
  (二)、EN50174 - Part 1,Information Technology - Cabling Installation Specification and Quality Assurance

  该标准由三部分组成。它包括了 it 布线中的平衡双绞线和光纤布线的定义,实现和实施等规范。 第一部分是作为布线商与用户签署合同的参考。EN50174 不包括某些布线部件的性能,链路设计和安装性能的定义, 所以在应用时需要参考 EN 50173。

  (三)、EN50174 - Part 2, Information technology - Cabling Installation Part 2: Installation Planning and Practices Inside Buildings

  (四)、EN50174 - Part 3 (目前是草案)Information Technology - Cabling Installation Part 3: Installation Planning and Practices for Outside Buildings

  (五)、Project 50xxx: Information technology - Cabling installation Testing of installed cabling
该标准定义了布线系统(包括光缆布线)测试要求。它定义了测试过程和选用的参数,以保证测试结果的可重复性和可靠性。

  对于欧洲标准来说,它是由一系列的标准相互结合构成的,其中:
    在设计上使用EN 50173
    在参考标准和实现与实施上采用 EN 50174 -1, EN 50174-2, EN 50174-3


三、国际标准

  (一)、IEC 61935 (目前是草案): Generic cabling systems specification for the testing of
balanced communication cabling in accordance with ISO/IEC 11801
  它定义了实验室和现场测试的比对方法,这一点上与美洲的 TSB-67 标准相同。它还定义了布线系统的现场测试方法, 以及跳线和工作区电缆的测试方法。 该标准还定义了布线参数参考测试过程以及用于测量 ISO/IEC 11801 中定义的布线参数所使用的测试仪器的精度要求。
  (二)、ISO/IEC 11801 Information Technology- Generic Cabling for Customer Premises. (信息技术--用户房屋的综合布线)

  ISO (国际标准化组织)和IEC (国际电工技术委员会)组成了一个世界范围内的标准化专业机构。在信息技术领域中, ISO/IEC 设立了一个联合技术委员会, ISO/IEC JTC1。由联合技术委员会正式通过的国际标准草案分发给各国家团体进行投票表决, 作为国家标准的正式出版需要至少 75% 国家团体投票通过才有效。国际标准 ISO/IEC 11801是由联合技术委员会 ISO/IEC JTC1 的SC 25/WG 3 工作组在1995年制定发布的。这个标准把有关元器件和测试方法归入国际标准。

  目前该标准有三个版本:ISO/IEC 11801:1995、ISO/IEC 11801:2000、ISO/IEC 11801:2000+(目前是草案)

  ISO/IEC11801的修订稿ISO/IEC 11801:2000将对链路的定义进行了修正。 ISO/IEC认为以往的链路定义应被永久链路和通道的定义所取代。此外,将对永久链路和通道的等效远端串扰ELFEXT、 综合近端串扰、传输延迟进行规定。而且,修订稿也将提高近端串扰等传统参数的指标。应当注意的是,修订稿的颁布, 可能使一些全部由符合现行五类标准的线缆和元件组成的系统达不到ClassD类系统的永久链路和通道的参数要求。

  另外,ISO/IEC预计在2001年推出第二版的ISO/IEC11801规范ISO/IEC 11801:2000+。这个新规范将定义六类、 七类线缆的标准(截至目前只有瑞士和德国有相应标准问世),给布线技术带来革命性的影响。 第二版的ISO/IEC11801规范将把Cat.5/ClassD的系统按照Cat.5+重新定义,以确保所有的Cat.5/ClassD系统均可运行千兆位以太网。 更为重要的是,Cat.6/ClassE和Cat.7/ClassF类链路将在这一版的规范中定义。 布线系统的电磁兼容性(EMC)问题也将在新版的ISO/IEC11801中考虑。

ISO/IEC 11801: Draft Amendment 2 to ISO/IEC 11801 CLASS D (1995 FDAM 2)
这个标准是国际标准化组织对应于TIA/EIA-568-A-1 和TIA/EIA-568-A-5 两增编内容的规范, 这个标准将成为下一个新的 Class D 布线的标准内容。


PROPOSED ISO/IEC 11801-A (即将公布的ISO/IEC 11801-A)
这是即将公布的下一个 11801 规范,它集合了以前版本的修正并加入了对 Class E 和 Class F 布线电缆和连接硬件的规范。 它也将增加关于宽带多模光纤(50/125 μm) 的标准化问题,这类系统将在 300M 距离内支持 10GBps 数据传输。

四、 网络应用标准

  多数网络应用都定义了物理层的规范,其中就有布线性能的要求。有时我们也需要参考应用中的需求来决定布线的性能是否够用。

  重要的是网络应用对布线提出了更高的要求。自 Cat.5 以来,应用在推着布线走。 由于网络应用的标准化组织 (如IEEE或ATM论坛) 从网络应用角度促进了布线系统的发展, 这些网络应用的标准化组织为更高速的网络应用制定了标准。新技术的出现使得新的网络应用可以在ACR值小于零, 即噪声大于信号的布线系统上运行。 所以在过去的几年中象 IEEE这样的网络应用标准化组织与 TIA 标准化组织积极合作并在相当程度上影响着布线系统新规范的制定。

  千兆以太网(Gigabit Ethernet)是对布线系统产生深远影响的网络应用。最初,千兆以太网在北美开发时, 意图是在现有的五类非屏蔽双绞线(Cat.5 UTP)上运行的应用。因此, 千兆以太网几乎将五类非屏蔽双绞线的理论上的传输带宽用到的极限。在实际操作中人们认识到, 并非所有的五类线缆均可以运行千兆位以太网。由于千兆以太网的四对全双工传输,远端串扰(FEXT)成为一个突出的问题;而且, 回波损耗、综合近端串扰、综合ACR和传输延迟也成为必须考虑的参数。根据丹麦3P实验室的估计, 在已经安装的 Cat.5/ClassD系统中,有10%~20%不能运行千兆以太网。这个问题在依照北美的TIA/EIA标准设计的系统中尤为突出, 因为该标准对于特性阻抗(即造成回波损耗的主要参数)要求不够严格,由于 Cat.5 系统是为了两对线的单向传送而设计的, 所以在现场测试标准中 TSB-67 没有考虑回波损耗这个参数,这对于四对线全双工应用的千兆以太网来说,测试过于简单了。

  因此,各标准化委员会正在制定用于新的网络应用的布线规范。注意这些新规范的动态,对业界人士和广大用户是非常重要的。
ANSI/TIA/EIA-568-A 与 ISO/IEC 11801
  很多人在参考布线相关的国际标准时,对ANSI/TIA/EIA-568-A 和 ISO/IEC 11801 的关系和比较非常的迷惑, 现将这两个标准的主要内容进行比较,以供参考:

南京综合布线

 

  国内的标准及发展,今年,国内的相关标准也已经推出了,GB/T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》; GB/T 50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》。这两个标准目前只制定到了 100M 5 类布线系统, 并没有涉及与 Cat.5e 以上的布线系统。


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