弱电技术方案之综合布线系统.docx
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弱电技术方案之综合布线系统
第一章综合布线系统
一、总述
1.1概述
本投标书包括综合布线系统客户需求分析、开放式布线系统方案设计、服务三部分。
方案设计第一章中详细描述了该综合布线系统的总体结构和各子系统的设计细节,包括布线系统的需求分析、布线路由、器件选型、材料清单和系统检测等部分。
设备间位置、各楼层配线间和竖井的位置、PDS线路的管槽铺设方法目前以招标文件所提供的综合布线系统设计图纸为依据,与建筑承包方(或装修方)的配合协议等问题也将做进一步深化设计。
布线系统采用的综合布线产品,全部满足招标文件对布线系统的需求,完全遵从国际标准TIA/EIA568B、ISO11801(2nd),并符合国标:
GB/T50311的设计要求。
选用六类端到端布线解决方案,其通道性能是相关国际标准要求的六类通道性能的400%,光纤系统采用微米光纤解决方案,具有2000MHZ/KM的激光模式带宽,并且比普通62.5/125微米光缆的满溢带宽提高300%,可以在300米范围内支持10GBps应用。
光缆系统的端接全部采用小型LC连接头,可进行高密度、高可靠性端接,并具有最小的衰减损耗。
综合布线系统整体方案能够与计算机网络保持一致,对网络端口集中管理提供便利条件,并提高了网络交换机端口的使用效率,方便网络的维护及VLAN的划分。
1.2方案设计遵循的原则:
∙完全满足甲方招标文件要求;
∙充分考虑甲方实际功能上的需求;
∙遵循SYSTIMAX先进布线理念,超过业界标准;
∙性能、结构在满足要求的基础上充分考虑系统冗余和升级空间;
∙以结构合理,高效低成本的最优性能价格比为原则;
∙充分保证用户使用和管理的灵活性。
1.3必要性分析
现代化通讯发展的需要
传统的建筑技术已经不能满足各行各业的要求,特别是国际化产业中的用户对系统性的信息服务的需求.通信技术是现代经济发展的媒介,而智能大厦技术的核心正是通讯技术。
a)计算机和通信工业朝着世界性的标准化和通信设施的网络化方向发展。
出现了大范围的网络互联和世界性的信息网络系统,如WAN,LAN,Internet等兴起。
b)计算机和通信工业朝着系统集成的方向发展.人们对通信的要求不再是单一的话音或数据的传递,而综合信息,多媒体的传输对网络系统的带宽提出更高的要求,综合业务数字网(ISDN)和宽带综合业务数字网(B-ISDN)的发展表明,要把尽可能多的通信,计算机功能集成到一个单一的系统,要把所有的业务,包括话音,数据和图像都转换成数字的形式进行统一处理。
c)高速非屏蔽双绞线及光纤技术引入广域和局部通讯网,包括局部用户回路和办公室大厦等,使个人通信及办公通信实现高速化大容量化。
通讯技术的发展是非常迅速,要以强而有力的通讯系统作为大厦信息化和智能化的核心。
可行的办法是既满足目前的需求又要考虑到将来的需求,考虑到不同的社会文化背境,提出适度的目标,并利用智能布线提高系统的灵活性,综合性,开放性来满足新时代的每一种变化。
建筑物运作费用及经济效益的需要
a)大厦初期安装费用的降低
在大厦设计的早期阶段就应该有建设单位、用户和通信设计人员共同参加,并要提前一段时间去设计方案、去选择设备供应商,还要给设备供应商一段时间才能完成设备的选购。
智能大厦的结构化布线系统是一个性能优良的系统平台,利用这个平台可以提供任何类型的大厦信息处理业务。
使整个建筑项目具有很大的灵活性和通用性,并且使初始安装费用大体可减少15-30%。
b)大厦的投资保护(保值)
建造一个大厦,特别是现代化的大厦,往往要花费大量的资金,包括建筑结构和内部所有设施的费用。
因此大厦内的任何投资都值得花最大的努力去保护它。
智能大厦结构化布线系统和所有其它类型的“建筑系统”结合在一起,可以最大限度的提供对大厦投资的保护。
智能大厦结构化布线系统在其二十年生命周期内,所有的大厦业务都可以用同一布线网络连接起来,即使是生命周期较短的业务,由于用开放式系统结构,当新的技术和设备变得实用时,可以给相对“老”的设备和系统提供必要的升级途径,而且不必更新布线系统。
总之,装有智能大厦结构化布线系统的大厦比使用传统建筑概念的对手有更好的便利,使该大楼的整个生命周期内一直保持这种竞争优势。
c)大厦管理及运行费用的降低
智能大厦结构化布线系统可以为建筑者和大厦管理人员提供一套工具,使工作人员因位置变动、业务变更(增加、移动或改变)而带来的大规模修建费用保持在最低,末端用户的业务请求,如温度监控和调整、电话机、微机等设备的重新布局,或要增加额外的办公室功能等,都易于在建筑期间和大楼的生命周期完成,不必重新设计网络或使用附加配线,并保证以最低的成本对用户的需求做出最快的反应。
同时还可以从对用户请求能做出几乎立即的反应中取得好处。
而在传统的大厦里,这种类型的变化通常需要几个星期。
∙管理人员的减少
根据设计经验,把各种不同的楼内设备和应用系统集中在一套智能大厦系统的全智能计算机控制平台上,作自动的控制和管理,可以使大厦的管理人员数量降低到原来的50%左右。
∙能源损耗的降低
智能大厦系统可使所有不断增长的运行费用(电力、空调、照明及技术成本等)保持在最低值,据现有经验,用智能大厦系统后可使能源损耗降低30%。
∙系统变更费用的降低
传统上布线系统的每个信息口只能满足一种功能,而综合布线系统的每个信息口可同时具有话音、数据及楼宇自控等多个功能。
当系统发生变更时,用综合布线系统比传统布线系统节省大量的资金。
以下列出几种系统变更时,SCS布线系统与传统布线系统所花费用的比较:
大厦四十年投资费用比率分配图
d)随技术发展所需的集成费用的降低
智能大厦系统可以使不同类型的语音(包括综合业务数字网ISDN)业务、数据网络业务和楼宇自控业务有机地集成起来,因此随技术发展所引起的集成问题以及相关的安装费用都可以保持在尽可能低的水平。
1.4综合布线系统主要优点:
可靠性
该系统采用高品质的标准材料,并采用组合压接方式构成一套高标准信息通道,所有器件均通过UL、CSR及ATM标准组织认证,信息通道都要采用专用测试仪器校核线路阻抗及衰减率以保证其电气性能,布线系统全部采用物理星形拓扑结构,点到点端接,任何一条线路故障均不影响其它线路的运行;同时为线路的运行维护及故障检修提供了极大的方便,从而保障了网络系统可靠运行。
各系统采用相同传输介质,因而可互为备用,提高了备用冗余。
实用性
该系统是一套全开放式的布线系统,它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全部转换成同一非屏蔽双绞线(UTP),通过双绞线可传输话音、数据、图像、视频信号、楼宇自控及门禁系统信号等等;采用多模光纤可远程高速传输数据及高清晰度图像信号,可支持目前所有数据及话音设备厂商的网络系统。
开放性
开放式的综合布线系统结构能够支持任何厂家的任意网络产品,是支持任意网络结构(总线型,星型,树型,环型或其组合等)的基础。
树状星型布线结构是本布线系统支持的最基本的网络拓扑结构之一,通过跳线可以构成不同的应用网络。
灵活性
由于所有信息系统采用相同的传输介质、物理结构采用星形布线方式,因此所有信息通道是通用的,每条信息通道可支持电话、传真、多用户终端、10Base-T工作站、令牌环站及HP9000系列,SUNsparc及enterprise系列,DEC\Alpha,IBMAS\400e,RS6000,ES9000主机及100Base-T,155Mb\s及622Mb\sATM甚至1000Base-T、1000Base-TX及10G应用。
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-T工作站、令牌环并存,各部门即可独立组网又可方便地互连,为合理组织信息流提供了必要的条件。
先进性
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。
所有布线设计均采用世界最新通讯标准,所有信息通道均按国际布线标准采用八芯配置,1071E六类双绞线缆最大速率可达到622Mbps及1.2Gbps应用,干线LazrSPEED系列新型多模50um/125um光缆,配合标准的SC型光连接器件,可提供10G万兆以太网的传输速度,为将来的发展提供了足够的容量。
通过主干通道可同时传输多路实时多媒体信息,同时物理星形方式为将来发展交换式网络奠定了坚实基础。
1.4客户需求分析
建筑群功能及布线系统技术要求
本系统实现的是六类数据系统、万兆光纤为主干的高速数据应用和提供到位的语音布线服务。
由于布线服务的对象是综合性智能化建筑,确保网络的稳定性和高性能运转,减少网络误码率和故障率,变得尤为重要。
布线设计要提供灵活管理上的技术实现方法。
本布线系统满足如下的技术要求:
∙符合最新,最成熟的国际标准(如TIA/EIA568B,ISO/IEC11801)2002年正式颁布的六类布线标准,及新型万兆光缆标准,保证计算机网络的高速、可靠的信息传输要求,并具有高度灵活性、可靠性、综合性、易扩容性。
∙由于综合布线系统的长期使用与网络技术的不断发展的矛盾,在本次综合布线设计上,充分考虑了用户现在及未来的应用前景。
采用模块化系统,立足支持千兆速率的数据传输,面向未来可能的万兆以太网。
同时保证向下兼容,支持以太网、高速以太网、令牌环网、ATM、FDDI、ISDN等网络及应用
本设计方案顺序遵循如下相关标准:
a)国家、行业及地方标准和规范
∙CECS92:
97建筑与建筑群综合布线工程设计规范
∙CECS89:
97建筑与建筑群综合布线工程施工及验收规范
∙YD/T9261997大楼通信综合布线系统行业标准
∙GBJ42-81工业企业通信设计规范
∙GBJ79-85工业企业通讯接地设计规范
∙GB/T50314-2000智能建筑设计标准
∙GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线系统设计规范
∙GB/T50312-2000建筑与建筑群综合布线系统验收规范
∙JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
∙(GBJ16-87)95修订建筑设计防火规范
∙GB50045-95高层民用建筑设计防火规范
b)国际技术标准、规范:
∙ISO/IEC11801:
2002建筑物综合布线规范
∙EIA/TIA-568B商务建筑物电信布线标准
∙EIA/TIA-569商务建筑物电信布线路由标准
∙EIA/TIA-606商务建筑物电信基础设施管理标准
∙EIA/TIATSB95商务建筑物电信布线测试标准
∙EIA/TIATSB72集中光纤布线指导原则
∙EIA/TIATSB36
∙EIA/TIATSB40
∙《SYSTIMAXSCS结构化布线系统设计与工程》
二、设计思路
2.1用户网络应用分析
由于计算机网络技术和应用的飞速发展,我们可以清楚地看到“网络摩尔定律”的发展规律,从10Mbps,100Mbps,1Gbps,到10Gbps,平均每五年网络的运行速度会提升10倍。
面对这种变化,每个用户都需要考虑其网络系统的稳定运行和平滑升级。
目前,虽然千兆以太网标准刚刚出台,但有远见的行内人士和高端用户在构架现时的网络,已经开始考虑在两三年之后的升级问题。
其实早在1999年,当绝大多数人正在热衷于讨论1Gbps以太网的时候,考虑到未来不断增长的网络应用对带宽的渴求,IEEE已经开始着手制定10Gbps以太网的标准(IEEE802.3ae)。
随着千兆以太网标准(IEEE802.3ab和IEEE802.3z)正式颁布,万兆以太网标准正式浮出水面,目前,一些主要网络设备厂商如Cisco,Commscope等已经开始提供基于广域单模系统的设备接口,2002年万兆以太网已经颁布了接口层标准;预计在2005年以前,万兆以太网(10GbpsEthernet)的正式标准将全部颁布。
根据用户的现状,我们设计的主要对象是针对计算机网络应用,目前考虑用户的实际应用方式是千兆以太网主干+10/100兆以太网到桌面;未来几年之内的升级方式将是万兆以太网主干+10/100/1000兆以太网到桌面,并且,部分关键用户需要光纤10G到桌面。
而本设计采用的综合布线系统将同时支持用户目前及未来的网络双重应用,不会增加用户在升级过程中的任何费用,真正实现平滑的过度方式。
2.2综合布线产品选型分析
综合布线系统一般由六个独立的子系统组成,采用星型结构布放线缆,可使任何一个子系统独立的进入综合布线系统中,其六个子系统分别为:
工作区子系统(WorkLocation),水平子系统(Horizontal),管理区子系统(Administration),干线子系统(Backbone),设备间子系统(Eqiupment),建筑群子系统(Campus)等。
具体传输技术由双绞线传输技术和光纤传输技术组成。
不论用户选择什么样的网络形式,都会面临这样的局面:
经过反复论证和选择的网络系统,仅仅几年之后就面临落后,需要升级的问题。
的确,随着现代IT技术的发展,我们可以发现,平均每五年,网络传输速度就会提升10倍。
因此,良好的网络系统必须考虑未来的升级方式。
一般来讲,整个IT系统的投资和寿命分布是不均匀的。
如下图所示,为最大限度地保证用户的投资,必须充分发挥每一个系统的特点。
作为最低层物理传输平台的综合布线系统,在其完整的寿命期间(平均5-10年),必须经历用户高层网络系统的升级考验。
同时由于布线系统自身改变的困难程度。
因此,今天的布线系统,应该要求满足目前的网络系统,同时应该满足未来即将可能采用的更高速下一代网络系统。
目前,用户在实际选择布线产品类型的时候,主要面临以下几个选择问题:
∙铜缆性能选择:
Cat5e/Cat6
∙铜缆类型选择:
UTP/FTP/STP
∙光缆类型:
多模/单模
∙多模光缆类型:
普通50um/普通62.5um/新型万兆光缆50um
∙缆线外皮防火性能:
CMR级阻燃/CMP级阻燃/LSZH低烟无卤
上述问题,归根到底,可分为三个主要考虑因素:
传输性能/信息安全可靠/环境安全。
根据招标书的要求,“UTP+光纤”完全可以满足其信息安全可靠的需要,另外,由于电视中心的通讯电缆大部分都布放在具有金属线槽保护的管道内,所以,电缆的选择为CMR级阻燃外皮,这样即满足环境安全的需要,又具有最高的性能价格比。
所以,在产品选型时,需特别考虑的问题是传输性能。
对于综合布线性能规划问题,则并无严格的规范,根据用户的使用和背景而有不同的理解。
对一些商业开发项目来讲,超五类系统已经是高性能的代表了,而绝大多数政府、企业、电信、银行等网络密集用户,则有更高的要求。
工程根据自身发展的需要,采用六类系统,这样可以保障工程网络系统的高效、可靠运行。
展望未来,像视频会议,多媒体数据库业务等大容量,高带宽的需求都会逐渐应用。
因此,采用高性能的综合布线系统能够保持网络安全通畅是十分关键的。
这包括两个层面,其一符合最新的标准要求,其二更应具有远高于标准的性能。
我们认为用户,不一定会马上采用最先进的技术,但是,会采用最成熟可靠的技术,同时,要考虑保留在未来适当的时间升级采用更高技术的手段。
在目前阶段,中大型网络系统的新建,必须考虑到系统的现时性能和升级手段,否则在两三年之内,用户就会面临系统淘汰问题。
最直接的,就是目前用户最常用的以太网升级问题,从过去的10/100Mbps以太网到现在的1Gbps以太网,导致了六类铜缆技术的广泛采用,同时发现普通多模光纤的性能瓶颈;而未来的10Gbps以太网,更是会对传输介质,产生重大影响。
由于千兆之后的任何网络系统,几乎都将以光纤为传输介质,因此,用户对光纤的关注会越来越高。
用户的一般选择步骤是首先多模光缆还是单模光缆,然后在多模光缆中是选择何种多模光缆。
首先,由于多模光纤系统必须与采用LED光源的设备相连,而单模光纤系统必须与采用Laser光源的设备相连。
两者的性能差异主要由光源决定。
单纯从性能上看,单模系统配合Laser光源可提供目前最佳的传输性能。
但是其价格,尤其是配有Laser光源的网络交换设备造价,是同类LED光源设备价格的一倍以上。
所以单模系统与多模系统的造价,意味着光缆加设备的综合成本。
下图是以千兆以太网为例所做的多模系统与单模系统的成本构成和比较。
由此可见,为什么多模系统在现在的局域网行业中,处于绝对的市场领先地位。
千兆以太网系统中多模与单模系统成本比较
但是,尽管多模光缆具有明显的成本优势,但是在未来的万兆级应用领域,普通多模光缆是否还能存在呢?
1000Base-SX
1000Base-LX
10GBase-SX
普通62.5um
275米
550米
35米
普通50um
550米
550米
65米
新型万兆50um
1000米
550米
300米
注意在1000Base-LX标准中,各级别光缆的一致性,这主要是由于在该波长条件下,设备接口已经换成高成本激光系统,多模光缆已经不具备成本优势。
因此,我们可以说,关注多模光缆的优势,看短波长(850nm)环境下的工作距离。
我们可以看出另一个信号,在万兆以太网时代,普通多模光缆的支持距离已经缩短到百米之内,而标准建筑平均主干长度可达300米。
因此,这意味着普通多模光缆会在几年内被淘汰。
这对需要考虑升级问题的用户来说,是一个较大的影响。
由于综合布线系统与大楼结构和装修的密切关系,除非用户进行建筑装修的改造或建筑改造,综合布线的变更会对大楼内部用户的各种应用系统都产生重大影响。
对用户来讲,尽管目前不考虑万兆以太网的应用,但是,总是希望一旦决定使用,就能够以最小的代价进行系统升级。
而综合布线系统更是不用任何变化就可实现万兆网的传输。
针对这一议题,国际标准化组织已经开始考虑,并在标准中有所体现。
2002年刚刚颁布的ISO/IEC11801标准中,正式将多模光缆进行性能分类,增加OM3新型多模光缆以适应新的形势。
下表是ISO最新版本中对多模光缆的分类。
COMMSCOPE公司的LazrSPEED300万兆光缆,就是OM3等级的代表产品。
Minimummodalbandwidth(MHzkm)
Fibretype
OverfilledLaunchBandwidth
LaserBandwidth
850nm
1300nm
850nm
1300nm
OM1
200
500
OM2
500
500
OM3
1500
500
2000
上表为ISO标准中对多模光纤的重新分类,OM1指目前传统62.5um多模光纤,OM2指目前传统50um多模光纤,OM3是新增的万兆光纤。
注意光纤带宽指标的两种模式,OverfilledLaunchBandwidth是针对LED发光器件的匹配指标,而LaserBandwidth是针对新型激光发光器件的匹配指标。
OM3光缆同时在两种模式下都进行了优化。
另外一个需要注意的是传送波长的选择,850nm还是1300nm。
虽然波长越长,性能会越好,但是发光器件的造价会成倍的增长,因此,用户如果可能,尽量选择短波长应用系统以降低成本。
例如,新型VCSELs发光器件就是以短波长为应用环境,而标准Laser发光器件主要用于长波长环境。
造成上述多模光缆性能分化的根本原因是多模光缆进行光脉冲传输时DMD(DifferentialModeDelay)对脉冲的影响。
从光缆的工作方式和系统定位来看,尤其是主干部分,未来所面临的应用发展是极其巨大的。
因此,在这部分设计时客户的布线规模应本着立足现时,考虑发展的原则,采用可支持万兆级别应用的多模产品。
2.3综合布线整体规划
考虑到工程的具体应用,综合考虑了实际应用和未来升级的空间,我们设计楼内主干采用12芯单模光纤,外加25对、100对三类大对数语音主干。
本布线系统设计语音/数据信息点(铜缆或光纤到桌面)总计为567个,部分光纤到桌面(采用2芯光纤),共有23个楼层配线间(FD)和3个主配线间(语音和数据分别设置),布线范围为整个建筑内,不含A1、A2塔楼。
此布线方案完全遵循甲方对布线的总体规划和标书对布线规模的要求。
2.4开放式布线系统设计
千兆网络布线解决方案
∙为何要用六类布线系统?
随着信息社会日新月异的迅猛发展,计算机处理能力越来越强,互联网用户数量迅速膨胀,用户的需求也不断增加,对局域网设备的要求以及应用的要求越来越高。
对用户来说,不管采用何种技术,需要什么应用,都需要更宽的传输带宽和更快的传输速率。
举一个现实的例子,一幅CT扫描的信息量达86亿比特,用10Mbps系统传输需14分钟,但用1.2Gbps系统传输仅需7秒钟。
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,其使用寿命通常有二十年,所以要充分考虑二十年之内能支持各种新出现的高速应用。
目前,1000BASE-T(4)已于99年正式颁布,该标准利用Cat-5e布线,采用4对线全双工并行传输,采用复杂的多电平编码(PAM-5采用5中不同电平进行编码)及在每个接口要求大量的DSP,包括4个回波损耗消除器,12个NEXT消除器,4个均衡器及其它设备,使得能在超五类线上支持千兆传输的网络设备变得非昂贵并耗电,如HP的标准报价为US$700/端口(9/99)。
而如果用六类布线系统,由于250MHz的物理带宽及卓越的性能指标,只要求简单便宜的电子设备即可支持千兆传输。
其每端口的造价比用超五类线传输千兆的造价便宜380美金。
所以,从长远看,六类线的投资回报是很高的。
另外,利用4对Cat-6UTP(网络设备较节省)的1.244GbpsATM方案于99年5月被批准;利用4对Cat-6UTP(廉价网络方案)的1000BASE-TX方案也得到了TIATR41组织的批准.相信不久的将来会发布正式的标准。
所以,在综合布线领域,超五类线正在慢慢地减少,而六类线正在迅速增加。
六类系统的特点
超越标准的非凡性能
通道指标保证值(在100米信道长度四个连接的情况下的最差值)
给出的产品性能参数比(100米的情况下)比六类标准的性能余量:
(给出的保证值比标准具有很大的性能余量)
4次连接的通道性能
6次连接的通道性能
InsertionLoss
5.0%
4.0%
Pr-PrNEXT
6.0dB
4.0dB
PSNEXT
7.5dB
5.5dB
Pr-PrELFEXT
6.0dB
4.0dB
PSELFEXT
8.0dB
6.0dB
ReturnLoss
4.0dB
2.0dB
六次连接和短链路支持,彻底打破您设计上的束缚
对布线系统来讲,每增加一次连接,意味性能的下降;对用户来讲,每增加一次连接,意味灵活性的增加。
面对更加严格的六类系统,当很多厂商仅仅在标准两次连接链路上努力的时候,我们已经可以使在最高六次连接的情况下,满足并超过标准的要求。
当所有人都知道水平铜缆的链路长度限制为100米的时候,却常常忽略另一个限制,两个连接点间的最短距离应大于15米。
而短链路情况会经常出现在用户的实际布线环境中。
在短链路情况下,系统所印发的问题,不论是用户,还是厂商,都避而不谈。
今天,我们正式承诺该系统将打破短链路的局限。
最广泛和最大量的实际应用六类系统
做为全球最大和最早的六类系统供应商,该系统已经在全球拥有了超过千万的最终用户。
而这些用户的实际应用和反馈,使人们不断增强对该系统性能的了解,从而不断改进我们的产品。
因此,无数用户的使用,证明了系统良好的性能和可靠性。
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