第3章-综合布线系统工程设计

本章学习目标

本章主要讲述了综合布线系统设计要领、设计原则与设计标准，并对各子统的构成及设计原则与注意事项进行了较为详尽的说明。应掌握以下基本知识：

•认识综合布线系统用户需求分析的方法

•掌握系统设计的原则，并能遵循系统设计的基本步骤完成系统设计

第3章综合布线系统工程设计本章主要内容3.1综合布线系统工程设计要领3.2综合布线系统用户需求分析3.3综合布线与建筑工程的配合3.4工作区子系统的设计3.5水平布线子系统的设计3.6垂直干线子系统的设计3.7管理子系统的设计3.8设备间子系统的设计3.9建筑群子系统的设计3.10综合布线系统的管槽系统设计3.11综合布线防护系统设计3.12综合布线系统计算机辅助设计

通常，国际信息通信标准是随着科学技术的发展，逐步修订和完善的。为了保护建筑物投资者的利益，综合布线系统的设计思想是“总体规划，分步实施”，即总体设计除考虑目前需求外还要兼顾将来的发展需要，而在实施过程中，我们可以根据具体情况分步投入资金，这样，既可以保证系统平稳过渡升级，又可以避免一次性投入过多的资金。3.1综合布线系统工程设计要领

3.1.1综合布线系统工程设计原则1．以“满足客户的需求”为第一前提2．先进性3．灵活性4．开放性5．高可靠性6．可扩展性7．标准化8．经济性1．配线(水平布线)子系统划分的区域范围和相应段落以及与建筑物主干布线子系统的连接。

2．配线子系统的配线设备(FD)、通信引出端(TO)的位置、数量及规格。

3．配线子系统各个段落的通信线路的传输媒质、线对容量、缆线结构和具体长度及连接方式等。

4．建筑群主干布线子系统和建筑物主干布线子系统的主干布线的路由、位置和相应的建筑设施(如交接间、暗敷管路等)建设方案。

5．各个主干布线子系统的主干布线的传输媒质、规格容量、缆线结构和具体长度及连接方式等。

6．建筑群主干布线子系统和建筑物主干布线子系统各种配线架(包括CD、Ⅲ等)的装设位置、规格容量、设备型号和连接方式等。

7．建筑群主干布线子系统的主干布线在室外采用的铺设方式(如穿放在地下通信管道和直埋方式)，线路引入建筑物后，采取的防雷、接地和防火的保护设备及相应的技术措施。

8．主干布线子系统的主干布线采用光缆时，应有光电设备和光缆部件的选型(包括光缆的结构和芯数等)、各个段落光缆的长度和铺设方式及连接要求等。3.1.2综合布线系统工程设计内容和要求

ANSI/TIA/EIA568B《商业建筑通信布线标准》GB/T50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》YD-T926.1-2001《大楼通信综合布线系统第一部分总规范》YD-T926.2-2001《大楼通信综合布线系统第二部分综合布线用电缆光纤技术要求》YD-T926.3-2001《大楼通信综合布线系统第二部分综合布线用连接硬件技术要求》ANSI/EIA/TIA-569《商用建筑通信通道和空间标准》ANSI/EIA/TIA-570《住宅与小型商业电信布线标准》ANSI/EIA/TIA-606《商业建筑通信基础设施管理标准》ISO/IEC11801《信息技术-用户综合布线》ANS/EIA/TIA-607《商业建筑通信接地连接要求》CECS72：97《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》ANSI/IEEE802.5-1989《令牌环网访问方法和物理层规范》3.1.3综合布线系统的设计标准（1）获取建筑物平面图。（2）分析用户需求。（3）可行性论证。（4）系统结构设计。（5）布线路由设计。（6）绘制综合布线施工图；（7）编制布线用料清单。3.1.4设计步骤

综合布线系统工程的设计是客户需求的反应，同时是工程质量保证的关键。为了使综合布线系统更好地满足客户需求，在综合布线系统工程规划及设计之前，必须对其用户信息需求进行分析。用户信息需求分析就是对所建网络的功能需求、性能需求、环境需求以及信息点的数量、位置的需求等进行分析。分析结果是综合布线系统的基础数据，它的准确和完善程度将会直接影响综合布线系统的网络结构、线缆规格、设备配置、布线路由和工程投资等重大问题。

3.2综合布线系统用户需求分析1．用户需求分析的对象

通常，综合布线系统建设对象分为智能建筑和智能小区两种类型。综合布线系统是随着智能建筑的兴起而发展起来的。智能小区是继职能建筑后的又一个热点，随着智能建筑技术的发展，人们把智能建筑技术应用到一个区域内的多座建筑物中，将智能化的功能从一座大楼扩展到一个区域，实现统一管理和资源共享，这样的区域就称为智能小区。

3.2.1用户需求分析的对象和范围

综合布线系统工程设计的范围就是用户信息需求分析的范围。这个范围包括信息覆盖的区域和区域上有什么信息两层含义，因此要从工程地理区域和信息业务种类两方面来考虑这个范围。（１）工程区域的大小（２）信息业务种类的多少２．用户需求分析的范围1．充分体现三个要素，提高用户信息需求预测的准确性。2．以近期需求为主，适当结合今后发展需要，留有余地。3．对各种信息终端统筹兼顾、全面调查预测。

4．根据调查收集到的基础资料和了解的工程建设项目的情况，参照类似智能化建筑的建筑性质、建设规模和使用功能进行分析比较和预测，初步得到综合布线系统工程设计所需的用户信息，其数据可作为参考依据。

5．将初步得到的用户信息预测结果提供给建设单位或有关部门共同商讨，广泛听取意见。

6．参照以往其它类似工程设计中的有关数据和计算指标，结合工程现场调查研究，分析预测结果与现场实际是否相符，多方征求意见，进行必要的补充和修正，最后形成比较准确的用户信息需求报告。特别要避免项目丢失或发生重大错误。

3.2.2用户需求分析的基本要求

综合布线系统工程中的用户信息包括语音、数据、图像和监控信号等，智能建筑的建筑规模、使用性质、工程范围和人员结构也不尽相同，因此信息点估算较为复杂，目前尚无完全准确估算的方法，即使有参考指标，也应随着经济社会不断发展变化的形势而不断修正、补充和完善。在使用这些数据和指标时，还应结合工程现场的实际情况，不宜生搬硬套，以免产生错误的后果。3.2.3用户需求信息量的估算方法3.2.4用户需求分析的参考指标表3-1办公性质的智能化建筑用户信息点的参考指标类别一般中等高级重要和特殊建筑性质办公室房间面积15m2以下/间10～20m2/间15～25m2/间20～30m2/间行政办公类型1～32～43～54～6商贸租赁类型1～33～53～55～7交通运输新闻科技类型1～32～42～44～6信息业务种类语音、数据、图像语音、数据、图像、监控语音、数据、图像、监控、安保语音、数据、图像、监控、安保、报警备注办公室房间面积一般不小于10m2/间办公室房间面积大于30m2/间时，本表不适用表3-2智能化小区居住建筑用户信息点的参考指标套型特大大中小房间数量（不含厅）4室以上3室～4室2室～3室1室～2室智能化程度类型领先型（超前型）先进型——领先型普及型——先进型普及型用户信息点数（个）5个以上4个～5个3个～4个2个～3个信息业务种类所有智能化功能且有开发性的前景语音、监控、安保、数据、报警、视频、计算机连网语音、监控、安保、数据、报警、视频、计算机连网语音、监控、安保、数据、报警、视频备注有些国外产品和资料将智能化程度分为二级或三级，与本表有所不同，这方面尚无统一规定和标准智能化小区居住建筑用户信息点的参考指标3.3综合布线与建筑工程的配合

作为智能化建筑配套的基础设施——室内通信线路综合布线系统，在综合布线系统的工程设计和安装施工时，必须经常与房屋建筑和各种设施的设计及施工单位配合协调，采取统一考虑和妥善处理方式，及时解决问题，以保证达到智能化建筑正常发挥其智能化功能的目的。1．通信线路引入房屋建筑部分2．设备间部分3．建筑物主干布线部分4．楼层水平布线部分3.3.1与土建工程的配合1．设计配合2．工期配合（1）管线系统先于装饰工程完成。（2）地面金属线槽与信息插座（防水型）施工。（3）设备间、配线间和工作区安装在装饰工程后完成。（4）设备间装饰工程的配合3.3.2与装饰工程的配合

综合布线的设计与施工人员必须熟悉建筑物的结构。首先是查阅建筑图纸、然后到现场勘察，勘察工作一般在新建大楼主体结构完成，综合布线工程中标后并将布线工程项目移交到工程设计部门之后进行。勘察参与人包括工程项目负责人、布线系统负责人、施工督导人、项目经理及其他需要了解工程现场状况的人，当然还应包括建筑单位的技术负责人，以便现场研究决定一些事情。3.3.3建筑现场的勘察3.4工作区子系统的设计一、工作区的概念工作区子系统是指从设备出线到信息插座的整个区域，即一个独立的需要设置终端的区域划分为一个工作区。图4-3工作区子系统工作区布线子系统在设计工程中，还需注意以下几点：⑴工作区内线槽的铺设要合理、美观。⑵信息座设计在距离地面30cm以上。⑶信息座与计算机设备的距离保持在5m范围内。⑷网卡接口类型要与线缆接口类型保持一致。⑸所有工作区所需的信息模块、信息座、面版的数量要准确。⑹估算RJ-45水晶头所需的数量。工作区布线子系统设计要点RJ-45水晶头与信息模块的估算RJ-45水晶头的需求量一般用下述公式计算：M=N×4+N×4×15%式中m——表示RJ-45水晶头的总需求量

N——表示信息点的总量；

N×4×15%表示留有的富余量。信息模块的需求量一般用下述公式计算：M=N+N×3%式中m——表示信息模块的总需求量；

N——表示信息点的总量；

N×3%表示富余量。

水平布线子系统包括从工作区电信插座/连接器到管理子系统内的水平跳接部分。水平布线子系统应能提供多种桌面所需的技术以及用户应用。具体包括：语音、数据、视频、局域网系统、楼宇自动控制系统以及建筑物可能需要的其他建筑信号系统等。水平子系统3.5水平布线子系统的设计3.5.1水平布线子系统的设计要求

综合布线系统中的绝大数电缆都在水平布线子系统中。其布线路由遍及整个建筑，与每个房间和管槽系统相关，是综合布线系统工程中工程量最大、施工最难的一个子系统。所以，水平布线子系统一旦安装完毕，水平电缆就不易变动，因为此时的地板空间可能已经被办公人员和家具所占据。水平布线子系统的规划一定要满足维护需要并且修理故障代价最小，而且一定要便于扩展，以便适应设备的变换位置。另外，安装水平布线子系统还要考虑到支持未来的应用，这样使得在以后改变布线的可能性降到最低。(1)根据用户对工程提出的近期和远期的系统应用要求。

(2)每层需要安装的信息插座数量及其位置；

(3)终端设备将来可能要增加、移动和重新安排的详细使用计划。

(4)—次性建设与分期建设的方案比较。

(5)在资金允许的条件下，本子系统应尽可能配置较高等级的线缆，争取一步到位。1.水平布线子系统的设计原则2．设计内容(1)确定线路走向。

(2)确定线缆、管、槽的数量和类型。

(3)其他辅助布线材料的预算（如吊杆、拖架等）。4．水平布线子系统的布线距离

水平线缆是指从管理间配线架到工作区信息插座间的固定布线，所有安装在水平布线子系统中电缆的最大距离为90m，这个距离与水平布线子系统中的介质类型无关。配线架跳接至交换设备、信息模块跳接至工作区终端的跳线总长度不超过10m，通信通道总长度不超过100m。水平信道距离

水平布线子系统中推荐采用的线缆型号有：4线对100Ω双绞线（UTP）电缆或屏蔽双绞线（STP）电缆、62.5/125μm多模光缆、50/125μm多模光缆。需要注意的是，在ANSI/TIA/EIA-568-A标准中认可的在水平布线子系统中使用的150ΩSTP-A电缆，在ANSI/TIA/EIA-568-B.1标准中，如果旧的电缆布线安装中使用了这种介质，该标准也接受它，但是并不推荐在新的安装中使用。3.水平布线子系统的线缆类型5．电缆长度估算计算电缆总长度的公式有2种，分别如下：（1）电缆总长度m=所需总长+所需总长×10%+n×6其中：电缆总长度指n条布线电缆所需的理论长度；所需总长×10%为备用部分；n×6为端接容差。（2）整幢楼的用线量=∑NC其中：N——楼层数；C——每层楼用线量；C=[0.55×(L+S)+6]×n；L——本楼层离管理间最远的信息点的距离；S——本楼层离管理间最近的信息点的距离；n——本楼层的信息插座总数；0.55——备用系数；6——端接容差。3.5.2水平布线子系统管槽路由设计

水平布线，是将电缆从管理子系统的配线架到每一楼层工作区的信息插座上。两点间最短的距离是直线，但对于布线来说，它不一定就是最好、最佳的路由。1．天花板内（或吊顶内）铺设线缆方式2．地板下的布线方法3．走廊槽式桥架布线方法4．墙壁上布线方法3.5.3水平布线子系统设计方案（1）水平布线子系统的网络拓扑结构都为星型结构，它是以楼层配线架为主节点，各个通信引出端为分节点，二者之间采取独立的线路相互连接，形成以每幢楼主跳接（MC）为中心向外辐射的星型线路网状态。这种网络拓扑结构的线路长度较短，有利于保证传输质量、降低工程造价和维护管理。（2）水平布线子系统的设备配置主要是楼层配线架和通信引出端的配置。选用楼层配线架的容量时，应根据该楼层目前用户信息点的需要和今后可能发展的数量来决定。此外，还应考虑设备间预留适当空间，以便今后扩建时安装连接部件。3.6垂直干线子系统的设计

垂直干线子系统由建筑物设备间和楼层管理间之间的连接线缆组成，它是综合布线系统的中枢部分。垂直干线子系统的任务是通过建筑物内部的传输电缆，把各个管理子系统的信号传送到设备间，直到传送到最终接口，再通往外部网络。垂直干线子系统的设计主要是确定垂直路由的多少和位置、垂直部分的布线方式以及和其他子系统的连接方式。垂直干线子系统3.6.1垂直干线子系统的设计原则及步骤

垂直干线子系统是综合布线系统中最持久的布线子系统，这可能包括通信系统和电缆布线的一个或多个设计阶段。它必须满足当前的需要，又要适应今后的发展。垂直干线子系统布线走向应选择干线电缆最短、最安全、最经济的路由。垂直干线子系统在系统设计施工时，应预留一定的电缆容余，这一点对于综合布线的可扩展性和可靠性来说是十分重要的。1．垂直干线子系统的设计原则⑴在确定干线子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。对于基本型每个工作区可选定2对；对于增强型和综合型每个工作区可选定3对非屏蔽双绞线。⑵应选择干线电缆最短，最安全、最经济的路由。⑶如果设备间与计算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，则宜在设计中选干线电缆的不同部分来分别满足话音和数据的需要。2．垂直干线子系统的设计步骤（1）确定每层楼的干线电缆要求（2）确定干线电缆路由（3）绘制干线路由图（4）确定干线电缆尺寸3.6.2垂直干线子系统的拓扑结构设计

从理论和实际应用出发，垂直干线子系统比较理想的拓扑结构是星型拓扑结构。它可以支持常用应用系统标准。

垂直主干布线子系统拓扑结构3.6.3垂直干线子系统线缆类型的选择垂直干线子系统中认可的介质类型有四种，他们是：（1）100Ω非屏蔽双绞线（UTP）电缆（2）62.5/125um多模光缆（3）50/125/um多模光缆（4）8.3-10/125um单模光缆3.6.4垂直干线子系统的布线距离表3-4垂直干线子系统的电缆传输距离介质类型FD至IC(m)IC至BD(m)FD至BD(m)UTP电缆30050080062.5/125um多模光缆3001700200050/125/um多模光缆300170020008.3-10/125um单模光缆300270030003.6.5垂直干线子系统的接合方法

垂直干线子系统通常有两种接合方法，即点对点端接和分支递减端接。在确定主干线路连接方法时，最重要的是要根据建筑物结构和用户要求，确定采用哪种接合方法。

1．点对点端接法

2．分支递减端接法3.6.6垂直干线子系统的布线路由

确定从管理间到设备间的垂直干线路由，应选择干线段最短、最安全和最经济的路由，垂直干线子系统的布线路由通常有电缆孔和电缆井两种方法。

1．电缆孔法

2．电缆井法3.7管理子系统的设计

管理子系统为连接综合布线其他子系统提供手段，由大楼主配线架、楼层分配线架、跳线等组成。管理子系统的工作区域主要分布在搂层配线间和设备间。管理子系统3.7.1管理子系统的基本要求（1）根据信息点的分布、数量和管理方式来确定楼层配线间的位置和数量，通常情况下，每个楼层设有一个配线间，每座建筑至少一个设备间，对于信息点不多、使用功能近似的楼层，为便于管理，可多个楼层共用一个楼层配线间。考虑到将来的发展，配线间内应留有一定的余量来满足未来系统扩充的需要。（2）管理子系统中干线配线管理宜采用双点管理双交接，楼层配线管理应采用单点管理。（3）配线架的结构取决于信息点的数量、综合布线系统网络性质和选用的硬件。在配线架上应具有用于标记管理的插槽或标牌。（4）端接线路模块化系数合理。（5）设备跳接线连接方式要符合下列规定：对配线架上相对稳定一般不经常进行修改、移位或重组的线路，宜采用卡接式接线方法；对配线架上经常需要调整或重新组合的线路，宜使用快接式插接线方法。（6）列管理接线间墙面材料清单应全面，并画出详细的墙面结构图。3.7.2交接管理单点管理单交接单点管理双交接双点管理双交接双点管理双交接3.7.3标识管理1．电缆标识2．场标识3．插入标识3.7.4连接件管理

管理区的核心部件是配线架，配线架又可分为铜缆配线架和光缆配线架。铜缆配线架类型有110系列和模块化系列。110型配线架组件

3.8设备间子系统的设计

设备间子系统由主配线架和各公共设备组成。它的主要功能是将各种公共设备(如计算机主机、数字程控交换机、各种控制系统、网络互连设备)等与主配线架连接起来（如图3-24所示）。该子系统还包括电气保护装置等。设备间子系统3.8.1设备间的基本要求1．面积测算2．环境控制3．电磁场干扰4．结构防火5．内部装修6．火灾报警及灭火设施7．供配电系统3.8.2设备间的位置选择设备间应设在位于干线综合体的中间位置。应可能靠近建筑物电缆引入区和网络接口。应在服务电梯附近，以便装运笨重设备。避免设在建筑物的高层或地下室，以及用水设备的下层。远离强震动源和强燥声源。避开强电磁场的干扰。远离有害气体源以及腐蚀、易燃、易爆炸物。3.8.3设备间子系统设计1.设计原则（1）最近与方便原则（2）接地原则（3）色标原则（4）操作便利性原则2.设计步骤（1）选择和确定主布线场（2）选择和确定中继场/辅助场

建筑群子系统也称楼宇管理子系统。一个企业或某政府机关可能分散在几幢相邻建筑物或不相邻建筑物内办公。彼此之间的语音、数据、图像和监控等系统可用传输介质和各种支持设备（硬件）连接在一起。连接各建筑物之间的传输介质和各种支持设备（硬件）组成一个建筑群综合布线系统。连接各建筑物之间的缆线组成建筑群子系统。3.9建筑群子系统的设计建筑群子系统的设计步骤

(1)确定建筑群现场的特点，确定建筑物的电缆出入口/起止点；(2)确定电缆系统的一般参数，选择所需电缆的类别和规格；(3)了解沿途土壤类型，明显障碍物的位置和地下公用设施等，确定布线方案，是否需要相关审批；(4)确定主电缆路由和另选电缆路由，提供设计方案图；(5)确定每种选择方案的劳务成本，材料清单和成本，工期，选择最经济、最实用的设计方案；(6)留余一定的冗余链路。建筑群子系统线缆铺设方法1．架空布线法2．直埋布线法3．管道布线法4．隧道内布线法四种建筑群布线方法比较铺设方法优点缺点架空法利用现有的电线杆成本很低没有任何的物理保护，灵活性差，安全性差，影响建筑物美观直埋法提供某种程度的保护保持建筑物的原貌挖沟成本高，且难以安排电缆的铺设位置，难以更换和加固管道法提供最佳的保护，任何时候都可以铺设，电缆的铺设、扩充和加固都很容易，保持建筑物的原貌挖沟、埋设管道和接合井的成本很高隧道法保持建筑物的原貌若原来就有隧道，则成本很低漏水、漏气可能会损坏电缆四种建筑群布线方法比较3.10综合布线系统的管槽系统设计

管槽系统是综合布线系统缆线铺设和设备安装的必要设施。因此，管槽系统设计在综合布线系统的总体方案设计中是极为重要的内容。虽然具体设计是由智能化建筑设计统一考虑，但管槽的总体系统布局、规格要求等资料，主要根据综合布线系统各种缆线分布和设备装置等总体方案的要求，向建筑设计单位提供，以便在房屋建筑设计中考虑。由于管槽系统设计具有涉及面广（包括建筑和其它管线系统）、技术要求高和工作具体繁琐等特点，所以应加以重视。管槽系统设计的要点（一）（1）暗铺管槽系统与建筑物同时建成后，一般不能改变其路由和位置，因此在设计时，应考虑管槽系统具有一定的灵活性。可以采用多条路由和一定的备用管路，以及预留洞孔、线槽的富余度等，以便需要时穿放缆线和安装设备，以适应智能化建筑内信息业务数量和位置的变化。所以在管槽系统的布局中，对于某些段落应考虑增设联络管或备用管，有些房间可适当增设用户信息点数量（预留通信引出端）。（2）在智能化建筑中尚有各种其它管线设施，必须充分了解它们的性质、分布、位置、管径和技术要求，以便在管线综合协调时，能够密切配合、互相沟通，妥善解决工程中的问题。管槽系统设计的要点（二）（3）根据智能化建筑内装设的用户电话交换机。计算机主机的位置，结合引入管路和上升管路（包括上升房、电缆竖井等）的具体位置等因素，全面确定暗铺管槽系统的分布方案（包括上升主干、楼层分布、路由、位置和管径等）。当智能化建筑内不装用户电话交换机时，应以建筑物配线架为枢纽，全面考虑管槽系统