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发布时间:2020-09-05 16:24:20

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作者:张振中 主编

出版社:人民邮电出版社

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综合布线工程

综合布线工程试读:

前言

综合布线系统(Generic Cabling System,GCS)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,是现代化智能建筑的必然要求。目前,该系统主要应用在智能建筑、住宅小区、政府机构、公司企业、贸易中心、学校校园以及宾馆饭店等领域,是一个有着广泛发展前景的行业。

本教材是作者在对大量综合布线工程案例搜集和整理的基础上,结合高职高专的教学要求和特点,对接线务员、三网末端装维员、监理员、网络管理员等职业岗位,以综合布线工程的工程环境勘察→方案的设计→工程预算的编制→工程图纸的绘制→工程招投标的过程→工程的施工→工程的测试和验收工作流程为主线而编写,概念清晰、内容丰富,着重定位于理论与实践的联系,重点突出实践。全书分6个章节。其中,第1章综合布线系统概述,主要介绍综合布线系统的产生、概念、特点、组成和标准;第2章综合布线工程设计,主要介绍综合布线工程设计的原则、设计的依据、设计的内容、各子系统设计、工程图纸绘制、工程预算编制和工程案例;第3章综合布线工程招投标,主要介绍综合布线工程招投标原则、各方关系、工程项目招标、工程项目投标;第4章综合布线工程施工,主要介绍施工技术要点、路由通道建设、电缆布放、光缆布放、线缆端接、机柜设备安装及系统运行调试;第5章综合布线工程竣工验收,主要介绍综合布线工程验收、综合布线工程的鉴定、综合布线工程竣工技术文档;第6章综合布线工程管理,主要介绍综合布线工程项目管理、综合布线工程监理。

全书由张振中担任主编,负责统稿及全书的编写工作,湖南邮电职业技术学院李立高、胡庆旦、李儒银和张炯老师参与了教材的编写工作。同时,在本书编写和出版的过程中得到了湖南省邮电规划设计院和湖南邮电职业技术学院各级领导的大力支持与帮助,在此表示衷心的感谢。

由于编者水平有限,书中难免有错误和不妥之处,敬请广大读者指正。编者2013年5月于长沙

第1章 综合布线系统概述

【本章内容简介】综合布线技术的兴起和发展,是在通信技术和电子信息技术快速发展的基础上进一步适应社会信息化和经济国际化需要的结果。本章主要介绍综合布线的基础知识,包括综合布线系统的产生、综合布线系统的概念、综合布线系统的特点、综合布线系统的组成和结构以及综合布线国内外标准。【本章重点难点】本章重点是综合布线系统的组成、结构、标准。本章难点是综合布线系统的组成和结构。

1.1 综合布线系统的概念

1.1.1 综合布线系统的产生

综合布线的发展历程从20世纪80年代到今天经历多个发展阶段,从同轴电缆时代,到双绞线时代,再到光纤时代的快速发展。

1.同轴电缆时代

20世纪 80年代初,在双绞线 RJ-45 还没有流行之前,数据传输主要采用的是同轴电缆,同轴电缆最早应用于有线电视网络中。它比双绞线具有更好的屏蔽性,所以它可以以较高的速率传输较长的距离。它用来传递信息的一对导体是按照一层圆筒式的外导体套在内导体(一根细芯)外面,两个导体间用绝缘材料互相隔离的结构制造的。外层导体和中心轴芯线的圆心在同一个轴心上,所以叫作同轴电缆。

20世纪 80年代末,IBM 推出令牌网的计算机网络系统。与以太网不同,它是以屏蔽150Ω双绞线为主要传输媒体。它的网络拓扑结构是一个环形系统,但是其物理结构却是一个星型的布线系统,流行了很长一段时间。作为全球最大的连接器生产厂商,安普是当时IBM主要令牌网部件的供应商,IBM系统中大部分的连接器件都由安普生产。

2.双绞线时代

20世纪 90年代初,美国朗讯科技(原 AT&T)公司贝尔实验室最早提出使用 100Ω的非屏蔽双绞线作为传输媒体,为大楼提供一个综合布线系统(PDS)。非屏蔽双绞线系统的传输速度不高,但是由于这个系统对于客户来说比较方便,可以在相同的布线平台支持多种应用,因此综合布线系统逐渐开始流行,而RJ-45则成为标准化的连接器。20世纪90年代中期,大批厂商进入这个领域,并开始生产综合布线产品,100Ω的双绞线布线系统逐渐成为标准的布线系统。双绞线系统从 3 类发展到 7 类,从原来的支持 10Mbit/s、16Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s,发展到现在的支持万兆传输的系统。

3.光纤时代

20世纪 90年代初,光纤连接器主要以 ST 型连接器为主,光纤系统则主要采用点对点和环形系统,在 ISO 国际标准内,开展了一场 ST 型连接器与 SC 型连接器的争论。以AT&T 为首的一方认为 ST 是当时最流行的光纤连接器,当然应是标准里的光纤连接器。安普与日本NTT则质疑ST型连接器的可靠性。争论结果是在新建系统内建议使用SC,原有系统可继续使用ST。

20世纪90年代中期,各厂商开发出更多种类的光纤连接器,其中,以更小体积、更易散热的小型光纤连接器最为流行,例如LC连接器、MT-RJ连接器、MU连接器等。

1.1.2 综合布线系统的概念

1.传统布线方式

布线是指能够支持信息电子设备相互连接的各种线缆、跳线、接插件软线和连接器件组成的系统。传统布线方式是指不同系统的布线相对独立,不同的设备使用不同的传输介质构成各自的网络系统。传统布线方式没有统一的设计规范,由于各个项目之间没有实质性的联系,在总体的工程上没有统一考虑。工程建设与否主要由单位领导或工作需求随意的设置项目,使得使用和管理都十分地不方便,各个项目之间达不到资源共享的目的;同时由于设计方案不同、施工时间各异,致使形成的布线系统存在很大差别,难以互相通用。特别是当工作场所需要重新规划,设备需要更换、移动或增加时,只好重新布设线缆,使得布线工作费时费力、耗资和效率低下。每一个项目都独立施工,布线随意性很大,中心设备可以和终端设备直接相连,各个终端设备之间也可以随意连接等,使得线缆穿插、交织在一起,导致环境十分的不美观。有时甚至导致各个系统间的信号相互干扰,通信质量下降;还有导致信息泄露的情况发生。专属布线系统的这种缺陷不利于布线系统的综合利用和管理,限制了应用系统的发展变化和网络规模的扩充和升级。

2.综合布线系统

综合布线系统自20世纪90年代建立标准以来,为适应各类网络的发展变化,布线系统也经历了数次更新换代。(1)结构化布线

结构化布线系统(Structured Cabling System,SCS)是将整个网络系统进行分割,把设备分类为中心设备(中心机房)、二级设备(设备间)、三级设备(管理间)以及终端设备(工作区)。中心设备只允许连接二级设备,二级设备连接中心设备和三级设备、三级设备连接二级设备和终端设备,不允许跨级设备之间的连接。这样就分别建立了终端设备所在的工作区概念,工作区的终端设备与管理间的三级设备之间连接的水平配线子系统,管理间的三级设备与设备间的二级设备之间连接的垂直子系统以及设备间的二级设备与中心设备之间连接的建筑群子系统的概念。这种布线使得每一部分线路的职能清晰,功能完备。(2)建筑与建筑群综合布线系统

建筑与建筑群综合布线系统(Premises Distribution System,PDS)是指将建筑物或建筑群内的各个系统综合起来,线路布置标准化、简单化、综合化,是一套标准的集成化分布式布线系统。它将建筑物内的电话语音系统、数据通信系统、监控报警系统、消防系统、门禁系统、有线电视系统、计算机网络系统、家庭影院娱乐系统等系统集成在一起,线缆走线统一规划、统一管理和综合布线,并为每一种系统提供标准的信息插座,以连接不同类型的终端设备。(3)综合布线系统

综合布线系统(Generic Cabling System,GCS)是一种模块化、结构化、高灵活性的、存在于建筑物内和建筑群之间的信息传输通道。它将相同或相似的缆线以及连接器件,按照一定的关系和通用秩序组合,使建筑物或建筑群内部的语音、数据通信设备、交换设备以及建筑物自动化管理等系统彼此相连,集成为一个具有可扩充的柔性整体,并可以与外部的通信网络相连接,构成一套标准规范的信息传输系统。

综合布线系统是一种有线传输多媒体系统,为开放式星状拓扑结构,能支持语音、数据、图像、多媒体业务等信息的传输。一个建筑的综合布线系统就是将各种不同系统(如电话语音系统、数据通信系统、监控报警系统、消防系统、门禁系统、有线电视系统、计算机网络系统、家庭影院娱乐系统等)构成一个有机的整体,各种线缆都力争走在一起,形成统一的线缆路由。而不像专属布线那样自成体系,互不相干。

1.1.3 综合布线系统的特点

在传统布线系统中,由于多个子系统独立布线,并采用不同的传输媒介,这就给建筑物从设计和今后的管理带来一系列的弊端。而综合布线系统的出现是现代通信领域高科技的结晶,它为用户提供了最合理的布线方式,并依靠其高品质的材料,一改传统布线面貌,为现代化的大厦能够真正成为智慧型的楼宇奠定了线路基础。综合布线同传统的布线相比较具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性6个方面的特点,如表1.1所示。表1.1 传统布线系统与综合布线系统的比较续表

通过表 1.1 对于传统布线系统与综合布线系统的比较,可以了解传统布线系统的弊端,进一步明确使用综合布线系统的必要性。

1.2 综合布线系统的结构

1.2.1 综合布线系统组成

综合布线系统采用模块化结构,在旧国家标准 GB/T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》中划分为6个子系统,它们分别是工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直子系统、设备间子系统和建筑群子系统。根据最新国家标准 GB 50311-2007《综合布线系统工程设计规范》对上述 6 个子系统进行了重新划分,定义了工作区子系统、配线(水平)子系统、管理子系统、干线(垂直)子系统、设备间子系统、进线间子系统和建筑群子系统7个部分,如图1.1所示。

新标准的配线子系统与旧标准的水平子系统对应,新增加了进线间子系统,并对管理子系统做了重新定义。旧标准对进线部分没有明确定义,随着智能大厦的大规模发展,建筑群之间的进线设施越来越多,各种进线的管理变得越来越重要,独立设置进线间就体现了这一要求。

1.工作区子系统

一个独立的需要设置终端设备(TE)的区域宜划分为一个工作区。工作区应由配线子系统的信息插座模块(TO)延伸到终端设备处的连接线缆及适配器组成。

2.配线(水平)子系统

配线(水平)子系统应由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备线缆和跳线等组成。图1.1 综合布线系统组成

3.管理间(电信间)子系统

管理间子系统也称作管理子系统,一般在每层楼都应设计一个管理间或配线间。其主要功能是对本层楼所有的信息点实现配线管理及功能变换,以及连接本层楼的配线(水平)子系统和干线(垂直)子系统。

4.干线(垂直)子系统

干线(垂直)子系统应由设备间至电信间的干线电缆和光缆,安装在设备间的建筑物配线设备(BD)及设备线缆和跳线组成。

5.设备间子系统

设备间子系统是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场地。对于综合布线系统工程设计,设备间主要安装建筑物配线设备。电话交换机、计算机主机设备及入口设施也可与配线设备安装在一起。

6.进线间子系统

进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位,并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。

7.建筑群子系统

建筑群子系统应由连接多个建筑物之间的主干电缆和光缆、建筑群配线设备(CD)及设备线缆和跳线组成。

从功能及结构来看,综合布线的7个子系统密不可分,组成了一个完整的系统。如果将综合布线系统比喻为一棵树,则工作区子系统是树的叶子,配线子系统是树枝,干线子系统是树干,设备间子系统是树根,管理子系统是树枝与树干、树干与树根的连接处。工作区内的终端设备通过配线子系统、干线子系统构成的链路通道,最终连接到设备间内的应用管理设备。

1.2.2 综合布线系统结构

综合布线系统的拓扑结构由各种网络单元组成,并按技术性能要求和经济合理原则进行组合和配置。图 1.2 为综合布线系统的基本组成结构图,其中 CD(Campus Distributor)为建筑群配线设备,BD(Building Distributor)为建筑物配线设备,FD(Floor Distributor)为楼层配线设备,CP(Consolidation Point)为集合点(可选),TO(Telecommunications Outlet)为信息插座模块,TE(Terminal Equipment)为终端设备。图1.2 综合布线基本结构

CD 用于终接建筑群主干线缆的配线设备;BD 用于为建筑物主干线缆或建筑群主干线缆终接的配线设备;FD 用于终接水平电缆、水平光缆和其他布线子系统线缆的配线设备;CP 用于楼层配线设备与工作区信息点之间水平线缆路由中的连接点,配线子系统中可以设置集合点,也可不设置集合点;TO 用于各类电缆或光缆终接的信息插座模块;TE 用于接入综合布线系统的终端设备。

图1.3 是以建筑群配线架CD为中心节点,以若干建筑物配线架 BD为中间层中心节点,相应的有再下层的楼层配线架 FD 和配线子系统。BD与BD之间、FD与FD之间可以通过主干线缆连接。图1.3 综合布线系统结构(一)

楼层配线设备 FD 可以经过主干线缆直接连接到 CD 上,中间不设置建筑物配线设备 BD。信息插座TO也可以经过水平线缆直接连接到BD上,中间不设置FD,如图1.4所示。图1.4 综合布线系统结构(二)

图 1.5 是以一个建筑物配线架 BD 为中心节点,配置若干个楼层配线架 FD,每个楼层配线架FD连接若干个信息插座TO,全网使用光纤作为传输介质。图1.5 光纤信道结构(一)

楼层配线设备 FD 通过端接(熔接或机械连接)的方式连接水平光缆和垂直光缆,FD只设置光分路器(无源光器件),不需要其他设备,不需要供电设备,如图1.6所示。图1.6 光纤信道结构(二)

信息插座TO直接连接到建筑物配线设备BD,可以不设楼层配线设备FD,如图1.7所示。楼层配线设备 FD 可以设置光分路器(无源光器件),不需要供电设备,也可以考虑设置光交换机等有源网络设备。图1.7 光纤信道结构(三)

选择正确的综合布线系统结构非常重要,因为它影响整个综合布线工程的产品选型、布线方式、升级方法和网络管理等各个方面。

1.3 综合布线的标准

综合布线自问世以来已经历了近 20年的历史,随着信息技术的发展,布线技术不断推陈出新;与之相适应,布线技术相关标准也得到了不断的发展与完善。国际标准化委员会ISO/IEC、欧洲标准化委员会 CENELEC 和美国国家标准局 ANSI 都在努力制定更新的标准以满足技术和市场的需求。我国也不甘落后,国家质监局和建设部根据我国国情并力求与国际接轨而制定了相应的标准,促进和规范了我国综合布线技术的发展。

1.3.1 国际标准

国际上流行的综合布线标准有美国的 ANSI/TIA/EIA 568、国际标准化组织的 ISO/IEC 11801、欧洲的EN 50173。

1.美洲标准

成立有80年历史的美国国家标准局(American National Standards Institute,ANSI)是国际标准化组织(the International Organization for Standardization,ISO)与国际电工委员会(the International Elcetrotechnical Commission,IEC) 主要成员,在国际标准化方面是很重要的角色。ANSI 自己不制定美国国家标准,而是通过组织有资质的工作组来推动标准的建立。综合布线的美洲标准主要由 TIA/EIA 制定。TIA(Telecommunications Industry Association)是美国电信工业协会,而EIA(Electrotechnical Industry Association)是美国电气工业协会,这两个组织受 ANSI 的委托对布线系统的标准进行制定。在标准的整个文件中,这些组织称为ANSI/TIA/EIA。ANSI/TIA/EIA每隔5年,根据提交的修改意见进行重新确认、修改或删除美国标准。

1991年ANSI发布了TIA/EIA 568商业建筑线缆标准,经改进后于1995年10月正式将TIA/EIA 568修订为TIA/EIA 568A标准。该标准规定了100Ω非屏蔽双绞线(UTP)、150Ω屏蔽双绞线(STP)、50Ω 同轴线缆和 62.5/125µm 光纤的参数指标,并公布了相关的技术公告文本(Technical System Bulletin,TSB),如TSB 67、TSB 72、TSB 75、TSB 95等,同时还附加了 UTP 信道在较差情况下布线系统的电气性能参数,在这个标准后,还有 5 个增编,分别为A1~A5。

ANSI于2002年发布了TIA/EIA 568B,以此取代了TIA/EIA 568A。该标准由B1、B2、B3 三个部分组成。第一部分 B1 是一般要求,着重于水平和主干布线拓扑、距离、介质选择、工作区连接、开放办公布线、电信与设备间、安装方法以及现场测试等内容,它集合了TIA/EIA TSB 67、TSB 72、TSB 75、TSB 95,TIA/EIA 568 A2、A3、A5,TIA/EIA/IS 729 等标准中的内容。第二部分 B2 是平衡双绞线布线系统,着重于平衡双绞线电缆、跳线、连接硬件的电气和机械性能规范,以及部件可靠性测试规范、现场测试仪性能规范、实验室与现场测试仪比对方法等内容,它集合了TIA/EIA 568 A1和部分TIA/EIA 568 A2、TIA/EIA 568 A3、TIA/EIA 568 A4、TIA/EIA 568 A5、TIA/EIA/IS729、TSB 95 中的内容,它有一个增编B2.1,是目前第一个关于6类布线系统的标准。第三部分B3是光纤布线部件标准,用于定义光纤布线系统的部件和传输性能指标,包括光缆、光跳线和连接硬件的电气与机械性能要求、器件可靠性测试规范、现场测试性能规范等。

新的TIA/EIA 568 C版本系列标准也正准备发布。TIA/EIA 568 C分为C.0、C.1、C.2和C.3共4个部分,C.0为用户建筑物通用布线标准,C.1为商业楼宇电信布线标准,C.2为平衡双绞线电信布线和连接硬件标准,C.3为光纤布线和连接硬件标准。

2.国际标准

国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)和国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,IEC)组成了一个世界范围内的标准化专业机构。在信息技术领域中,ISO/IEC 设立了一个联合技术委员会,简称 ISO/IEC JTC1。由ISO/IEC JTC1 来制定 ISO/IEC 11801 国际通用标准,目前该标准有 3 个版本:ISO/IEC 11801 1995、ISO/ISO 11801 2000、ISO/IEC 11801 2000+。

ISO/IEC 11801:1995是第一版,ISO/IEC 11801:2000是修订版,对第一版中“链路”的定义进行了修正。ISO/IEC 11801:2002是第二版,新定义了6类和7类线缆标准,同时将多模光纤重新分为OM1、OM2和OM3三类,其中OM1指目前传统62.5μm多模光纤,OM2指目前传统50μm多模光纤,OM3是新增的万兆光纤,能在300m距离内支持10Gbit/s数据传输。

3.欧洲标准

英国、法国、德国等国于1995年7月联合制定了EN50173欧洲标准,供欧洲一些国家使用,该标准在 2002年做了进一步的修订。一般而言,欧洲标准 EN50173 与国际标准ISO/IEC 11801是一致的,但是欧洲标准EN5017比国际标准ISO/IEC 11801更为严格。

目前,国际上常用的综合布线标准如表1.2所示。表1.2 国际综合布线标准续表

1.3.2 中国标准

国内综合布线标准一般有国家标准、行业标准、企业标准和协会标准4类。此外,建设部规定由中国建设标准化协会编制推荐性标准,作为上述4类标准的补充。一般综合布线标准皆有编号,如 GB 为国家标准,YD 为行业标准,Q 为企业标准,个别标准则无编号,如《SDH 光缆干线工程全程调测项目及指标》即无编号,为信息产业部“内部标准”,由中华人民共和国信息产业部批准。

1.国家标准

根据建设部印发和建标(2004)67号文件《关于印发2004年工程建设国家标准制定、修订计划的通知》要求,对 2000年颁布的原国家标准推荐性《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T 50311-2000)和原国家推荐性标准《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T 50312-2000)进行全面修订。修订后的两个规范于2007年4月6日批准发布,2007年10月1日起实施。两个规范分别改称为《综合布线系统工程设计规范》(GB 5031-2007)和《综合布线系统工程验收规范》(GB 50312-2007)。这里要注意的重大区别是取消两个规范的推荐性,改成有强制性条文的国家标准。《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007)是综合布线系统工程设计具体实施的标准之一,具有正确导向作用,其内容主要有总则、术语和符号、系统设计、系统配置设计、系统指标、安装工艺要求、电气防护及接地、防火共 8 章。《综合布线系统工程验收规范》(GB 50312-2007)是综合布线系统工程验收具体实施的标准之一,它与 GB 50311-2007 是配套使用的。其内容主要有总则、环境检查、器材及测试仪表工具检查、设备安装检验、缆线的敷设和保护方式检验(包括缆线的敷设和保护措施)、缆线终接、工程电气测试、管理系统验收和工程验收以及工程检验项目及内容的附录共9章。

同时,根据上述建设部的通知,对 2000年颁布的原国家标准推荐性《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2000)也进行修订。新的标准编号为 GB/T 50314-2006,于2006年 1月 29日由建设部批准发布,2007年 7月 1日起实施,继续保持为国家推荐性标准。

2.行业标准

信息产业部于2006年7月25日批准发布了通信行业标准《综合布线系统工程施工监理暂行规定》(YD 5124-2005),该标准从2006年10月1日起实施。

工业和信息化部于 2009年 6月 15日批准发布的通信行业标准《大楼通信综合布线系统》(YD/T 926.1~3-2009),该标准从2009年9月1日起实施。它与国家标准GB 50311、GB 50312 等标准配套使用。其内容主要针对住宅建筑通信综合布线系统,且以产品内容为主的综合性标准。目前我国主要的综合布线标准如表1.3所示。表1.3 国内综合布线标准

从现有综合布线系统国内标准的总体状况分析,标准的类型和数量都较国外标准多些,内容也较齐全,具有一定的规范和导向作用。但从标准的品种和内容质量等方面看,还有很多不足之处,例如,在品种方面,智能化小区综合布线系统设计标准和有关综合布线系统的安装施工规范目前都处于空白状态,无章可循已造成很多后患,客观要求极为迫切,急需编制实施。在内容方面,随着先进技术和新颖产品的不断涌现,如何考虑兼容互换和同时并存等诸多问题,都需补充完善;此外,由于综合布线系统无统一的产品标准,导致在外形结构、规格系列方面,国内外生产的产品均不统一,这给设计和施工及维护都带来不少困难。为此,希望国内有关部门及早制定相应的标准予以解决,以满足工程建设和今后发展的需要。同时,应该看到科学的发展和技术的进步永无止境,必须提倡自主创新,与时俱进地跟上发展步伐,以适应客观世界不断变化和飞速发展的趋势。

综合布线工程涉及的范围较为广泛,例如房屋建筑、电源设备、抗震加固等方面,都有相应的设计、施工、监理的标准或规定,它们同样因各种外界或本身的因素,也应与时俱进地予以修正、补充和完善。

本章小结

综合布线技术的兴起和发展,是在通信技术和电子信息技术快速发展的基础上进一步适应社会信息化和经济国际化需要的结果。综合布线的标准主要有美国标准、欧洲标准和国际标准,我国在这些标准的基础上制定了适合我国国情的标准,且基本与国际上主流标准相一致。综合布线系统被划分为工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间子系统、进线间子系统和管理子系统,这7个子系统是相互连接、密不可分的,掌握各个子系统的功能及构成才能做好综合布线系统的设计工作。

应知测试

一、填空题

1.(   )是一种模块化、结构化、高灵活性的、存在于建筑物内和建筑群之间的信息传输通道。

2.综合布线系统具有(    )、(    )、(    )、(    )、(   )和(   )6个特点。

3.综合布线系统由(    )、(    )、(    )、(    )。(   )、(   )、(   )7个子系统组成。

4.通信网络常采用(   )和(   )等网络拓扑结构;有线电视网络常采用(    )网络拓扑结构;数字广播网络常采用(    )网络拓扑结构。

5.国际上流行的综合布线标准有(   )、(   )、(   )。

二、选择题

1.综合布线系统中直接与用户终端设备相连的子系统是( )。

A.工作区子系统        B.配线子系统

C.干线子系统         D.管理子系统

2.综合布线系统中安装有线路管理器件及各种公共设备、实现对整个系统集中管理的区域属于(  )。

A.管理子系统        B.干线子系统

C.设备间子系统        D.建筑群子系统

3.综合布线系统中用于连接两幢建筑物的子系统是( )。

A.管理子系统        B.干线子系统

C.设备间子系统        D.建筑群子系统

4.综合布线系统中用于连接楼层配线间和设备间的子系统是( )。

A.工作区子系统        B.配线子系统

C.干线子系统         D.管理子系统

5.综合布线系统中用于连接工作区信息插座与楼层配线间的子系统是( )。

A.工作区子系统        B.配线子系统

C.干线子系统         D.管理子系统

三、问答题

1.什么是综合布线系统?

2.与传统的布线技术相比,综合布线系统具有哪些优点?

3.综合布线系统主要由哪几部分组成?

4.综合布线系统的国际与国内标准主要有哪些?

5.简述目前的综合布线系统应用的主要场合。

第2章 综合布线工程设计

【本章内容简介】综合布线工程设计是本书的重点内容之一,也是较难理解的章节。本章节主要介绍综合布线工程设计的要点、各子系统设计、产品选型、工程图纸绘制、工程预算编制和工程案例。其中,综合布线工程各子系统设计包括工作区子系统设计、水平(配线)子系统设计、垂直(干线)子系统设计、设备间子系统设计、管理子系统设计、建筑群子系统设计、进线间子系统设计、保护子系统设计8个部分。【本章重点难点】本章重点是综合布线工程各子系统设计、工程图纸绘制、工程预算编制。难点是综合布线工程各子系统设计。

2.1 综合布线工程设计概述

综合布线方案设计在布线工程中是极为关键的部分,其主要包括设计原则、设计依据、用户需求分析、产品选型、总体结构、各个布线子系统详细设计、绘制图纸和编制概预算等内容。

2.1.1 综合布线工程的设计原则及依据

1.综合布线工程设计原则(1)合理规划,注重系统实用性。综合布线工程需要全面考虑用户需求、建筑物功能、当地技术和经济的发展水平等因素。(2)技术先进,适当超前。综合布线工程设计时应采用当前先进的技术、方法和设备,并可适度超前,做到既能反映当前技术水平,又具有较大发展潜力。(3)标准化的设计。在综合布线工程设计时应符合最新的综合布线标准,并且还应符合在防火、接地、安全等方面的国家现行的相关强制性或推荐性标准规范。(4)可扩展性。综合布线工程应采用开放式的结构,应能支持语音、数据、图像及监控等系统的需要。在进行布线设计时,应适当考虑今后信息业务种类和数量增加的可能性,预留一定的发展余地。(5)方便维护和管理。综合布线工程应采用分层的星型结构,建成的综合布线系统应能根据实际需求而变化,进行各种组合和灵活配置,方便地改变系统应用环境,所有的系统形态都可以借助于跳线完成。(6)经济合理。在满足上述原则的基础上,力求线路简洁,距离最短,尽可能降低成本,使有限的投资发挥最大的效用。

2.综合布线工程设计依据

综合布线工程的设计标准是一个开放型的标准,需要满足以下标准。(1)国家标准GB 50311-2007《综合布线系统工程设计规范》。(2)国家标准GB 50312-2007《综合布线系统工程施工和验收规范》。(3)行业标准YD/T 926.1-2009《大楼通信综合布线系统第一部分总规范》。(4)行业标准 YD/T 926.2-2009《大楼通信综合布线系统第二部分综合布线用电缆光缆技术要求》。(5)行业标准 YD/T 926.3-2009《大楼通信综合布线系统第三部分综合布线用连接硬件技术要求》。(6)北美标准ANSI/TIA/EIA568B《商用建筑通信布线标准》。(7)国际标准ISO/IEC11801《信息技术——用户通用布线系统》(第二版)。(8)根据本地区综合布线工程的需要适当增加行业标准和地方标准。

2.1.2 综合布线工程的设计内容

综合布线工程施工是一个较为复杂的系统工程,要达到用户的需求目标就必须在施工前进行认真、细致的设计。设计人员可参考图2.1所示内容进行综合布线工程的设计工作。图2.1 综合布线系统设计内容

1.用户需求分析

每一位用户在实施综合布线工程前都有一些自己的设想,但不是每一位用户都熟悉综合布线的设计技术,因此作为工程设计人员必须与用户耐心地沟通,认真、详细地了解工程项目的实施目标、需求,并整理存档。为了更好地做好用户需求分析,建议根据以下要点进行需求分析。(1)确定工程实施的范围

工程实施的范围主要是确定实施综合布线工程的建筑物的数量,各建筑物的各类信息点数量及分布情况。还要注意到现场查看并确定各建筑物配线间和设备间的位置,以及整个建筑群的中心机房的位置。(2)查看现场,了解建筑物布局

工程设计人员必须到各建筑物的现场考察,详细了解每个房间信息点安装的位置,建筑物预埋的管槽分布情况,楼层内布线走向,建筑物内任何两个信息点之间的最大距离,建筑物垂直走线情况,有什么特殊要求或限制,对工程施工的材料有什么要求。(3)确定网络的通信类型

通过与用户的沟通了解,确定本工程是否包括数据宽带网络、语音电话网络、有线电视网络、闭路视频监控网络等。(4)确定信息点分布及数量

通过查看现场,确定有多少层楼,每层楼有多少户,每户有多少用户,每个用户需要多少个信息点,如何进行分布的,将来信息点会有多少增加等,并统计各类系统信息点的分布及数量。

2.产品选型

目前国内外的综合布线产品种类很多,各有特色。在设计过程中应根据用户的需求情况以及用户投资金额,最终向用户推荐一款合适的产品。在综合布线产品选择时,整个系统应尽量选择同一品牌的产品,以保护系统的可靠性。在方案中还应简要介绍所推荐产品的特点及性能。(1)满足功能需求。产品选型应根据智能建筑的主体性质、所处地位、使用功能等特点,从用户信息需求、今后的发展及变化情况等考虑,选用合适等级的产品。(2)结合环境实际。应考虑智能建筑和智能化小区所处的环境、气候条件和客观影响等特点,从工程实际和用户信息需求考虑,选用合适的产品。(3)选用主流产品。应采用市场上主流的、通用的产品系统,以便于将来的维护和更新。对于个别的需要采用特殊产品,也需要经过有关设计单位的同意,国内外主流综合布线厂家和产品如表2.1所示。(4)符合相关标准。选用的产品应符合我国国情和有关技术标准,包括国际标准、我国国家标准和行业标准。所用的国内外产品均应以我国国标或行业标准为依据进行检测和鉴定,未经鉴定合格的设备和器材不得在工程中使用。(5)性能价格比原则。目前我国已有符合国际标准的通信行业标准,对综合布线系统产品的技术性能应以系统指标来衡量。在产品选型时,所选设备和器材的技术性能指标一般要稍高于系统指标,这样在工程竣工后,才能保证满足全系统技术性能指标要求。选用产品的技术性能指标也不宜贪高,否则将增加工程投资。(6)售后服务保障。根据近期信息业务和网络结构的需要,系统要预留一定的发展余地。在具体实施中,不宜完全以布线产品厂商允诺保证的产品质量期来决定是否选用,还要考虑综合布线系统的产品尚在不断完善和提高,要求产品厂家能提供升级扩展能力。

此外,一些工作原则在产品选型中应综合考虑,例如,在价格相同的技术性能指标符合标准的前提下,若已有可用的国内产品,且能提供可靠的售后服务时,应优先选用国内产品,以降低工程总体运行成本,促进民族企业产品的改进、提高及发展。表2.1 国内外主流综合布线厂家和产品介绍续表

3.综合布线工程设计

综合布线工程设计包括工作区子系统、配线(水平)子系统、管理子系统、干线(垂直)子系统、设备间子系统、建筑群子系统7个子系统的设计过程,以及根据设计方案提出设计图纸和概预算。(1)工作区子系统要注意信息点数量及安装位置,以及模块、信息插座的选型及安装标准。(2)配线(水平)子系统要注意线缆布设路由,线缆和管槽类型的选择,确定具体的布线方案。(3)管理子系统要注意管理器件的选择、水平线缆和主干线缆的端接方式和安装位置。(4)干线(垂直)子系统要注意主干线缆的选择、布线路由走向的确定、管槽铺设的方式。(5)设备间子系统要注意确定建筑物设备间位置、设备装修标准、设备间环境要求、主干线缆的安装和管理方式。(6)进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位,并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。(7)建筑群子系统要注意确定各建筑物之间线缆的路由走向、线缆规格选择、线缆布设方式、建筑物线缆入口位置。还要考虑线缆引入建筑物后,采取的防雷、接地和防火的保护设备及相应的技术措施。

4.其他方面设计

综合布线工程其他方面的设计内容较多,主要有以下几个方面。(1)交直流电源(包括计算机、传真机、网络交换机、用户电话交换机等系统的电源)的设备选用和安装方法。(2)综合布线工程在可能遭受各种外界干扰源的影响(如各种电气装置、无线电干扰、高压电线以及强噪声环境等)时,采取的防护和接地等技术措施。(3)综合布线工程要求采用全屏蔽技术时,应选用屏蔽线缆以及相应的屏蔽配线设备。在设计中应详细说明系统屏蔽的要求和具体实施的标准。(4)在综合布线中,对建筑物设备间和楼层配线间进行设计时,应对其面积、门窗、内部装修、防尘、防火、电气照明、空调等方面进行明确的规定。

2.2 综合布线工程设计

根据《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007),综合布线工程包括工作区子系统、配线(水平)子系统、管理子系统、干线(垂直)子系统、设备间子系统、进线间子系统和建筑群子系统7个子系统。下面分别介绍这7个子系统的设计过程。

2.2.1 工作区子系统设计

1.基本概念

在综合布线系统中,工作区应由水平干线(垂直配线)子系统的信息插座模块(TO)延伸到终端设备处的连接线缆及适配器组成。工作区的连接线缆把用户终端设备(如电话机、传真机、计算机等)与安置在墙上的信息插座连接在一起。工作区子系统的布线一般是非永久性的,用户可以根据工作需要随时移动或改变位置。

2.设计要点

根据《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007)的要求,应按下列要点设计工作区子系统。(1)工作区内线槽的敷设要合理、美观。(2)信息插座设计在距离地面30cm以上。(3)信息插座与计算机设备的距离保持在5m范围内。(4)网卡接口类型要与线缆接口类型保持一致。(5)所有工作区所需的信息模块、信息插座、面板的数量要准确。(6)每一个工作区至少应配置一个带保护接地 220V 单相交流电源插座,保护地线与零线应严格分开。

3.设计方法(1)确定工作区面积

目前建筑物的功能类型较多,大体上可以分为商业、文化、媒体、体育、医院、学校、交通、住宅、通用工业等类型,因此,对工作区面积的划分应根据应用的场合做具体的分析后确定,工作区面积需求可参照表2.2所示内容。表2.2 工作区面积划分表(2)确定信息点数量及位置

每个工作区信息点数量可按用户的性质、网络构成和需求来确定。对于用户能明确信息点数量的情况下,应根据用户需求设计。对于用户不能明确信息点数量的情况下,应根据工作区设计规范来确定,具体数量和位置可参考表2.3所示内容。表2.3 工作区面积划分表

信息点的位置宜以工作台为中心进行设计,如果工作台靠墙布置时,信息点插座一般设计在工作台侧面的墙面,通过网络跳线直接与工作台上的电脑连接,设计参考如图 2.2 所示。如果工作台布置在房间的中间位置或者没有靠墙时,信息点插座一般设计在工作台下面的地面,通过网络跳线直接与工作台上的电脑连接,设计参考如图2.3所示。图2.2 墙面信息点位置设计图2.3 地面信息点位置设计

如果是集中或者开放办公区域,信息点的设计应该以每个工位的工作台和隔断为中心,将信息插座安装在地面或者隔断上,设计参考如图2.4所示。图2.4 集中办公区信息点位置设计

如果是学校学生公寓区域,需要根据学校对生员住宿的规划,房间家具的摆放,合理地设计信息插座位置,尽量保证每个人都设计一个数据信息点,每个房间一个语音信息点,如果条件有限可以考虑多人共用信息点,设计参考如图 2.5所示。

如果是会议室区域,在会议讲台处至少设计一个信息点,便于终端设备的连接和使用,也可以考虑在会议室四周的墙面设计适当数量信息点,方便与会人员使用,设计参考如图 2.6所示。(3)确定信息模块、信息插座类型和数量

在确定了工作区信息点的数量和位置后,可以确定信息插座的类型和数量。信息插座由面板和底盒两个部分组成,面板设置孔数由需安装的信息点数量决定,每一个面板支持安装的信息点数量可以为 1 个(单孔)、2 个(双孔)或 4 个(四孔)等,计算如公式(2.1)所示。每一个工作区信息插座模块数量不宜少于 2 个,特殊场合可以只安装 1 个,并满足各种业务的需求,计算如公式(2.2)所示,通过计算可以可以知道所需采购的实际数量。图2.5 学生公寓信息点位置设计

面板和底座的数量的计算公式为:P=N+N×3%       1    (2.1)

信息模块的数量的计算公式为:P=A×N+A×N×3%      2   (2.2)

其中,A为信息插座插孔数;N为信息点的数量;N×3%为信息插座的富余量;A×N×3%为信息点的富余量。图2.6 会议室信息点位置设计(4)确定工作区跳线、连接器类型和数量

确定了工作区信息插座类型和数量后,接下来可以确定跳线类型和数量。跳线类型可选用非屏蔽超五类线(CAT5e)、六类线(CAT6)或光纤作为传输介质,计算如公式(2.3)所示,长度不能超过5m。双绞线连接器(水晶头)可选用RJ-11(语音)连接器或RJ-45(数据)连接器,计算如公式(2.4)所示。光纤连接器可选用 FC 型、SC 型(大方头)、LC 型(小方头)光纤连接器,计算如公式(2.4)所示。

跳线的数量的计算公式为:P=A×N+A×N×5%        3   (2.3)

连接器的数量的计算公式为:P=2×A×N+2×A×N×15%    4   (2.4)

其中,A为信息插座插孔数;N为信息点的数量;A×N×5%为跳线的富余量;A×N×15%为连接器的富余量。【例题2-1】已知某一办公楼有6层,每层20个房间。根据用户需求分析得知,每个房间需要安装2个数据信息点。请计算出该办公楼综合布线工程应定购的信息插座种类和数量是多少?信息模块的种类和数量是多少?连接器的种类和数量是多少?

解答:根据题目要求得知需要设置数据信息点=2×20×6=240(个)

信息插座(数据):P(数据)=240+240×3%=247(个)1

信息模块(RJ45模块):P(数据)=1×240+1×240×23%=247(个)

连接器(RJ45连接器):P= 2×1×240+2×1×240×415%=552(个)(5)工作区信息插座的安装方式和位置

工作区子系统的语音插座和信息插座使用明线安装的方式,插座底盒直接安装在墙面上;电源插座使用暗线安装的方式,暗埋方式的插座底盒嵌入墙面。安装在墙上的信息插座的底边和地板之距离为30cm。为使用方便,要求信息插座附近配备220V电源插座,根据设计,标准电源插座和信息插座安装间距不小于20cm,如图2.7所示。图2.7 信息插座的安装位置

2.2.2 配线(水平)子系统设计

1.基本概念

配线(水平)子系统是指从用户工作区的信息插座连接到管理区的楼层配线架之间的部分,一般采用星型网络拓扑结构。配线(水平)子系统的一端连接到管理子系统的楼层交接箱或楼层配线架,另一端连接到工作区子系统的信息插座上,布线线缆通常会使用非屏蔽双绞线(UTP)或者使用屏蔽双绞线(STP),也可以根据需要选择光缆。

2.设计要点

根据《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2007)的要求,应按下列要点设计配线(水平)子系统。(1)配线(水平)子系统的设计涉及水平布线系统的网络拓扑结构、布线路由(走向)、管槽的类型和数量、线缆的类型和长度、订购管槽和线缆、线缆布放和设备的配置等内容。(2)通常采用星型网络拓扑结构,它以楼层配线架 FD 为主结点,各工作区信息插座为分结点,二者之间采用独立的线路相互连接,形成以 FD 为中心向工作区信息插座辐射的星型网络。(3)通常采用双绞线敷设水平布线系统,布线电缆长度不应超过 90m,在能保证链路性能情况下,水平光缆距离可适当延长。(4)水平线缆应布设在线槽内,线缆布设数量应考虑只占用线槽截面积的 70%,以方便以后的线路扩充需求。(5)为了方便以后的线路管理,线缆布设过程中应在线缆两端贴上标签,以标明线缆的起源和目的地。

3.设计方法(1)线管、线槽路由

根据建筑物结构、用途,确定水平子系统路由设计方案。新建建筑物可依据建筑施工图纸来确定水平子系统的布线路由方案。旧式建筑物应到现场了解建筑结构、装修状况、管槽路由,然后再确定合适的布线路由。档次比较高的建筑物一般都有吊顶,水平走线可在吊顶内进行。一般建筑物,水平子系统采用地板管道布线方法。

①暗敷设布线方式

暗敷设布线方式有天花板吊顶、楼层地板、墙体内预埋管布线3种方式。

a.天花板吊顶内敷设线缆方式

天花板吊顶内敷设线缆方式主要有分区方式、内部布线方式、电缆槽道方式3种方式,适合于新建建筑和有天花板吊顶的已建建筑的综合布线工程,如图 2.8 所示。不论哪种方式都要求有一定的操作空间,以利于施工和维护,但操作空间也不宜过大,否则将增加楼层高度和工程造价。此外,在天花板或吊顶的适当地方应设置检查口,以便日后维护检修。

b.楼层地板下敷设线缆方式

楼层地板下敷设线缆方式在综合布线工程中使用较为广泛,尤其对新建和扩建的房屋建筑更为适宜。地板下的布线方式主要有地面线槽布线方式、蜂窝状地板布线方式和高架地板布线方式3种。

地板下槽道布线系统由一系列金属布线通道(通常用混凝土密封)和金属线槽组成。如图 2.9 所示,是一种安全的布线方法。其优点是:对电缆提供很好的机械保护,减少电气干扰,提高安全性、隐蔽性,保持地板外观完好,减少安全风险。其缺点有:费用高、结构复杂、增加地板重量。

对于建筑结构较好,楼层净空较高的建筑物,还可以采用地面线槽布线法,在原有地板表面加铺不小于 7cm 厚的垫层,将线槽铺放在垫层中,由于垫层厚度较小,不会减少太多的净空高度,对生活和工作影响不大。图2.8 天花板吊顶内敷设线缆方式图2.9 地面线槽布线方式

高架地板(也叫活动地板)布线系统由许多方块地板组成。这些活动地板搁置于固定在建筑物地板上的铝制或钢制锁定支架上。这种布线方法非常灵活,而且容易安装,不仅容量大,防火也方便。其缺点是:在活动地板上走动会造成共鸣效应,初期安装费用昂贵,线缆走向控制不方便,房间高度降低等。高架地板布线方式如图2.10所示。图2.10 高架地板布线方式

蜂窝状地板布线系统由一系列提供线缆穿越用的通道组成,如图 2.11 所示。一般用于电力电缆和通信电缆交替使用的场合,具有灵活的布局。根据地板结构,布线槽可以由钢材或混凝土制成。横梁式导管用作主线槽。该布线法具有地板下槽道布线法的优点,且容量更大些;其缺点也同地板下槽道布线法。图2.11 蜂窝状地板布线图

c.墙体内预埋管敷设线缆方式

建筑物土建设计时,已考虑综合布线管线设计,水平布线路由从配线间经吊顶或地板下进入各房间后,采用在墙体内预埋暗管的方式,将线缆布放至信息插座。

如图 2.12 所示,由电信间出来的线缆先走吊顶内的线槽,到各房间后,经分支线槽从横梁式电缆管道分叉后将电缆穿过一段支管引向墙柱或墙壁,预埋暗管沿墙而下到本层的信息出口,或沿墙而上引到上一层墙上的暗装信息出口,最后端接在用户的信息插座上。图2.12 墙体暗管方式

②明敷设布线方式

明敷设布线方式主要用于既没有天花板吊顶又没有预埋管槽的建筑物,通常采用走廊槽式桥架和墙面线槽相结合的方式来设计布线路由,如图2.13所示。

通常水平布线路由从楼层配线架 FD 开始,经走廊线槽、线管或桥架连接到每个房间,再经墙面线槽将线缆布放至信息插座。当布放的线缆较少时,从配线(水平)间到工作区信息插座布线时也可全部采用金属桥架方式或墙面线槽方式。楼道采取金属桥架时,桥架应该紧靠墙面,高度低于墙面暗埋管口,直接将墙面出来的线缆引入桥架,如图 2.14所示。

楼道采取明装线槽时,每个暗埋管在楼道的出口高度必须相同,这样暗管与明装线槽直接连接,布线方便和美观,如图2.15所示。图2.13 墙面线槽方式

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