综合布线国产化及关键技术的研究

　　自80年代世界上第一座智能大厦问世以来，其发展异常迅速，90年代以来我国也有许多智能大厦问世，，综合布线这一实现电子系统集成和建筑艺术结合的载体，是需要紧随建筑的建立而实施的。从90年代初期10兆以太网(lOBASE-T)的出现，到90年代中期转换到100兆以太网(IOOBASE-T)，到今天成为主流的千兆以太网(1000BASE-T)以及目前己崭露头角的万兆以太网(lOGBASE-T)，网络的速度在以100倍的幅度增加。配合网络的更新速度，网络布线系统的物理连接技术也在相应地不断发展，从3类系统发展到今天最先进的7类系统。为满足信息传输高速、大容量的需求，宽带高速以太网技术的推广将成为信息网络建设的新趋势。目前全球应用广泛的国家主要在美国、欧盟、澳大利亚、俄罗斯、日本、中国、印度等。世界各地的综合布线市场将逐年增长，预计以每年13.7%的增长。

　　对于2010年中国布线市场的增长，所有布线企业都满怀信心，这种信心主要来自于:中国的市场空间巨大，特别是沿海城市的发展潜力将是空前的，2010年布线市场的发展还会处于稳步增长的态势。增长来源于需求。近几年来，在中国信息化发展的大环境下，能源、交通、通信等基础设施建设以及医疗、教育、金融等行业的智能化建设如火如茶，用户对智能化的认识也有很大程度的提高。越来越多的用户认识到网络安全和网络传输能力的重要性，并相信只有基于优秀的网络布线系统，新的信息技术如会议电视、视频点播、多媒体通信等才有可能得到最充分的应用。

　　据国外报道，全球工业分析公司(GIA)关于结构化布线系统的数据表明，2015年，全球的布线市场将超过82亿美元。该公司表示，这个数字主要是由发展成熟的整个市场数据或日益增长的互联网宽带的需求组成。第二，是由在中国和印度等新兴国家市场的互联骨干网的发展形成。

　　2009年中国综合布线产品市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励综合布线产品产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者和企业经营者对综合布线产品市场的关注越来越密切，这使得综合布线产品市场的发展研究需求增大。

　　2010-2012年是中国综合布线产品市场发展的关键时期，也是我国从“十一五，迈向“十二五，，的过渡期，在全球金融危机风暴大环境及国内严峻经济形势下，一系列新的政策将会陆续出台，对综合布线产品市场的发展必将产生重大影响;一批国家重大工程项目陆续开工建设，对综合布线产品市场需求市场必将产生极大的拉动作用。本领城当前急待解决的关健技术问题。

　　下一代综合布线系统技术

　　近年来，增长的网络数据流量已经导致网络基础设施发生了前所未有的改变。对于建筑物内水平网络布线来说，在短于100米的距离上，使用双绞铜线的以太网已经成为人们的首选模式和介质。以太网已经成为最常用的网络通信模式，并且己经从二十世纪九十年代占主导地位的lOM每秒的传输速度发展到如今的lOG每秒。

　　综合布线起源于20世纪80年代初美国的智能建筑(IntelligentBuilding,113)，首次从分散式布线改变到结构化综合布线，解决了过去建筑物内各种布线系统彼此独立，互不兼容的问题，产生了巨大变革和飞跃。综合布线系统以建筑物为平台，采用高质量的标准线缆和相关连接器件，在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，使语音、数据通信形成了一个统一的系统，再进一步与外网连接。综合布线是一条适应信息时代的建筑物内“信息高速公路，，，是建筑智能化必备的基础设施。

　　综合布线系统采用标准化的语音、数据、图像、监控设备，各线综合配置在一套标准的布线系统上，统一布线设计、安装施工和集中管理维护。综合布线系统以无屏蔽双绞线和光缆为传输媒介，采用分层星型结构，传送速率高。还具有布线标准化、接线灵活性、设备兼容性、模块化信息插座、能与其它拓扑结构连接及扩充设备，安全可靠性高等优点。

　　a.增强型六类缤合布找系统

　　随着lOG以太网标准全面颁布，万兆网络系统正逐渐成为网络技术的发展方向。因此，支持万兆网络传输的新型布线系统也成为了高端项目用户的首选。万兆很快就将是中国网络应用的主流，万兆铜缆技术也将广泛运用增强型六类布线系统提供了更高的带宽(500MHz),能够支持lOG的网络应用到1OOm的距离，传统6类最远只能支持37m。另外，满足外部串扰指标的增强型六类布线系统具备更好的抗外界干扰能力，特别在一些线缆汇聚的应用环境，如数据中心，有得天独厚的性能优势。

　　6A连接器件性能要求达到500MHZ的带宽，在这样高的带宽下如何改进线对间的串扰性能是设计6A模块的关键技术。高速网络用接插件(CAT3,CAT5,CAT5E,CAT6)的应用从1995年ISO11801CAT5综合布线标准的发行变的为我们熟知，鉴于核心技术的保密考虑，在很长一段时间内，全球除欧美的几家布线行业领导企业:美国的AT&T、美国的AMP、美国的PANDUIT、美国的SIEMON、德国的KRONE等掌握综合布线网络线缆和高频接插件的关键技术和研发制造手段。即使到今天CAT6A综合布线系统产品越来越多的出现在我们工作和生活环境的周围，我们的国内同行对高频产品的研发和制造还知之甚少，还没有形成足够数量的研发队伍，对于行业标准的制定也就不可能有相应的话语权。

　　综合布线到了6A系统是为了确保loom的万兆传输，而对于评判6A系统性能的好坏，就会涉及到一个重要参数是ANEXT，这是综合布线系统到了6A以后的一个非常关键的性能参数，即线间串扰，也称外部串扰ANEXToANEXT被定义为线缆中的一对线给相临的另一对线带来的干扰，在两个相同颜色的线之间的ANEXT干扰最明显，这是由于在这对线中它们的纽距是一样的，更深一层的考虑必须基于综合线外串扰，即PSANEXT，因为在所有临近的线对之间也存在感应噪声干扰，不仅仅是那些相同颜色的线之间。除了线缆之外，配线架相临的两个端口之间互相也存在着强烈的ANEXT干扰影响。

　　到了6A系统在达到万兆的传输时，信号编码己采用了矩阵编码体系，是四对线缆同时传输，如果一对线出现传输问题，对整个传输都会带来影响，因此要求每一对线的信噪比都要达到标准。

　　为了解决这一技术上的问题，业界采取了众多技术上的创新让铜缆在loom的距离上传输万兆成为了现实。具体来讲，业界采用了方法包括在线缆、模块的结构以及连接上都做了很多新的设计，包括使用新的材料、新的制造技术、改变四对线缆的相对位置、改变模块的印刷电路设计等来改善ANEXT性能，满足万兆传输的要求。串扰消除和补偿技术得益于新的印刷线路板(PCB)材料和补偿技术的使用，这两种产品在消除高频串扰方面有了巨大改进。除此之外，通过采用新材料和PCB补偿技术，使得6A布线系统具有优异的外部近端串扰抑制性能。

　　在6A网络电缆研发设计中，线缆将采用独特的线缆内部结构设计，特殊的填充物用以提升线缆的综合外部串扰性能。此外，线缆内部的分隔带将线对隔开从而减少线对间的串扰和回波损耗。这一切都是为了获得最佳的线缆性能我们注重如下几个关键技术:(户改进现有绞对技术，加大线对间的节距差值，减小各线对传输延迟偏差值，提高4线对之间的高频串音指标。(2)设计发泡型线对隔离骨架，增加发泡骨架内中空气的含量，提高骨架的绝缘性能。(3)改善线对单个节距的均匀性和节距的对称性，以降低传输损耗，增强抗干扰性能。

　　b.七类练合布经系统

　　七类综合布线系统是目前数据传输技术中最为高端的产品，七类综合布线产品信道带宽达到600MHz，传输速率可达到30Gbps，比现有的超五类数据电缆提高30倍，与6类数据电缆相比，具有更优的芯线绝缘性能、屏蔽性能，其传输损耗更低，抗线对串扰强，在万兆以太网的数据传输应用中更为稳定。采用这种系统可以极大地扩展局域网的功能.对于七类系统，我们必须解决以下关键技术:

　　导体绝缘层设计新颖的皮泡皮结构，在导体外部的绝缘发泡层内外面共挤实心绝缘层，以大幅提高导体的绝缘性能，保证信号传输的稳定性。(2)设计由分屏蔽和总屏蔽组成的双层屏蔽结构，有效提高电缆的抗电磁干扰性能，解决超高频信号在传输中的串扰、损耗、延迟、误码等技术缺陷。

　　面对设计出下一代7类连接器的挑战，应该对模块化插头和连接器进行一次彻底的改造，使用高频软件仿真技术，对连接器件进行电路分析和电磁分析。高频电子线路板设计技术是连接器件设计最为关键的技术:补偿电路是所有5e和更高类别模块化插座设计中的一个关键要素。其作用是应用电抗元件(例如电容和电感性原件)来抵消插头和插座接口所固有的串扰，以符合规定的性能指标。

　　以下几个改进设计的关键:

　　电气:

　　1.消除通常状态下与现场和工厂端接过程相关的高可变性

　　2.确保模块化插头性能始终在模块化插座的“最佳点”内，以提供最佳的祸合性能

　　3.定位线缆端接以摆脱线对分离和线对交叉

　　4.应用精密的有限元传输模型技术，以优化输入和输出线缆连接之间每个点的幅值和相位

　　5.电气隔离配线架和面板上相邻的连接器，使外来的串扰最小化并消除信道间可能的屏蔽连接机械:

　　优化触点形状和配置，使所有元件中的传输长度和中断最小化，并使相邻插座的引脚之间的距离最大化，以改善外来串扰。