教学楼综合布线系统设计的研究

山西农业大学工程技术学院毕业论文教学楼综合布线系统设计的研究摘 要 通过对智能建筑综合布线系统的概念、特点及应用的详细介绍，和对综合布线系统各子系统的设计分析，结合综合布线系统设计规范和工程实际特点，对教学楼这一智能建筑提出了合理的综合布线系统设计方案。将教学楼中分离的子系统、设备、信息和功能通过计算机网络成为一个相互关联、统一协调的整体，实现了信息、资源、任务的重组与共享。在对教学楼进行综合布线系统设计分析时，得出了水平子系统路由的优化设计方案，并对这一优化方案进行了分析，建议在工程实际施工中可结合实际情况加以应用，不仅可节约成本而且大大提高了工程的施工效率。关键词 智能建筑 综合布线系统 子系统 优化设计The Engineering Design and studying of Generic Cabling System For The Teaching Building ABSTRACTThrough the detailed introduction of the concept, characteristic and apply of the generic cabling system of Intelligent Building, and analyzing with the design of every subsystem of the generic cabling system,combine the comprehensive wiring system design specification and real characteristic, raised the most rational design scheme of generic cabling system for the intelligent building, teaching building. This scheme turned the separated sub system,equipment,information and function into a connected ,centralized and coordinated entirety through computer net.When analyzing the design of generic cabling system of the teaching building,gained optimized design scheme of the route of horizontal subsystem, and has analyzed this optimization, suggesting using it uniting reality when working on engineering, that can not only save cost but also raise efficiency when working on engineering.KEY WORDS Intelligent Building, Generic Cabling System, Sub- system; Optimization design 25 1 前言当今的人们，无论是政府机关、企事业单位，还是现代化的智能楼、商住楼、办公楼、综合楼内的工作人员都离不开办公设备，而现代办公设备是由综合布线系统来支持的。智能建筑顾名思义非一般建筑，其构成与定义众说不一，还有待于科技的发展而不断完善。有人认为智能建筑是在建筑（包括环境）平台基础上，有三大子系统组成信息平台而共同构成智能建筑平台。所谓三大子系统是指通信系统（CA）、办公自动化系统（OA）、建筑设备自动化系统（BA）。也有人认为在现代建筑技术的基础上实现现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术（CRT）的应用，共同构成智能建筑技术。实质上智能建筑是将微电子技术、计算机技术、通信技术和软件技术综合在一起的信息技术应用到建筑上，提供一个高效、舒适、便利的建筑环境。目前以不仅提出智能建筑与智能建筑群（园、区），而且整个城市的智能化。综合布线是实现上述信息技术的传输通道，也可以说是使建筑智能化的神经系统。现在较多的是将电话、计算机数据、会议电视等系统综合起来，以后逐步将建筑设备、空调设备、照明设备的监控，防灾、防盗、安全防护等楼宇自动化通信和办公自动化等系统综合起来，使信息平台在满足基本通信需求的基础上适应智能建筑的发展趋势，向综合化、宽带化、智能化、数字化和个人化方向发展，使之具备宽带、高速、大容量和多媒体为特征的信息传送能力。就城市建设与工业企业建设而言，现代化的智能楼、商住楼、办公楼、综合楼已提到日程。在过去设计大楼内的电话及数据线路时，会使用各种不同的传输线、配线插座以及接头等。例如：用户电话交换机通常使用双绞电话线，计算机系统有时使用同轴电缆，而局域网络（LAN）则可能使用双绞线或同轴电缆，不同的设备使用不同的传输线来构成各自的网络；同时，连接这些不同布线的插头、插座及配线架均无法互相兼容，达不到相互共用的目的。综合布线系统在上述背景下应运而生，而且得到飞速发展。本论文研究了综合布线的作用、发展和意义，还说明了综合布线的构成和功能，并就教学楼这一实际工程进行综合布线系统设计的讨论。2 综合布线系统概述当今世界已进入信息时代，智能建筑是信息时代的产物，综合布线系统是智能建筑的中枢神经系统。它采用高质量的标准线缆及相关连接硬件，在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道。它既可以在建筑物内部传输语音、数据和图像，也可以与建筑物外部的通信网相联接，因而是建筑智能化必备的基础设施。2.1 综合布线系统的概念综合布线是一个模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道,是智能建筑的“信息高速公路”。它既能使语音、数据、图象设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连,也能使这些设备与外部通信网相连接。2.2 综合布线系统的特点 综合布线是一个全新的概念，它同传统的布线系统相比，有着许多优越性，是传统布线所无法代替。其特点主要表现为他的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性，而且在设计，施工和维护方面也给人们带来了许多方便。(1) 兼容性综合布线的首要特点是它的兼容性。综合布线将语音、数据与监控等设备的信号经过统一的规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等。把这些不同的信号结合到一套标准的布线中去，由此可见这种布线要比传统布线大为简化。在使用时，用户不用定义某个工作区的信息插座的具体应用，只须将终端设备（如计算机、电话、视频设备等）插入信息插座，然后，在管理间和设备间的交连设备上做相应的接线操作，这个终端设备就能接入相应的系统中。(2) 开放性综合布线由于采用开放式体系结构，符合国际上现行的标准。因此，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放性的。如计算机设备、交换机设备等。并对所有通信协议也是支持的，如ISO/1EC8802、EIA-232-D、RS-422、ETHERNET、FDDI、CDDI、ISDN、ATM等。(3) 灵活性综合布线的所有通道都是通用的，所有设备的开通及更改均不需要改变布线，只需增减相应的应用设备以及在配线架上进行必要的跳线管理即可。(4) 可靠性综合布线采用高品质的材料和组合压接方式构成一套高标准的信息传输通道。所有线缆和相关连接均通过ISO认证，每条通道都要采用专用仪器测试连路阻抗及率减率，以保证其电气性能。(5) 先进性综合布线，采用光缆与双绞线混合布线方式，极为合理地构成一套完整的布线。所有布线均采用世界上最新标准，采用5类双绞线，数据最大传递速率可达155Mbps,对特殊用户可把光纤引到桌面。(6) 经济性综合布线系统虽然初期投资相对大一些，但是当系统个数增加时，因其布线系统可相互兼容，故以后的额投资就减少了，它可以降低拥护重新布局或搬迁变更的费用，更重要的一点是它的维护费用很低。随着科学技术的迅猛发展，人们对信息资源共享的要求越来越迫切，尤其重视语音、数据和视频传输的“三网合一”，因此，用综合布线取代单一、昂贵、繁杂的传统布线是“信息时代”的要求，是历史发展的必然趋势。2.3 综合布线系统的网络结构将综合布线的网络结构从几何上抽象。概括成员一种典型结构，这种结构称为拓扑结构。可以把综合布线系统中的基本单元定义为节点，两个相邻节点间的连接线缆称为链路。从拓扑学观点来看，综合布线系统可以说是由一组节点和链路组成，节点和链路的几何图形就是综合布线系统的拓扑结构。综合布线的拓扑结构主要有星型，总线型，环形，树型。2.3.1星型拓扑结构星型拓扑结构由一个中心主节点（主配线架）向外辐射延伸到各从节点（楼层配线架）组成。 星型拓扑结构的主要优点：维护管理容易，重新配置灵活，故障隔离和监测容易.2.3.2 总线型拓扑结构总线拓扑结构采用公共主干线作为传输介质，所有的分配线架都通过相应的分配线间设备硬件接口直接连接到主干线上（或称总线）2.3.3 环形拓扑结构各节点通过各分配线间的游园设备相连形成环形通讯回路，各节点之间无主从关系。每个分配线间的有源设备都与两条链路相连。2.3.4 树型拓扑结构树型拓扑结构实际是星型拓扑结构地发展和扩充，也是一种分层结构，具有主节点从从节点。它适用于分级控制系统，也是集中式控制的一种。总线型结构和环形结构已日渐逝去，星型结构正成为人们的“新宠”,现在最流行，同时又是最有发展前途地拓扑结构是星型结构在星型以太网网络交换中，交换机和集线器成为网络的中心。 因为星型拓扑结构是最具有应用前景组网方案，因此现在大多数新建网络或扩建网络都采用星型结构。在对教学楼进行综合布线系统设计时，我们也采用星型拓扑结构。 2.4 综合布线系统的组成管理子系统垂直干线子系统工作区子系统水平子系统管理子系统设备子系统建筑群子系统综合布线系统是一种集成化通用性的传输方式，利用双绞线和光缆来传输多种信息的网络系统。综合布线系统是由传输介质（电缆、光缆等）、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、电器保护设备和支持硬件等组成。这些部件构建成综合布线系统的六大子系统，即设备间子系统、工作区、管理间子系统、水平子系统、干线子系统、建筑群子系统。综合布线系统示意图如下： 图2.1 综合布线系统示意图各子系统的简介如下：(1) 工作区子系统工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线组成,包括装配软线,连接器和连接所需的跳接软线,并在终端设备与I/ O 之间连线搭桥。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,这种接口能接受大厦自动化系统所有低压信号以及高速数据网络信息数据信号。(2) 水平子系统从用户工作区连接至垂直主干线子系统的线便是水平布线子系统。水平布线子系统是整个综合布线系统的一部分,它与主干线子系统的区别在于:水平布线子系统总是在一个楼层上,并与信息插座连接,在综合布线系统中,水平子系统由4对U TP(非屏蔽双绞线) 组成。能支持大多数现代通信设备。如果需要某些宽带应用时,可以采用光缆。(3) 垂直干线子系统垂直干线子系统,提供建筑物干线电缆的路由,该子系统包括垂直布线电缆以及将其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从接线间来的电缆。(4) 管理子系统管理子系统由交连、互连以及I/ O 组成。管理点为连接其他子系统提供连接的手段,交连和互连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和办公室,使在移动终端设备时能方便地进行插拨。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,可将交叉连接处的两导线端点连接起来;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一种简易的方法,而且不需要像安排跨接线时使用的专用工具。(5) 设备间子系统设备间子系统由设备间的电缆、连接器和有关支撑硬件组成。它的作用是把公共系统设备的各种设备互连起来,该子系统将中继线交叉连接处和布线交叉连接处与公共系统设备(如PBX)连接起来,该子系统还包括设备间和邻近单元,如建筑物的入口区中的导线。设备间子系统应考虑电气保护设备、避雷装置、有效接地等。(6) 建筑群子系统建筑群子系统将一个建筑物中电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。建筑群子系统是综合布线系统的一部分,它支持提供楼群之间通信所需的硬件,其中包括U TP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。2.5 综合布线系统的使用范围综合布线采用模块化设计和分层拓扑结构。它能适应任何建筑物的布线，单建筑物的跨距不超过3000m，面积不超过100万平方米。综合布线可以支持语音、数据和视频等各种应用。综合布线按应用场合分，初建筑与建筑群综合布线系统（PDS）外，还有建筑物自动化系统（BAS）和工业自动化系统（IAS）两种综合布线。它们的原理和设计方法基本相同，差别是建筑与建筑群综合布线（PDS）以商务环境和办公自动化环境为主；建筑物自动化系统（BAS）综合布线以大楼环境控制和管理为主；工业自动化系统（IAS）综合布线则以传输各类特殊信息和适应快速变化的工业通信为主。2.6 综合布线系统的应用2.6.1 对计算机系统的支持(1) 整个大厦布线系统为一种分散配置、集中管理的结构模式,各部分相对独立又彼此联系,为客户的计算机网络布局提供了一个灵活的物理基础。(2) 整个布线系统可构成二级星形结构,采用二点式管理,管理方便,网络跳接灵活,适应多种计算机网络拓扑结构,为客户的计算机应用提供了巨大的潜力。(3) 符合工业标准和国际标准的设备的选择,标准接口的配置,使得整个布线系统兼容多厂家的设备要求,为客户计算机设备的选型留下了较大的余地。(4) 不同的网络形式在综合布线系统上的实现。2.6.2 对通讯系统的支持智能建筑内部必须要有程控交换机,充分利用公共电话网的增值服务为大楼用户服务,利用网控和共享服务方式提供MODEM/ FAX 共享、语音信箱和图象服务。并为用户保留汇接入公共数据网、卫星网及其他公共网的权利,如:与CHI2NAPAC 的X. 25 分级网连接,与DDN 连接,用VSAT 小站与各专业网连接或进入公用网与电信局程控网连接,对内则保证可支持多媒体通信。现在话音、数据、图象通信终端都是分立的,但通信网的大趋势是向ISDN 过渡,作为大楼内通讯骨架的通信自动化系统支持这一未来发展的需要。可以说PDS 系统完全支持上述的要求, PDS的作用之一就是把传统的相互兼容的传输介质加以统一,它可以传输PABX 转接的话音、SWITCHHUB 转接的数据和支持数字化会议电视、多媒体通信,它采用光纤和U TP 相结合的方式,使用5类双绞线传输速率可达到155MB/ s ,完全满足未来ATM 的需要。现在使用PDS 技术解决了信道问题后,CA实际上是通信控制中心的设备端接问题,如必须为未来与ATM、信息高速公路、交互式高清晰度电视网汇接留有余地。2.6.3 对楼宇自控系统的支持楼宇自动化系统是对大厦内所有动力设备进行自动监测和控制的系统。一般的被控对象有:集中空调、冷冻站、热交换站、变配电系统、照明系统、给排水系统、电梯系统、车库管理系统等。现应用较多的BAS 系统均为计算机集散控制系统,一般分为二级网。第一级网:通常为ARCNET、ETHERNET 或厂家自行设计的网络,所连接的节点为操作站、网络服务器,功能主要是集中显示、管理和群控,有些产品也有直接控制功能。拓扑结构大多为总线型,传输介质为同轴电缆或双绞线。第二级网: 通常为RS485 、RS422 、RS232 协议,所连接的节点均为直接数字式控制器DDC ,各DDC 放置于各被控现场,起到直接的监控作用,同时与所连接的上级网节点进行上传和下传数据的通讯。传输介质现在多为双绞线。2.6.4 对保安监控报警系统的支持(1) 保安监控系统(CCTV)由于保安监视系统所传输的视频基带信号频宽08MHz ,而PDS 系统所用的三类U TP 频宽0 16MHz , 四类U TP 频宽0 20MHz , 五类U TP 频宽0100MHz ,所以完全可以使用U TP线缆来传输保安监视系统中,由摄象头到系统微机控制器的视频信号。同理,在大厦内任何有信息出口的区域安装摄象机,其视频信号在大厦内任何有信息出口的区域都有可能接收,这就极大地方便了大厦的使用者,对召开产品展示会、信息发布会等活动有着特别的优越性同样,微机控制器应纳入PDS 系统,通过统一的布线,不仅使大厦内任何有信息出口的区域都可成为副控台的所在地,而且微机控制器增加了开放性。若增加必要的网络设备,本系统可与任何一台计算机通讯,如有必要,则可与报警系统、消防系统、BAS 系统及物业管理系统相连,成为集成系统的一部分。(2) 报警系统报警系统的功能是将防盗探头监测到的报警信号送至报警控制计算机,由计算机判断探头所在区域,发出报警信号。报警系统可纳入PDS 布线系统中,通过统一的布线,使报警系统增加与外界的联系,尤其是与保安监视系统、BAS 系统、物业管理系统的通讯功能,使之成为集成系统的一部分。2.6.5 对OA 系统的支持智能建筑的OA 系统由以下几个部分组成。局域网系统:应能提供用户所需的带宽、协议和管理控制要求。公共网络设备:包括智能集线器、路由器、网控终端和服务器等。公共办公设施:包括FAX、复印机、共享UPS和图文终端等。共享公共软件与数据库。公共办公系统:如会议电视系统、同声翻译系统等。在大楼内,成百上千的机构在不同的区域内办公,会出现各种不同的需求,机器设备的型号、接口、对网络的要求都各不相同,网络线缆更是种类繁多,如使用PDS 系统,则问题就简单了。在大厦建设的开始就通盘考虑布线的问题,楼建好后整个公共的布线系统也随之建成,在需要设备的地方预留信息出口,使用时只需将适配器插入信息插座,另一头插入设备中,在本层跳线架上作一些简单的跳线,网络系统就可以使用了。若购买新机器或机器更换地点,不用另外布线,只需作一些简单跳线即可。而且,用PDS 作各个系统的公共的布线,极大地增加了系统的开放性,为进一步的系统集成打好基础。3 综合布线系统的总体设计一般来说，国际信息通信标准是随着科学技术的发展，逐步修订、完善的。综合布线系统也是随着新技术的发展和新产品的问世，逐步完善而趋向成熟。我们在设计智能化建筑物PDS期间，要提出并研究近期和长远的需求是非常必要的。目前，国际上各综合布线产品都只提出15年质量保证体系，并没有提出多少年投资保证。为了保护建筑物投资者的利益，我们可采取 “总体规划，分布实施，水平布线尽量一步到位”。主干线大多数都设置在建筑物弱电井，更换或扩充比较省事；水平布线是在建筑物的天花板内或管道里，施工费比初始投资的材料费高。如果更换水平布线，要损坏建筑结构，影响整体美观。因此，我们在设计水平布线，尽量选用档次较高的线缆及连接件，缩短布线周期。3.1 综合布线系统的设计原则(1) 用户至上原则企业的结构化综合布线系统的设计原则首先是基于企业对综合布线系统的要求为基础，并以满足用户需求为目标，最大限度满足用户提出的功能需求，并针对业务的特点，确保使用性。(2) 先进性在满足用户需求的前提下，充分考虑信息社会迅猛发展的趋势，在技术上适度超前，使提出的方案保证将布线系统建成先进的、现代化的信息系统。(3) 灵活性和可扩展性充分考虑楼宇内所涉及的各部门信息的集成和共享，保证整个系统的先进性合理性，实现分散式控制，集中统一式管理。总体结构具有可扩展性和兼容性，可以集成不同厂商不同类型的先进产品，使整个系统可随技术的进步和发展，不断得到充实和提高。在综合布线系统中任何信息点都能连接不同类型的终端设备，当设备数量和位置发生变化时，只需采用简单的插接工序，实用方便，其灵活性和适应性都强。(4) 标准化和扩展性网络结构化综合布线系统的设计依照国际和国家的有关标准进行。此外根据系统总体结构的要求，各个子系统必须结构化和标准化，并代表当今最新的技术成就。综合布线系统的所有布线部件采用积木式的标准件和模块化设计。因此，部件容易更换，便于排除障碍，且采用集中管理方式，有利于分析、检查、测试和维修。(5) 经济性在实现先进性、可靠性的前提下，达到功能和经济的优化设计。结构化综合布线系统的设计采用新技术、新材料、新工艺使综合化布线大楼能够满足不同生产厂家终端设备传输信号的需要。综合布线系统各个部分都采用高质量材料和标准化部件，并按照标准施工和严格检测，保证系统技术性能优良可靠，满足目前和今后通信需要，且在维护管理中减少维修工作，节省管理费用。3.2 综合布线系统的设计等级综台布线是智能大厦建设中的一项新兴技术工程项目，它不完全是建筑工程中的“弱电”工程。智能化建筑是由智能化建筑环境内系统集成中心利用综合布线系统连接和控制“3A”系统组成的。布线系统设计是否合理，直接影响到“3A”的功能。(3A即楼宇自动化Building Automation、办公自动化Office Automation、通信自动化Communication Automation)设计与实现一个合理综合布线系统一般有六个步骤： 获取建筑物平面图； 分析用户需求； 系统结构设计； 布线路由设计； 绘制布线施工图； 编制布线用料清单。 星型拓扑结构布线方式，具有多元化的功能，可以使任一子系统单独地布线，每一子系统均为一独立的单元组，更改任一子系统时，均不会影响其它子系统。一个完善确定设计的布线走线系统，其目标是，在既定时间以外，允许在有新需求的集成过程中，不必再去进行水平布线，损坏建筑装饰而影响审美。为了使智能建筑与智能建筑园区的工程设计具体化，根据实际需要，我们将综合布线系统分为三个设计等级：(1) 基本型适用于综合布线系统中配置标准较低的场合，用铜芯电缆组网。基本型综合布线系统配置： 每个工作区(站)有一个信息插座； 每个工作区(站)的配线电缆为一条4对双绞线，引至楼层配线架； 完全采用夹接式交接硬件； 每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备间总配线架电线)至少有2对双绞线。基本型综台布线系统的特点： 是一种富有价格竞争力的综合布线方案，能支持所有语音和数据的应用； 应用于语音、语音数据或高速数据； 便于技术人员管理； 采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护； 能支持多种计算机系统数据的传输。(2) 增强型适用于综合布线系统中中等配置标难的场合，用铜芯电缆组网。增强型综台布线系统配置： 每个工作区(站)有两个以上信息插座； 每个工作区(站)的配线电缆均为一条独立的4对双绞线，引至楼层配线架； 采用夹接式(110A系列)或接插式(110P系列)交接硬件； 每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备问总配线架)至少有3对双绞线。增强型综合布线系统的特点：增强型综合布线系统不仅具有增强功能而且还可提供发展余地。它支持语音和数据应用，并可按需要利用端子板进行管理。 每个工作区行二个信息插座，不仅机动灵活，而且功能齐全， 任何个信息插座都可提供语音和高速数据应用； 按需要可利用端子板进行管理； 是一个能为多个数据设备制造部门环境服务的经济有效的综合布线方案； 采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护。(3) 综合型适用于综合布线系统中配置标准较高的场合，用光缆和铜芯电缆混合组网。综合型综合布线系统配登： 在基本型和增强型综合布线系统的基础上增设光缆系统； 在每个基本型工作区的干线电缆中至少配有2对双绞线； 在每个增强型工作区的干线电缆中至少有3对双绞线。综合布线系统应能满足所支持的数据系统的传输速率要求，并应选用相应等级的传输缆线和设备。综合布线系统应能满足所支持的语音、数据、图像系统的传输标准要求。综合布线系统所有设备之间连接端子、塑料绝缘的电缆或、电缆环箍应有色标。不仅各个线对是用颜色识别的，而只线束组也使用同一图表中的色标。这样有利于维护检修。这也是综合布线系统的特点之一。所有基本型、增强型、综合型综合布线系统都能支持语音、数据、图像等系统，能随工程的需要转向更高功能的布线系统。它们之间的主要区别在于：(1) 支持语音和数据服务所采用的方式；(2) 在移动和重新布局时实施线路管理的灵活性。3.3 综合布线系统商品选择原则商品选择原则包括:(1) 当前需要的用途;(2) 附加的和未来的用途及用户扩展容量;(3) 通用性:运行声音图象和其他高速、低速通信,这可使投资回报最大;(4) 改变灵活,这可以减少运行成本;(5) 电缆有效寿命内的投资回报;(6) 财政与安全上风险最小。器件的选择有:信息插座:数据、话音均可采用三类或五类模块。传输介质:水平部分采用三类或五类双绞线;垂直部分采用光纤和大对数铜缆。配线单元:铜线管理为110 系列或快接( PA2TCH PANEL) 跳线架;光纤管理为光纤配线盘。跳线单元:普通跳线和快接跳线;光纤跳线。上述器件以模块化方式组合成一个端到端的智能布线系统,兼容10BASE2T、100BASE2T、TO2KEN RIN G、FDDI/ CDDI、ATM 及多媒体技术。且以开放式的原则,支持众多厂家的产品及设备。3.4 综合布线系统设计要领综合布线系统一般采用模块化设计,易于配线上的扩充和重新配置,在物理结构上,采用分级的星形分布,以利于数据的采集及信息的传递。目前常规采用EIA/ TIA 568A 商用建筑物布线标准以及常规的通信标准, 如CCITT ISDN、IEEE802. 3 、802. 5 标准等。它能以最好的性能价格比来适应未来综合业务数字( ISDN) 和ATM的要求。(1) 在PDS设计起始阶段，设计人员要作到： 评估用户的通信要求和计算机网络要； 评估用户楼宇控制设备自动化程度； 评估安装设施的实际建筑物或建筑群环境和结构； 确定通信、计算机网络、楼宇控制所使用的传输介质；(2)将初步的系统设汁方案和预算成本通知用户单位。(3)在收到最后合同批准书后，完成以下的系统配置、布局蓝图和文档记录: 电缆线路由文档 光缆分配及管理 光缆链路，损耗预算 施工许可证 订货信如同任何一个工程一样，系统设计方案和施工图的详细程度将随工程项目复杂程度而异，并与合同条款、可用资源及工期有关。设计文档一定要齐全，以便能检验指定的PDS设计等级是否符合所规定的标准。而且在验收系统符合全部设计要求之前，必须备有这种设计文档。应始终确保已完成合同规定的光缆链路一致性测试，而且光缆链路损耗是可接受的。(4) 介质及连接硬件的性能规格：在结构化布线系统中,布线硬件主要包括:配线架、传输介质、通信插座、插座板、线槽和管道等。 介质主要有双绞线和光纤,在我国主要采用双绞线与光缆混合使用的方法。光纤主要用于高质量信息传输及主干连接,按信号传送方式可分为多模光纤和单模光纤两种,线径为62.5/125微米。在水平连接上主要使用多模光纤,在垂直主干上主要使用单模光纤。 接头及插座在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。插座的管脚组合为 :1&2、3&6、4&5、7&8。我国基本上采用北美的结构化布线策略,即使用双绞线十光纤的混合布线方式。双绞线又分为屏蔽线与非屏蔽线两种。屏蔽系统是为了保证在有干扰环境下系统的传输性能。抗干扰性能包括两个方面,即系统抵御外来电磁干扰的能力和系统本身向外发射电磁干扰的能力,对于后者,欧洲通过了电磁兼容性测试标准EMC规范。实现屏蔽的一般方法是在连接硬件外层包上金属屏蔽层以滤除不必要的电磁波。现已有STP及S-STP两种不同结构的屏蔽线供选择。屏蔽系统的屏蔽层应该接地。在频率低于1MHz时,一点接地即可。当频率高于1MHz时,EMC认为最好在多个位置接地。通常的做法是在每隔波长十分之一的长度处接地,且接地线的长度应小于波长的十二分之一。如果接地不良(接地电阻过大、拦地电位不均衡等),就会产生电势差,这样,将构成保证屏蔽系统性能的障碍和隐患。值得注意的是，屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。屏蔽系统的整体性取决于系统中最弱的元器件。如跳接面板、连接器信息口、设备等。因此,若屏蔽线在安装过程中出现裂缝,则构成子屏蔽系统中最危险的环节。4 教学楼综合布线系统的设计4.1 设计思想为了提高信息化建设，加快提高教学质量，全面支持多媒体教学，教务教学管理等应用，我们需为教学楼进行综合布线系统设计。这不仅可以提供学校的管理质量，改善科研环境，更重要的是位同学们创造一个良好的学习环境，用现代化的教学方式代替传统教学模式，加强老师与学生的互动。我们分析得知：教学楼设计要求综合布线系统只用于支持数据和语音信息业务。 4.2 设计目标信息化对学校内老师办公及学生学习知识起着越来越重要的作用。目前我国正在从传统的计划经济向社会主义市场经济过度时期，国际、国内经济形势瞬息万变，而学校的发展方向也需要紧紧的联系实际的形势，尤其在毕业生就业方面，信息的及时、准确的传递和交流越发显得重要了。这时就要求我们及时了解各种信息及动态，并针对不同的实际情况及时作出相应对策，而要做到这一点就必须具备一套高品质的信息通信网络。教学楼建筑，其有别于传统建筑模式最重要的特征就是智能化，即称之为智能型建筑。智能型建筑是指对建筑物的四个基本要素即结构、系统、服务和管理进行最优化的考虑，从而为用户提供一个高效率和具经济效益的工作环境，以及长远的系统灵活性及市场能力。智能建筑是随着计算机通信技术、网络技术及楼宇自控技术等的普及应用逐步发展起来的。中国重型机械总公司决定了其必将被营造成为一座现代化智能型大厦。而作为智能型建筑的首要条件是具有一套结构化的, 灵活性极高的综合布线网络，能够长远的满足使用者不断变化的需求，并将用户长期营运，维护，变更，网络升级的费用降至最低。4.3 设计依据建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB50311-2007建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB50312-2007智能建筑设计标准GBT50314-2006国家及地方的有关规范、图集4.4 各子系统设计综合布线系统本身具有很高的兼容性，根据用户要求，本方案主要综合话音传输系统及数据传输系统。整个布线系统由工作区子系统，水平干线子系统，设备间子系统，管理子系统等四个子系统构成。方案设计充分考虑了高度的可靠性、先进性、灵活性、可扩充性、易管理性及性能价格比高等优点。4.4.1工作区子系统的设计信息插座大致可分为嵌入式安装插座，表面安装插座，和多介质信息插座，其中嵌入式插座和表面安装式是用来连接双绞线；多介质信息插座是用来连接铜缆和光纤，用来解决用户对光纤到桌面的需求。根据楼层平面图计算实际可用的空间，这是由建筑面积计算使用面积的过程。由于建筑面积并不代表真正地使用空间，所以在确定信息点的分布标准之前计算建筑物的使用面积是十分必要的。通常认为使用面积等于0.75倍建筑面积，0.75这个系数是经验值 。(1) 确定信息插座的数量通常来讲，是通过对用户需求的分析和楼层可用面积的估算这两点来确定信息插座的数量。可分为基本型和增强型两类。基本型为每910安装一个双孔信息插座，即每个工作区提供一部电话和一部计算机终端。增强型为每安装两个双孔信息插座，即每个工作区提供两部电话和两部计算机终端。教学楼教室的用途可分为四类：多媒体教室，一般教室，教师休息室（办公室），科研教室，针对教室不同的确定不同的信息点数目。多媒体教室：为了方便老师携带笔记本电脑讲课和方便急事时快速与外界取得联系，黑板下面两边各设一个两位信息插座，控制室设一个两位信息插座，教室后面或侧面设一个两位信息插座。一般教室：对于面积小的，讲台两侧边各设一个两位信息插座，面积稍大的侧面还设一个两位信息插座 。办公室：面积一般较小，但经常会用计算机和电话，所以一般设23个两位信息插座。科研教室：面积比办公室大，由于同样的需求，可设4到5个两位信息插座。(2) 确定信息插座类型根据已掌握的用户需要确定信息插座的类型 ，即采用3类还是5类信息插座或两者混用。一般认为在未来需要不太明确的条件下，以采用五类信息插座，如果用户的要求比较明确，可以根据用户的要求，以降低布线系统的投资。教三楼是刚新建的大楼，所以为了长远需要的考虑，我们确定采用超五类信息插座。(3) 确定信息插座的安装方式一般来说要根据建筑物的不同结构选用不同的安装方式。新建建筑物通常采用嵌入式信息插座，现有建筑物则采用表面安装的信息插座。鉴于教三楼已建成，所以我们选用的是表面安装式信息插座。4.4.2水平子系统的设计水平子系统地设计主要包括：线缆的类型，水平路由的选择，导线长度，布线方式。(1) 确定线缆的类型综合布线系统的水平子系统多采用3类和5类四对非屏蔽双绞线。这种非屏蔽双绞线可支持工作区中的语音和数据，图像传输。对于10kb/s速数据传输和语音的传输，采用三类双绞线。对于100kb/s以下，10 kb/s以上的高速数据的传输采用五类双绞线对于100kb/s以上带宽的数据和复合信号的传输，采用光纤。原则上严格根据信息点设计内容确定线缆的类型，即选定了何种型号的信息插座，就选相应的水平线缆。因为工作区选用的是超5类信息插座，所以水平线缆选用超5类双绞线。(2) 确定水平路由在设计中必须仔细研究其他系统的设计图纸，尤其是结构图纸和水，电，空调的施工图纸。因为这些内容对水平路由的影响很大。要为水平子系统确定合理的路由，既可以节约水平线缆的长度，又避免与其他系统冲突，这不仅可以减少用户在施工中的开支，而且对于提高施工质量和通信性能都起到很大的作用。一个典型的水平子系统图所示：图5.1 典型水平子系统水平布线子系统一般采用星型拓扑结构,以楼层配线架为主节点，各个信息插座为分节点，两者之间采取独立的线路相互连接，形成以楼层配线架为中心向外辐射的星形线路网状态。水平子系统的路由不但要考虑建筑物内使用者功能上的要求，还要根据建筑物的结构特点，从路由（线）最短、造价最低、施工方便和布线规范等几个方面考虑。楼层配线间应尽可能设在楼宇或楼层的中部，优选最佳的水平布线方案，使楼层配线架上线缆机械终端到信息插座之间的线缆最大长度不得超过90。该路由相应的系统图为图3所示， n+1层配线架与该层信息插座经过n层相连，该层水平子系统布线经过n层电缆桥架。当然，系统图中n+1层配线架与该层信息插座也可经过本层直接相连，为了不引起误解，需要在设计说明及相应平面图中加以体现。(3) 布线方式水平布线可以采用多种方式。在大多数设计中，所以可以认为水平子系统是不可以更给的永久系统。因此在设计水平子系统时，一般选用各工作区用金属管沿墙暗敷设计的方式，对于大开间办公区可采用内部走线法。教三楼水平布线方式采用金属管沿墙暗敷设计。(4) 线缆长度的确定在设计中确定水平电缆长度时，必须注意适当的设计裕量。 因为在实际施工中，不可能使水平线缆一直保持直线路由，所以实际工程所需肴的线缆总会比图纸上的长度多一些。，这就需要一定数量的裕量。线缆长度的确定采用如下方法：确定布线方法和走向；确定每个楼层配线间或二级交接间所要服务的区域；确定离弱电间最远的信息插座的距离 L确定离弱电间最近的信息点的距离S按照可能采用的电缆路由确定每根电缆走线距离计算平均电缆长度=(L+S)/2总电缆长度=平均电缆长度+备用部分（平均长度的10 ）+端接误差(6m) 每个楼层用线量的计算公式如下：C =0.55(F + N)+6n (m) (5.1)(5.1)式中：C 每个楼层的用线量；F 最远的信息插座（IO）离配线间的距离；N 最近的信息插座（IO）离配线间的距离；n为每层楼的信息插座（IO）的数量；4.4.3 干线子系统的设计干线子系统由连接设备间与各层配线间的干线电缆构成。它是建筑物内部的主馈电缆，其任务是将各楼层配电间的信号传送到设备间，直至传送到最终接口，再连通外部网络。它的设计原则是必须既能满足用户当前的需求，又能适应用户今后的发展。(1) 确定垂直干线的类型根据信息点的用途确定干线的类型。语音终端使用大对数双绞线缆。用于干线的线缆主要有以下几种:ATT1010大对数双绞线缆，其芯数从25对至1800对。其中25对，50对，100对最为常见。，用来作为支持语音传输的垂直干线线缆，可支持10M的传输速率.在对教三楼的系统图设计时，根据信息点的数量我们选用50对双绞线缆。数据终端我们采用6芯6.25/125 多模光纤，它的传输速率可达500 Mbps以上，并有足够的带宽，可为今后整套布线系统地发展提供足够地裕量，最大限度地满足用户高速率传输特性的要求。(2) 确定干线系统地路由干线子系统地路由选择，应选择干线电缆最短，最安全和最经济的路由。建筑物有两大类型的通道，封闭型和开放型。封闭型通道是指一连串上下对齐的空间，每层楼都有一间。电缆竖近井、电缆孔、管道电缆、电缆桥架等穿过这些房间的地板层。每个空间通常还有一些便于固定电缆的设施和消防装置。开放型通道是指从建筑物的地下室到楼顶的一个开放空间，中间没有任何楼板隔开。例如，通风通道或电梯通道是开放型通道，不能敷设干线子系统电缆。为便于综合布线的路由管理，干线电缆、干线光缆布线的交接不应多于两次。(3) 确定接合方法干线电缆在楼层配线间和交接间连接时有两种接合方法：点对点端接法和分支接合法。根据用户的需要和建筑物的结构确定。点对点端接是最简单、最直接的接合方法。干线子系统每根干线电缆直接延伸到指定的楼层配线间或二级交接间。如果设备间与计算机机房处于不同的地点，而且需要把话音电缆连至设备间，把数据电缆连至计算机房，则宜在设计中选取不同的干线电缆或干线电缆的不同部分来分别满足不同路由话音和数据的需要。4.4.4 管理子系统的设计管理子系统设置在楼层配线间，是水平子系统电缆端接的场所，也是主干系统电缆端接的场所，有大楼主配线架、楼层分配线架、跳线、转换插座组成。用户可以在管理子系统中更改、增加、交换、扩展线缆，用于改变线缆路由。建议采用合适的线缆路由和调整件组成管理子系统。管理间子系统的设计即连接干线线缆跳线架的设计。常用的有110双绞线配线架，光纤配线架。110型双绞线配线架分为110A和110P型两大类。这两类跳线架的功能完全相同，只是他们的规格和所占用的墙面孔空间不一样。双绞线配线架地连接方式采用交叉连接的方式，双绞线配线架则采用直接联插的方式。常用的光纤配线架由110A型配线架，可支持12跟光纤端接。 管理子系统提供了与其它子系统连接的手段，使整个布线系统与其连接的设备和器件构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接则可安排或重新安排线路干线交接间的数目应该从楼层配线架至信息插座水平布线的长度来考虑，水平布线的长度在90m范围内宜设置一个千线交接间。超过这一范围时，可设置两个或两个以上的干线接线间。设计干线交接间应符合下列规定： 干线交接间的数目应该从楼层配线架至信息插座水平布线的长度来考虑，水平布线长度在90m范围以内，宜采用一个干线交接间。当超过这一范围时，可以考虑设置两个或两个以上的干线交接间，或应采用经过分支电缆与交接间相连的二级交接间(卫星接线间)。 通常干线交接间兼作楼层弱电电信间，即在交接间内安放弱电通信设备，如集线器、路由器、楼层的电视、监控报警、广播等分接设备，其面积不应小于10，当布线系统单独设置干线交接间时，其面积为1.8(长1. 2m，宽1. 5m)的扁长通道间，可安装200个单孔信息插座的工作区所需的连接硬件和相关设备。一旦单孔信息插座超过200个，可在该楼层增加一个或者2个二级交接间。综合布线单独设置干线交接间(楼层配线间)时，其设备与面积对照表如表2-1所示。表5.1 设备与面积对照表单孔信息插座工作区数量/个交接间二级交接间数量/个面积/深*宽数量/个面积/深*宽20011 .2m*1 .5m20140011 .2m*2. lm11 .2m*1 .5m40I60011 .2m*2. 7m11 .2m*1 .5m60021 .2m*2. 7m注:任何一个交接间最多只可以支持2个二级交接间表干线交接间和二级交接间内，凡要安装布线硬件的部位，墙壁上应涂阻燃漆。根据规范要求，设备间总配线架至干线交接间和楼层交接间至二级交接间的干线线缆(光缆或铜缆)，必须采用防火恺装线缆。当非阻燃型线缆备安放在带有防火措施的管道里，或每层交接间内采取了严格的防火措施后，则可以不采用防火恺装线缆。 干线交接间和二级交接间的电源插座宜按照计算机设备电源要求进行工程设计，便于多个HUB或路由器等设备的使用。 交接间应避免电磁源的干扰，并装小于或等于1欧姆的接地装置。4.4.5设备间子系统的设计 设备间安放许多用户共用通信装置的场所，是通信设施、配线设备的所在地，也是线路管理的集中点。连接系统公共设备，如主配线区(MDF交接箱、电缆进线室)，或用户小交换机(PBX)或局域网(LAN)服务器之类的设备等，通过垂直干