楼宇建造现代化综合布线系统设计方案.docx

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楼宇建造现代化综合布线系统设计方案

楼宇建造现代化综合布线系统

设计方案

第1章综合布线系统

建筑物综合布线系统（PremisesDistributionSystem,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（BA）；

2）通信自动化系统（CA）；

3）办公室自动化系统（OA）；

4）计算机网络系统（CN）。

随着Internet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1-1所示。

1.工作区子系统

工作区子系统又称为服务区（Coreragearea）子系统，它是由RJ45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系统的一部分。

例如，调制解调器，它能为终端与其他设备之间的兼容性传输距离的延长提供所需的转换信号，但不能说是工作区子系统的一部分。

工作区子系统中所使用的连接器必须具备有国际ISDN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）从RJ45插座到设备间的连线用双绞线，一般不要超过5m；

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30cm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（HorizontalBackbone）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4对UTP（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90m；

3）用线必须走线槽或在天花板吊顶内布线，尽量不走地面线槽；

4）用3类双绞线可传输速率为16Mbps，用5类双绞线可传输100Mbps；

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（AdministrationSubsystem）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、HUB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（HUB、交换器等）；

5）有HUB、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（RiserBackbone）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；

4）主设备间和计算机主机房之间的干线电缆。

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（CampusBackbone）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（Equipment）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。

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、功能不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100Mbps以上，完全能够满足未来5～10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。

4）便于扩充，既节约费用又提高了系统的可靠性。

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CECS92∶97和美国电子工业协会、美国电信工业协会的EIA/TIA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。

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4对UTP系统；

3）完全采用110A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4对UTP系统；

3）具有110A交叉连接硬件；

4）每个工作区的电缆至少有8对双绞线。

它的特点为：

1）每个工作区有2个信息插座，灵活方便、功能齐全；

2）任何一个插座都可以提供语音和高速数据传输；

3）便于管理与维护；

4）能够为众多厂商提供服务环境的布线方案。

3.综合型综合布线系统

综合型布线系统是将双绞线和光缆纳入建筑物布线的系统。

它的基本配置：

1）在建筑、建筑群的干线或水平布线子系统中配置62.5μm的光缆；

2）在每个工作区的电缆内配有4对双绞线；

3）每个工作区的电缆中应有2对以上的双绞线。

它的特点为：

1）每个工作区有2个以上的信息插座，不仅灵活方便而且功能齐全；

2）任何一个信息插座都可供语音和高速数据传输；

3）有一个很好环境，为客户提供服务。

1.5综合布线系统的设计要点

综合布线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。

第2章网络传输介质

在计算机之间连网时，首先遇到的是通信线路和通道传输问题。

目前，计算机通信分为有线通信和无线通信2种。

有线通信是利用电缆或光缆或电话线来充当传输导体的，无线通信是利用卫星、微波、红外线来充当传输导体。

2.1有线通信线路

网络通信线路的选择必须考虑网络的性能、价格、使用规则、安装难易性、可扩展性及其他一些因素。

目前，在通信线路上使用的传输介质有：

双绞线、同轴电缆、大对数线、光导纤维。

2.1.1双绞线

双绞线（Twistedpair，TP）是一种综合布线工程中最常用的传输介质。

双绞线是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。

把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。

双绞线一般由两根为22号或24号或26号绝缘铜导线相互缠绕而成。

如果把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便成了双绞线电缆。

与其他传输介质相比，双绞线在传输距离、信道宽度和数据传输速度等方面均受一定限制，但价格较为低廉。

目前，双绞线可分为非屏蔽双绞线（UnshiieldedTwistedPair，UTP，也称无屏蔽双绞线）和屏蔽双绞线（ShieldedTwistedPair，STP），屏蔽双绞线电缆的外层由铝泊包裹着，它的价格相对要高一些。

虽然双绞线主要是用来传输模拟声音信息的，但同样适用于数字信号的传输，特别适用于较短距离的信息传输。

在传输期间，信号的衰减比较大，并且使波形畸变。

采用双绞线的局域网络的带宽取决于所用导线的质量、导线的长度及传输技术。

只要精心选择和安装双绞线，就可以在有限距离内达到几Mbps的可靠传输率。

当距离很短，并且采用特殊的电子传输技术时，传输率可达100~155Mbps。

因为双绞线传输信息时要向周围幅射，很容易被窃听，所以要花费额外的代价加以屏蔽，以减小幅射（但不能完全消除）。

这就是我们常说的屏蔽双绞线电缆。

屏蔽双绞线相对来说贵一些，安装要比非屏蔽双绞线电缆难一些，类似于同轴电缆，它必须配有支持屏蔽功能的特殊连结器和相应的安装技术。

但它有较高的传输速率，100m内可达到155Mbps。

计算机综合布线使用的双绞线的种类如图2-1所示：

对于双绞线（无论是3类、5类，还是屏蔽、非屏蔽），作为用户所关心的是：

衰减、近端串扰、特性阻抗、分布电容、直流电阻等。

为了便于理解，我们首先解释几个名词。

1）衰减：

衰减（Attenuation）是沿链路的信号损失度量。

衰减随频率而变化，所以应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。

2）近端串扰：

近端串扰NEXT损耗（Near-EndCrosstalkLoss）是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。

对于UTP链路来说这是一个关键的性能指标，也是最难精确测量的一个指标，尤其是随着信号频率的增加其测量难度就更大。

国际电气工业协会（EIA）为双绞线电缆定义了5种不同质量的型号。

计算机网络综合布线使用第3、4、5类。

这三类分别定义为：

第3类：

指目前在ANSI和EIA/TIA568标准中指定的电缆。

该电缆的传输特性最高规格为16MHz，用于语音传输及最高传输速率为10Mbps的数据传输。

第4类：

该类电缆的传输特性最高规格为20MHz，用于语音传输和最高传输速率16Mbps的数据传输。

第5类：

该类电缆增加了绕线密度，外套是一种高质量的绝缘材料，传输特性的最高规格为100MHz，用于语音传输和最高传输速率为100Mbps的数据传输。

2.1.2光缆

光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。

光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称为光缆。

光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点：

1）较宽的频带。

2）电磁绝缘性能好。

光纤电缆中传输的是光束，而光束是不受外界电磁干扰影响的，而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。

当然，抽头困难是它固有的难题，因为割开光缆需要再生和重发信号。

3）衰减较小，可以说在较大范围内是一个常数。

4）中继器的间隔距离较大，因此整个通道中继器的数目可以减少，这样可降低成本。

光缆有单模和多模之分，其特性比较如表2-3所示：

在使用光缆互联多个小型机的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信，就要用使用双股光纤。

由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择，故在通信器件市场上又出现了光学多路转换器。

光纤的类型由模材料（玻璃或塑料纤维）及芯和外层尺寸决定，芯的尺寸大小决定光的传输质量。

常用的光纤缆有：

8.3μm芯/125μm外层单模

62.5μm芯/125μm外层多模

50μm芯/125μm外层多模

光缆在普通计算网络中的安装是从用户设备开始的。

因为光缆只能单向传输，为要实现双向通信，就必需成对出现，一个用于输入，一个用于输出。

光缆两端接到光学接口器上。

安装光缆需小心谨慎。

每条光缆的连接都要磨光端头，通过电烧烤工艺与光学接口连在一起。

要确保光通道不被阻塞。

光纤不能拉得太紧，也不能形成直角。

较为详细的叙述将放在后面的章节中介绍。

2.2双绞线传输介质的品种、性能与标准

2.2.1双绞线的品种

双绞线也称双扭线。

它近年来发展较快，常用作传输介质。

它被分为屏蔽双绞线与非屏蔽双绞线两大类。

外观上需要注意的是：

每隔两英尺有一段文字。

以AMP公司的线缆为例，该文字为：

“AMPSYSTEMSCABLEE138034010024AWG（UL）CMR/MPRORC（UL）PCCFT4VERIFIEDETLCAT5O44766FT9907”

其中：

AMP：

代表公司名称。

0100：

表示100Ω。

24：

表示线芯是24号的（线芯有22、24、26三种规格）。

AＷG：

表示美国线缆规格标准。

UL：

表示通过认证的标记。

FT4：

表示4对线。

CAT5：

表示5类线。

044766：

表示线缆当前处在的英尺数。

9907：

表示生产年月。

2.2.2常用的双绞线电缆

下面介绍在综合布线中最常用的双绞线电缆。

5类4对非屏蔽双绞线

它是美国线规为24的实芯裸铜导体，以氟化乙丙烯做绝缘材料，传输频率达100MHz

5类4对24AWG屏蔽电缆

它是24号的裸铜导体，以氟化乙烯做绝缘材料，内有一24AWGTPG漏电线。

传输频率达100MHz

5类4对26AWG屏蔽软线

它由4对线和一根26AWG漏电线组成，传输频率达100MHz。

5类4对24AWG非屏蔽软线

它由4对线组成，用于高速数据传输，适合于扩展的传输距离，应用于互联或跳接线。

传输速率达

100MHz。

5类25对24AWG非屏蔽软线

它由25对线组成，为用户提供更多的可用线对，并被设计为扩展的传输距离上实现高速数据通信应用。

定级为Plenpus的电缆可以不使用导管在通风管中安装。

传输速度为100MHz。

2.3光缆的品种与性能

2.3.1什么是光纤

光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。

光导纤维电缆由一捆纤维组成，简称为光缆。

光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，本节介绍光纤的结构、光纤的种类、光纤通信系统的简述和基本构成。

光纤通常是由石英玻璃制成，其横截面积很小的双层同心圆柱体，也称为纤芯，它质地脆，易断裂，由于这一缺点，需要外加一保护层。

其结构如图2-22所示。

2.3.2光纤的种类

光纤主要有两大类，即单模/多模和折射率分布类。

1.单模/多模

单模光纤（SMFSingleModeFibre）的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。

光信号可以沿着光纤的轴向传播，因此光信号的损耗很小，离散也很小，传播的距离较远。

单模光纤PMD规范建议芯径为8~10μm,包括包层直径为125μm。

多模光纤（MMFMultiModeFibre）是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。

多模光纤的纤芯直径一般为50至200μm，而包层直径的变化范围为125到230μm，计算机网络用纤芯直径为62.5μm，包层为125μm，也就是通常所说的62.5μm。

与单模光纤相比，多模光纤的传输性能要差。

在导入波长上分单模1310nm、1550nm；多模850nm、1300nm。

2.3.3光纤通信系统简述

1.光纤通信系统

光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式，起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。

1）光源—光源是光波产生的根源；

2）光纤—光纤是传输光波的导体；

3）光发送机—光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤；

4）光接收机—光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经　解码后再作相应处理。

光纤通信系统的基本构成如图2-24所示。

2.光纤通信系统主要优点

1）传输频带宽、通信容量大；

2）线路损耗低、传输距离远；

3）抗干扰能力强，应用范围广；

4）线径细、质量小；