综合布线系统工程设计

第 3章 综合布线系统工程设计 3.1 建筑综合布线工程设计概述 3.2 建筑综合布线工程子系统设计 3.3 吉位以太网技术的大型局域网设计 3.1 建筑综合布线工程设计概述 3.1.1 建筑综合布线系统工程概述 3.1.2 建筑综合布线总体规划 3.1.3 建筑综合布线工程总体设计 3.1.4 建筑综合布线系统工程类型 3.1.5 建筑综合布线设计文件 3.1.1 建筑综合布线系统工程概述 综合布线系统 (Premises Distribution System， PDS)又称开放式布线系统 (Option Cabling System)，该系统是建筑物或建筑群内部之间的传输网络，能使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备，信息交换设备，建筑自动化管理设备及物业管理等系统之间彼此相连，也能使建筑物内的信息通信设备与外部的信息通信网络相连接，以达到共享信息资源及更高的需求，因此综合布线系统是建筑物智能化必备的基础设施。 综合布线系统可满足各种不同的计算机系统和通信系统的要求。包括： 模拟与数字的语音系统； 高速与低速的数据系统 (1MHz1000MHz)； 传真机、图形终端、绘图仪等需要传输的图像资料； 电视会议与安全监视系统的视频信号； 建筑物的安全报警和空调系统的传感器信号。 综合布线系统具有如下特点： 1. 实用性 2. 灵活性 3. 模块化 4. 扩充性 5. 经济性 综合布线子系统 综合布线标准 综合布线系统设计目标 布线产品选用原则 综合布线系统由 6个独立子系统 1.工作区子系统 2.水平子系统 3.垂直子系统 4. 管理子系统 5.设备间子系统 6.建筑群子系统 1.工作区子系统 工作区子系统是由终端设备连接到信息插座之间的连线 (或软线 )和适配器构成的，其中包括装配软线、适配器以及连接所需的扩展软线。在某些终端设备与信息插座 (TO)连接时，可能需要特定的设备，为的是把连接设备的传输特点与非屏蔽双绞线布线系统的传输特点匹配，如模拟监控系统通常需要适配器型设备。 2.水平子系统 水平子系统是由连接各办公区的信息插座及各楼层配线架之间的线缆构成的。它将各用户工作区引至管理子系统。 3.垂直子系统 垂直子系统是由连接主设备间至各楼层配线架之间的线缆构成的。一般采用光纤及大对数铜缆，将主设备间与楼层配线间用星型结构连接起来。 建筑群子系统工作区子系统水平子系统管理子系统垂直子系统设备间子系统4. 管理子系统 管理子系统分布在各楼层的配线间，管理各层或各配线区的水平布线。 5.设备间子系统 设备间子系统是由主配线架及部分跳线构成的，通过用户程控交换机、计算机主机及网络设备连接到相应的垂直干线上，对整个大楼内的信息网络系统进行统一的配置与管理。 6.建筑群子系统 建筑群子系统将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。 综合布线系统的可取之处在于该系统的先进性，使用的灵活性以及它的经济性。 综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其他信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部相连接。它还包括建筑物外部网络、电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。 综合布线标准 综合布线系统是由相同系列中的部件组成的 (如超五类、六类和屏蔽等 )，包括：传输介质、相关连接硬件 (如配线架、连接器、插座、插头和适配器 )以及电气保护设备等。整个系统不仅易于实施 ,而且能随需求的变化而平稳升级。综合布线系统的设计应符合以下标准： 建筑通用布线标准 ISO/IEC11801； 建筑布线安装规范 CENELECEN50174； 综合业务数字网基本数据速率接口标准 CCITTISDN； 美国电子工业协会 /通信工业协会 EIA/TIA 568标准； 电气及电子工程师学会 IEEE802标准； 中华人民共和国邮电部标准：建筑与建筑群综合布线系统设计要求与规范YD/T 926.1， 926.2； 中华人民共和国国家标准 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 GB/T 50311 2000； 工业企业通信设计规范 (GBJ42 81)； 工业企业通信接地设计规范 (GBJ79 85)； 中华人民共和国国家标准 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 GB/T 50312 2000； 市内电信网光纤数字传输工程设计技术规范。 综合布线系统设计目标 综合布线系统设计的基准点，应本着“实用、节约、先进、有发展余地”的设计原则进行设计，并使系统达到以下目标： 1.先进性。综合布线系统是由具有世界第一科技试验水平的贝尔实验室推出的一种新型布线系统，该系统以它综合高品质传输的优势满足楼宇现代化环境的需要，保证了信息传输的安全、可靠、准确、快捷。被公认为智能楼宇建筑中最不可缺少的基础设施。因此，综合布线系统的设计必须结合所涉及的楼宇建筑所具备的使用功能来确定，保证整个系统设计的先进性。 2.实用性。设计中应本着实事求是的原则，按照用户对本系统设计的要求，并且针对该大楼或建筑群的特点，进行合理系统组合，不盲目追求大而全，确保其实用性。 3.经济性。在系统设计中，系统的性能与价格的比值，是衡量系统设计质量的一个重要指标。故设计中在满足系统先进、实用的前提下，通过合理的设计尽量降低工程造价，用最初的安装花费来降低整个建筑永久的运行维护费用。 4.发展性。综合布线系统作为智能楼宇的最基础也是最重要的信息高速公路，其使用寿命通常有几十年，所以要充分考虑在几十年之内能支持各种新出现的高速应用。应该做到既能满足当今业务工作需要，又能适应今后各种技术发展的要求。 布线产品选用原则 1.兼容性。综合布线系统是一套全开放式的布线系统，它应具有全系列的适配器，可以将不同厂商网络设备及不同传输介质的主机系统，经转换后在同一种传输介质上进行传送 (如通过非屏蔽双绞线 )，并能传输语音、数据、图像、视频信号、楼宇自控及门禁系统等信号，并能支持目前所有数据及语音设备厂商的产品。 2.灵活性。所有设备的开通及更改不需改变布线系统，只需增减相应的网络设备及做必要的跳线管理即可，系统组网也可灵活多样，甚至在同一房间内可以多用户终端、 100Base-TX工作站、令牌环并存，各部门既可独立组网又可方便地互联，为合理组织信息流提供了必要的条件。 3. 可靠性。综合布线系统应采用高品质的标准材料，通过压接方式构成一套高标准信息通道，所有器件均通过 ISO国际标准化组织及 UL、 CSR及 ATM标准组织认证，信息通道都要采用专用测试仪器，检测线路阻抗及衰减率等指标以保证其电气性能。 4.先进性。综合布线系统采用极富弹性的布线概念，采用光纤与双绞线 (UTP)混合方式，极为合理地构成一套完整的布线系统。 5.标准化与售后服务。综合布线是一种产业，有着自己的行业规范与标准，无论是哪一家布线厂商的产品，它都应该是符合标准的产品。 3.1.2 建筑综合布线总体规划 1. 总体规划 2. 系统设计 3. 综合管理 4. 工程质量 1. 总体规划 综合布线系统是随着信息交换的需求而出现的一种产业，而国际信息通信标准是随着科学技术的发展，逐步修订、完善的。综合布线系统也是随着新技术的发展和新产品的问世，逐步完善而趋向成熟。所以在设计智能化建筑的综合布线系统时，提出并研究近期和长远的需求非常必要。目前，国际上各综合布线产品都只提出多少年质量保证体系，并没有提出多少年投资保证。为了保护投资者的利益，应采取“总体规划，分步实施，水平布线一步到位”的设计原则，以保护投资者的前期投资。从图 3.1可以看出，建筑物中的主干线大多数都设置在建筑物弱电井中的垂直桥架内，更换或扩充比较容易，而水平布线是在建筑物的天花板内或预埋管道里，施工费高于初始投资的材料费，而且若要更换水平线缆，就有可能损坏建筑结构，影响整体美观。 2. 系统设计 设计一个合理的综合布线系统工程一般有 7个步骤： (1)分析用户需求； (2)获取建筑物平面图； (3)系统结构设计； (4)布线路由设计； (5)可行性论证； (6)绘制综合布线施工图； (7)编制综合布线用料清单。 用户需求分析获取与布线相关的建筑物资料计算每个楼层的可用面积以便确定工作区的数量、确定外部引入通信电缆及光缆的位置绘制系统结构图计算每个配线间的水平及垂直电缆的对数确定光缆芯数计算干线电缆的对数及干线光缆芯数计算外部通信电缆的对数及光缆芯数确定连接方式及管道 、 桥架的尺寸确定干线电缆及光缆孔的尺寸数量确定外部电缆及光缆引入管道尺寸向建筑物拥有者提出有关管道 、 配线间 、 设备间 、桥架 、 供配电等建议检查设计是否符合建筑物的安全规范绘制施工蓝图图 3 . 2 综合布线系统设计流程图计算楼层配线间数目并确定设备间配线间的位置3. 综合管理 一个设计合理的、实用的综合布线系统，能把智能建筑内、外的所有设备互联起来，为了充分而又合理地利用这些线缆及连接件，可以将综合布线的设计、施工、测试及验收等资料采用数据库技术管理。这就要求从工程建设开始就利用计算机辅助建筑设计技术，将建筑物的需求分析、系统结构设计、布线路由设计以及线缆和相关连接件的参数、位置编码、链路及通道的电气性能测试数据等一系列的数据登录入库，使综合布线系统的配线管理成为智能建筑集成化总管理数据库系统的一个子系统。 同时，邀请建设单位的技术人员组织并参与综合布线系统的规划、设计、施工及验收，以便于系统交工后的管理维护和应用。 4. 工程质量 根据我们多年来对综合布线系统设计、施工的经验，要想将一个优化的综合布线设计方案最终在智能建筑中完美实现，工程组织和实施以及工程质量是十分重要的环节，鉴于此重要性，应注意以下几点： (1)进行科学设计，精心组织施工，实行规范化管理。所谓“管理”，是在保证材料品质、保证设计和安装工艺等方面有一整套严格的管理制度。 (2)选择技术实力雄厚和工程经验丰富的公司来施工。一般正规的综合布线公司有一整套严格的分销代理程序，一个系统集成商，必须拥有经验丰富的设计工程师及安装工程师，并有合格的测试仪器及测试规程，只有具备以上条件的公司，才能为用户进行综合布线系统的设计、安装和测试。 (3)最关键的一点是业主和用户本身必须真正从实际需求出发，首先对自己的综合性业务有所了解，然后根据自己的财力再委托专业公司进行规划设计和研究，以防止竣工后实际系统性能和数量不够用或设计档次过高及过低，造成系统功能无法实施及浪费。 3.1.3 建筑综合布线工程总体设计 1. 用户信息需求调查预测 2. 建筑综合布线工程设计要点 3. 综合布线系统设计等级 1. 用户信息需求调查预测 (1)用户对语音通信的要求。一般在建筑物内的每个房间或办公室内，最少需要一个电话信息点，对于有特殊要求的房间或办公室 (例如：领导办公室、销售部门、财务处(室 )、保卫部门、监控和消防室等重要部门 )则需要 23个电话信息点。 (2)用户对计算机网络的需求。从目前国内计算机网络的发展及应用来看，办公自动化、视频会议和计算机辅助设计已成为建筑物内部数据通信的主要手段，因此在建筑物内的每个房间或办公室内，应有 24个数据信息点。对于一些涉密单位 (例如：研究所、国防企业、部队和金融机构等 )，按保密法要求需要内外网分离，所需要的数据信息点就会增加。 (3) 用户对楼宇自控、保安监控的需求。智能楼宇在现代建筑中越来越多，楼宇自控及保安监控的传输控制信号，也越来越多地依赖于综合布线系统的传输介质，以达到自动控制及图像传输的目的。所以信息点的预留应根据楼宇自控、保安监控系统的要求进行考虑。 (4)对于建筑物中的开放性办公室，应根据办公工位的数量进行信息点的预留，一般一个工位 2个信息点 (一个语音，一个数据 )。 (5)对于建筑物中的标准客房，至少应预留 2个信息点 (一个语音，一个数据 )。 (6)如果不知道建筑物内房间的功能与用途，应根据用户提供的建筑物平面图，计算出每个楼层的面积，换算出工作区的数量，并根据综合布线系统设计标准中的规定 (注：每 10个平方米为一个工作区 )，换算出信息点 (每工作区 2个信息点 )的数量。 2. 建筑综合布线工程设计要点 (1)布线结构 建筑群配线架 (CD)； 建筑群干线 (电缆、光缆 )； 建筑物配线架 (BD)； 建筑物干线 (电缆、光缆 )； 楼层配线架 (FD)； 水平电缆、光缆； 转接点 (选用 )(TP)； 信息插座 (IO)。 (2) 拓扑结构 (3)布线部件的典型应用 (4)建筑综合布线接口 综合布线接口 公用网接口 (5)建筑综合布线的配置 电缆 布线系统线缆长度 配线架 信息插座 配线间和设备间 线缆保护 接地及其连接 3. 综合布线系统设计等级 建筑物的类型很多，使用功能各异，但是归纳起来有：专用办公楼、政府机关办公楼、金融 (银行、证券和保险等 )办公楼、科教 (研究院、研究所、学校和医院等 )办公楼。出售或出租的商住大楼：这种大楼根据使用者的需要进行二次装修。综合型建筑：这是集办公、金融、商业、会议、展览和娱乐为一体的多功能建筑。住宅楼：这是以生活起居为目的的多层及高 层建筑。 为了满足现有的和未来的语音、数据和视频的需求，使布线系统的应用更具体化，可将其定义为三种不同的设计等级，即基本型、增强型和综合型综合布线系统。这些布线系统应能随 需求的变化而转向更高功能的布线系统。 3.1.4 建筑综合布线系统工程类型 建筑综合布线系统工程类型有两种：非屏蔽系统与屏蔽系统。而综合布线系统根据使用的材质可以分为两种系统类别，一种是使用非屏蔽双绞线与光缆构成的系统，另一种是使用屏蔽 双绞线与光缆构成的系统。 北美标准、美国电子工业协会 /通信工业协会 EIA/TIA568、 EIA/TIA569标准规定，综合布线系统主要采用非屏蔽双绞线 (UTP)。而 1995年出台的欧洲标准，规定主要采用屏蔽双绞线(FTP或 SCTP、 STP等 )。国际标准化组织推出的 ISO11801标准则推荐按需选择应用。 中国工程建筑标准化协会标准 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (CECS72： 95)是参考北美标准制定的，欧洲标准及国际标准化组织标准 ISO11801于 1995年 8月正式颁布，又因为当时中国市场综合布线产品主要使用北美产品，因此 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (CECS72： 95)确定以非屏蔽双绞线作为综合布线的双绞线。后来根据 1995年ISO11801国际标准修改了 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (CECS72： 95修改本 )，选用 UTP与 FTP线缆是修改的重要点之一。 表 3.4是综合布线系统器材类型比较 。以下从几个方面加以叙述。 1. 电磁干扰场强度的限值 2. 允许辐射干扰场强限制 3. 综合布线系统对环境干扰限 表 3.4 综合布线系统器材类型比较 1. 电磁干扰场强度的限值 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (CECS72： 95)及 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (GB/T503112000)都规定，综合布线系统的周围环境存在电磁干扰时，应采用保持一定距离或屏蔽防护措施，以抑制外来的电磁干扰。 当外部干扰源干扰十分靠近或发出的频率落在接收频段上时，将产生影响。而当外部干扰达到了干扰水平之后，系统就很难自我保护并排除这些干扰。 主要外部干扰源有下列几种：电视发射机、无线电话发射机、雷达、移动电话、高压电线和雷击等干扰源。 为确定外部干扰源的极限值，可进行现场测量，以了解干扰的数值。但这些测量只有当干扰场强度很大，并且该干扰场不是瞬间出现时才有可能进行。 对于 UTP双绞线而言，干扰的场强的极限值根据 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (修订本 CECS72： 97)规定，对于计算机局域网，引入 10kHz至 600MHz以下的干扰信号，其场强为 1V/m， 600MHz25GHz的干扰信号，其场强为 5V/m。而 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 (GB/T503112000)规定电磁干扰限值为 3V/m。 2. 允许辐射干扰场强限制 对于计算机和办公设备等信息处理设备所产生的干扰，其最高允许值由一些标准、法规和法令做出了规定。如邮电部制定的邮电通信法第 160条中规定的允许辐射干扰场强限制最高值。 因为综合布线系统所采用的电缆是无源的，所以它的辐射干扰取决于所连接的设备。国际上对信息处理设备在 0.15MHz1GHz之间频率波段允许辐射限度做了规定。不同国家 /地区控制电磁发射的规定不尽相同。 75MHz200MHz是与电视频段容易形成同频干扰的频段，在香港与欧洲标准 EN 55022中规定最大辐射干扰强度为 40dBV/m，而美国 FCC标准规定最大辐射干扰强度可以达到 45dBV/m，规定此条的目的是对有源设备提出电磁兼容性要求，有源设备连接到网络后，在限值范围内可以免受别的有源设备的影响，也不会干扰网络中的其他设备。 3. 综合布线系统对环境干扰限 (1)当周围环境的干扰信号场强或综合布线系统的噪声电平低于下列规定时，对综合布线系统无影响。 对于计算机网络， CECS72： 97标准规定引入 10kHz600MHz以下的干扰信号，其场强为 1V/m； 600MHz2.8GHz的干扰信号，其场强为 5V/m。而 GB/T50311标准规定为 3V/m。 对于电信终端设备、直流或交流电源引入线等，引入射频0.15MHz80MHz的干扰信号其强度为 3V/m(幅度调制 80， 1kHz)。 具有模拟 /数字终端接口的终端设备，提供电话服务时，噪声信号电平符合表 3.5所示的规定。 (2)当综合布线系统的发射干扰波的电场强度低于表 3.7所示的规定时。 (3)当干扰源信号或计算机网络信号的频率低于 100MHz。 (4)当综合布线系统与其他干扰源的间距符合表 3.8所示要求时。 (5)当用户对系统无特殊保密要求，且信号向外发射，系统发射指标符合表 3.7所示要求时。 3.1.5 建筑综合布线设计文件 1. 综合布线工程设计文件编制原则 2. 设计阶段和要求 3. 综合布线的图纸设计 1. 综合布线工程设计文件编制原则 综合布线系统的设计原则归纳为下列内容： (1)综合布线系统设施的建设，应纳入建筑与建筑群相应的规划中。在土建等综合工程设计中对综合布线系统的信息插座的安装，配线子系统、干线子系统的安装以及配线间和设备间的安装都要有规划。 (2)综合布线系统工程设计对建筑与建筑群的新建、改建和扩建要区别对待。 (3)综合布线系统应与大楼的办公自动化、通信自动化和楼宇自动化等系统统一规划，并按照各种信息传输要求，做到合理使用，并且符合相关的标准。 (4)综合布线系统工程设计时，应根据工程项目的性质、功能、环境条件和用户需求，进行综合布线系统设施和管线的设计。工程设计必须考虑综合布线系统的质量和施工及维护方便等因素。 (5)综合布线系统工程设计中，必须选用符合国家及国际标准的定型产品。目前综合布线系统采用的器材大部分是国外产品，但没有经过国内机构认定的有关手续及商检证明，严禁在施工中使用。 (6)综合布线系统工程设计，应符合国家、行业和协会等标准，也可以参考国外的新标准。 2. 设计阶段和要求 (1) 设计单位承担的设计阶段和要求 可行性研究报告或设计方案属于工程立项阶段的设计。 深化设计阶段属于细化设计，其内容一般有工程背景、设计依据、设计规范、设计目标和原则、综合布线系统设计综述、电源接地及防火等要求，设备间、楼层配线间布置以及对土建的工艺要求等。 施工图设计阶段，其内容、文字说明可简明扼要，图纸内容要能指导施工实践。 (2)系统集成商进行的深化设计内容 深化设计是安装单位进行的深化图纸设计。 深化设计是确定供货单位后进行的施工图纸设计 深化设计最后交工图纸应具有下列内容 信息插座布置及综合布线电缆、管线路由图； 信息插座点位图 (信息插座编号 )； 楼层配线间布置图； 配线架 (柜 )设备布置图； 信息插座在配线架上布置图； 设备间 (电话机房及计算机房 )布置图。 3. 综合布线的图纸设计 (1)设计内容 系统介绍及所采用系统的情况。设计布线系统。包括以下内容：楼宇基本情况介绍；设计思路；信息点分布；设备分布表（水平子系统材料用量的确定；垂直子系统干线材料用量的确定；系统材料报价单；）系统实施及维护介绍。 (2)系统图纸的设计 工作区子系统：各楼层的插座型号和数量； 水平子系统：各楼层的水平电缆型号和数量； 干线子系统：从设备间配线架到楼层配线架的干线电缆型号和数量； 管理子系统：设备间配线架和楼层配线架所在的楼层、型号和数量。 (3)平面图设计 电话局进线的具体位置、标高、进线方向、进线管道数目、管径及线缆数量。电话机房和计算机房的位置，由机房引出线槽的位置。电话局进线到电话机房的位置，由机房引出线槽的位置。每层信息点的位置、数量、插座的类型、安装标高、安装位置和预埋底盒的尺寸。水平线缆的路由，由线槽到信息点之间管道的材料、管径、安装位置和安装方式。如果采用水平线槽，应该标明线槽的规格、安装位置和安装形式。弱电竖井的数量、位置和大小，是否提供照明电源、 220V设备电源、地线以及有无通风设施。当管理区设备需要安装在弱电竖井时，需要确定设备的分布图。弱电竖井的金属线槽的规格、数量、安装尺寸和安装位置。 3.2 建筑综合布线工程子系统设计 建筑综合布线系统是建筑群或建筑物中不可缺少的重要组成部分，是信息传输的高速公路。以下就综合布线系统各子系统的设计做一些讨论。 3.2.1 工作区子系统设计 3.2.2 水平布线子系统设计 3.2.3 垂直子系统的设计 3.2.4 设备间子系统设计 3.2.5 管理子系统的设计 3.2.6 建筑群子系统设计 3.2.1 工作区子系统设计 1. 概述 2. 工作区设计步骤 3. 工作区连接件 1. 概述 在综合布线系统中，将一个独立的需要设置终端设备的区域称为一个工作区。综合布线系统中工作区由终端设备及连接到水平子系统信息插座的连接线 (或软跳线 )等组成。工作区的终端设备可以是电话机、计算机、网络打印机和数字摄像机等，也可以是控制仪表、测量传感器、电视机及监控主机等设备终端。工作区的连接电缆是非永久性的，随终端设备的移动而移动。下图为工作区子系统的示意图。 2. 工作区设计步骤 (1)设计等级 工作区信息点的数量，主要涉及到综合布线系统的设计等级，如果按基本型设计等级配置，那么每个工作区只有一个信息插座，即单点结构。如果按增强型或综合型设计等级配置，那么每个工作区就有两个或两个以上的信息插座。 (2) 工作区估算 根据建筑物的平面施工图，综合布线设计工程师就可以估算出每个楼层的实际工作区域 (不包括建筑物内的走廊、公用卫生间、楼梯、管道井和电梯厅等公用区域 )的面积，然后再把所有楼层的工作区域的面积相加，就可计算出整个建筑的工作区域的总面积。 (3) 信息插座数量 3. 工作区连接件 目前，综合布线用的适配器种类很多，还没有统一的国际标准。但各供应商的产品可以相互兼容，应根据应用系统的终端设备，选择适当的适配器。常用的适配器有： (1)当终端设备的连接器类型与信息插座不同时，可以用专用电缆适配器。 (2)当在单一信息插座上连接两个终端设备时，可应用 Y型适配器。 (3)在选用电缆类别 (介质 )不同时，例如，在水平布线子系统中采用光缆作为传输通道，而交换机的光接口的数量有限，并且终端工作站没有安装光网卡时，可选用光电转换适配器。 (4)在连接不同种类的信号设备时，如数 /模转换或传输速率转换等，应采用接口适配器，如图 3.16所示。 3.2.2 水平布线子系统设计 1. 概述 2. 水平子系统的拓扑结构 3. 信息插座 4. 水平子系统的线缆 5. 水平布线模型及电缆用量估算 6. 水平子系统的布线方式 7. 旧建筑物的布线方式 8. 水平子系统的区域布线法 9. 水平子系统线缆的订购 10. 水平子系统设计小结 1. 概述 水平子系统由连接各工作区的信息插座至各楼层配线架之间的线缆、工作区信息插座和用于将插座延长到设备的连接线等组成，水平子系统如图 3.17所示。水平子系统的设计涉及到水平布线子系统的传输介质及组件的集成，水平布线子系统的传输介质包括铜缆和光缆，组件包括 8针脚模块插座以及光纤插座，它们被用来连接工作区的铜缆和光缆。水平子系统的设计步骤如下： (1) 根据用户对建筑物综合布线系统提出的近期和远期的设备需求； (2) 根据建筑物建筑平面图，确定建筑物信息插座的数量类型及安装位置； (3) 确定每个布线区的电缆类型及计算电缆长度； (4) 确定每个布线区的布线方式及布线路由图； (5) 为确认的水平布线子系统订购电缆和其他材料。 2. 水平子系统的拓扑结构 建筑综合布线系统从整体布局上来看是分级星型拓扑结构，当然水平部分在应用上有所区别。例如，在语音应用中，电缆的连接方式是星型结构，但在计算机网络应用中的拓扑结构并不一定是星型结构，它可以通过在水平配线架上的跳接来实现各种网络结构的应用。因此，水平布线应采用星型拓扑结构，如图 3.18所示，从图中可以看出，水平子系统的线缆一端与工作区的信息插座端接，另一端与楼层配线间的配线架连接。 3. 信息插座 (1)根据建筑物楼层平面图，计算出每层楼工作区域的面积及建筑物工作区域的总面积，然后计算出有多少个工作区。 (2)估算信息插座数量。如果设计类型为基本型每 10m2一个信息插座，如果设计类型为增强型或综合型，每 10m2两个或两个以上信息插座； (3)确定信息插座盒的类型。 三类信息插座模块 五类信息插座模块 超五类信息插座模块 (4)六类信息插座模块 (5)屏蔽插座信息模块 (6)光纤插座 (FJ)模块 (7)多媒体信息插座 4. 水平子系统的线缆 水平子系统的线缆是信息传输的介质，按类型可分为铜缆和光缆两类。而铜缆可分为 4对铜缆、大对数铜缆 (25对、 50对和 100对 )，光缆可分为多模光缆 (62.5/125m、 50/125m)和单模光缆(8.3/125m)。 选择水平子系统的线缆，要依据建筑物信息的类型、容量、带宽、传输速率和用户的需求来确定。在水平子系统中推荐采用的铜缆及光缆的类型为： 100双绞线，其中包括 100 4对双绞线和 100 25对双绞线。 62.5/125m多模光纤 (Multi Mode Fiber)。 50/125m多模光纤 (Multi Mode Fiber)。 8.3/125m单模光纤 (Single Mode Fiber)。 (1)铜缆解决方案 三类解决方案 超五类解决方案 六类解决方案 屏蔽解决方案 (2)光纤解决方案 多模光缆解决方案 单模光缆解决方案 5. 水平布线模型及电缆用量估算 (1)水平子系统布线模型 (2)水平布线电缆用量的估算 确定信息插座的数量，根据建筑物的平面图，计算出每层楼的工作区数量，以及整个建筑物的工作区总数量，并充分考虑用户对综合布线系统信息量的需求后，决定该建筑 物所采用的设计等级，估算出整个建筑物信息点的总数。 确定水平子系统的布线路由，根据建筑物的用途、建筑物平面设计图、楼层配线间的 位置及楼层配线间所服务的区域、转接点的位置、水平子系统的布线方式 (下一节详细讨论 )以及信息插座的安装位置，设计水平子系统布线路由图。 确定水平子系统线缆类型，综合布线设计的原则是向用户提供支持语音、数据传输、视频图像应用的传输通道。按照水平子系统对线缆及长度的要求，在水平区段，即楼层 配线间到工作区的信息插座之间，应优先选择 4对双绞线电缆，在配线间与转接点之间，可选 25对双绞线电缆。这种双绞线电缆具有支持语音和数据传输要求所需的物理特性和电气特性。因为水平电缆不易更换，所以在选择水平电缆时应按照用户的长远需求配置较高类型的双绞线电缆。 水平电缆用量的估算： 建筑物水平子系统双绞线电缆估算举例。 (3) 水平电缆的订购。 6. 水平子系统的布线方式 水平布线是将线缆从配线间连接到工作区的信息插座上。而对于综合布线系统设计工程师来说，要根据建筑物的结构特点，从布线路由最短、工程造价最低、施工方便及布线规范等诸多方面考虑，才能设计出合理的、实用的布线系统。 在新的建筑物中，所有的管线都是预埋的 (包括强电电缆、楼宇控制电缆、消防电缆、保安监控电缆和有线电视电缆等 )，所以建筑物内的预埋管道就比较多，往往要遇到一些具体问题，所以，在综合布线系统设计时，应考虑并与相应的专业设计人员相配和，选取最佳的水平布线方式。 水平子系统的布线方式一般可分为三种，即 直接埋管方式 ； 吊顶内线槽和支管方式 ；适合大开间的 地面线槽方式 。其他布线方式都是这三种方式的改良型和综合型。 直接埋管方式 吊顶内线槽和支管方式 地面线槽方式 明 装 单 相 三 级 插 座明 装 电 话 插 座出 线 栓 铜 盖明 装 单 相 二 级 插 座线 槽 中 间 接 头垂 直 弯 头垂 直 弯 头暗 装 可 调5 0 末 端 封 头二 槽 支 架暗 装 可 调 单 相 多 功 能 插 座分 线 盒 空 白 盖分 线 盒暗 装 式 电 源 插 座暗 装 单 相 二 级 插 座暗 装 电 视 终 端 插 座5 0 地 板 线 槽三 槽 支 架暗 装 电 话 插 座出 线 栓 塑 料 盖分 线 盒 铜 盖圆 管 暗 装 电 视 终 端直 径 接 头7. 旧建筑物的布线方式 所谓旧建筑物指的是已经建好的，并且已经使用的建筑物。为了不损坏这种建筑物的结构与装修，综合布线系统可采用以下几种布线方式： (1)护壁板管道布线方式 (2)地板导管布线方式 (3)PVC线槽布线方式 护壁板管道布线方式 地板导管布线方式 PVC线槽布线方式 8. 水平子系统的区域布线法 水平子系统的区域布线方式一般适用于大开间的场合，并能组成专用的计算机网络，如设计研究所的专业设计室、大型计算机机房等。由于开放办公室布线系统可以为现代办公环境提供灵活的、经济实用的网络布线，因此变得越来越流行。区域布线模型如左下图所示。 扩展电缆是连接转接点与工作区之间的电缆，扩展电缆的类型取决于转接点所使用的硬件类型。在采用区域布线时，最大电缆长度限制在 100m之内， 100m信道长度按照大楼布线标准包括 10m软跳线和 90m水平电缆。区域布线法如右下图所示。 9. 水平子系统线缆的订购 目前，国际与国内生产的双绞线长度不等，一般从 90m到 5km。另外双绞线电缆可以以箱为单位订购，并有两种装箱形式，一种是卷盘形式，一种是卷筒形式。水平子系统的双绞线电缆一般以箱订购，而每箱的电缆长度为305m(1000ft)，如有特殊需求时，可按需要的长度订购。 水平子系统电缆的数量，按照设计用电缆工作单所需电缆数量订购。 10. 水平子系统设计小结 根据以上的讨论，水平子系统的设计可分为以下几个步骤： (1)根据用户对建筑物综合布线系统提出的近期和远期的设备需求； (2)根据建筑物建筑平面图，确定建筑物信息插座的数量、类型及安装位置； (3)确定每个布线区域的布线方式及布线路由； (4)确定每个布线区域的电缆类型及计算电缆长度； (5)为确认的水平布线子系统订购电缆和其他材料。 3.2.3 垂直子系统的设计 1. 概述 2. 垂直子系统的拓扑结构 3. 垂直子系统的布线距离 4. 垂直子系统的线缆类型 5. 垂直子系统设计 1. 概述 在垂直子系统的设计中，应符合以下要求： (1)垂直布线走向应选择最短、最安全的路由。 (2)语音和数据的主干应分开设计。建议设计铜缆传输语音信号和光缆传输数据信号。 (3)主干铜缆、主干光缆应按星型拓扑结构设计。 (4)从楼层配线架到建筑群配线架只应通过一个配线架，即建筑物配线架。 (5)垂直子系统不允许有转接点。 (6)干线电缆可采用点对点端接，也可采用分支递减连接。 (7)建筑物主干线缆 (含光缆 )的最大长度不应超过 500m。 垂 直 干 线 铜 缆垂 直 干线 光 缆光 缆配 线 架铜 缆 配 线 架楼 层 配 线 间光 缆配 线 架铜 缆配 线 架光 缆配 线 架楼 层 配 线 间铜 缆配 线 架设 备 间2. 垂直子系统的拓扑结构 (1) 星型拓扑结构 (2) 总线型拓扑结构 (3) 环型拓扑结构 (4) 树型拓扑结构 BDFD 1 FDnFD 11 FD1 nFD n 1 FD nn干线二级干线干线干线FD 1 FD 2 FD nBD干线干线FD 1FD 2FD nBD干线FD 1 FD 2 FD nBD干线3. 垂直子系统的布线距离 为了使信息得到有效的传输，根据国际及国内的标准，综合布线垂直子系统的最大距离如下图所示。即建筑物配线架 (BD)到楼层配线架 (FD)的最大布线距离不应超过 500m。 在设计综合布线系统时，通常将设备间设置在建筑物的中间位置，这样垂直子系统的电缆长度最短，但也要根据建筑物的结构和用户的要求综合考虑。有些建筑物在设计结构时，把用户程控交换机的位置设置在底层或地下层，网络中心设置在另一层，所以在设计垂直干线子系统时，更应考虑干线子系统的最大距离限制。 建 筑 物配 线 架 B D楼 层配 线 架 F D建 筑 群配 线 架 B D建 筑 物 干 线电 缆 ( 光 缆 )5 0 0 m4. 垂直子系统的线缆类型 根据建筑物的高度、楼层面积和建筑物的用途来选择垂直子系统的电缆类型。在垂直子系统中可以采用以下类型的电缆： (1)100大对数电缆； (2)150 FTP双绞电缆； (3)62.5/125m多模光缆； (4)50/125m多模光缆； (5)8.3/125m单模光缆； (6)50同轴电缆 (有线电视宽带接入 )。 在综合布线垂直子系统中，常用的电缆是 100大对数双绞电缆和 62.5/125m多模光缆。表 3.15和表 3.16列出的是 AVAYA用于垂直子系统的部分铜缆和光缆。 5. 垂直子系统设计 垂直干线子系统的设计过程有以下几个步骤： 确定垂直干线的规模； 计算每个配线间的干线要求； 估算整个建筑物的干线要求； 确定从每个楼层配线间到设备间的干线电缆路由； 确定干线电缆的结合方法。 点对点端接法 分支接合法 端接与连接电缆 3.2.4 设备间子系统设计 1. 概述 2. 设备间设计方法 1. 概述 设备间子系统是每座建筑物用于安装设备，进行应用系统以及管理和维护。设备间可放置综合布线的连接件 (如配线架 )并提供管理语音、数据、图像和建筑物自动控制等应用系统设备的场所。 设备间的位置及大小应根据建筑物的结构、综合布线规模和管理方式以及应用系统设备的数量等进行综合考虑，择优选取。在高层建筑物内，设备间宜设在第二层或第三层，高度为 3m18m。典型的设备间如下图所示。 2. 设备间设计方法 1)设备间的位置 2)设备间的使用面积 3)建筑结构 4)设备间的环境条件 5)供配电 6)电源插座的设置 7)安全要 8)结构防火 9)内部装潢 10)火灾报警及灭火设施 3.2.5 管理子系统的设计 1. 概述 2. 色标与标记 3. 交连场管理方法 4. 交连与互联体系结构 5. 管理子系统组件 6. 管理子系统设计要求 7. 管理子系统设计 8. 管理系统标签设计 1. 概述 管理子系统通常由配线架和相应的跳线组成，它一般位于一栋建筑物的中心设备机房和各楼层的配线间，用户可以在配线架上灵活地改变、增加、转换和扩展线路。 管理线缆和连接件的区域称为管理区。管理子系统包括配线架、工作区的线缆、垂直干线和相关连接硬件以及交接方式、标记和记录 。 2. 色标与标记 (1)色标 管理子系统由交连和互联 (或直连 )组成，管理节点提供了同其他子系统相连的方法，调整管理子系统的连接方式则可安排或重新安排线路路由，因而传输线路能够延伸到建筑物内不同的工作区域，来实现对传输线路的管理。 在每个交连场实现线路管理的方法，是在各种色标场之间连接跨接线或跳线，这种色标用来标明该区域是干线电缆、水平电缆或设备电缆。以便区分各设备间和楼层配线间中下述类型的电缆线路。 (2)标记 综合布线系统使用三种标记：电缆标记、区域标记和接插件标记，其中接插件标记是最常用的标记，这种标记可分为，不干胶标记条或插入式标记两种，可供选择使用。 电缆和光缆的两端应采用不易脱落和磨损的不干胶条标明相同的编号。而目前为电缆和光缆做标记时，采用一种叫号码管的标记方式，这种号码管套在线缆上，而且不易脱落和磨损，并且使用方便。 3. 交连场管理方法 在综合布线系统中交连场管理的方法有两种，即单点管理和双点管理。交连场的结构取决于位置、系统布线规范和选用的硬件。交连场可以由用户或技术人员进行线路管理与维护。 单点管理的管理点位于设备间的一个可以单独管理的交连点，设备间中的交换机直接连接到用户工作区的信息插座上，通常线路不再进行跳线管理，通常用于语音终端。单点管理模型如图 3.60所示。 4. 交连与互联体系结构 在交连体系结构中，设备连线端接在单独的端接场 (紫色场 )上，利用跳线连接到水平子系统的电缆上，并延伸到工作区的信息插座，最后连接到应用设备。这种体系结构一般与数据量庞大的局域网设备配合使用，但由于其管理简便，因此小型交连中也可以采用这种体系结构。这种体系结构的典型应用如用户程控交换机和数据传输的局域网应用系统。这种交连体系结构管理连接硬件主要是卡接式连接硬件和卡接式跳线或跳接软线。 5. 管理子系统组件 管理子系统的组件主要是配线架，它是用于端接水平线缆、干线电缆和光缆的连接中枢，使综合布线系统组成一个完整的信息传输通道。管理子系统的核心部件是配线架，按类型它可以分为双绞线电缆 (或称铜缆 )配线架和光纤配线架 (或称配线箱 )两大类。 光纤配线架的类型有机架式光纤配线架和光纤接续箱。电缆配线架的类型有卡接式配线架、模块化配线架和电子配线架。为了便于布线系统的管理，布线厂商推出了电子配线架，如图 3.69所示。 (1) 卡接式配线架 (2) 模块化配线架 (3) 光纤配线架 (配线箱 ) (4) 电子配线架 6. 管理子系统设计要求 管理子系统包括楼层配线间及二级交接间两种。楼层配线间是干线子系统与水平子系统转接的地方，应从干线所服务的可用楼层面积考虑并确定干线通道及楼层配线间的数量，如果对给定楼层配线间所服务的信息插座都在 75m范围之内，可采用单干线子系统，如果超出这个范围，可采用双干线或多干线子系统，也可以采用分支电缆与配线间干线相连的二级交接间。 楼层配线间的使用面积比设备间小，当配线间兼作设备间时，其面积不应小于 10m2。常用配线间与二级交接间的设置要求如表 3.21所示。 7. 管理子系统设计 (1) 配线间及二级交接间的设计 管理子系统可以根据色码标签，来鉴别配线间及二级交接间所具有不同外观的各个子系统。设计配线间及二级交接间时，应根据色标场来确定配线间及二级交接间中管理点所要求的规模。下面是配线间及二级交接间可能出现的色标。 蓝色：连接到配线间的水平子系统电缆； 白色：连接到设备间的干线电缆； 灰色：连接到同一楼层的另一个配线间的二级干线电缆； 紫色：配线间公用设备 (控制器、交换机等 )的线缆。 (2) 设备间的设计 设备间用于安放建筑物内部的公用