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1、第4章 结构化综合布线系统工程设计,综合布线系统设计概述,新建、扩建、改建建筑与建筑群都需要进行综合布线系统工程设计。综合布线系统设施及管线的建设，应纳入建筑与建筑群相应的规划设计之中。工程设计时，应根据工程项目的性质、功能、环境条件和近、远期用户需求进行设计，并应考虑施工和维护方便，确保综合布线系统工程的质量和安全，做到技术先进、经济合理。,综合布线系统的设计等级,对于建筑物的综合布线系统，一般分为基本型、增强型和综合型3种不同的布线系统等级。这3种系统等级的综合布线都能够支持语音、数据等服务，能随着工程的需要转向更高功能。它们的主要区别在于：1支持语音和数据服务所采用的方式不同。2在移动和
2、重新布局时实施链路管理的灵活性不同。,基本型综合布线系统,1基本配置 1）每个工作区一个信息插座，用1条4对双绞线。2）采用夹接式交接硬件。3）工作区的干线电缆至少有2对双绞线。2基本特点 富有价格竞争力，能支持所有话音和数据的应用；适用于话音、话音/数据或高速数据；便于管理；支持多种计算机系统数据的传输,增强型综合布线系统,1基本配置 1）每个工作区有二个或以上信息插座，用2条4对双绞线。2）采用直接式或插接交接硬件。3）工作区的干线电缆至少有3对双绞线。2基本特点 每个工作区有二个或以上信息插座，机动灵活，功能齐全。任何一个信息插座都可提供话音和高速数据应用。可统一色标，便于利用端子板进行
3、管理。能为多个数据设备创造部门环境服务，经济有效。,综合型综合布线系统,适用于布线系统配置标准要求较高的场合，用光缆和双绞线混合组网。综合型布线系统是在基本型和增强型布线系统的基础上增加了光缆系统。综合型布线系统的主要特点是增加了光缆系统，能适应规模较大的智能大楼的设计需要，其余特点与基本型或增强型相同。,综合布线设计的一般步骤设计一个合理的综合布线系统一般包含七个主要步骤：分析用户需求；获取建筑物平面图；系统结构设计；布线路由设计；可行性论证；绘制综合布线施工图；编制综合布线用料清单。综合布线系统的设计过程，可遵循图4-2的描述。,图4-2 系统设计的流程图,综合布线系统的设计要点,综合布线
4、系统的设计方案不是一成不变的，而是随着环境、用户要求来确定的。其要点为：1)尽量满足用户的通信要求；2)了解建筑物、楼宇间的通信环境；3)确定合适的通信网络拓扑结构；4)选取适用的介质；5)以开放式为基准，尽量与大多数厂家产品和设备兼容；6)将初步的系统设计和建设费用预算告知用户。在征得用户意见并订立合同书后，再制定详细的设计方案。,了解网络工程的范围,1)确定用户需要一个多大容量的服务器，并估算该部门有多少信息量，来确定服务器。2)确定网络操作系统。3)确定网络服务软件，如E-m a i l等。上述三点只是了解了该用户的业务范围和选择的机型、服务器和网络应用软件。而网络工程真正关心的是从下面
5、开始：,4）了解地理布局 对于地理位置布局，工程施工人员必需要到现场察看，其中要注意的要点有：用户数量及其位置；任何两个用户之间的最大距离；在同一楼内，用户之间的从属关系；楼与楼之间布线走向，楼层内布线走向；有什么特殊要求或限制；供电问题与解决方式；对工程施工的材料要有所要求。,5）了解用户设备类型要确定用户有多少？目前个人计算机有多少台？将来最终配置会有多少个人计算机？还需要配些什么设备以及数量等问题。,6)了解网络服务范围。数据库，应用程序共享程度；文件的传送存取；用户设备之间的逻辑连接；网络互联（I n t e r n e t上吗？）；电子邮件；多媒体服务要求程度。是否有电子商务的需求等
6、。,7)通信类型。数字信号；视频信号；语音信号（电话信号）；8)网络拓扑结构。选用星型结构或总线结构或其他。,9)网络工程经费投资。设备投资（软件，硬件）；网络工程材料费用投资；网络工程施工费用投资；安装，测试费用投资；培训与运行费用投资；维护费用投资。,工作区子系统的设计,工作区子系统由终端设备连接到信息插座的跳线组成。它包括信息插座、信息模块、网卡和连接所需的跳线，并在终端设备和输入/输出（I/O）之间搭接，相当于电话配线系统中连接话机的用户线及话机终端部分。,工作区子系统是指从设备出线到信息插座的整个区域，即一个独立的需要设置终端的区域划分为一个工作区。,图4-3 工作区子系统,一个独立
7、的工作区。通常是一部电话机和一台计算机终端设备。,图4-5 信息与电源插座的布局,综合布线与电磁干扰源之间的距离,信息插座与终端的连接形式 每个工作区至少要配置一个插座盒。对于难以再增加插座盒的工作区，要至少安装两个分离的插座盒。信息插座是终端(工作站)与水平子系统连接的接口。其中最常用RJ45连接器。其连接如图4-4所示：,图4-4 信息插座与终端的连接,工作区设计要点,1)工作区内线槽要布得合理、美观；2)信息座要设计在距离地面3 0 c m以上；3)信息座与计算机设备的距离保持在5 m范围内；4)购买的网卡类型接口要与线缆类型接口保持一致；5)所有工作区所需的信息模块、信息座、面版的数量
8、；6)基本链路长度限在90m内，信道长度限在100m内。,7)RJ45头所需的数量。R J 4 5头的需求量一般用下述方式计算：m=n4+n41 5 m：表示R J 4 5的总需求量。N：表示信息点的总量。n41 5：表示留有的富余量。信息模块的需求量一般为：m=n+n3 m：表示信息模块的总需求量。n：表示信息点的总量。n3：表示富余量。,信息插座连接技术要求每个工作区至少要配置一个插座盒。对于难以再增加插座盒的工作区，要至少安装两个分离的插座盒。信息插座是终端（工作站）与水平子系统连接的接口。,水平布线子系统（配线子系统）设计,配线子系统应由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备（FD）
9、的配线电缆或光缆、楼层配线设备和跳线等组成.配线子系统与干线子系统的区别在于：配线子系统总是处在一个楼层上，并端接在信息插座或区域布线的中转点上。配线子系统如图4-9所示。,图4-9配线子系统,水平子系统的设计包括网络拓扑结构、设备配置、缆线选用和确定最大长度等内容，它们各自独立，但又密切相关，在设计中需综合考虑。水平子系统的网络结构都为星型结构，它是以楼层配线架（FD）为主节点，各个信息插座为分节点，二者之间采取独立的线路相互连接，形成以FD为中心向外辐射的星型线路网状态。这种网络结构的线路较短，有利于保证传输质量，降低工程造价和维护管理。布线线缆长度等于楼层配线间或楼层配线间内互连设备电端
10、口到工作区信息插座的缆线长度。水平子系统的双绞线最大长度为90m。工作区、跳线及设备电缆总和不超过10m，即ABE10m。图4-7给出了水平布线的距离限制。,图4-7 水平子系统布线距离,当需要有转换接点的情况，布线距离见图4-8。设计者要合理安排好弱电竖井的位置，如水平线缆长度超过90m，则要增加IDF（楼层配线架）或弱电竖井的数量。,设计水平子系统时，确定水平布线方案、线路定向和路由，要根据建筑物的结构、布局和用途，以使路由简短，施工方便。在水平布线通道内，关于电信电缆与分支电源电缆要说明以下几点：,图4-8 有转换接点的布线规格,水平子系统的设计,水平子系统设计涉及到传输介质和部件集成，
11、主要有6点：1)确定线路走向；2)确定线缆、槽、管的数量和类型；3)确定电缆的类型和长度；4)订购电缆和线槽；5)如果打吊杆走线槽，则需要用多少根吊杆；6)如果不用吊杆走线槽，则需要用多少根托架。,确定线路走向一般要由用户、设计人员、施工人员到现场根据建筑物的物理位置和施工难易度来确立。信息插座的数量和类型、电缆的类型和长度一般在总体设计时便已确立，但考虑到产品质量和施工人员的误操作等因素，在订购时要留有余地。订购电缆时，必须考虑：1)确定介质布线方法和电缆走向；2)确认到设备间的接线距离；3)留有端接容差。,电缆的计算公式有3种：,1)订货总量（总长度m）所需总长所需总长1 0n6其中：所需
12、总长指n条布线电缆所需的理论长度；所需总长1 0为备用部分；n6为端接容差。,2)整幢楼的用线量N CN楼层数；C每层楼用线量；C0.5 5（LS）6n；L离配线间最远的信息插座的距离；S离配线间最近的信息插座的距离；n本楼层的信息插座总数；0.5 5备用系数；6端接容差。,3)总长度（AB）2n3.31.2A最短信息点长度；B最长信息点长度；N楼内需要安装的信息点数；3.3系数；3.3将米（m）换成英尺（f t）；1.2余量参数（富余量）。用线箱数总长度1 0 0 01双绞线一般以箱为单位订购，每箱双绞线长度为3 0 5 m=（1 0 0 0 f t）。,2、电信电缆与分支电源电缆布线说明：
13、1)屏蔽的电源导体（电缆）与电信电缆并线时不需要分隔；2)可以用电源管道障碍（金属或非金属）来分隔电信电缆与电源电缆；3)对非屏蔽的电源电缆，最小的距离为1 0 c m；4)在工作站的信息口或间隔点，电信电缆与电源电缆的距离最小应为6c m。,3、水平子系统布线线缆种类1)非屏蔽双绞线（U T P）电缆；2)屏蔽双绞线（S T P）电缆；3)同轴电缆；4)62.5/125m光纤电缆。,4、水平子系统布线方案水平布线，是将电缆线从管理间子系统的配线间接到每一楼层的工作区的信息输入/输出（I/O）插座上。设计者要根据建筑物的结构特点，从路由（线）最短、造价最低、施工方便、布线规范等几个方面考虑。,
14、但由于建筑物中的管线比较多，往往要遇到一些矛盾，所以，设计水平子系统时必须折中考虑，优选最佳的水平布线方案。一般可采用3种类型：1)直接埋管式；2)先走吊顶内线槽，再走支管到信息出口的方式；3)适合大开间及后打隔断的地面线槽方式。其余都是这3种方式的改良型和综合型。,管理子系统的设计,许多大楼在综合布线时都考虑在每一楼层都设立一个配线间，用来管理该层的信息点，屏弃了以住几层共享一个管理子系统的做法，这也是布线的发展趋势。作为配线间一般有以下设备：机柜；（规格）集线器；（数量）配线架；（数量）作为管理间子系统，应根据管理的信息点的多少安排使用房间的大小。如果信息点多，就应该考虑一个房间来放置；信
15、息点少时，就没有必要单独设立一个管理间，可选用墙上型机柜来处理该子系统。,一、管理子系统的概念 管理子系统由交连/互连的配线架、信息插座式配线架、相关跳线组成。,二、管理子系统的交连硬件部件在管理间子系统中，信息点的线缆是通过“信息点集线面板”进行管理的，而语音点的线缆是通过110交连硬件进行管理。信息点的集线面板有12口、24口、48口等，应根据信息点的多少配备集线面板,三、管理子系统交连的几种形式 在不同类型的建筑物中管理子系统常采用单点管理单交连、单点管理双交连和双点管理双交连3种方式。1单点管理单连接 这种方式使用的场合较少，它的结构图见图4-17。,图4-17 单点管理单交连,3双点
16、管理双连接,2单点管理双连接,图5-18单点管理双连接,图5-16双点管理双连接,管理标记方案1色标场管理 在每个管理区，实现线路管理的方法是采用色标标记，即在配线架上，将来自不同方向或不同应用功能的设备的线路集中布放并规定了不同颜色的标记区域称之为色标场。在各色标场之间接上跨接线或接插线，这些色标分别用来标明该场是干线电缆、水平电缆还是设备端接点。这些场通常分配给指定的配线模块，而配线模块则按垂直或水平结构进行排列。若场的端接数量很少，则可以在一个配线模块上完成所有的端接。在管理点端接时，可按照各条线路的识别颜色插入色条，以标示相应的场。综合布线系统的管理标识设计一般遵从商业建筑物电信基础设
17、施管理标准（ANSI/TIA/EIA606标准）。AT&T Uniform Wiring Plan早期开发了一套单点和双点线路管理的标记方案，该方案以前是支持AT&T System 85的安装而制定的。其标识和ANSI/TIA/EIA606所规定的色谱（如表7-8所示）相一致。虽然它是专门针对特定的系统，但其思路和步骤可以作为开发适合于任何综合布线系统的安装标记方案的范本，用户可以修改套用。,表7-8 管理色标,注：在建筑群主干网中，棕色可用白色和灰色取代。,目前在设备间、配线间、二级交接间里常用的色标规定如表7-9所示。对一个工程中应根据具体情况统一规定，以便于维护管理。,表7-9 统一色标
18、规定,注：在建筑群主干网中，棕色可用白色和灰色取代。,四、管理子系统的设计原则1管理子系统中干线配线管理宜采用双点管理双交接。2管理子系统中楼层配线管理应采用单点管理。3配线架的结构取决于信息点的数量、综合布线系统网络性质和选用的硬件4端接线路模块化系数合理。5设备跳接线连接方式要符合下列规定：对配线架上相对稳定一般不经常进行修改、移位或重组的线路，宜采用卡接式接线方法；对配线架上经常需要调整或重新组合的线路，宜使用快接式插接线方法；6列管理接线间墙面材料清单应全面，并画出详细的墙面结构图。,垂直干线子系统的设计,1、干线子系统包括：1)供各条干线接线间之间的电缆走线用的竖向或横向通道；2)主
19、设备间与计算机中心间的电缆。2、设计时要考虑以下几点：1)确定每层楼的干线要求；2)确定整座楼的干线要求；3)确定从楼层到设备间的干线电缆路由；4)确定干线接线间的接合方法；5)选定干线电缆的长度；6)确定敷设附加横向电缆时的支撑结构。,垂直干线子系统的结构,垂直干线子系统的结构是一个星型结构，如图所示。垂直干线子系统负责把各个管理间的干线连接到设备间。,垂直干线子系统设计方法,1)电缆孔方法：干线通道中所用的电缆孔是很短的管道，通常用直径为1 0 c m的钢性金属管做成。2)电缆井方法：电缆井方法常用于干线通道。电缆井是指在每层楼板上开出一些方孔，使电缆可以穿过这些电缆并从某层楼伸到相邻的楼
20、层,3、在敷设电缆时，注意事项：1.光缆1)光缆敷设时不应该绞结；2)光缆在室内布线时要走线槽；3)光缆在地下管道中穿过时要用P V C管；4)光缆需要拐弯时，其曲率半径不能小于3 0 c m；5)光缆的室外裸露部分要加铁管保护，铁管要固定牢固；6)光缆不要拉得太紧或太松，并要有一定的膨胀收缩余量；7)光缆埋地时，要加铁管保护。,设备间子系统设计,1)设备间应设在位于干线综合体的中间位置；2)应可能靠近建筑物电缆引入区和网络接口；3)设备间应在服务电梯附近，便于装运笨重设备；4)设备间内要注意：室内无尘土，通风良好，要有较好的照明亮度；要安装符合机房规范的消防系统；使用防火门，墙壁使用阻燃漆；
21、提供合适的门锁，至少要有一个安全通道。,5)防止可能的水害（如暴雨成灾、自来水管爆裂等）带来的灾害；6)防止易燃易爆物的接近和电磁场的干扰；7)设备间空间（从地面到天花板）应保持2.5 5 m高度的无障碍空间，门高为2.1 m，宽为9 0 m，地板承重压力不能低于5 0 0 k g/m2。,2设计要点 1)设备间要有足够的空间保障设备的存放；2)设备间要有良好的工作环境（温度湿度）；3)设备间的建设标准应按机房建设标准设计。,建筑群子系统（Campus Subsystem）设计,建筑群子系统是将一个建筑物中的光缆延伸到建筑群的另外一些建设物中的通信设备和装置上，它提供楼群之间通信设施所需的硬件
22、，其中有光缆和电气保护设备。建筑群子系统由连接各建筑物之间的综合布线光缆、建筑群配线设备和跳线等组成。室外敷设光缆，一般有三种情况：架空、直埋、地下管道，或者是这三种的任何组合，具体情况应根据现场的环境来决定。2设计要点：与垂直干线子系统相同。,建筑群子系统设计步骤,1.确定敷设现场的特点1)确定整个工地的大小；2)确定工地的地界；3)确定共有多少座建筑物。2.确定光缆系统的一般参数1)确认起点位置；2)确认端接点位置；3)确认涉及的建筑物和每座建筑物的层数；4)确定每个端接点所需的双绞线对数；5)确定有多个端接点的每座建筑物所需的双绞线总对数,3.确定建筑物的电缆入口1)对于现有建筑物，要确
23、定各个入口管道的位置；每座建筑物有多少入口管道可供使用；入口管道数目是否满足系统的需要。2)如果入口管道不够用，则要确定在移走或重新布置某些电缆时是否能腾出某些入口管道；在不够用的情况下应另装多少入口管道；3)如果建筑物尚未建起来，则要根据选定的电缆路由完善电缆系统设计，并标出入口管道的位置；选定入口管理的规格、长度和材料；在建筑物施工过程中安装好入口管道。,4.确定明显障碍物的位置1)确定土壤类型：砂质土、粘土、砾土等；2)确定电缆的布线方法；3)确定地下公用设施的位置；4)查清拟定的电缆路由中沿线各个障碍物位置或地理条件：铺路区；桥梁；铁路；树林；池塘；河流；山丘；砾石土；截留井；人孔（人
24、字形孔道）；5)确定对管道的要求。,5.确定主电缆路由和备用电缆路由1)对于每一种待定的路由，确定可能的电缆结构；2)所有建筑物共用一根电缆；3)对所有建筑物进行分组，每组单独分配一根电缆；4)每座建筑物单用一根电缆；5)查清在电缆路由中哪些地方需要获准后才能通过；6)比较每个路由的优缺点，从而选定最佳路由方案。,6.选择所需电缆类型和规格1)确定电缆长度；2)画出最终的结构图；3)画出所选定路由的位置和挖沟详图，包括公用道路图或任何需要经审批才能动用的地区草图；4)确定入口管道的规格；5)选择每种设计方案所需的专用电缆；5)应保证电缆可进入口管道；6)如果需用管道，应选择其规格和材料；7)如
25、果需用钢管，应选择其规格、长度和类型。,7.确定每种方案所需的劳务成本,1)确定布线时间：包括迁移或改变道路、草坪、树木等所花的时间；如果使用管道区，应包括敷设管道和穿电缆的时间；2）确定电缆接合时间；确定其他时间，例如拿掉旧电缆、避开障碍物所需的时间；3)计算总时间（1)项+2)项+3)项）；4)计算每种设计方案的成本；5)总时间乘以当地的工时费；,8.确定每种方案所需的材料成本,1)确定电缆成本：确定每英尺（米）的成本；参考有关布线材料价格表；将每米（英尺）的成本乘以米（英尺）数；2)确定所有支持结构的成本 查清并列出所有的支持结构；根据价格表查明每项用品的单价；将单价乘以所需的数量。3)
26、确定所有支撑硬件的成本对于所有的支撑硬件，重复（2）项所列的3个步骤。,9.选择最经济、最实用的设计方案,1)把每种选择方案的劳务费成本加在一起，得到每种方案的总成本；2)比较各种方案的总成本，选择成本较低者；3)确定该比较经济的方案是否有重大缺点，以致抵消了经济上的优点。如果发生这种情况，应取消此方案，考虑经济性较好的设计方案。,四种建筑群布线方法比较表4-13 四种建筑群布线方法比较,电气防护、接地及防火,一、接地设计 综合布线系统接地的结构包括接地线、接地母线（层接地端子）、接地干线、主接地母线（总接地端子）、接地引入线、接地体六部分，在进行系统接地的设计时，可按下述6个要素分层次地进行
27、设计。接地线 接地母线（层接地端子）接地干线主接地母线（总接地端子）接地引入线 接地体,智能建筑中综合布线的用量在逐渐增多，现在计算机的应用以约每年以25的速度在增长。而图像通信，如监控电视、会议电视与语音、数据等等多媒体通信也在不断发展，使用的缆线保护层材料一般有聚乙烯、聚氯乙烯PE/PVC，低烟无卤LSZH（for Low Smoke Zero Halogen）及氟树脂Tefion FEP（铁氟龙 聚全氟乙丙树脂）几种。PVC材料在综合布线的线缆中大量用到，PVC材料的燃烧值与其他材料相比见图4-18。,图4-18 几种材料的燃烧值,通信电缆的防火测试标准有UL910、IE3321及IEC3323。,二、防火措施,练习题,在某一楼层中共有50个工作区，每个工作区有4个信息插座，楼层配线间在该楼层的中部，其中离配线间最远的信息插座的距离L=70米，离配线间最近的信息插座的距离S=30米，端接容差为6米，请计算该楼层布线共需要多少箱双绞线？并确定该楼层所需的RJ45头数量和信息模块数量？,
