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网络综合布线系统与施工技术

2009-06-19 11:23:11

   建筑物综合布线系统(Premises Distribution System, PDS)的兴起与发展,是在计算机技术和通信技术发展的基础上进一步适应社会信息化和经济国际化的需要,也是办公自动化进一步发展的结果。它也是建筑技术与信息技术相结合的产物,是计算机网络工程的基础。
1.1 综合布线系统概述
    在信息社会中,一个现代化的大楼内,除了具有电话、传真、空调、消防、动力电线、照明电线外,计算机网络线路也是不可缺少的。布线系统的对象是建筑物或楼宇内的传输网络,以使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连,并使这些设备与外部通信网络连接。它包含着建筑物内部和外部线路(网络线路、电话局线路)间的民用电缆及相关的设备连接措施。布线系统是由许多部件组成的,主要有传输介质、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、传输电子线路、电气保护设施等,并由这些部件来构造各种子系统。

综合布线系统应该说是跨学科跨行业的系统工程,作为信息产业体现在以下几个方面:


1) 楼宇自动化系统(B A);
2) 通信自动化系统(C A);
3) 办公室自动化系统(O A);
4) 计算机网络系统(C N)。
    随着I n t e r n e t网络和信息高速公路的发展,各国的政府机关、大的集团公司也都在针对自己的楼宇特点,进行综合布线,以适应新的需要。搞智能化大厦、智能化小区已成为新世纪的开发热点。理想的布线系统表现为:支持语音应用、数据传输、影像影视,而且最终能支持综合型的应用。由于综合型的语音和数据传输的网络布线系统选用的线材、传输介质是多样的(屏蔽、非屏蔽双绞线、光缆等),一般单位可根据自己的特点,选择布线结构和线材,作为布线系统,目前被划分为6个子系统,它们是:


1) 工作区子系统;
2) 水平干线子系统;
3) 管理间子系统;
4) 垂直干线子系统;
5) 楼宇(建筑群)子系统;
6) 设备间子系统。
大楼的综合布线系统是将各种不同组成部分构成一个有机的整体,而不是像传统的布线那样自成体系,互不相干。综合布线系统结构如图1所示。

  


1. 工作区子系统
    工作区子系统又称为服务区(C o r e r a g e a r e a)子系统,它是由 R J 4 5跳线与信息座所连接的设备(终端或工作站)组成。其中,信息座有墙上型、地面型、桌上型等多种。在进行终端设备和 I / O连接时,可能需要某种传输电子装置,但这种装置并不是工作区子水平干线子系统管理间子系统工作区子系统垂直干线子系统.

    工作区子系统中所使用的连接器必须具备有国际 I S D N标准的8位接口,这种接口能接受楼宇自动化系统所有低压信号以及高速数据网络信息和数码声频信号。工作区子系统设计时要注意如下要点:


1) R J 4 5插座到设备间的连线用双绞线,一般不要超过 5 m
2) RJ45插座须安装在墙壁上或不易碰到的地方,插座距离地面 3 0 c m以上;
3) 插座和插头(与双绞线)不要接错线头。
2. 水平干线子系统
    水平干线(Horizontal Backbone)子系统也称为水平子系统。水平干线子系统是整个布线系统的一部分,它是从工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架。结构一般为星型结构,它与垂直干线子系统的区别在于:水平干线子系统总是在一个楼层上,仅与信息插座、管理间连接。在综合布线系统中,水平干线子系统由 4U T P(非屏蔽双绞线)组成,能支持大多数现代化通信设备,如果有磁场干扰或信息保密时可用屏蔽双绞线。在高宽带应用时,可以采用光缆。

     从用户工作区的信息插座开始,水平布线子系统在交叉处连接,或在小型通信系统中的以下任何一处进行互联:远程(卫星)通信接线间、干线接线间或设备间。在设备间中,当终端设备位于同一楼层时,水平干线子系统将在干线接线间或远程通信(卫星)接线间的交叉连接处连接。在水平干线子系统的设计中,综合布线的设计必须具有全面介质设施方面的知识,能够向用户或用户的决策者提供完善而又经济的设计。设计时要注意如下要点:


1) 水平干线子系统用线一般为双绞线;
2) 长度一般不超过9 0 m; 
4) 3类双绞线可传输速率为1 6 M b p s,用5类双绞线可传输1 0 0 M b p s
5) 确定介质布线方法和线缆的走向;
6) 确定距服务接线间距离最近的I / O位置;
7) 确定距服务接线间距离最远的I / O位置;
8) 计算水平区所需线缆长度。
3. 管理间子系统
    管理间子系统(Administration Subsystem)由交连、互联和I / O组成。管理间为连接其他子系统提供手段,它是连接垂直干线子系统和水平干线子系统的设备,其主要设备是配线架、 H U B和机柜、电源。

    交连和互联允许将通信线路定位或重定位在建筑物的不同部分,以便能更容易地管理通信线路。I / O位于用户工作区和其他房间或办公室,使在移动终端设备时能够方便地进行插拔。

    在使用跨接线或插入线时,交叉连接允许将端接在单元一端的电缆上的通信线路连接到端接在单元另一端的电缆上的线路。跨接线是一根很短的单根导线,可将交叉连接处的二根导线端点连接起来;插入线包含几根导线,而且每根导线末端均有一个连接器。插入线为重新安排线路提供了一种简易的方法。

    互联与交叉连接的目的相同,但它不使用跨接线或插入线,只使用带插头的导线、插座、适配器。互联和交叉连接也适用于光纤。在远程通信(卫星)接线区,如果是安装在墙上的布线区,交叉连接可以不要插入线,因为线路经常是通过跨接线连接到I / O上的。
设计时要注意的如下要点:


1) 配线架的配线对数可由管理的信息点数决定;
2) 利用配线架的跳线功能,可使布线系统实现灵活、多功能的能力;
3) 配线架一般由光配线盒和铜配线架组成;
4) 管理间子系统应有足够的空间放置配线架和网络设备(
H U B、交换器等);
5) H U B、交换器的地方要配有专用稳压电源;
6) 保持一定的温度和湿度,保养好设备。
4. 垂直干线子系统
    垂直干线子系统也称骨干( Riser Backbone)子系统,它是整个建筑物综合布线系统的一部分。它提供建筑物的干线电缆,负责连接管理间子系统到设备间子系统的子系统,一般使用光缆或选用大对数的非屏蔽双绞线。它也提供了建筑物垂直干线电缆的路由。该子系统通常是在二个单元之间,特别是在位于中央节点的公共系统设备处提供多个线路设施。该子系统由所有的布线电缆组成,或有导线和光缆以及将此光缆连到其他地方的相关支撑硬件组合而成。传输介质可能包括一幢多层建筑物的楼层之间垂直布线的内部电缆或从主要单元如计算机房或设备间和其他干线接线间来的电缆。

    为了与建筑群的其他建筑物进行通信,干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口(由电话局提供的网络设施的一部分)连接起来。网络接口通常放在设备相邻的房间。垂直干线子系统还包括:
1) 垂直干线或远程通信(卫星)接线间、设备间之间的竖向或横向的电缆走向用的通道;
2) 设备间和网络接口之间的连接电缆或设备与建筑群子系统各设施间的电缆;
3) 垂直干线接线间与各远程通信(卫星)接线间之间的连接电缆;
设计时要注意:
1) 垂直干线子系统一般选用光缆,以提高传输速率;
2) 光缆可选用多模的(室外远距离的),也可以是单模(室内);
3) 垂直干线电缆的拐弯处,不要直角拐弯,应有相当的弧度,以防光缆受损;
4) 垂直干线电缆要防遭破坏(如埋在路面下,要防止挖路、修路对电缆造成危害),架空
电缆要防止雷击;
5) 确定每层楼的干线要求和防雷电的设施;
6) 满足整幢大楼干线要求和防雷击的设施。
5. 楼宇(建筑群)子系统
    楼宇(建筑群)子系统也称校园( Campus Backbone)子系统,它是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物的通信设备和装置,通常是由光缆和相应设备组成,建筑群子系统是综合布线系统的一部分,它支持楼宇之间通信所需的硬件,其中包括导线电缆、光缆以及防止电缆上的脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。

    在建筑群子系统中,会遇到室外敷设电缆问题,一般有三种情况:架空电缆、直埋电缆、地下管道电缆,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。设计时的要点与垂直干线子系统相同。


6. 设备间子系统
设备间子系统也称设备(E q u i p m e n t)子系统。设备间子系统由电缆、连接器和相关支撑硬件组成。它把各种公共系统设备的多种不同设备互联起来,其中包括邮电部门的光缆、同轴电缆、程控交换机等。设计时注意要点为:


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。
对于上述6个子系统的详细设计,将在本书的后面介绍。
1.2 综合布线系统的优点
综合布线的主要优点为:


1) 结构清晰,便于管理维护。
    传统的布线方法是,各种不同的设施的布线分别进行设计和施工,如电话系统、消防与安全报警系统、能源管理系统等都是独立进行的。一个自动化程度较高的大楼内,各种线路如麻,拉线时又免不了在墙上打洞,在室外挖沟,造成一种填填挖挖挖挖填,修修补补补补修的难堪局面,而且还造成难以管理,布线成本高、功能足和不适应形势发展的需要。综合布线就是针对这些缺点而采取的标准化的统一材料、统一设计、统一布线、统一安装施工,做到结构清晰,便于集中管理和维护。


2) 材料统一先进,适应今后的发展需要。综合布线系统采用了先进的材料,如五类非屏蔽双绞线,传输的速率在 1 0 0 M b p s以上,完全能够满足未来 51 0年的发展需要。


3) 灵活性强,适应各种不同的需求,使综合布线系统使用起来非常灵活。一个标准的插座,既可接入电话,又可用来连接计算机终端,实现语音 /数据点互换,可适应各种不同拓扑结构的局域网。

    综合布线系统采用的冗余布线和星型结构的布线方式,既提高了设备的工作能力又便于用户扩充。虽然传统布线所用线材比综合布线的线材要便宜,但在统一布线的情况下,可统一安排线路走向,统一施工,这样就减少用料和施工费用,也减少了使用大楼的空间,而且使用的线材是一个较高质量的材料。


1.3 综合布线系统标准
1. 综合布线系统标准
目前综合布线系统标准一般为 C E C S 9 2∶9 7和美国电子工业协会、美国电信工业协会的 E I A / T I A为综合布线系统制定的一系列标准。这些标准主要有下列几种:


1) EIA/TLA—568 民用建筑线缆标准;
2) EIA/TIA—569 民用建筑通信通道和空间标准;
3) EIA/TIA—×××民用建筑中有关通信接地标准;
4) EIA/TIA—×××民用建筑通信管理标准。
这些标准支持下列计算机网络标准:
1) IEE802.3 总线局域网络标准;
2) IEE802.5环形局域网络标准;
3) FDDI 光纤分布数据接口高速网络标准;
4) CDDI 铜线分布数据接口高速网络标准;
5) ATM 异步传输模式。
在布线工程中,常常提到
C E C S 9 2∶9 5C E C S 9 2∶9 7,那么这是什么呢?
C E C S 9 2∶9 5
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》是由中国工程建设标准化协会通信工程委员会北京分会、中国工程建设标准化协会通信工程委员会智能建筑信息系统分会、冶金部北京钢铁设计研究总院、邮电部北京设计院、中国石化北京石油化工工程公司共同编制而成的综合布线标准,而C E C S 9 2∶9 7是它的修订版。


2. 综合布线标准要点
无论是C E C S 9 2∶9 5C E C S 9 2∶9 7)还是E I A / T I A制定的标准,其标准要点为:
(1) 目的
1) 规范一个通用语音和数据传输的电信布线标准,以支持多设备、多用户的环境;
2) 为服务于商业的电信设备和布线产品的设计提供方向;
3) 能够对商用建筑中的结构化布线进行规划和安装,使之能够满足用户的多种电信要求;
4) 为各种类型的线缆、连接件以及布线系统的设计和安装建立性能和技术标准。
(2) 范围
1) 标准针对的是商业办公电信系统;
2) 布线系统的使用寿命要求在1 0年以上。
(3) 标准内容
标准内容为所用介质、拓扑结构、布线距离、用户接口、线缆规格、连接件性能、安装程
序等。


(4) 几种布线系统涉及范围和要点
1) 水平干线布线系统:涉及水平跳线架,水平线缆;线缆出入口/连接器,转换点等;
2) 垂直干线布线系统:涉及主跳线架、中间跳线架;建筑外主干线缆,建筑内主干线;
3) UTP布线系统:U T P布线系统传输特性划分为5类线缆:
. 5类:指1 0 0 M / H z以下的传输特性。
. 4类:指2 0 M / H z以下的传输特性。
. 3类:指1 6 M / H z以下的传输特性。
5类:指1 5 5 M / H z以下的传输特性。
. 6类:指
2 0 0 M / H z以下的传输特性。
目前主要使用5类、超5类。
4) 光缆布线系统:在光缆布线中分水平干线子系统和垂直干线子系统,它们分别使用不同
类型的光缆。
水平干线子系统:
6 2 . 5 / 1 2 5 μ m多模光缆(入出口有2条光缆),多数为室内型光缆。
垂直干线子系统:
6 2 . 5 / 1 2 5 μ m多模光缆或1 0 / 1 2 5 μ m单模光缆。
综合布线系统标准是一个开放型的系统标准,它能广泛应用。因此,按照综合布线系统进
行布线,会为用户今后的应用提供方便,也保护了用户的投资,使用户投入较少的费用,便能
向高一级的应用范围转移。


1.4 综合布线系统的设计等级
对于建筑物的综合布线系统,一般定为三种不同的布线系统等级。它们是:


1) 基本型综合布线系统;
2) 增强型综合布线系统;
3) 综合型综合布线系统。
下面简述之。
1. 基本型综合布线系统
基本型综合布线系统方案,是一个经济有效的布线方案。它支持语音或综合型语音/数据产品,并能够全面过渡到数据的异步传输或综合型布线系统。它的基本配置:


1) 每一个工作区有1个信息插座;
2) 每一个工作区有一条水平布线4U T P系统;
3) 完全采用11 0 A交叉连接硬件,并与未来的附加设备兼容;
4) 每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。
它的特性为:
1) 能够支持所有语音和数据传输应用;
2) 支持语音、综合型语音/数据高速传输;
3) 便于维护人员维护、管理;
4) 能够支持众多厂家的产品设备和特殊信息的传输。
2. 增强型综合布线系统
增强型综合布线系统不仅支持语音和数据的应用,还支持图像、影像、影视、视频会议等。它具有为增加功能提供发展的余地,并能够利用接线板进行管理,它的基本配置:


1) 每个工作区有2个以上信息插座;
2) 每个信息插座均有水平布线4U T P系统;



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