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综合布线系统的基本概述

    建筑物综合布线系统(PremisesDistributionSystem,PDS)的兴起与发展,是基于计算机技术和通信技术的发展,并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。建筑物综合布线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综合布线系统的基本概述
       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:
       □ 楼宇自动化系统(BA)
       □ 通信自动化系统(CA)
       □ 办公室自动化系统(0A)
       □ 计算机网络系统(CN)
       作为布线系统,国际标准将其划分为建筑群主干布线子系统、建筑物主干布线子系统和水平布线子系统3个部分;美国标准把综合布线系统划分为建筑群子系统、垂直干线子系统、水平干线子系统、设备间子系统、管理间子系统和工作区子系统6个独立的子系统;我国国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2007)将其划分为工作区子系统、配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、设备间、进线间、电信间、管理8个部分。
       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。美国标准综合布线系统结构如图1-la所示,我国国家标准《综合布线系统工程设计规范XGB50311—2007)综合布线系统结构如图1-lb所示。
       综合布线系统是弱电系统的核心工程,适用场合如商务贸易中心、银行、保险公司、宾馆饭店、股票证券市场、商城大厦、政府机关、公司办公大厦、航空港、火车站、长途汽车客运枢纽站、码头、城市公共交通指挥中心、出租车调度中心、邮政枢纽楼、广播电台、电视台、新闻通信社、医院、急救中心、气象中心、科研机构、高等院校等。为适应新的需要,《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2016)自2017年4月1日起实施,原《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2007)同时废止,为了方便工程设计、施工安装,本书在《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2016)的基础上编写综合布线系统的设计与施工技术。
综合布线系统的基本概述(图1)
图1-1综合布线系统
1.1.1 综合布线系统特性
综合布线系统特性如下。
1.可靠、实用性
       布线系统要能够充分适应现代和未来的技术发展,实现话音、高速数据通信、高显像度图片传输,支持各种网络设备、通信协议和包括管理信息系统、商务处理活动、多媒体系统在内的广泛应用。布线系统还要能够支持其他一些非数据的通信应用,如电话系统等。
2.先进性
       布线系统作为整个建筑的基础设施,要采用先进的科学技术,着眼于未来,保证系统具有一定的超前性,使布线系统能够支持未来的网络技术和应用。
3.灵活性
       布线系统对其服务的设备有一定的独立性,能够满足多种应用的要求,每个信息点可以连接不同的设备,如数据终端、模拟或数字式电话机、程控电话或分机、个人计算机、工作站、打印机、多媒体计算机和主机等。布线系统要可以连接成包括星形、环形、总线型等各种不同的逻辑结构。
4.模块化
       布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外,其余所有的设备都应当是可任意更换插拔的标准组件,以方便使用、管理和扩充。
5.扩充性
       布线系统应当是可扩充的,以便在系统需要发展时,可以有充分的余地将设备扩展进去。
6.标准化
       布线系统要采用和支持各种相关技术的国际标准、国家标准及行业标准,这样可以使得作为基础设施的布线系统不仅能支持现在的各种应用,还能适应未来的技术发展。
1.1.2综合布线系统分类
      《综合布线系统工程设计规范》(GB50311—2007)将布线系统划分为8个部分(7个布线系统部分,1个技术管理部分):
□工作区子系统
□配线子系统
□干线子系统
□建筑群子系统
□设备间
□电信间
□进线间
□管理
1.工作区子系统
       工作区子系统(workareasubsystem)又称为服务区(coveragearea)子系统,它是由RJ-45跳线、信息插座模块(TelecommunicationsOutlet,TO)和所连接的终端设备(TerminalEquipment,TE)组成。信息插座有墙上型、地面型等多种类型。
       连接设备时,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。
设计工作区子系统时要注意如下要点:
      1)从RJ-45的插座到设备间的连线用双绞线,一般不要超过5m。
      2)RJ-45的插座需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.配线子系统
       配线子系统应由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。
       配线子系统又称为水平干线子系统、水平子系统(horizontalsubsystem)o配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电信间的配线设备及设备缆线和跳线。结构一般为星形结构,它与干线子系统的区别在于:配线子系统总是在一个楼层上,仅仅是信息插座与电信间连接。在综合布线系统中,配线子系统由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;如果需要高宽带应用时,可以采用光缆。
       设计配线子系统时,必须具有全面介质设施方面的知识,并注意如下要点:
       1) 配线子系统用线一般为双绞线;
       2) 长度不超过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,传输速率可达16Mbps,用5类、5e类双绞线,传输速率可达100Mbps,用6类双绞线,传输速率可达250Mbps,用7类双绞线,传输速率可达600Mbps;
       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.干线子系统
       干线子系统(riserbackbonesubsystem)也称为垂直干线子系统和骨干(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,干线子系统应由设备间至电信间的干线电缆和光缆、安装在设备间的建筑物配线设备(BD)及设备缆线和跳线组成。负责连接电信间到设备间的子系统,一般使用光缆或选用非屏蔽双绞线。
      干线提供了建筑物干线电缆的路由。通常是在电信间、设备间两个单元之间,该子系统由所有的布线电缆组成,或由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。
       干线子系统还包括:
        1) 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)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。
设计干线子系统时要注意:
       1)干线子系统一般选用光缆,以提高传输速率;
       2)光缆可选用单模的(室外远距离的),也可以是多模的(室内、室外);
       3)干线电缆不要直角拐弯,应有一定的弧度,以防光缆受损。
4.建筑群子系统
       建筑群子系统应由连接多个建筑物的主干电缆和光缆建筑群配线设备(CD)及设备缆线和跳线组成。
      建筑群子系统也称为楼宇(建筑群)子系统、校园子系统(campus backbone subsystem)。它是将一个建筑物中的电缆延伸到另一个建筑物,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,它支持楼宇之间的通信。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,或者是这三种情况的任何组合,具体情况应根据现场的环境来决定。设计时要注意:
      1)建筑群子系统一般选用光缆,以提高传输速率;
      2)光缆可选用单模的(室外远距离的),也可以是多模的;
      3)建筑群干线电缆不要直角拐弯,应有一定的孤度,以防光缆受损;
      4)建筑群干线电缆要防遭破坏(如埋在路面下,挖路、修路对电缆造成危害),架 空电缆要防止雷击。
5.设备间
       设备间是在每幢建筑物的适当地点进行网络管理和信息交换的场地。对于综合布线系统工程设计,设备间主要安装建筑物配线设备。电话交换机、计算机主机设备及入口设施也可与配线设备安装在一起。
设备间也称为设备间子系统、设备子系统(equipmentsubsystem)□设备间由电缆、连接器和相关设备组成。它把各种公共系统的多种不同设备互连起来,其中包括邮电部门的光缆、同轴电缆、程控交换机等。
设计设备间时需注意如下要点:
      1)设备间要有足够的空间,以保障设备的存放;
      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。
6.电信间
       电信间(也称为管理间子系统)由交叉连接、互连和I/O组成。电信间为连接其他子系统提供手段,它是连接干线子系统和配线子系统的子系统,其主要设备是配线架、HUB、交换机和机柜、电源。
      交叉连接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,可将交叉连接处的两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。
       互连与交叉连接的目的相同,但不使用跨接线或插入线,只使用带插头的导线、插座、适配器。互连和交叉连接也适用于光纤。
       在远程通信(卫星)接线区,如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。
设计电信间时要注意如下要点:
      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)电信间和干线子系统使用光缆连接是由光配线盒组成的;
      4)电信间应有足够的空间放置配线架和网络设备(HUB、交换机等);
      5)有交换机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。
7.进线间
       进线间也称为进线间子系统。进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位,并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。
8.管理
       管理是对工作区、电信间、设备间、进线间的配线设备、缆线、信息插座模块等设施按一定的模式进行标识和记录。综合布线系统应有良好的标记系统,如建筑物名称、建筑物位置、区号、起始点和功能等标志。综合布线系统使用了三种标记:电缆标记、场标记和插入标记。其中插入标记最常用。这些标记通常是硬纸片或其他方式,由安装人员在需要时取下来使用。
       交接间及二级交接间的本线设备宜采用色标来区别各类用途的配线区。
       对于上述7个子系统和管理的详细设计,将在本书后面的章节中介绍。
9.新标准的宗旨
       新标准(《综合布线系统工程设计规范》(GB50311-2016))是在原来3类、5类、5e类、6类布线内容的基础上,以6类、6A类、7类、7A类及光纤布线系统技术为主,进行内容上的修改、补充和完善,它不是新编规范,而是为了规范建筑与建筑群的语音、数据、图像及多媒体业务综合网络建设。综合布线系统宜与信息网络系统、安全技术防范系统、建筑设备监控系统等的配线做统筹规划,同步设计,并应按照各系统对信息的传输要求,做到合理优化设计;根据工程项目的性质、功能、环境条件和近、远期用户需求进行设计,应考虑施工和维护方便,确保综合布线系统工程的质量和安全,做到技术先进、经济合理;在系统的构成、系统分级、技术指标参数等方面力求与国际标准ISO/IEC11801接轨;使大家在执行规范过程中可操作和可适用;新标准适用于新建、扩建、改建建筑与建筑群综合布线系统工程设计。