综合布线系统课程设计.docx
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综合布线系统课程设计
一、综合布线系统的概述
综合布线全名为“建筑物结构化综合布线”，简称SCS，是在计算机技术和通信技术发展的基础上，结合现代化智能建筑设计的需要，满足建筑物内信息社会化、多元化和全球化的需要，同时也是办公自动化发展的结果。
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，采取模块化结构设计，层次分明，功能强大。
它是现代建筑技术与信息技术结合的产物。
理想的布线系统应表现为：
支持语音、数据和图象的传输，而且最终能支持综合性的应用。
⑴结构化布线与传统布线的比较
目前，国内建筑物的建设愈来愈朝着现代化和智能化的方向发展，而对于一座大厦，它能否成为一座智能化大厦，最终要取决于建筑物内是否有一套完整、传统布线已不适应通信和电脑对传输线路的需求。
原有的布线方式不具备开放性、兼容性和灵活性。
采用国际标准的结构化综合布线系统，可以克服上述传统布线的不足，将所有语音、数据、视讯与监控设备的配线结合在一套标准的布线系统上。
它具有众多优点：
①在10～20年内能充分适应通信和计算机网络的发展，为今后办公全面自动化打下了坚实的线路基础。
②具有开放性和充分的灵活性，不论各个子系统设备如何改变，位置如何移动，布线系统无须改变。
③综合各个系统的综合布线，提高了全系统的性能价格比。
④设计思路简洁，施工简单，施工费用降低。
⑤维护方便有统一，大大减少了维护管理人员的数量和费用。
⑥实用性好，可根据最终用户的不同需求随时进行改变和调整。
⑦节省成本。
综合布线系统的优点是它代表着一种单一的，可以估量的成本，使得用户根据其标准化的结构，能很方便的作出成本估算。
⑧适合各种环境使用。
综合布线系统之特点在于它能传输各种不同频率的通信信号、弱电电流，并为不同的系统生产商提供适合的运行环境，使不同的弱电信号能在布线系统中畅通无阻地传递。
并可以通过其管理子系统任意调整各类信号的路由。
⑨开放性系统设计。
布线系统能为目前市场上各种传输系统提供一个完全开放的环境，采用的标准全部是国际通用标准，绝无不兼容之情况。
⑩未来保障。
综合布线系统除了为用户提供布线产品长期的质量保证外，更重要的是保证系统不只开放给所有现有的通信系统，并能保证满足未来新系统之需要，而无须更换布线系统。
⑵综合布线系统的结构
结构化综合布线系统采用模块化和分层星型拓扑结构，它一般分为六个子系统。
如下图1.1所示，综合布线系统的组成，系统采用星型树状结构，由主配线架（MC）到层配线间（TC）的路由，可适应多区管理的需求。
使得维护管理比较容易，重新配置灵活，故障隔离和检测容易。
①工作区子系统：
包括从终端设备出线，到信息插座的整个区域。
它包括信息插座、信息模块、网卡和连接所需的跨接线，并在终端设备和信息口I/O连接时，可能需要某种传输电子装置，但是这种装置并不是工作区子系统的一部分。
如调制解调器能为终端与其它设备之间的兼容性和传输距离的延长提供所需的转换信号。
②水平布线子系统：
由建筑物各层配电间至各个水平区的电缆组成。
水平布线子系统与垂直干线子系统的区别在于：
水平布线子系统总是处在一个楼层上，并端接在信息插座上，在现有建筑物内，垂直干线子系统都由光缆和大对数电缆组成；而水平电缆限制在4对UTP（非屏蔽双绞线），它们能支持大多数现代通信设备。
在需要某些宽带应用时，可以采用光缆到桌面。
从用户工作区的信息插座开始，水平布线子系统在交连处端接，或在小型通信系统中，在以下任何一处进行互连：
卫星接线间、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，水平布线子系统将在布线交连处端接，在上面几个楼层中，它将在干线接线间或卫星接线间的交叉连接处端接。
③管理子系统：
由各层分设的配电间构成。
管理子系统由交连、互连以及I/O组成。
管理点为连接其它子系统提供连接手段。
交连和互连允许将通信线路定位或重定位到建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通信线路。
I/O位在用户工作区和其它房间，使用户在移动终端设备时能方便的进行插拔。
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电缆上的线路。
跨接线是一根根短的单根导线，可将交叉连接处的两条导线连接起来；插入线包含了几根导线，而且每根导线末端有一个连接插座重新提供一种简易的方法，而且不需要安装跨接线使用的专用工具。
④垂直干线子系统：
由连接设备间与各层配电间的干线电缆构成。
干线子系统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（馈电线）电缆的路由。
它通常是两个单元之间，特别是在位于中央点的公共系统设备外，提供多个线路设施；该系统由所有的布线电缆组成。
或者由导线和光缆以及将此光缆连到其它地方的支撑硬件组合而成；传输介质可能包括一层多幢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它干线间）来的电缆。
为了与建筑群中的其它建筑物进行连接和通信，干线子系统把设备间的中继线和布线叉连接点与建筑物之间设施相连，以组成建筑群子系统。
⑤设备间子系统：
通常位于主机房内，使主干线经跳线架连接到各系统主机。
设备间子系统设计内容包括：
位置确定、面积确定、结构及环境要求。
设备间位置应尽可能设在位于干线综合体的中间位置，尽量靠近建筑物电缆引入区和网络接口，设备间应在服务电梯附近，便于重设备的进出。
同时还应尽量远离强噪声源和强振动源。
尽可能避开变电站等有强电磁场干扰源的房间。
⑥建筑群子系统：
连接各建筑物之间的传输介质和各种支持设备（硬件）组成了综合布线建筑群干线子系统。
一个校园或小区可能有多幢相邻或不相邻的建筑物，彼此之间的语音、数据、图象和监控等系统可用传输介质和各种支持设备（硬件）相连接。
⑶综合布线系统的标准或规范
智能建筑已逐步发展成为一种产业，如同计算机、建筑一样，也必须有标准规范。
主要有：
《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16—92）
《电器设备安装工程施工及验收规范》（GBJ232—90.92）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（CECS72—97）
《智能建筑设计标准》（EBD—03—95）
《工业企业通信接地设计规范》
《工业企业程控用户交换机工程设计规范》
《电子计算机场地通信规范》
⑷综合布线系统产品的一般选型原则
选择良好的综合布线产品和科学的设计、精心的施工是智能化建筑的“百年大计”。
目前，进入国内的产品很多。
在众多的产品中，大多数都符合标准的外型尺寸，但电气性能、结构特征以及EIA/TIA568标准的可靠性指标也是十分重要的，这些常易被人们所忽视。
因此在选用产品的时候，要选用其中一家有专业厂家认证和符合标准的产品，不可选用多家产品，否则在可靠性方面不但达不到要求，反而会影响整个布线系统的效果，难以保护用户的投资。
因为综合布线正是为统一形形色色弱电系统的纷争和不一致，不灵活而创立的，如果在布线系统中再出现传输性能和电气参数不一致的多家产品，则恰好是与综合布线的初衷所背道而驰的。
因此，选择一致性的、高性能的布线材料是综合布线重要的一环。
二、综合布线系统的设计原则
⑴实用性：
实施后的楼宇自动化系统及其所有的子系统的通讯线路和接口都满足国际标准。
具有良好的用户使用界面，并且网络管理功能完善、使用方便，也使得安装成本可以用来降低对整个校园网长久的运行花费，从而取得良好的远期经济效益。
⑵灵活性：
系统中任何一部分的连接都是灵活的，即从物理连接到数据通讯、语音通讯、智能控制设备之间的连接都不受或极少受物理位置和这些设备类型的限制，这样以来减少了对传统管路的需求，信息口设备合理，可即插即用，同时提供了一种结构化的设计来实现与管理这一系统。
同时系统还采用积木式模块组合和结构化设计，使系统配置灵活，可满足学校逐步到位的建网原则，使网络具有强大的可增长性和强壮性。
⑶开放性：
系统设计应采用开放技术、开放结构、开放系统组件和开放用户接口，以利于网络的维护，扩展升级及外界信息的沟通。
⑷发展性：
网络规划设计既要满足用户发展在配置上的预留，又能满足因技术发展需要而实现低成本扩展和升级的需求。
⑸可靠性：
系统中的各个部分都采用高质量的材料、组部件设备实现，同时系统具有容错功能，管理与维护方便。
方案的设计、选型、安装与调试等各个环节进行统一规划和分析，确保系统运行可靠。
⑹先进性：
先进的设计思想、网络结构、开发工具、市场覆盖率高、标准化和技术成熟的软硬件产品。
三、设计要求
某学校学生公寓楼弱电系统与综合布线系统设计，将达到以下目标：
建筑长度及层次，长80米，宽20米，层次为5层，局部可为6层，层高为3.4～3.6米，每层门对门36间。
每个房间有4个数据点，1个语音点。
⑴需求分析：
根据学生公寓楼建筑平面图提出的设计要求，本项目综合布线系统包括数据、语音、图像传输的全部功能，可与现有的信息网络全面接口，并且考虑到今后的发展，设计应具有安全可靠性、适度超前性、开放性和灵活性，建立在全数字化的校园网基础上，符合TCP/IP协议标准。
⑵布设点数量的确定：
每层36间，每间有4个数据点，1个语音点。
数据点共计712个，语音点共计178个。
楼层
数据点
语音点
合计
一
136
34
170
二
144
36
180
三
144
36
180
四
144
36
180
五
144
36
180
共计
712
178
890
⑶配线间位置：
根据提供的建筑平面图，我们将设备间设在位于干线综合体的中间位置，即学生公寓楼的第三层（路由最短），同时遵循不能与用水设备间、卫生间相邻或在其楼下的原则。
在首层设一配电间，二至五层各设一强、弱电竖井。
⑷设备要求
根据设计要求及技术条件，设备选型为：
①水平信息线缆：
采用超5类4对非屏蔽双绞线；
②建筑群间连接线缆：
采用六芯多模光纤；
③配线架：
数据采用超5类快接式配线架；
④信息出口：
采用超5类568B模块；
⑤工作区面板：
采用“宁波一舟”国际“86”系统标准面板。
四、设计方案
根据结构化综合布线系统的设计思想，本设计方法包括：
该学校学生公寓楼面向南，工作区信息点采用暗藏方式。
本方案中的所有信息插座均为电话、网络通用设计。
系统共有数据点712个，语音点178个。
具体的设计如下：
⑴工作区子系统的设计
工作区子系统布线由信息插座至终端设备的连线组成，是插座至电用户终端的区域。
本布线系统的信息端口总数为890个，电脑网络按8芯线设计，一律使用RJ45-8芯I/O模块，根据其具体情况选择单口、双口模块及相应的信息插座面板，实行墙上安装。
信息插座在墙上安装时插座盒底边距地300mm，在信息插座旁安装单相三孔电源插座。
工作区子系统为满足信息高速传输具体情况，全部选用超5类系列信息模块。
而数据点采用超5类RJ45信息插座模块，其功能100MHz时其最差线对近端串音衰减达44dB。
（2）水平子系统的设计
水平子系统是由建筑物各管理间至各工作区之间的电缆构成。
水平子统的作用是将垂直干线子系统电缆延伸到用户工作区，该系统从各个子配线间出发到达每个工作区的信息插座。
水平线缆采用超5类4对UTP线缆。
满足百兆、千兆以及多媒体传输业务的要求。
本方案中水平线缆直接延伸到用户工作区，由配线间向各工作区连接；数据点、语音点均采用5类UTP线缆。
由于所用的数据线均采用了超5类UTP双绞线，超5类布线与垂直干线一起使用，为带宽应用程序提供完全的端到端布线解决方案，适用于网络的扩展及升级，成本底、维护费用少。
（3）管理子系统设计
管理子系统连接水平电缆和垂直干线，是综合布线系统中关键的一环，常用设备包括配线架、理线架、跳线和各种标识，其作用是为连接其它子系统提供连接手段，允许将通信线路定位或重新定位到建筑物的不同部分，以便能容易地管理通信线路，使设备移动时能方便的进行跳接。
根据该校提供的建筑平面图，为了符合相关规则，学生公寓楼配线间设在三层，其它楼层均不设分配线间。
配线间安装布线管理设备和网络设备。
同时为方便日后的更改、增加、维护，必须要对整个布线系统的电缆、连接硬件、空间、走道等进行统一管理。
在本项目中采用超5类快接式配线架。
配线间的网络设备的电源均由机房的不间断电源（UPS）供电，电源采用统一控制方式。
（4）设备间子系统设计
设备间子系统是整个布线数据系统的中心单元，实现每层楼汇接来的电缆的最终管理。
设备间是在每幢大楼的适当地点设置进线设备，进行网络管理以及管理人员值班的场所。
由综合布线系统的建筑物进线设备、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。
设备间子系统所有的进线终端设备采用色标区别各类用途的配线区。
采用双绞式电子端子板和光纤接续单元连接主机及网络设备。
各配线间安装：
机柜采用落地方式安装，对所有信息点均通过一定的编码规则和颜色规则加以区别，使管理变得透明、简单、显得整洁漂亮，方便了用户的使用和管理。
数据主配线间设在整个校园的网络中心，用光缆连接到各栋楼的配线机柜内，本机柜另外还担负着一楼的所有信息点的配线架的任务。
设备间位置的确定应满足：
（1）尽量靠近建筑物电缆引入区和网络接口；
（2）不能与卫生间相邻或在其楼下；（3）不宜设在建筑的顶层或地下层。
所以该方案中的设备间设在一楼进门口的位置。
对设备间环境的要求：
设备间对环境有较高要求，主设备间内需建立一个照明良好、经过仔细调节、安全而又得到保护的环境。
保持室内无尘土，具有良好的通风条件。
室温保持在18℃到27℃之间，安装合适的符合相关规定要求的消防系统。
（5）建筑群子系统设计
建筑群子系统将一栋建筑的线缆延伸到建筑群内的其他建筑的通信设备和设施。
它包括铜线、光纤、以及防止其它建筑物电缆的浪涌电压进入本建筑的保护。
在某学校学生公寓楼综合布线设计方案中各楼间的距离都超过了100米，而当计算机数据传输距离超过100米时，用光纤作为数据主干将是最佳选择，并具有大对数电缆无法比拟的高宽带和高保密性、抗干扰性。
因此各楼间的连接采用普天6芯多模室内光缆，支持数据信息的传输，用于各栋建筑之间的端接和互联。
超五类模块RJ45水晶头
综合布线结构方案图
说明：
MDF---总配线架IDF---分配线架
LIU---光缆接线箱HUB---网络设备
LGX---光缆配线架PABX---程控电话交换机
标准层布线平面图
设备房平面布置图
说明：
1---配线架（在墙面安装）2---网络互连设备（19in机柜）
3---接地板4---计算机（虚线为扩容区）6---配电柜
7---UPS电源（按负载计算功率确定）
①为墙洞200×200（在地板下或吊顶上）②为200×400竖井孔
五、所需材料的统计计算
1、宿舍楼每层有36间宿舍，每间有4个数据点，1个语音点，数据点共计712个，语音点共计178个。
在综合布线系统中，由于方案具有极大的灵活性，所以语音点和数据点可以通用。
2、机柜的大小确定：
在学生公寓楼中只有一个设备间，所以整个楼层的数据点和语音点由同一设备间进行管理。
5层楼共计有890个信息点。
而一个机柜能安放5台交换机，每台交换机采用48个端口的，在设备间共设置4个机柜，计算得到共有960个端口，正好符合综合布线的要求，具有一定的冗余度和可扩展性。
3、设备间面积的确定：
设备间使用面积的大小主要与设备的数量有关，但最小不得小于20平方米。
机柜：
高2米；宽：
1.1米；长：
1.1米。
根据公式：
S=（5-7）∑Sb（取最大值7）
=7×4×1.21=34m2
说明：
S---设备间使用面积（m2）
∑Sb---设备间内所有设备所占面积的总和
4、电缆长度的计算：
A=（L+S）÷2×N*1.1+15（1.1—余量参数，15—余量常数）
=（60+3）÷2×1.1+15
=49.7m
B=305÷A=305÷49.7≈6.14（按要求取整数，所以B=7）
需要电缆箱数=（n÷B）+1
=（890÷7）+1
≈128（箱）
式中A—平均长度（m）B—每箱可走电缆根数，取整数
L—最长信息点长度（m）S—最短信息点长度（m）
n—楼内语音或数据点总数
5、信息模块数量
⑴数据插孔采用双口面板，计算：
M1=4n（1+15﹪）〈n表示信息点的总量〉
=4×178×（1+15﹪）
=819（个）
⑵语音插口采用单口面板，计算：
M2=n（1+3﹪）〈n表示信息点的总量〉
=178×（1+3﹪）
=184（个）
6、主要设备材料表：
序号
名称
单位
数量
1
5类跨接线
条
2
超5类UTP双绞线
箱
3
数据点模块
个
4
语音点模块
个
5
插座面板
单口面板
个
184
双口面板
个
819
6
配线架
件
7
机柜
个
4
8
语音线
卷
9
电缆线
箱
128
7、信息点的分布表
楼层
配线架
语音点/个
数据点/个
最短长度/m
最长长度/m
F1
IDF1
34
136
10
90
F2
IDF2
36
144
10
90
F3
IDF3
36
144
2
90
F4
IDF4
36
144
10
90
F5
IDF5
36
144
10
90
8、配线架端口对应表
建筑物
A-1
A-2
A-3
A-4
A-5
A-6
A-7
建筑物
A-8
A-9
A-10
A-11
A-12
A-13
A-14
……
建筑物
A-23
A-24
A-25
A-26
A-27
A-28
A-29
建筑物
A-30
A-31
A-32
A-33
A-34
A-35
A-36
9、策划打标方案
了方便综合布线系统的维护管理，提高工作效率，在进行综合布线系统的施工时，应由专业人员安装并做好各种标识。
电缆的标识一般要求在进行线缆敷设的同时同步完成，标识采用编号的形式。
在设备间、管理间的配线架上应采用统一的色标来区别接续设备连接电缆的区域范围。
配线架房间端口的标记示例：
房间标记格式：
楼层号—房间号端口—交换机端口
如：
GYL2-DB22-D表示2号公寓楼东起数北侧第22门东端口
设备间标记格式：
建筑物名称—机柜（交换机）—配线架—端口
如：
GYL-21-1-47表示公寓楼2号机柜1号交换机接1号配线架第47端口。
六、线槽及线缆布设要求
1、PVC管道的布设：
管道可以明敷，也可预埋，在线路布设时要注意管道的拐弯半径必须满足穿线管道最小半径要求。
金属管道和强电系统应保持相应规定的要求，并且还要做好保护接地。
2、金属桥架安装：
金属桥架用于弱电系统的线缆敷设，桥架的大小尺寸要求考虑本系统中线缆的使用，并有一定的冗余。
同时，桥架和强电系统也应保持相应规定的要求，并且做保护接地。
3、布线线缆要求在管道和桥架内分开布放并绑扎，同时做好标识，以便方便识别。
在布置线缆时，应避免拉力过大和不均。
七、总结
通过两周的课程设计，我明白了这样的一个道理——综合布线工程不只是需要书本上的知识，更需要实践，更涉及到一个团队的合作与管理。
我对我们的工程做一个总结，总结这两个星期的经验及教训，从中得到了一些启示。
刚开始接触综合布线时一直以为就是测量大楼，设计位置，布线，同时还不是觉得学通信的做这个有什么用，后来在大家忙碌的时候才知道，这个也是通信学习的领域，学习怎样去设计建筑物的网络格局与布线，通过这个过程，渐渐又了解了通信的其他学习领域，扩展的我的只是，我们不仅要懂得去布线，而且还得学会如何取选材，如何做到最省最优，要想成为综合布线系统的布线工程师，那就必须精通综合布线系统方面的专业知识。
掌握综合布线系统涉及到系统规范、产品类别、项目设计、工程投标、材料计算、施工图纸、施工安装、故障排除、项目管理、性能测试、布线标识管理等多个方面，其中的综合布线系统规范是其它各个方面的基础。
因此对综合布线系统规范的制定组织、发展、历史、内容、最新的进展必须清楚地掌握。
八、参考文献
[1]刘化君，综合布线系统，机械工业出版社，2004.
[2]吴成东，智能建筑综合布线系统设计与实践，清华大学出版社，2003.
[3]刘宏立，智能建筑弱电系统工程，环境科学出版社.
[4]樊建.，AutoCAD建筑绘图从入门到精通，中国青年出版社，2005.
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