为什么采用结构化布线(2)

　　要理解结构化布线为什么会成为大楼通信设施的实际标准，我们必须先回顾一下历史。 本白皮书回顾了自以太网技术成为最流行的LAN技术以来的历史发展情况。这一原则同样也适用于其它协议。 现代以太网络设备的设计观念是，网络中的每台设备都通过专用介质与某一中央集线器相连。 不管是由网络中所有工作站共享LAN带宽，如标准集线器网络，还是为每台设备提供专用带宽（交换技术）， 都要为一台设备分配一条可供使用的给定电缆。最初的设计都假定采用常见的共享介质，即同轴电缆。 对许多20世纪90年代开始学习并应用LAN技术的人来说，使用结构化布线和双绞线电缆已非常普通， 可能很难理解还有人在建立一个大型LAN时使用其它的布线技术。 为什么我们在设计以太网技术时首先考虑的不是双绞线呢？为什么以太网在最初出现时使用的是同轴电缆（一种笨重、 昂贵、难以操作的电缆）呢？有三点理由：

　　利用同轴电缆比双绞线更容易设计出高速LAN，虽然在安装和配置LAN时使用双绞线比同轴电缆更加简便易行，

　　但从设备（收发器）设计者的角度来看，使用同轴电缆作为底层传输介质更为简便。作为高速通信系统的传输介质，

　　同轴电缆具有几个重要的优点：

　　* 其抗噪音干扰性（电磁干扰磁化系数）远远强于双绞线；它不易受违反规定限制的辐射干扰（电磁辐射）。

　　* 大部分同轴电缆的固有带宽容量远远超过最好的双绞线；同轴电缆的信号衰减也大大低于双绞线，而且较其它介质而言， 同轴电缆的信号量会更大，所以使接收器要容易设计；更重要的一点，信号衰减的程度不会象更高频率的信号一样严重， 这就不必在发射机和（或）接收器中设计复杂的对等电路。

　　* 同轴电缆的阻抗比双绞线阻抗更容易控制，使收发器电路的设计相对更加容易。

　　目前，10Mb/s以太网被认为是普遍采用的LAN技术中最慢的一种技术，但在它最初出现时, 它却是当时可用的速度最快的商用局域网技术。即使在物理上并不方便，但当时假定必需使用象同轴电缆那样的高级通信介质， 也是非常合理的。这种貌似不合理的论断的理由如下：

　　* 同轴电缆本身具有比双绞线更好的信号传输特性，但同轴电缆只用于10Mb/s以太网，而 双绞线却用于100 Mb/s网络系统。

　　* 许多站点正在（或已经）从基于同轴电缆的系统过渡到新型双绞线系统。如果同轴电缆是二者中更优秀的介质， 这种过渡就显得非常荒唐可笑。

　　　　答案在于双绞线介质的优点与其电气或传输特性完全无关。确实，双绞线的主要缺点是它的电气性能，然而， 稍后所讨论的优势就会超过这一缺点。另外，值得注意的是，当以太网最初出现时，10Mb/s被人们看作是一种相当快速的通信信道。 共享介质最适合于共享带宽的LAN中。当10Mb/s以太网首次出现时，人们还没有考虑到交 换式LAN、 以集线器为中心的系统以及网桥等等。 局域网是一个共享带宽的通信信道，而总线拓扑结构的同轴电缆为实现这样一个信道提供了相应选择。所以， 鉴于从电气特性看同轴电缆是一种很好的选择，因此不存在否定这一选择的同轴布线拓扑结构问题。

　　向结构化布线过渡

　　　　众所周知，在通信产业的某一发展阶段中，一个事件的出现会导致看上去毫不相关的学科发生变革。在20世纪80年代， 美国电话业经历了一场消除管制的风波，最令人难忘的是打存了全国贝尔系统在电话中的垄断地位。形成新的法规环境的推动因素之一是， 客户被允许拥有自己的电话设备，至少可以安装在自己的大楼中。以前，所有电话设备，甚至于放置于桌面上的电话机， 都为贝尔所拥有和控制。这样，取消管制为专用分组交换机（PBX）设备创造了市场机会，并使私人拥有和控制内部布线成为可能。> 大部分欧洲国家也出现了类似的管制解除活动。

　　　　接着，人们迎来了数字电话时代，使用64kb/s编码的信号进行语音通信，其效果要好于未 经处理的模拟信号系统。 数字电话系统允许在专用电话系统中增加大量的特性和功能，从而进一步增强了竞争环境。

　　　　对大多数已经安装数字电话系统的大型（以及许多中小型）机构而言，标准化、结构化的布线系统已经成为必需。 许多早期的布线系统为某一特定厂商所设计和拥有，而当该产业步入成熟时，人们就意识到需要一种布线标准， 允许以通用的方法对大楼进行布线，而不必考虑将来会选择安装哪种设备。经过多年以后，这一标准逐渐成熟并进行了改进， 以用于新兴的LAN技术中，但最初的原动力仍源于根据数字电话系统要求而采用的PBX设备。

　　　　从局域网在办公室中应用的角度来看，其重要的发展原因是，为了正常运行数字电话系统， 需要使用比传统模拟电话系统使用的电缆更高级的电缆。 模拟电话允许使用类型各异的电缆和拓扑结构，这种系统在非双绞线介质（如“银缎状”扁平电缆）上运行得相当出色， 并能够解决无控制的阻抗和边际连接问题；而数字电话系统则需要更加可控制的布线环境，至少对更远距离电缆走线如此。 这就导致了”数据级”电缆的发展（后来成为3类双绞线标准）。有了数据级电缆和更加可控制的环境， 使得设计通过电话线运行的高速LAN成为可能。

　　　　全面讨论结构化布线并不是本文要探讨的范围，但必须注意结构化布线系统，特别是它与以太局域网应用相关时的关键特性。

　　　　* 每个工作位置（桌面）至少有一条专用电缆通向配线间，这条电缆由该工作位置专用，不与其它任何工作位置共享， 或以菊花链形式链接到其它任何工作位置。典型情况下，每条电缆由4条非屏蔽双绞线（UTP）构成；较好的作法（国际标准规定）是， 为每个工作位置最少提供两条这样的电缆。从配线间通向工作位置的布线通常称为水平布线，因为其走线方向一般与每个楼层平行。 * 水平布线电缆可以是多种不同电缆中的一种。过去，细同轴电缆和150W的屏蔽双绞线（1类屏蔽双绞线）通常用于局域网应用中， 而3类非屏蔽双绞线则用于语音传输。今天，人们已在LAN应用和语音传输中采用5类非屏蔽双绞线， 另外也在使用部分传统的3类非屏蔽双绞线。

　　　　* 水平布线的最远距离是100米，其中包括了接插线、墙上面板到计算机的允许距离等。

　　　　* 结构化布线意味着存在集线器设备，典型情况下，集线器设备放置于水平布线终结的配线间中。

　　　　* 配线间通过垂直布线互相连接，之所以叫垂直布线，是因为这种布线通常在不同的楼层间走线。 垂直布线也可以采用各种不同类型的电缆。 过去，人们常常在局域网应用中使用粗同轴电缆、150W屏蔽双绞线和光纤，而使用3类非屏蔽双绞线传输语音。而现在， 局域网中应用最普遍的是62.5/125毫米光纤，而通常使用低级多线对非屏蔽双绞线传输语音。

　　　　* 垂直布线的最大距离根据所用介质不同有很大差别，使用非屏蔽双绞线时，最长达100米，而若使用62.5/125毫米光纤， 则最远距离可达到500米。

　　　　 * 布线系统保持（至少试图保持）可控的电气特性，其中包括恒定阻抗、最小串扰及消除短线。这不仅是电缆和布线组件的功能， 也是可控安装作法的组成部分，各种布线标准对二者都作出了相应规定。

　　　　随着时间的推移，布线系统和标准开发人员意识到，除电话系统外，还需要开发计算机通信技术。 EIA/TIA568系列标准和ISO11801被公认为是楼宇结构化布线系统的控制文档。我们又转回了原地， 最初可能是由于数字PBX系统的需要而产生了现行的标准，而今天更迫切的需求则来自高速LAN的需要。 目前布线标准制订机构的大多数活动都集中于满足不断增长的LAN速度需求。而同等重要的是，在多数用户机构中， LAN已成为与电话系统同样关键的资源。当人们将LAN应用作为首要的考虑因素时， 其不断增加的显著性使得提高布线系统性能已超越了对数字电话系统的需求。

　　结构化布线的优点

　　结构化布线系统提供了以太网最初开发时不可能提供的功能，它提供了一个稳定的布线设施， 以支持高速局域网通信，并具有如下特性：

　　* 电缆和布线系统具有的可控电气特性

　　* 星形布线拓扑结构，为每台设备提供专用介质

　　* 每条电缆都终结在放置LAN集线器和电缆互连设备的配线间中

　　　　电话系统使用星形拓扑结构连接已有100多年的历史，它具有很好的理由。 而同时兼容高速LAN和数字电话系统的结构化布线系统的正式规范只在近期才刚刚问世，星形拓扑布线的优点显而易见。

　　* 移动、增加和改变配置容易，是结构化布线的主要优点。大多数机构都需要不断增加用户、 把用户从一个位置转向另一个位置。如果使用总线或菊花链拓扑结构（如在同轴以太网系统中）， 任何配置变化都将导致重新布线（包括爬入空天花板或拆除永久墙壁，以连接墙内电缆）和网络中断（在增加设备时）。 利用结构化布线系统，每个工作区域预先布线，因而在增加新用户时不需要重新布线。

　　　　更重要的是，网络配置都在配线间中的接线板上完成，既不需接触用户端的连接，也不需接触水平电缆。在这种方式下， 重新配置，甚至于象整个工作组的整体移动这样的大型操作，都可以迅速地在一个地点完成，而不会干扰网络中的其它用户。

　　* 局域网技术的独立性。通过采用结构化布线标准，我们已经设计出在这种普通介质上运行的大量LAN技术。过去， 决定选用某种传输介质就意味着选择了某种网络技术，反之亦然。安装50W同轴电缆就等于决定使用以太网， 而使用150W屏蔽双绞线则必须选择令牌环网，等等。在技术和传输介质之间，存在着紧密的互相依赖性。

　　　　但这并不适用于结构化布线系统。同样的基础设施可以支持以太网（各种不同的传输速率）、令牌环网、LocalTalk、 FDDI/CDDI、R232/422以及ATM等各种网络技术。我们不用在选择布线系统的同时决定使用何种网络技术。 同一系统可以支持多种技术和一种技术中的多种数据传输速率，这就