居住小区综合布线系统的建设

1、居住小区综合布线系统的建设 中国勘察设计协会工程智能设计分会 杨国栋。1 智能家居控制箱居住小区智能化工程的建设中，常采用的设计方法是所谓的“两箱制”，即每户配置一只强电配电箱，负责家庭内部动力和照明的市电供电，另一只称弱电配电箱（或称“家居智能控制箱”），内部布放1根数据线（5类、超5类或6类双绞线）、1根电话线（3类、5类双绞线或双绞电话线）、1根射频线（75同轴电缆），并通过一定的交换和扩展手段（如HUB、配线架、电话共享器、视频分支分配器等）完成家庭内部数据点、电话点、有线电视点的扩容和管理。上述布局结构仅能满足TIAEIA-570A“家居电讯布线”标准中“家居布线等级”的“等级一”的

2、要求。“家居智能控制箱”的垂直干线以及小区的主干布线（由控制中心至各单体建筑物）目前常用的做法有两种：一种是开发商自行投资建设，委托物业管理公司管理；一种是由电信运营商直接投资建设并负责运营服务。据对众多居住小区布线和网络建设情况的调查统计，许多房产开发商出于节约前期建设投资的考虑，小区综合布线和计算机网络大多签约电信运营商来投资建设；电信运营商也愿意投资完成此项建设，以此来获取小区计算机网络的经营权和电信增值业务服务。2 居住小区综合布线系统存在的现实问题2.1 管理权问题居住小区各单体建筑物中的“家居智能控制箱”中至少应铺设3根垂直电缆，即：1根数据线、1根电话线和1根75射频同轴电缆。但

3、是，这3根垂直电缆却涉及到两种不同的经营管理部门，即电信经营部门和有线电视经营部门。电信经营部门只有权铺设、经营管理数据线和电话线，若电信运营商直接投资建设居住小区的综合布线系统和计算机网络，这部分应不存在任何问题。若开发商自行投资，还存在接入设备和电信入网费等问题，需要与电信主管部门签订服务合同。有线电视经营部门只有权铺设、经营管理有线电视的射频线和电视信息资源，但根据目前的相关规定，有线电视经营管理部门是按用户的终端盒数量收取有线电视初装费，按户收取有线电视收视费。若有线电视的电缆进入“家居智能控制箱”中，每户仅铺设1根有线电视的射频电缆，而用户可以进行1扩4（甚至更多）的扩展应用，是按1

4、个终端还是按4个终端收初装费？这其中涉及到主管部门的切身利益问题，故很多城市的有线电视经营部门都不同意将有线电视的同轴电缆纳入到“家居智能控制箱”中，而是要求设置有线电视的楼层分配箱。目前虽然许多居住小区建设时，设计院都设计了“家居智能控制箱”，但在实际施工时，还是碰到了不同经营部门的经营权问题。若不听从主管部门的意见，将得不到开通服务，最后小区建设的投资商不得不屈从于某些主管部门的意见。若有线电视的射频电缆不能进入“家居智能控制箱”，将使居住小区的综合布线整体规划受到制约，另外需要单独铺管、穿线，设楼层分支分配箱，从整体管理的角度也不太适宜，建议开发商在开发初期就应尽力协调各主管部门，力争取

5、得一致意见。2.2 综合布线的统筹策划问题智能家居系统中，除纳入到“家居智能控制箱”中的数据、电话、有线电视的线缆外，还有家居安防、可视对讲、表具数据远传、智能灯光控制等系统的线缆，而这些系统，从产品结构上目前大多采用总线制结构，需要单独铺管、布线、建立控制网络，一般不经过“家居智能控制箱”。这就使得小区楼内的垂直布线变得十分庞杂，且不便于管理和维护。既然小区建设中已经铺设了宽带数据线，就完全可以将其作为楼内及小区内的“信息高速公路”，各类数据信息、控制信息，包括视频信息、音频信息都可以借助于该“信息高速公路”进行传输。统一信息传输的路径，可以大幅度减少各分系统管路的铺设量和专用线缆用量，减少

6、施工的工作量和日后的维修维护工作量，减少前期一定的投入。从目前的控制技术上来讲，智能家居系统所涉及的各系统中不同的设备完全可以全部统一在“信息高速公路”上。比较理想的状况是，在每户一只“家居智能控制箱”的基础上，设计一套智能控制器，可以兼顾管理所有智能型控制设备，包括可视对讲、表具数据远传、家居安防、智能照明等全部管理功能都集中在该控制器上，该控制器利用“信息高速公路”的数据线做传输介质，通过网络直接与小区的物业管理中心或计算机控制中心连接，完成智能家居所有的控制和管理功能。目前所存在的现实问题是许多制造商生产的智能家居产品大多是总线制的，虽然有网络型产品但可选性较少，且普遍比总线制产品的价格

7、偏贵，使许多投资商不得不放弃使用网络型产品而选用总线制结构的产品。但若仔细算账，加上管路、线缆、施工费等，价格也不一定便宜多少。建设初期就统一策划小区的综合布线方式，以及确定所选设备产品数据的传输方式有利于智能化小区的建设；有利于节约管路和线缆的投资，节省施工费用；又有利于组网和管理。2.3 小区综合布线产品的定位对居住小区内的综合布线系统进行统筹、策划和定位，实现小区内的“信息高速公路”建设，投资商基本认可了这种思路，但小区综合布线工程选择哪家的产品？哪家的产品更质优价廉？是很多小区投资商经常会问到的问题。就上述问题，笔者根据多年的工程经验谈一些体会，供业界同仁参考。对于居住小区的综合布线系

8、统，目前业内比较认可的基本拓扑结构是：光纤到单体建筑物的总配线间，从总配线间直接到每户的“家居智能控制箱”。即：千兆到建筑物、百兆到住户。但这里的百兆指的是真正的100MHz的带宽，而不是象某些电信运营商采用和宣传的ADSL、电力线上网的所谓“百兆”。采用5类，超5类或6类4对8芯双绞线，在“家居智能控制箱”内通过百兆交换的HUB实现数据点的1扩4。电话线采用3类或5类双绞线，在“家居智能控制箱”内实现电话点的1扩4。若投资条件允许，考虑到一定的超前性，数据线建议考虑采用6类双绞线。随着产品覆盖率的增加，目前6类系统的整体造价比超5类系统已经贵不了多少。用于家居智能控制设备，如可视对讲系统的住

9、户分机、家居安防控制器、表具数据远传控制器等均选用网络型产品（目前市场上已有综合型的家居智能控制器）。通过网络直接与小区控制中心连接，由控制中心的主机完成对各住户的联网控制和管理。对于高档居住小区或别墅（单体或联排），可以按照TIA/EIA-570A布线“等级二”的标准，每户的数据线采用铺设2根5类或6类双绞线的模式。 由智能建筑与城市信息杂志社和中国工程建设标准化协会通信委员会共同举办的2005年度综合布线十大品牌评选活动，“泰科安普、西蒙、康普、泛达、科龙、Belden CDT、德特威勒、Molex、普天、TCL”品牌榜上有名。从目前小区布线工程实际应用情况调查看，若是由电信运营商来投资建

10、设，大多选用的是价格较低的产品。当然，从使用角度来说，任何一家入选十大品牌的布线产品（甚至包括尚未入选十大品牌的产品）都能使用。各品牌产品之间并没有多大的差异，都是遵照一定的标准和规范制造生产的，只是各有特色而已。但若从纯技术和成缆工艺的角度进行深入的探讨，还是有区别，有的甚至差别较大，主要表现在系统中元器件所用的材质和成缆工艺上。根据笔者对布线产品的了解，其主要差别总结如下，供参考。（1） 裸铜线质量裸铜线的质量主要体现在裸铜线的材质和芯线的直径上。综合布线电缆的芯线材质应是采用含铜量99.9%以上的电解铜杆经过多次拉伸、回火，再拉伸、再回火的反复拉制而制成一定直径的芯线。电解铜的质量，即芯

11、线原材料的质量对电缆的阻抗和性能影响较大。当然，回火工艺对芯线的拉伸强度、芯线应力、阻抗等也会造成一定的影响。芯线直径是影响线缆阻抗和性能的另一因素，5类、超5类、6类线缆芯线的直径和允许误差都有较严格的规定，芯线直径尺寸是靠拉丝模具的精度来保证。有些线缆制造厂，特别是某些委托加工芯线产品或小型线缆的制造厂，其芯线的材质和直径尺寸上与品牌产品相比存在一定的差距。选用时，芯线直径可用千分尺进行测量检测。芯线材质可通过取样化验分析获取材质成分报告。（2） 护套材料的质量护套材料的材质是影响线缆性能的又一因素。护套材料的绝缘强度、介质损耗、耐火等级，以及芯线与护套材料间的同轴度和均匀性等是影响性能的

12、主要参数。从物理定义上讲，任何两根平行的导线中间用绝缘材料隔离，就存在电容参数，其容抗与传输信号的频率有关，频率越高，容抗越小，损耗也就越大。万兆、千兆、百兆的传输速率，同一种布线铜缆所呈现的损耗不同。一般线缆在传输标定的最高频率时的容抗值应控制在标准允许的范围内。虽然布线系统传输的是低电压的高频信号，但对护套材料的绝缘强度仍有较高的要求，特别是在加工过程中，当芯线与护套材料同轴度和均匀性偏差值较大时，将会影响到线缆的绝缘强度指标。护套材料的耐火等级是另一重要指标。目前业内有两种通常的要求，一种是低烟无卤型，一种是阻燃防火型，分别出自两个不同的标准（北美或欧洲），由于护套材料不同，其价格也有所

13、不同。在一般使用要求的场合，护套采用低烟无卤型即可，对于高层建筑或大型公共建筑布线线缆宜采用阻燃防火型。可以取一段线缆样品实际用火烧，观测燃烧程度和烟气、气味进行检测。（3） 成缆工艺电缆（包括铜缆与光缆）质量是靠先进的加工设备、精密的加工模具如拉丝机、回火炉、挤出机、挤出模具、绞对机、成缆机等和严格的加工工艺来取得。回火温度与时间，挤出温度与挤出速度，绞对机旋转速度和行进速度（即绞距）的配合等都会直接影响到线缆的质量。此外，在线耐电强度试验、计米长度、标志印刷等也是不可忽视的因素。先进的设备、精密的模具、严格的工艺纪律是电缆生产质量的可靠保证。品牌产品与非品牌产品所采用的加工设备、加工模具等

14、存在一定的差距。（4）插接件（模块、配线架等）插接件的质量在于插接件的插脚质量，一般插接件的插脚宜采用铍青铜制作，表面进行镀金处理。因为铍青铜具有一定的弹性，且在压缩变形后能迅速恢复原有状态，弹性保证插接表面接触良好，镀金层处理是为了保证插接表面接触电阻最小。镀金层的厚度直接影响插接件的表面接触电阻（一般镀金层厚度为30100m）。由于世界上铍青铜产量有限，目前很多制造商都采用铍青铜的替代品，镀金层的厚度也不尽相同，致使插接件的质量有所降低。个别厂商采用普通合金铜作为插接件材料，镀铜或镀钛层替代镀金层，使产品质量会大幅度下降。但如何鉴别插接件的材质和镀层质量，一般用户是没有这方面经验，需要经专

15、门的检验检测机构进行检测和鉴定。3 施工工艺对布线质量的影响布线工程实施过程中，布线工艺对布线工程质量存在较多的影响。布线产品必须经过二次布放和端接安装才能形成布线系统。到目前为止，工程现场线缆的布设仍是以手工劳动为主的一项工作，即使是最好的技工也不可能准确无误的工作。影响布线施工的主要要素有：技工基本素质、管路预留预埋质量、布线施工工艺、端接工艺、绑扎工艺，以及环境等。且在施工过程中，多系统工程施工交叉、工作面的相互干扰等也是影响布线工程质量的原因之一。3.1 技工基本素质由于综合布线线缆传输的是低电压、高频率、小电流的数字信号，系统的整体链路质量对数据传输的完整性、准确无误性具有重大意义。

16、目前很多技工，特别是未经过专业培训的技工，由于不了解布线系统的传输特点，按照常规的诸如配电、照明等系统的布线方式来从事综合布线系统的施工，是十分错误的。布线系统对从业人员有着基本素质的要求，对线缆的穿管、铺设，特别是端接工序，需要经过技术培训的工程师或技工来完成。3.2 管路预留预埋质量（1）智能化工程实施前，需要对预留、预埋的管线做符合性核查。工程实践证明，约有20%30%（甚至更多）的管路不通或不畅通，线缆在穿管过程中由于遭受过大的拉力而产生变形、拉细、绞对绞距变化、护套绝缘层破坏等现象将直接影响到线缆性能。（2）水煤气管或焊接管内部存在较多的焊疤、锈渣、毛刺等，穿线过程中极容易造成线缆外

17、护套被划伤。（3） 综合布线线缆不允许有中间接头，但需在终端盒处或配线架处留有一定的连接余量，富裕量的不正确盘绕、绑扎等也会直接影响性能质量。（4）一般出厂线缆的测试是整箱的静态测试，而经过施工中的铺设、分支、卷绕、端接、绑扎等工序后，现场测试的情况与实验室的情况已经大不相同，众多的布线系统不能通过现场验收测试的原因，主要是施工工艺的欠缺所造成。故布线工程最终验收前，应该聘请第三方独立检测机构对布线工程进行现场的实际动态检测。管路预留预埋较好的处理办法是：由智能化工程总包单位深化设计，并派员督导水电安装队，或智能化工程总包单位亲自派出合格技工配合完成土建工程的预留、预埋。3.3 布线工艺综合布

18、线的线缆在永久链路部分（90m）不允许有接头，这是标准规范中的基本要求。布线分为垂直主干布放、水平金属桥架中布放、分支管布放几部分。特别需强调的是，由于布放电缆的不可重复性，线缆布放前，一定确认最终信息点的坐标是否还需变动，否则线缆布设完成后，信息点的变化将造成线缆的长度不够，或长度偏长而造成浪费。许多投资商的工程师，甚至工程监理工程师在检查布线质量时，过分的强调布线线缆的横平竖直，绑扎齐整，讲究感官效果。其实，从技术上讲，此举并非可行，为了减少传输时的噪声干扰，大容量线缆铺设时，桥架内2030m左右应进行换位铺设，在配线架的理线槽内也不一定非要横平竖直，但伸出理线槽部分，为了感官效果可以理放

19、整齐。3.4 端接工艺端接主要是光纤与光纤连接头间的端接、铜缆与信息模块间的端接。光纤头需要采用专用设备（熔接机）进行熔接。铜缆与信息模块间的端接目前有专用工具打接和自带简易工具压接两种方式。不管采用哪种端接方式，也都有一定的端接技巧，来确保端接的可靠性。如端接前铜缆绞对的破拆尺寸、铜缆芯线与模块连接针间的连接强度（仔细分析，芯线与模块连接针间应是挤压线连接，靠正确的连接方式和一定的连接压力，若连接位置不当或压力不够将影响连接效果，进而影响传输性能）。信息插头和信息插座间的连接靠连接片完成，一般两者间带有自锁机构，可以保证连接的可靠性，一般的冲击、振动不会影响连接的牢靠度。3.5 绑扎工艺端接后，线缆的整理和绑扎，一是为了整形，二是为了避免连接处过分受力。但绑扎应适度，过分的绑扎反而会影响传输质量。4 弱电竖井和设备交接间环境对布线质量的影响布线