論綜合布線在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用以及其發(fā)展

文│ 耐克森綜合布線系統(tǒng)(亞太區(qū)) 涂 虹

時下綜合布線行業(yè)最熱門的話題非“數(shù)據(jù)中心”莫屬，所有外資的、國內(nèi)的著名品牌都在盯著這些能夠產(chǎn)生巨大發(fā)展機(jī)遇的行業(yè)及產(chǎn)品。甚至有很多廠商專門為此組織了獨(dú)立的部門，以針對此行業(yè)從技術(shù)解決方案到市場運(yùn)作再到銷售模式的整體策劃。隨著數(shù)據(jù)中心綜合布線后時代發(fā)展大蛋糕的出爐，競爭又進(jìn)入到了一個白熱化的階段。

可是綜合布線作為有著無限發(fā)展空間的“以太網(wǎng)”最基本的物理層，難道僅僅應(yīng)用如此？只要一說到綜合布線系統(tǒng)的應(yīng)用，相信大家馬上反應(yīng)的就是商業(yè)大樓、醫(yī)院、酒店、機(jī)場、劇場，包括現(xiàn)如今的數(shù)據(jù)中心等這些民用建筑大樓。殊不知，以太網(wǎng)的應(yīng)用在工業(yè)行業(yè)同樣也是如火如荼地大力發(fā)展著，同樣從10M應(yīng)用發(fā)展到如今的1000M應(yīng)用，甚至更高的應(yīng)用，其速度并不亞于商業(yè)的發(fā)展。在工業(yè)行業(yè)，工業(yè)交換機(jī)以及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備應(yīng)用已經(jīng)得到了工業(yè)行業(yè)，包括能源行業(yè)、冶金行業(yè)、石化行業(yè)等設(shè)計院的認(rèn)可。而作為物理層的綜合布線系統(tǒng)工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用，事實(shí)在很多專業(yè)工業(yè)設(shè)計院里卻還是一個全新的概念。筆者在曾經(jīng)的工作中有接觸過不少工業(yè)設(shè)計院，發(fā)現(xiàn)他們對綜合布線新產(chǎn)品的需求很強(qiáng)烈，并希望能將此規(guī)劃到其設(shè)計圖紙上，但由于沒有相關(guān)的專業(yè)知識，只能望洋興嘆。

有關(guān)綜合布線應(yīng)用在商業(yè)方面的標(biāo)準(zhǔn)從國際到國內(nèi)，從商業(yè)大樓到數(shù)據(jù)中心，涵蓋了設(shè)計、施工、安裝、測試等各種標(biāo)準(zhǔn)，其中很多都是大家耳熟能詳?shù)?。然而對于工業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從IEC到TIA都有專門的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)有不少人并不是很了解。如，國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC 24702是專門針對環(huán)境因素對布線系統(tǒng)的影響而制定的標(biāo)準(zhǔn)。ISO/IEC 24702把環(huán)境定義為MICE，即M為機(jī)械震動，I為灰塵和微粒，C為溫/濕度以及化學(xué)物質(zhì)，E為電磁干擾，同時每一種環(huán)境因素又可分為三個等級，因此可以用M1/2/3、I1/2/3、C1/2/3、E1/2/3來定義工業(yè)樓宇的布線系統(tǒng)，其中1代表標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境等級，2代表輕工業(yè)環(huán)境等級，3代表重工業(yè)環(huán)境等級，每種等級在標(biāo)準(zhǔn)中都明確定義其特性。除了環(huán)境以外，對于布線的結(jié)構(gòu)定義以及傳輸性能等則是參照ISO/IEC 11801來進(jìn)行制定。

其次就是TIA 1005標(biāo)準(zhǔn)。TIA 1005對工業(yè)建筑的環(huán)境區(qū)域進(jìn)行了劃分，還對工業(yè)區(qū)域的管道以及走線進(jìn)行定義。此外還對非屏蔽信道的橫向轉(zhuǎn)移損耗（TCL）、等電位橫向轉(zhuǎn)移傳輸損耗（ELTCLT）以及屏蔽信道的偶合衰減等方面，相較于商業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)TIA 568C提出了更高的要求。

此外，IEC 61076-3-106提出了在工業(yè)環(huán)境內(nèi)連接器件的防護(hù)要求，以及對液體和微小固定入侵以及EMI的防護(hù)能力，IEC 60529則定義了其工業(yè)防護(hù)等級。IEC 60529采用IP代碼即IPXY來表示防護(hù)等級，X范圍從0～6，表示密封物對固體滲漏的防護(hù)級別；Y范圍從0～8，表示密封物對液體滲漏的防護(hù)級別；數(shù)字越大防護(hù)能力越強(qiáng)。同時在ISO/IEC 24702對于連接器件的環(huán)境要求，也就是MICE中的I（灰塵和微粒）對于IP等級要求定義辦公環(huán)境為IP20等級，輕工業(yè)環(huán)境為IP65等級，而重工業(yè)環(huán)境為IP67等級。

以上提到的標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)商業(yè)建筑的綜合布線標(biāo)準(zhǔn)不一樣的、專門適用于工業(yè)領(lǐng)域的布線標(biāo)準(zhǔn)，而兩者最大的差別主要是來源環(huán)境的惡劣性，例如高溫和低溫的需求。商業(yè)環(huán)境因其處于良好的室內(nèi)環(huán)境，所以適合的溫度往往是比較容易達(dá)到的，尤其是數(shù)據(jù)中心更是要求恒溫恒濕的環(huán)境；然而在工業(yè)環(huán)境，比如風(fēng)電行業(yè)，溫度高可達(dá)80℃～100℃，低可至-40℃，甚至-60℃。眾所周知，綜合布線的傳輸性能測試標(biāo)準(zhǔn)都是基于20℃環(huán)境下進(jìn)行的，溫度高低對其性能肯定會產(chǎn)生一定的影響。在一些煤炭加工廠房內(nèi)，其環(huán)境惡劣主要來自于粉塵和設(shè)備的強(qiáng)烈振動，這樣的環(huán)境對于連接器件有一定影響。而在一些石油化工廠內(nèi)，惡劣環(huán)境可能是各種腐蝕和液體侵入。而在一些海上石油開采平臺上，惡劣環(huán)境來自于安全以及液體的侵入和各種腐蝕的可能等。以上實(shí)例都說明了在工業(yè)領(lǐng)域，由于惡劣的環(huán)境因素要求布線產(chǎn)品有良好的環(huán)境指標(biāo)才可能滿足運(yùn)用。

針對工業(yè)環(huán)境，我們有著如下完整的端到端解決方案：

（1）工作區(qū)：提供能滿足IP65/IP67的接口盒，可用于墻面安裝，接口盒帶有兩個屏蔽的Cat.6或Cat.6A模塊。這種接口盒由于防護(hù)等級最高，可用于重工業(yè)環(huán)境。

同時還提供滿足IP20/IP67兩種等級的跳線，這樣可以保證在環(huán)境良好的管理區(qū)采用IP20跳線，而在環(huán)境惡劣的生產(chǎn)車間內(nèi)采用IP67跳線，既滿足了工業(yè)環(huán)境的防護(hù)要求，同時也可以降低一定的成本。

（2）水平區(qū)：提供從Cat.5e至Cat.7A類的銅纜，其配置的特殊PUR護(hù)套具有極好的耐油性以及對酸堿腐蝕的抵抗作用，適合于多種惡劣的工業(yè)環(huán)境。出于對安全的考慮，要求提供的產(chǎn)品必須滿足相關(guān)的船級社認(rèn)證，并以此做為項(xiàng)目產(chǎn)品選擇的門檻。

（3）管理區(qū)：管理區(qū)設(shè)定的位置通常在相對良好的環(huán)境內(nèi)，且管理區(qū)的配線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備放置在一起。由于工業(yè)交換機(jī)采用的是標(biāo)準(zhǔn)35mm的DIN-Rail軌道卡接模式，所以商業(yè)環(huán)境下標(biāo)準(zhǔn)19英寸的配線設(shè)備無法放置在其中的機(jī)柜內(nèi)。我們專門為此開發(fā)了一款用于35mm的DIN-Rail軌道方式的接口盒，這樣可以完美地將配線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備置于同一個機(jī)柜內(nèi)。

（4）主干區(qū)：開發(fā)了用于惡劣環(huán)境的光纜，采用的是PUR護(hù)套材料，可以滿足大部分的惡劣環(huán)境，而且光纜可以有多種模式選擇。

有了完整的工業(yè)解決方案，不僅能解決工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)倍受考驗(yàn)的環(huán)境惡劣問題，同時還可以滿足完美的傳輸要求，這為工業(yè)自動化的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)構(gòu)架。