国家体育场光纤布线系统

文｜3M北京技术服务分公司 叶 利

3M中国有限公司非常有幸成为第29届北京奥林匹克运动会主场馆国家体育场唯一指定综合布线系统产品供应商，负责综合布线系统的产品供应，协助设计、施工及测试，并承担赛时通信系统的运行保障任务。与传统楼宇综合布线系统设计及施工要求有所不同，体育场馆所用布线系统具有其特殊性，例如更大的传输跨度，多系统的协调工作，安防系统与普通通信系统内外网融合与分离，系统的高度可靠性，声、光、视频演播系统更高的实时性要求等。

业界广泛遵循的相关国际标准和国家、行业标准，如TIA/EIA 568-B，ISO/IEC 11801以及《综合布线系统工程设计/验收规范》（GB/T 50311/50312），针对的大都是通用型系统，侧重商业建筑的布线特点及要求。实际上，当前并没有专门针对体育场、运动场的指导性设计依据。而面临的困难除了缺乏设计参考依据外，还包括和多个子系统（包括视频监控系统、门禁系统、报警系统、巡更管理系统、公共广播系统、会议系统、信息显示系统、售验票系统等15个子系统）的融合与协调，其中在路由分配、管道资源管理、安全性方面有很多细节需要考虑。在谈到设计与配合这些问题前，我们先简单回顾一下标准的情况。

留意一下最新国际标准化组织的研究方向我们不难发现，在预备替代TIA/EIA 568B的新标准草案TIA/EIA 568C当中，标准化组织已经注意到系统设计的针对性这类现实问题，并致力于完善和拓展标准的内涵，力图为更好地发展和维护标准打下基础。

TIA/EIA 568B标准是由EIA的分支TIA（Telecommunications Industry Association）针对商业环境而制定的综合布线标准，其中包括三个部分，这三部分被正式命名为：

◆ANSI/TIA/EIA 568B.1-2001，《 商 业楼宇电信布线标准第一部分：通用要求》；

◆ANSI/TIA/EIA 568B.2-2001，《 商 业楼宇电信布线标准第二部分：平衡双绞线布线连接硬件》；

◆ANSI/TIA/EIA 568B.3-2001，《 光 纤布线连接硬件标准》。

此标准发布于2001年。此后根据实际的情况多次进行了修订及增补并以附录的形式发布。

其中ANSI/TIA/EIA 568B.1-2001， 《商业楼宇电信布线标准第一部分：通用要求》，原本是针对办公写字楼的商业建筑通用布线标准，而实际上它已经被广泛用于其他类型的建筑，如机场、医院、学校以及体育场馆等建筑的设计。正是由于目前没有针对这些建筑专门量身定做的标准，所以568B.1成为了现实上的参照。

新的ANSI/TIA/EIA 568C标准在结构上做了一些调整，草案分为4个部分：

◆TIA 568C.0，《用户建筑物通用布线标准》；

◆TIA 568-C.1，《商业楼宇电信布线标准》；

◆TIA 568-C.2，《布线标准第二部分：平衡双绞线电信布线和连接硬件标准》；

◆TIA 568-C.3，《 光纤布线和连接硬件标准》。

对比可见，原来的B.1标准在新体系中被分为了两部分：C.0和C.1。前者是一个通用的标准文档，后者侧重商业环境的应用。细致研读TIA 568C.0可以发现该分项草案被设计成适用性非常广泛的参考文档，例如其中认可的传输介质、永久链路、信道长度、极性、安装需求、支持的网络应用等可以适用于除商业建筑外的很多场合。因此，现实当中如果某些比较特殊的环境，如前面所说机场、医院、学校，以及体育场馆建筑、工业环境、数据中心等，布线标准暂缺，568C.0实际上就可以成为一个通用的标准参考文档。即便是标准尚未规定或涉及的领域，以这样的结构划分，标准的开发、调整及升级过程也会大大简化，从而有利于标准自身的演进与完善。

除去没有专门的设计标准用于参考外，国家体育场（鸟巢）内部的结构和各子系统的配合也非常复杂，综合布线系统作为一个承载系统，其合理可靠的设计以及良好的施工都会对其他系统的运行及性能起到积极的影响。

这其中，光纤系统由于承担主干以及一些关键环节的通信及传输任务而更显重要。我们这里着重介绍一下在面临上面所说的诸多问题的情况下，3M的光纤布线系统是如何从规划、施工直到测试进行保障，最终取得开/闭幕式、赛事期间，零故障、零投诉的优异成绩的。

1 光纤系统解决方案

光纤系统部分采用3M独特的VF-45光纤到桌面的设计，如图1、图2所示。3M公司可以提供从后台交换设备直到用户终端，包括计算机网卡在内的一整套解决方案。

图1 VF-45全光纤解决方案链接示意图

图2 网络拓扑结构原理图

VF-45（SG）解决方案是一套基于3M专利技术的SFF小型双芯器件完整解决方案，其先进性在于：这种专利技术早在1999年就获得国际标准化组织的认可，并在商业领域有多年的成功运营的记录，性能可靠；SFF更小的器件可以有效地提高设备端口密度，在高集成度小型化的应用场合（数据中心、空间受限的机房、光纤到桌面、光网卡等）尤为适用；采用现场端接方式，特别适用于工期紧张，各系统施工（供电、墙面装修、布线施工）相互交叉干扰，并且施工环境比较受限制的环境（条件较差的供电、照明、供暖、施工环境等），易于测试。此外，考虑到可靠性，我们同时提供了拥有专利的高强度光纤GGP光缆作为用户端、设备端连接跳线。

与传统SC或FC光纤接口相比，VF-45具有如下显著优点：

（1）VF-45是一种机械连接的，小型化的双芯器件，并且获得了国际标准的认可，如图3所示。

图3 VF-45获得认可的国际标准及VF-45施工用专业工具包

（2）可以很方便地现场制作，甚至无需电源、熔接机等设备。

（3）因为体积小、集成度高，因此可以大大减少配线架和面板的空间要求，从而实现在有限空间内接入更多用户的目的。

（4）网卡因其自身物理规格要求，更适合采用这类小型双芯器件作为接口标准。

2 VF-45连接器件的原理和构造

VF-45系统由配线架、插头、插座和连接它们的光纤器件构成，其中现场制作的插座又由如下几部分构成：上、下端盖、光纤固定器，光纤保护护套。VF-45跳线插入插座的状态，如图4所示。插座的装配组件，如图5所示。VF-45这种光纤连接器的保证精度的V型导槽的原理，如图6所示。

核心部件是光纤固定器，它可以通过机械压接的方式把处理好的规定长度光纤固定住，固定好的光纤伸出部分会在端盖的V型槽内沿槽道放置。待插头内的光纤进入后，两根光纤在V型槽内依据设计好的距离实现精准对接。

图4 VF-45跳线插入插座的状态

图5 插座的装配组件

图6 VF-45光纤连接器的保证精度的V型导槽原理图

VF-45插头、插座结构原理，如图7所示。

图7 VF-45插头、插座结构原理图

VF-45插头插入插座的四个关键步骤，如图8所示。

图8 VF-45插头插入插座的四个关键步骤

3 技术支持：施工及赛时保障

好的产品还需精确地施工、认真地维护，而这正是综合布线系统的特点和要求。考虑到项目的重要性和特殊性，VF-45系统的施工，鸟巢内所有用户信息插座的端接、测试工作均由3M的工程师亲自负责。

应用OTDR（光纤时域反射器）测试光链路得到的测试结果，如图9所示，说明整段光缆传输正常。

图9 应用OTDR（光纤时域反射器）测试光链路得到的测试结果

3M全程跟随了从测试赛、开幕式、奥运会、残奥会一直到闭幕式的赛时保障工作，并为此成立了由商务、技术部领导负责的专业团队。因为赛前仔细检查、测试，赛时按计划维护巡检，最终达到了整个比赛期间零故障、零投诉的良好结果。