武圣山 薛德華
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網(wǎng)線是智能化弱電工程中最常見的傳輸線纜,包括雙絞線、同軸電纜和光纖。施工過(guò)程中使用最多的是雙絞線,一般統(tǒng)稱網(wǎng)線(遵照此約定,本文中的網(wǎng)線專指雙絞線),是由兩條相互絕緣的導(dǎo)線按照逆時(shí)針纏繞在一起而制成的一種線纜,不但可以傳輸模擬信號(hào),而且可以傳輸數(shù)字信號(hào)。包括屏蔽雙絞線和非屏蔽雙絞線兩種,屏蔽雙絞線主要應(yīng)用于傳輸帶寬高、傳輸速率快的場(chǎng)合。
我們通過(guò)揚(yáng)州多個(gè)機(jī)電工程弱電系統(tǒng)的信息發(fā)布、智能教學(xué)、會(huì)議等系統(tǒng)的工程實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)了屏蔽雙絞線在機(jī)電工程弱電項(xiàng)目中的很多應(yīng)用,解決了機(jī)電工程弱電項(xiàng)目中上述存在的問(wèn)題。既滿足現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的實(shí)際要求,又縮短了施工時(shí)間、減少了施工成本。
目前可將網(wǎng)絡(luò)分為9類:1類線(CAT1)、2類線(CAT2)、3類線(CAT3)、4類線(CAT4)、5類線(CAT5)、超5類線(CAT5e))、6類線(CAT3)、超6類線(CAT6e)、7類線(CAT7)。
其中傳輸速率最高的是7類線,可以達(dá)到最高帶寬為600 MHz,最高速率為10 Gbps。最常使用網(wǎng)線的傳輸速率分別為:5類線(最高帶寬100 MHz,最高速率100 Mbps)、超5類(最高帶寬為100 MHz,最高速率為100 Mbps)、6類線(最高帶寬250 MHz,最高速率1 Gbps)、超6類(最高帶寬500 MHz,最高速率10 Gbps),以及最新的7類線(最高帶寬600 MHz,最高速率10 Gbps)。
首先,縱觀機(jī)電工程弱電項(xiàng)目中的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控等18個(gè)弱電智能化系統(tǒng),每個(gè)系統(tǒng)都需要使用網(wǎng)線來(lái)構(gòu)建相應(yīng)智能化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),這是網(wǎng)線在弱電系統(tǒng)中的最主要用途。項(xiàng)目上使用的量大,備份的也多。因此,為代替其他信號(hào)線創(chuàng)造了條件。
其次,影響信號(hào)傳輸?shù)闹饕蛩赜袃蓚€(gè):信號(hào)干擾、信號(hào)傳輸帶寬,這兩個(gè)是影響信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。
信號(hào)干擾短距離不易顯現(xiàn),干擾會(huì)隨著距離增加而不斷增強(qiáng),最終導(dǎo)致信號(hào)傳輸質(zhì)量嚴(yán)重下降,甚至無(wú)法接收。最顯著的例子:VGA的紅綠藍(lán)三色信號(hào)為非平衡信號(hào),信號(hào)傳輸過(guò)程中會(huì)對(duì)外產(chǎn)生電波,導(dǎo)致信號(hào)間相互串?dāng)_。造成的結(jié)果是信號(hào)傳輸距離縮短。此類線的解決辦法只有增加濾波器進(jìn)行濾波,使得VGA線纜的接口與線徑增加,布管需要相應(yīng)增加,造成施工成本上升和施工難度增加。如果使用網(wǎng)線,屬于平衡信號(hào),傳輸過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_信號(hào),解決了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男盘?hào)干擾問(wèn)題。
信號(hào)傳輸帶寬對(duì)于沒(méi)有傳輸速率限制的場(chǎng)合,網(wǎng)線應(yīng)該都能夠滿足系統(tǒng)要求。對(duì)于視頻線,對(duì)信號(hào)傳輸帶寬要求最高的是HDMI線,屬于高清視頻信號(hào)。按照常用的1 920×1 080@60 Hz 18b來(lái)算,帶寬需求為1 920×1 080×60/100×18=2 239.488 Mbps。超5類1 Gbps是不夠的,6類2 500 Mbps勉強(qiáng)勝任,不過(guò)超6類設(shè)計(jì)考慮了10 G需求,最大支持長(zhǎng)度55 m,所以按這個(gè)數(shù)據(jù)超6類就可以滿足目前的需求,而7類已經(jīng)上萬(wàn)兆,可以代替HDMI的。由于1 000BASE-T的4對(duì)雙絞線為全雙工,能完成雙向1 000 Mbps帶寬的數(shù)據(jù)傳輸。
再次,網(wǎng)線的傳輸距離長(zhǎng),對(duì)于大于80 m的超長(zhǎng)距離,借助光纖、無(wú)源/有源接口轉(zhuǎn)換器/延長(zhǎng)器,可以保證信號(hào)傳輸距離更長(zhǎng)。
相對(duì)于電話線、視頻線、電源線、音頻線、USB線、VGA線、HDMI線、串口線等,網(wǎng)線在上述幾個(gè)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì),使得網(wǎng)線在機(jī)電工程弱電項(xiàng)目中得到更多的應(yīng)用。
使用網(wǎng)線替代下面的信號(hào)線,主要基于網(wǎng)線具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):傳輸信號(hào)帶寬門類多、信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)、信號(hào)傳輸抗干擾性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)、施工方便。
當(dāng)然,網(wǎng)線的巧妙運(yùn)用,能夠達(dá)到預(yù)期效果的前提是網(wǎng)線的準(zhǔn)確制作。不按照標(biāo)準(zhǔn)排序和加工工藝不到位都會(huì)影響網(wǎng)線的使用,產(chǎn)生網(wǎng)速慢或網(wǎng)絡(luò)不通的現(xiàn)象,影響現(xiàn)場(chǎng)工期,造成成本增加。特別是對(duì)信號(hào)抗干擾與傳輸帶寬有要求的場(chǎng)合,必須按照EIA/TIA568A或EIA/TIA568B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行網(wǎng)線的制作,否則即使網(wǎng)線兩端的信號(hào)一一對(duì)應(yīng),也會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸不穩(wěn)定的故障。
使用網(wǎng)線進(jìn)行高清監(jiān)控視頻傳輸時(shí),由于現(xiàn)場(chǎng)人員在網(wǎng)線制作時(shí)沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)的要求排序,結(jié)果20 m不到,就出現(xiàn)搜索不到信號(hào)。后來(lái)通過(guò)排查才發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,但已經(jīng)影響工期1周,給業(yè)主留下了不專業(yè)的印象。
特別需要說(shuō)明以下幾點(diǎn):
首先,如果現(xiàn)場(chǎng)的施工條件滿足電話線、視頻線、電源線、音頻線、USB線、VGA線、HDMI線、串口線等的施工條件,杜絕為了施工方便而采用網(wǎng)線替代上述信號(hào)傳輸線。在施工不存在困難的情況下,在電纜使用上應(yīng)根據(jù)信號(hào)種類使用適合的專用電纜和附件,弱電系統(tǒng)的安裝應(yīng)符合國(guó)際或國(guó)內(nèi)的相關(guān)規(guī)范。
其次,如果現(xiàn)場(chǎng)的施工不滿足施工要求,雖然可以根據(jù)本文的說(shuō)明,使用網(wǎng)線對(duì)電話線、視頻線、電源線、音頻線、USB線、VGA線、HDMI線、串口線等進(jìn)行替代,但是,必需按照設(shè)計(jì)更改的流程進(jìn)行審批,在取得建設(shè)單位和監(jiān)理的同意后,由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行圖紙更改。
最后,使用網(wǎng)線替代需要正確選用網(wǎng)線,不同型號(hào)的網(wǎng)線的傳輸帶寬與傳輸速率不同,對(duì)有傳輸帶寬與傳輸速率特殊要求的場(chǎng)所,需要選用符合要求的網(wǎng)線。否則,就達(dá)不到網(wǎng)線替代的效果。
(1)替代模擬電話線。模擬電話線通常是兩芯平行線,網(wǎng)線一般為八芯雙絞線。通常一根網(wǎng)線只使用其中兩對(duì)雙絞線,保留兩對(duì)雙絞線可以為電話使用。
事實(shí)上,八芯網(wǎng)線的任意兩芯都可當(dāng)電話線使用,但是工程規(guī)范通常要求使用棕白棕網(wǎng)線。通過(guò)RJ45-RJ11轉(zhuǎn)接頭,完成網(wǎng)絡(luò)口轉(zhuǎn)電話口,實(shí)現(xiàn)電話交換機(jī)或網(wǎng)線轉(zhuǎn)電話的即插即用,信號(hào)穩(wěn)定可靠。
(2)替代視頻線。模擬攝像頭的視頻使用網(wǎng)線可以達(dá)到相同的傳輸效果,況且網(wǎng)線可以1帶4,甚至1帶7。小于100 m的選擇室內(nèi)網(wǎng)線,大于100 m的就要使用純銅的室外專用網(wǎng)線。
數(shù)字?jǐn)z像頭的視頻使用至少5類網(wǎng)線來(lái)傳輸信號(hào)的,當(dāng)然傳輸距離超過(guò)80 m時(shí),一般使用光纖中繼。光纖中繼通常使用光纖收發(fā)器或帶光口的交換機(jī),一般選用千兆的,以滿足視頻傳輸?shù)男枰?duì)于多路視頻信號(hào)傳輸,如果選用百兆光纖收發(fā)器或帶光口的交換機(jī),可能會(huì)出現(xiàn)視頻圖像卡的故障。
(3)替代電源線。這里的電源是安全電壓下的低壓電源,杜絕使用非安全電壓的電源,防止維修出現(xiàn)觸電事故。施工過(guò)程中需要處理好接口,并進(jìn)行信號(hào)標(biāo)注,以防短路,以利于以后維修。
(4)替代音頻線。使用普通網(wǎng)線代替音頻線,音響效果同樣能夠滿足音頻系統(tǒng)的要求。當(dāng)然,網(wǎng)線的品質(zhì)越好,音響的效果會(huì)越好。
(5)替代USB線。使用網(wǎng)線替代USB線,結(jié)合USB延長(zhǎng)器,通過(guò)USB-RJ45轉(zhuǎn)接頭,采用單根網(wǎng)線能夠?qū)㈦娔X的USB信號(hào)傳輸?shù)?00 m以上的IT設(shè)備上,使得USB協(xié)議規(guī)定的5 m長(zhǎng)度大大延長(zhǎng)。
(6)替代串口線。對(duì)于使用串口進(jìn)行控制的電子顯示屏、拼接屏等設(shè)備的控制,使用網(wǎng)線替代串口線,通過(guò)串口-RJ45轉(zhuǎn)接器,采用單根網(wǎng)線能夠?qū)T設(shè)備的串口信號(hào)傳輸?shù)?00 m以上的電腦上,完成串口通信。
(7)替代VGA線。使用網(wǎng)線替代VGA線,結(jié)合VGA延長(zhǎng)器,通過(guò)VGA-RJ45轉(zhuǎn)接頭,采用單根網(wǎng)線將電腦的VGA信號(hào)傳輸在1~20 m距離內(nèi)的顯示設(shè)備。該方法主要適用于已經(jīng)裝修的工程,使用多余的網(wǎng)線替代VGA線,網(wǎng)線分別接在兩個(gè)VGA-RJ45轉(zhuǎn)接頭的網(wǎng)線接口上即可。
在使用VGA延長(zhǎng)器時(shí),選擇的網(wǎng)線最好是屏蔽網(wǎng)線,這樣既減少了自身信號(hào)的串?dāng)_,又避免了對(duì)其他信號(hào)產(chǎn)生干擾。
(8)替代HDMI線。對(duì)于超過(guò)15 m的距離,使用網(wǎng)線代替HDMI線,借助有源/無(wú)源HDMI-LAN轉(zhuǎn)接器,不挑網(wǎng)線實(shí)時(shí)傳輸高清視頻信號(hào)120 m。
在30 m范圍內(nèi),使用網(wǎng)線替代HDMI線,采用無(wú)源HDMI-LAN轉(zhuǎn)接器,通過(guò)HDMI-RJ45轉(zhuǎn)接頭,采用單根網(wǎng)線將電腦的HDMI信號(hào)傳輸30 m以內(nèi)的設(shè)備上。
超過(guò)30 m,使用網(wǎng)線替代HDMI線,采用HDMI有源HDMI-LAN轉(zhuǎn)接器,通過(guò)HDMI-RJ45轉(zhuǎn)接頭,采用單根網(wǎng)線將電腦的HDMI信號(hào)傳輸30~120 m設(shè)備上。
在選擇HDMI-LAN轉(zhuǎn)接器時(shí),需要注意HDMI接口的方向,以保證每側(cè)HDMI-LAN轉(zhuǎn)接器使用一個(gè),不至于因方向調(diào)整而額外增加HDMI直通轉(zhuǎn)接器。畢竟每增加一個(gè)轉(zhuǎn)接器,就存在可靠性下降的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也增加了造價(jià)成本。
由于網(wǎng)線使用有兩種方式:直通線纜和交叉線纜,因此對(duì)應(yīng)網(wǎng)線制作的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)就相應(yīng)有兩種:T568A標(biāo)準(zhǔn)、T568B標(biāo)準(zhǔn)。
其中,T568A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的線序從左到右依次為:白綠、綠、白橙、藍(lán)、白藍(lán)、橙、白棕、棕。T568B標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的線序從左到右依次為:白橙、橙、白綠、藍(lán)、白藍(lán)、綠、白棕、棕。
網(wǎng)線的制作工藝依次為:選線、剪斷、剝皮、排序、剪齊、插入、壓制、測(cè)試,其中關(guān)鍵工序?yàn)椋哼x線、排序、測(cè)試。
(1)選線。根據(jù)項(xiàng)目傳輸帶寬的要求,結(jié)合上述網(wǎng)線分類的說(shuō)明,綜合考慮項(xiàng)目成本,在滿足項(xiàng)目要求的情況下,選用性價(jià)比最好的網(wǎng)線。當(dāng)然,如果考慮到后續(xù)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容與升級(jí)改造,可以選用檔次高一級(jí)的網(wǎng)線。
(2)排序。排序的目的是發(fā)揮網(wǎng)線的抗干擾優(yōu)勢(shì),盡可能保證同一類信號(hào)使用同一對(duì)雙絞線,以保證信號(hào)傳輸通暢。
直通線的兩頭必須同時(shí)選用568A或568B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排序,兩個(gè)水晶頭對(duì)應(yīng)腳的顏色應(yīng)相同。交叉線的兩頭必須分別選用568A和568B標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排序,兩個(gè)水晶頭對(duì)應(yīng)腳的顏色不一定相同。
(3)測(cè)試。測(cè)試環(huán)節(jié)是網(wǎng)線制作的檢驗(yàn)工序,也是安裝前的最后一道工序。測(cè)試應(yīng)該分為兩個(gè)步驟進(jìn)行:目測(cè)和儀器檢測(cè),這兩個(gè)步驟是相輔相成,缺一不可的。
在施工不存在困難的情況下,在電纜使用上應(yīng)根據(jù)信號(hào)種類使用適合的專用電纜和附件,弱電系統(tǒng)的安裝應(yīng)符合國(guó)際或國(guó)內(nèi)的相關(guān)規(guī)范。
在施工存在困難的情況下,從工程施工的角度,USB線、VGA線、HDMI線、串口線等存在重大的施工難點(diǎn)。況且,和網(wǎng)線相比,其傳輸距離受限也是現(xiàn)場(chǎng)難以解決的問(wèn)題,造成現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際效果往往無(wú)法滿足系統(tǒng)需要。
網(wǎng)線在機(jī)電工程弱電系統(tǒng)中的巧妙運(yùn)用,不但解決了信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸問(wèn)題,而且讓現(xiàn)場(chǎng)綜合布線施工方便,省去了類似于VGA、HDMI線纜接口對(duì)施工的麻煩,節(jié)省了施工工期,工程費(fèi)用也大大降低。