國(guó)家體育場(chǎng)光纖布線系統(tǒng)

文｜3M北京技術(shù)服務(wù)分公司 葉 利

3M中國(guó)有限公司非常有幸成為第29屆北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)主場(chǎng)館國(guó)家體育場(chǎng)唯一指定綜合布線系統(tǒng)產(chǎn)品供應(yīng)商，負(fù)責(zé)綜合布線系統(tǒng)的產(chǎn)品供應(yīng)，協(xié)助設(shè)計(jì)、施工及測(cè)試，并承擔(dān)賽時(shí)通信系統(tǒng)的運(yùn)行保障任務(wù)。與傳統(tǒng)樓宇綜合布線系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工要求有所不同，體育場(chǎng)館所用布線系統(tǒng)具有其特殊性，例如更大的傳輸跨度，多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，安防系統(tǒng)與普通通信系統(tǒng)內(nèi)外網(wǎng)融合與分離，系統(tǒng)的高度可靠性，聲、光、視頻演播系統(tǒng)更高的實(shí)時(shí)性要求等。

業(yè)界廣泛遵循的相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如TIA/EIA 568-B，ISO/IEC 11801以及《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)/驗(yàn)收規(guī)范》（GB/T 50311/50312），針對(duì)的大都是通用型系統(tǒng)，側(cè)重商業(yè)建筑的布線特點(diǎn)及要求。實(shí)際上，當(dāng)前并沒(méi)有專門針對(duì)體育場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)依據(jù)。而面臨的困難除了缺乏設(shè)計(jì)參考依據(jù)外，還包括和多個(gè)子系統(tǒng)（包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、巡更管理系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)、會(huì)議系統(tǒng)、信息顯示系統(tǒng)、售驗(yàn)票系統(tǒng)等15個(gè)子系統(tǒng)）的融合與協(xié)調(diào)，其中在路由分配、管道資源管理、安全性方面有很多細(xì)節(jié)需要考慮。在談到設(shè)計(jì)與配合這些問(wèn)題前，我們先簡(jiǎn)單回顧一下標(biāo)準(zhǔn)的情況。

留意一下最新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的研究方向我們不難發(fā)現(xiàn)，在預(yù)備替代TIA/EIA 568B的新標(biāo)準(zhǔn)草案TIA/EIA 568C當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)化組織已經(jīng)注意到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的針對(duì)性這類現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，并致力于完善和拓展標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)涵，力圖為更好地發(fā)展和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。

TIA/EIA 568B標(biāo)準(zhǔn)是由EIA的分支TIA（Telecommunications Industry Association）針對(duì)商業(yè)環(huán)境而制定的綜合布線標(biāo)準(zhǔn)，其中包括三個(gè)部分，這三部分被正式命名為：

◆ANSI/TIA/EIA 568B.1-2001，《 商 業(yè)樓宇電信布線標(biāo)準(zhǔn)第一部分：通用要求》；

◆ANSI/TIA/EIA 568B.2-2001，《 商 業(yè)樓宇電信布線標(biāo)準(zhǔn)第二部分：平衡雙絞線布線連接硬件》；

◆ANSI/TIA/EIA 568B.3-2001，《 光 纖布線連接硬件標(biāo)準(zhǔn)》。

此標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于2001年。此后根據(jù)實(shí)際的情況多次進(jìn)行了修訂及增補(bǔ)并以附錄的形式發(fā)布。

其中ANSI/TIA/EIA 568B.1-2001， 《商業(yè)樓宇電信布線標(biāo)準(zhǔn)第一部分：通用要求》，原本是針對(duì)辦公寫(xiě)字樓的商業(yè)建筑通用布線標(biāo)準(zhǔn)，而實(shí)際上它已經(jīng)被廣泛用于其他類型的建筑，如機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校以及體育場(chǎng)館等建筑的設(shè)計(jì)。正是由于目前沒(méi)有針對(duì)這些建筑專門量身定做的標(biāo)準(zhǔn)，所以568B.1成為了現(xiàn)實(shí)上的參照。

新的ANSI/TIA/EIA 568C標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)上做了一些調(diào)整，草案分為4個(gè)部分：

◆TIA 568C.0，《用戶建筑物通用布線標(biāo)準(zhǔn)》；

◆TIA 568-C.1，《商業(yè)樓宇電信布線標(biāo)準(zhǔn)》；

◆TIA 568-C.2，《布線標(biāo)準(zhǔn)第二部分：平衡雙絞線電信布線和連接硬件標(biāo)準(zhǔn)》；

◆TIA 568-C.3，《 光纖布線和連接硬件標(biāo)準(zhǔn)》。

對(duì)比可見(jiàn)，原來(lái)的B.1標(biāo)準(zhǔn)在新體系中被分為了兩部分：C.0和C.1。前者是一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)文檔，后者側(cè)重商業(yè)環(huán)境的應(yīng)用。細(xì)致研讀TIA 568C.0可以發(fā)現(xiàn)該分項(xiàng)草案被設(shè)計(jì)成適用性非常廣泛的參考文檔，例如其中認(rèn)可的傳輸介質(zhì)、永久鏈路、信道長(zhǎng)度、極性、安裝需求、支持的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等可以適用于除商業(yè)建筑外的很多場(chǎng)合。因此，現(xiàn)實(shí)當(dāng)中如果某些比較特殊的環(huán)境，如前面所說(shuō)機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校，以及體育場(chǎng)館建筑、工業(yè)環(huán)境、數(shù)據(jù)中心等，布線標(biāo)準(zhǔn)暫缺，568C.0實(shí)際上就可以成為一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)參考文檔。即便是標(biāo)準(zhǔn)尚未規(guī)定或涉及的領(lǐng)域，以這樣的結(jié)構(gòu)劃分，標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)、調(diào)整及升級(jí)過(guò)程也會(huì)大大簡(jiǎn)化，從而有利于標(biāo)準(zhǔn)自身的演進(jìn)與完善。

除去沒(méi)有專門的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)用于參考外，國(guó)家體育場(chǎng)（鳥(niǎo)巢）內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和各子系統(tǒng)的配合也非常復(fù)雜，綜合布線系統(tǒng)作為一個(gè)承載系統(tǒng)，其合理可靠的設(shè)計(jì)以及良好的施工都會(huì)對(duì)其他系統(tǒng)的運(yùn)行及性能起到積極的影響。

這其中，光纖系統(tǒng)由于承擔(dān)主干以及一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的通信及傳輸任務(wù)而更顯重要。我們這里著重介紹一下在面臨上面所說(shuō)的諸多問(wèn)題的情況下，3M的光纖布線系統(tǒng)是如何從規(guī)劃、施工直到測(cè)試進(jìn)行保障，最終取得開(kāi)/閉幕式、賽事期間，零故障、零投訴的優(yōu)異成績(jī)的。

1 光纖系統(tǒng)解決方案

光纖系統(tǒng)部分采用3M獨(dú)特的VF-45光纖到桌面的設(shè)計(jì)，如圖1、圖2所示。3M公司可以提供從后臺(tái)交換設(shè)備直到用戶終端，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡在內(nèi)的一整套解決方案。

圖1 VF-45全光纖解決方案鏈接示意圖

圖2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理圖

VF-45（SG）解決方案是一套基于3M專利技術(shù)的SFF小型雙芯器件完整解決方案，其先進(jìn)性在于：這種專利技術(shù)早在1999年就獲得國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的認(rèn)可，并在商業(yè)領(lǐng)域有多年的成功運(yùn)營(yíng)的記錄，性能可靠；SFF更小的器件可以有效地提高設(shè)備端口密度，在高集成度小型化的應(yīng)用場(chǎng)合（數(shù)據(jù)中心、空間受限的機(jī)房、光纖到桌面、光網(wǎng)卡等）尤為適用；采用現(xiàn)場(chǎng)端接方式，特別適用于工期緊張，各系統(tǒng)施工（供電、墻面裝修、布線施工）相互交叉干擾，并且施工環(huán)境比較受限制的環(huán)境（條件較差的供電、照明、供暖、施工環(huán)境等），易于測(cè)試。此外，考慮到可靠性，我們同時(shí)提供了擁有專利的高強(qiáng)度光纖GGP光纜作為用戶端、設(shè)備端連接跳線。

與傳統(tǒng)SC或FC光纖接口相比，VF-45具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：

（1）VF-45是一種機(jī)械連接的，小型化的雙芯器件，并且獲得了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可，如圖3所示。

圖3 VF-45獲得認(rèn)可的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及VF-45施工用專業(yè)工具包

（2）可以很方便地現(xiàn)場(chǎng)制作，甚至無(wú)需電源、熔接機(jī)等設(shè)備。

（3）因?yàn)轶w積小、集成度高，因此可以大大減少配線架和面板的空間要求，從而實(shí)現(xiàn)在有限空間內(nèi)接入更多用戶的目的。

（4）網(wǎng)卡因其自身物理規(guī)格要求，更適合采用這類小型雙芯器件作為接口標(biāo)準(zhǔn)。

2 VF-45連接器件的原理和構(gòu)造

VF-45系統(tǒng)由配線架、插頭、插座和連接它們的光纖器件構(gòu)成，其中現(xiàn)場(chǎng)制作的插座又由如下幾部分構(gòu)成：上、下端蓋、光纖固定器，光纖保護(hù)護(hù)套。VF-45跳線插入插座的狀態(tài)，如圖4所示。插座的裝配組件，如圖5所示。VF-45這種光纖連接器的保證精度的V型導(dǎo)槽的原理，如圖6所示。

核心部件是光纖固定器，它可以通過(guò)機(jī)械壓接的方式把處理好的規(guī)定長(zhǎng)度光纖固定住，固定好的光纖伸出部分會(huì)在端蓋的V型槽內(nèi)沿槽道放置。待插頭內(nèi)的光纖進(jìn)入后，兩根光纖在V型槽內(nèi)依據(jù)設(shè)計(jì)好的距離實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接。

圖4 VF-45跳線插入插座的狀態(tài)

圖5 插座的裝配組件

圖6 VF-45光纖連接器的保證精度的V型導(dǎo)槽原理圖

VF-45插頭、插座結(jié)構(gòu)原理，如圖7所示。

圖7 VF-45插頭、插座結(jié)構(gòu)原理圖

VF-45插頭插入插座的四個(gè)關(guān)鍵步驟，如圖8所示。

圖8 VF-45插頭插入插座的四個(gè)關(guān)鍵步驟

3 技術(shù)支持：施工及賽時(shí)保障

好的產(chǎn)品還需精確地施工、認(rèn)真地維護(hù)，而這正是綜合布線系統(tǒng)的特點(diǎn)和要求。考慮到項(xiàng)目的重要性和特殊性，VF-45系統(tǒng)的施工，鳥(niǎo)巢內(nèi)所有用戶信息插座的端接、測(cè)試工作均由3M的工程師親自負(fù)責(zé)。

應(yīng)用OTDR（光纖時(shí)域反射器）測(cè)試光鏈路得到的測(cè)試結(jié)果，如圖9所示，說(shuō)明整段光纜傳輸正常。

圖9 應(yīng)用OTDR（光纖時(shí)域反射器）測(cè)試光鏈路得到的測(cè)試結(jié)果

3M全程跟隨了從測(cè)試賽、開(kāi)幕式、奧運(yùn)會(huì)、殘奧會(huì)一直到閉幕式的賽時(shí)保障工作，并為此成立了由商務(wù)、技術(shù)部領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。因?yàn)橘惽白屑?xì)檢查、測(cè)試，賽時(shí)按計(jì)劃維護(hù)巡檢，最終達(dá)到了整個(gè)比賽期間零故障、零投訴的良好結(jié)果。