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综合布线系统设计

综合布线系统设计

摘要

自20世纪80年代以来，随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，尤其是Internet技术的发展，人类已经迈入了信息数字化和网络化的智能型信息社会，国民经济信息化、信息数字化、全球化、设备智能化已经成为知识经济的主要特征。

综合布线系统作为智能建筑中必不可少的组成部分，是智能建筑的基础，即所谓的“信息高速公路”。

综合布线系统的设计与施工是一项系统工程，它是建筑、通信、计算机和监控等方面的先进技术相互融合的产物。

综合布线系统是一个用于音频、数据、视频传输的标准结构化布线系统，它是整个系统的灵魂和骨干，主要包括计算机网络布线、电话通信、卫星接收和有线电视的布线。

结构化综合布线系统是一个模块化、灵活性、安全性较高的智慧型布线系统，它通过延伸到每个区域信息点，将电话、计算机、服务器、网络设备以及各种楼宇控制与管理设备连接为一个整体，高速传输语音，数据和图像，从而为管理者和使用者提供综合服务。

综合布线以建筑物为平台，采用高质量的标准线缆和连接器件在建筑物内组成标准、灵活开放的信息传输通道，使语音、数据通信形成一个统一的系统。

综合布线系统的发展与城市建设及工业企业的通信事业发展密切相关，现代的智能楼、商业楼、办公楼、综合楼已成为城市建设发展的趋势。

分析综合布线的功能及结构组成，从而了解它的优越性，从一定意义上阐述它的价值。

1.前言

随着科技的不断发展，综合布线将成为建筑的配套设备，综合布线将会与建筑的结合更加紧密。

十几年来，我们目睹了布线业很多的变化。

从90年代初期10兆以太网（10BASE—T）的出现，到90年代中期转换到100兆以太网（100BASE—T），到今天成为主流的千兆以太网（1000BASE—T）以及目前已崭露头角的万兆以太网（10GBASE-T），网络的速度在以100倍的幅度增加。

配合网络的更新速度，布线系统也在相应地不断发展。

综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。

他既能使语音、数据、图像和交换设备与其他信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部相连接。

它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。

综合布线由不同系列和规格的部件组成。

其中包括：

传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头。

适配器）以及电气保护设备等。

这些部件可用来构建各种子系统，它们都有各自的具体用途，不仅易于实施，而且能随需求的变化而平稳升级。

随着全球经济国际化和社会信息化发展的深入，人们越来越感觉到信息共享的重要性，迫切需要有一个能与信息时代相适应的布线方案。

20世纪80年代末期，美国朗讯科技（原AT＆T）公司贝尔（Bell）实验室首先研究出了建筑与建筑群综合布线系统PDS（PremisesDistributionSystem）。

建筑与建筑群综合布线系统一般采用模块化设计和物理分层星型拓扑结构，传输语音、数据、图像以及各类控制信号。

建筑与建筑群综合布线系统以商务环境和办公自动化环境为主，另外还有两种先进的系统，即智能大楼布线系统IBS（IntelligentBuildingCablingSystem）和工业布线系统IDS（IndustrialCablingSystem）。

这三种布线系统的原理和设计方法基本相同，三者合称结构化综合布线系统SCS（StructuredCablingSystem）。

其中建筑与建筑群综合布线系统，经我国国家标准GB/T50311-2000命名为综合布线系统GCS（GenericCablingSystem）。

2.智能建筑概念

2.1智能建筑的基本概念

（1）智能建筑的兴起

欧美国家50年代兴建大型建筑，并提出楼宇自动化的概念。

80年代计算机、通信技术、控制技术的发展提高了大楼的智能化。

1984年第一幢智能大厦在美国出现，从而出现了“智能建筑”的概念。

美国90年代以来新建和改建的办公大楼约有70%为智能化大厦。

80年代后期，智能大厦的概念开始引入国内。

90年代中期智能大厦在我国蓬勃发展。

（2）智能建筑的概念

智能建筑（IntelligentBuilding）——将结构、系统、服务、管理进行优化组合，获得高效率、高功能与高舒适性的大楼，从而为人们提供一个高效和具有经济效益的工作环境。

（3）主要特征

建筑物自动化BA（BuildingAutomation）

通信自动化CA（CommunicationAutomation）

办公自动化OA（OfficeAutomation）

布线综合化（GenericCabling）

综合BA、CA、OA的建筑为“3A”智能建筑，也有人提出了6A或7A智能建筑。

2.2智能建筑的组成和功能

2.2.1系统集成中心（SIC）

SystemIntegratedCenter应具有各个智能化系统信息汇集和种类信息管理的功能。

（1）汇集建筑物内外各类信息。

（2）对建筑物各个子系统进行综合管理。

（3）对建筑物内的信息进行实时处理,并具有很强的信息处理及信息通信能力。

2.2.2办公自动化（OA）系统

办公自动化系统是把计算机技术、通信技术、系统科学及行为科学，应用于传统的数据处理技术所难以处理的、数量庞大且结构不明确的业务上。

从OA系统的业务性质来看主要有以下三项任务：

电子数据处理EDP（ElectronicDataProcessing）

管理信息系统MIS（ManagementInformationSystem）

决策支持系统DSS（DecisionSupportSystem）

2.2.3通信自动化（CA）系统

通信自动化系统能高速进行智能建筑内各种图像、文字、语音及数据之间的通信。

2.2.4建筑物自动化（BA）系统

建筑物自动化系统是以中央计算机为核心，对建筑物内的设备运行状况进行实时控制和管理，从而达到一个温度、湿度、光度稳定和空气清新的办公室。

2.2.5综合布线（GC）

综合布线是由线缆及相关连接硬件组成的信息传输通道。

它是智能建筑连接“3A”系统各类信息必备的基础设施。

它采用积木式结构、模块化设计、统一的技术标准，能满足建筑信息传输的要求。

2.3智能大厦与综合布线系统的关系

综合布线系统是智能大厦的非常重要的组成部分，它是智能大厦信息传输的通道，为其它子系统的构建提供了灵活、可靠的通信基础。

我们可以将智能大厦简单看成是一个人的身体，各个应用系统看成是人的各个肢体，而综合布线系统则是遍布人体的神经网络，连接各个肢体，传输各种信息。

3.综合布线系统概述

3.1综合布线系统的发展

传统的布线缺点：

系统互相独立，互不兼容，增加维护费用。

1984年首座智能大厦在美国建后，传统布线的不足暴露无遗。

美国朗讯科技（原AT&T）公司贝尔实验室于80年代未期推出了结构化布线系统（SCS），其代表产品是SYSTIMAXPDS（建筑与建筑群综合布线系统）。

3.2综合布线系统的定义

综合布线是一个模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑物之间的信息传输通道，是“建筑物内的信息高速公路”。

包括标准的插头、插座、适配器、连接器、配线架以及线缆、光缆等。

支持语音、数据、图象（电视会议、监视电视）等多媒体信号的传输。

3.3综合布线系统的组成

综合布线系统是智能大厦的必不可少的部分，它由六个子系统组成：

工作区子系统

水平布线子系统

干线（垂直）子系统

设备间子系统

管理子系统

建筑群子系统

3.4综合布线特点

1.兼容性

兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。

2.开放性

开放性是指综合布线采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，如计算机设备、交换机设备等。

3.灵活性

综合布线采用标准的传输线缆和相关连接硬件，模块化设计所有的通道都是通用性的，组网也是灵活多样的。

4.可靠性

综合布线采用高品质的材料和组合压接的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件均通过ISO认证。

5.先进性

所有布线均采用世界上最新通信标准，链路均按八芯双绞线配置。

6.经济性

综合布线与传统的布线方式相比，它是一种既具有良好的初期投资特性，又具有很高的性能价格比的高科技产品。

3.5综合布线系统的适用范围

综合布线系统采用模块化设计和分层星形拓扑结构，能够适应任何建筑物的布线，可以支持语音、数据和视频等各种应用。

　　我国颁布的通信行业标准《大楼通信综合布线系统》（YD/T926）指出综合布线的适用范围是跨越距离不能超过3000m、建筑总面积不超过100万m2的布线区域,域内的人员为50到5万人。

3.6综合布线标准

国际标准—ISO/IEC11801

北美标准—TIA/EIA568

欧洲标准—EN50173

国家标准—GB/T50311

　　GB/T50312

信息产业部标准—YD/T926

1.国际标准¡ªISO11801

国际标准化组织/国际电工技术委员会，1995年7月正式公布《ISO/IEC11801：

1995（E）信息技术—用户建筑物综合布线》。

内容：

综合布线的结构及最低配置器具要求各种电缆线的性能要求一致性要求及检测程序

2.北美标准—TIA/EIA568

1991年美国国家标准协会制定了TIA/EIA568民用建筑线缆标准，95年修订为TIA/EIA568A标准。

主要内容：

确定了一个可以支持多品种多厂家的商业建筑的综合布线系统同时也提供了为商业服务的电信产品的设计方向。

确定了各种各样布线系统配置的相关元器件的性能和技术标准。

3.欧洲标准—EN50173

英国、法国、德国等国联合于1995年7月制定了欧洲标准（EN50173），供欧洲一些国家使用。

主要内容：

制订屏蔽系统的标准。

4.国家标准—GB/T50311-2000

为了适应经济建设高速发展和改革开放的社会需求，配合现代化城市建设和信息通信网向数字化、综合化、智能化方向发展，搞好建筑与建筑群的电话、数据、图文、图像等多媒体综合网络建设。

本规范适用于新建、扩建、改建建筑群的综合布线系统工程设计。

5.信息产业部标准—YD/T926

本标准规定了接入网内大楼通信综合布线系统的总体结构、要求、试验方法与验收等。

本标准中大楼指各种商务大楼、办公大楼及综合性大楼等，但不包括普通住宅楼。

本标准与ISO/IEC11801的不同：

链路的试验项目与验收条款比ISO/IEC11801更加具体；对称电缆布线中，不推荐采用120Ω阻抗的电缆品种及星绞电缆品种；对综合布线系统与公用网的接口提出了要求。

另外行业标准：

1997年中国工程建设标准化协会制订：

《CECS92：

97建筑与建筑群综合布线工程设计规范》

《CECE89：

97建筑与建筑群综合布线系统工程施工和验收规范》

　4综合布线工程设计

4.1综合布线设计内容

1.用户需求分析

（1）确定工程实施的范围

（2）确定系统的类型

（3）确定系统各类信息点接入要求

（4）查看现场，了解建筑物布局

2.系统总体方案设计

系统总体方案设计主要包括系统的设计目标、系统设计原则、系统设计依据、系统各类设备的选型及配置、系统总体结构、各个布线子系统详细工程技术方案等内容。

在进行总体方案设计时应根据工程具体情况，进行灵活设计。

3.各子系统方案详细设计

综合布线系统工程的各个子系统设计是系统设计的核心内容，它直接影响用户的使用效果。

按照国内外综合布线的标准及规范，综合布线系统主要由六个子系统构成，即工作区子系统、水平子系统、管理子系统、干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统。

4.2综合布线系统设计等级

1.基本型综合布线系统

它的基本配置：

（1）每一个工作区有1个信息插座；

（2）每一个工作区有一条水平布线4对UTP系统；

（3）完全采用110A交叉连接硬件，并与未来的附加设备兼容；

（4）每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。

它的特点为：

（1）能够支持所有语音和数据传输应用；

（2）支持语音、综合型语音/数据高速传输；

（3）便于维护人员维护、管理；

（4）能够支持众多厂家的产品设备和特殊信息的传输。

2.增强型综合布线系统

它的基本配置：

（1）每个工作区有2个以上信息插座；

（2）每个信息插座均有水平布线4对UTP系统；

（3）具有110A交叉连接硬件；

（4）每个工作区的电缆至少有8对双绞线。

它的特点为：

（1）每个工作区有2个信息插座，灵活方便、功能齐全；

（2）任何一个插座都可以提供语音和高速数据传输；

（3）便于管理与维护；

（4）能够为众多厂商提供服务环境的布线方案。

3.综合型综合布线系统

它的基本配置：

（1）在建筑物内、建筑群的干线或水平布线子系统中配置62.5μm光缆；

（2）在每个工作区的电缆内配有4对双绞线；

（3）每个工作区的电缆中应有2条以上的双绞线；

它的特点为：

（1）每个工作区有2个以上的信息插座，不仅灵活方便而且功能齐全；

（2）任何一个信息插座都可供语音和高速数据传输；

（3）有一个很好环境，为客户提供服务。

4.3综合布线系统设计流程

综合布线系统工程设计实施的具体步骤，主要包括如下内容：

1．分析用户需求；

2．尽可能全面地获取工程相关的建筑资料；

3．系统结构设计；

4．布线路由设计；

5．可行性论证；

6．绘制综合布线施工图；

7．计算出综合布线用料清单。

4．3．1工作区子系统的设计

在综合布线系统中，一个独立的需要安装终端设备的区域称为一个工作区。

综合布线工作区是由终端设备、与水平子系统相连的信息插座以及连接终端设备的软跳线构成。

1．工作区子系统设计概述工作区子系统包括：

信息插座（面板、模块、底盒）接插软线（跳线）

（1）工作区的规模

工作区的设计首先要确定每个工作区内应安装信息座的数量。

根据相关设计规范要求，一般来说，一个工作区的服务面积可按5-10m2计算，每个工作区可以设置一部电话或一台计算机终端，或者既有电话又有计算机终端，也可根据用户提出的要求并结合系统的设计等级确定信息插座安装的种类和数量。

工作区子系统设计要求

（2）工作区信息插座的类型

信息插座必须具有开放性，即能兼容多种系统的设备连接要求。

一般说来，工作区应安装足够的信息插座，以满足计算机、电话机、传真机、电视机等终端设备的安装使用。

（3）工作区信息插座安装的位置

考虑到信息插座要与建筑物内装修相匹配，工作区的信息插座应安装在距离地面30cm以上的位置，而且信息插座应与计算机设备的距离保持在5m范围以内。

2．工作区设计要点

工作区设计要考虑以下几点：

工作区内线槽要布得合理、美观；信息插座要设计在距离地面30cm以上；信息插座与计算机设备的距离保持在5m范围内。

工作区子系统设计步骤

（1）确定信息点数量

工作区信息点数量主要根据用户的具体的需求来确定。

对于用户不能明确信息点数量的情况下，应根据工作区设计规范来确定，即一个5-10m2面积的工作应配置一个语音信息点或一个计算机信息点，或者一个语音信息点和计算机信息点。

（2）确定信息插座数量

第一步确定了工作区应安装的信息点数量后，信息插座的数量就很容易确定了。

假设信息点数量为M，信息插座数量为N，信息插座插孔数为A，则应配置信息插座的计算公式应为：

N=INT（M/A），INT（）为向上取整函数

考虑系统应为以后扩充留有余量，因此最终应配置信息插座的总量P应为：

P=N+N×3%，N为信息插座数量，N×3%为富余量

工作区子系统设计步骤

3．确定信息插座的安装方式

工作区的信息插座分为暗埋式和明装式两种方式，暗埋方式的插座底盒嵌入墙面，明装方式的插座底盒直接在墙面上安装。

4．3．2水平子系统的设计

水平子系统是综合布线系统的一部分，从工作区的信息插座延伸到楼层配线间管理子系统。

水平子系统由与工作区信息插座相连的水平布线电缆或光缆等组成。

水平子系统的设计

一、水平子系统设计步骤

确定路由、确定线缆、槽、管的数量和类型、订购电缆和线槽

1.确定路由

　根据建筑物的结构、用途，确定水平子系统路由设计方案。

有吊顶的建筑物，水平走线可走吊顶。

一般建筑物采用地板管道布线方法。

2.确定线缆、槽、管的数量和类型

（1）线缆的类型

布线电缆的类型是由信息传输要求和布线环境决定的。

常用：

100Ω非屏蔽双绞线（UTP）（分阻燃、非阻燃）

100Ω屏蔽双绞线（STP）（分阻燃、非阻燃）

50Ω同轴电缆（用于计算机网络）

75Ω同轴电缆（用于有线电视）

62.5/125um光纤（用于光纤至桌面系统）

（2）确定电缆长度

计算方法：

整幢楼的用线量=∑NC

N——楼层数

C——每层楼用线量；C=[0.55×（L+S）+6]×n;

L——本楼层离水平间最远的信息点距离

S——本楼层离水平间最近的信息点距离

n——本楼层的信息插座总数

0.55——备用系数

6——端接容差

（3）确定槽、管的数量和类型

　在确定线缆长度的情况下，根据具体的布线方法，就可以确定槽、管的类型，并具体计算出数量。

例如，已知某一规格的PVC管的每条长度为6米，线缆总长度为100米，则应需要的PVC管数量为：

　PVC管数量M=INT（100/6）（根据具体情况留足余量）注：

INT（）向上取整函数。

3.订购电缆和线槽

目前双绞线电缆一般都按箱为单位进行订购。

常见装箱形式为：

305m（1000ft）WETOTE

包装形式。

订购电缆箱数=INT（所需电缆总长/305）

注：

INT（）向上取整函数。

例：

　已知计算出整座楼的用线量为5340m，则要求订购的电缆箱数为：

INT（5340/305）=INT（17.5）=18（箱）

水平子系统设计要求

（1）根据建筑物的结构、用途，确定水平子系统路由设计方案。

（2）水平子系统应采用4对双绞线电缆。

如果有高速率应用的场合，也可考虑采用光缆及其连接硬件。

（3）水平子系统的布线电缆长度不应超过90m，在能保证链路性能情况下，水平光缆距离可适当延长。

（4）1条4对双绞线电缆应全部固定终结在1个信息插座上，不允许将1条4对双绞线电缆终结在2个或更多的信息插座上。

（5）水平线缆应布设在线槽内，线缆布设数量应考虑只占用线槽截面积的70%，以方便以后的线路扩充的需求。

（6）为了方便以后的线路管理，线缆布设过程中应在线缆两端贴上标签，以标明线缆的起源和目的地。

4．3．3垂直干线子系统的设计

一、设计规范

（1）干线布线应选择最短、最安全和最经济的路由。

（2）干线电缆、干线光缆布线的交接不应多于两次。

（3）从楼层配线架到建筑群配线架间只应通过一个配线架，即建筑物配线架。

（4）干线电缆可采用点对点端接，也可采用分支递减端接以及电缆直接连接方法。

（5）当进行一级干线布线时，放置干线配线架的二级交接间可以并入楼层配线间。

二、干线电缆的类型

根据建筑物的楼层面积、建筑物的高度和用途来选择干线电缆的类型：

（1）100Ω双绞电缆

（2）150Ω双绞电缆

（3）8.3/125μm单模光缆

（4）62.5/125μm多模光缆

三、垂直干线子系统设计简述

设计时遵循以下步骤：

（1）确定干线子系统规模

（2）确定每层楼的干线要求

（3）确定整座楼的干线要求

（4）确定从楼层配线间到设备间的干线电缆路由

（5）确定单层平面建筑物的水平干线电缆路由

（6）确定楼层配线间与二级交接间之间的接合方法

（7）选定干线电缆的长度；

（8）确定敷设附加横向电缆时的支撑结构。

确定干线子系统规模

从所服务的可用楼层来确定干线通道和配线间的数目。

如果在给定楼层所要服务的所有终端设备在配线间的75m范围之内，则采用单干线接线系统。

凡不符合这一要求的，要采用双通道干线子系统，或者采用经分支电缆与楼层配线间相连的二级交接间。

确定每层楼的干线要求要根据水平子系统所有的语音、数据、图像等信息插座要求：

计算每层楼干线电缆类别和数量。

在用途不明时，应当按4对模块化系统来规划干线的规模。

注：

5类及其以上双绞电缆只有25对规格的。

一般每1000m2设一个电缆孔或电缆井较为合适，如果布线密度很高，可适当增加干线子系统通道。

确定各楼层的规模后，将所有楼层的干线分类相加，就可确定整座建筑物的干线线缆类别和数量。

确定从楼层配线间到设备间的干线电缆路由确定从管理间到设备间的干线路由，应选择干线段最短、最安全和最经济的路由。

4．3．4设备间的设计

一、设计规范

（1）设备间的位置和大小应根据建筑物的结构、综合布线的规模和管理方式及应用系统设备的数量等综合考虑，择优选取。

（2）在高层建筑物内，设备间宜设置在第2、3层，高度为3~18m。

（3）设备间内的所有进出线装置或设备宜采用色标，区别各类用途的配线区。

（4）计算机用房设计标准《GB50174-93电子计算机房设计规范》。

二、设备间设计方法

1.设备间的位置

（1）应尽量建在建筑物平面及其综合布线干线综合体的中间位置。

（2）应尽量靠近服务电梯，以便装运笨重设备

（3）应尽量避免设在建筑物的高层或地下室以及用水设备的下层。

（4）应尽量远离强振动源和强噪声源。

（5）应尽量避开强电磁场的干扰。

（6）应尽量远离有害气体源以及易腐蚀、易燃、易爆物。

2.设备间的使用面积：

S=（5~7）∑Sb

式中，S为设备间使用面积，Sb为设备占用面积，∑Sb

为设备间内所有设备占地面积的总和。

3.建筑结构

设备间的净高依设备间使用面积的大小而定，一般为2.5~3.2m。

门的大小至少为高2.1m，宽0.9m。

4.设备间的环境条件

（1）温湿度

正常范围：

10~30º，湿度20%~80%。

南方机房要选择降温和去湿的空调机，北房机房要选

择降温和去湿，加温、加湿的空调机。

（2）尘埃

设备间的防尘要求分为A、B二级。

（3）照明

设备间内距地面0.8m处，照度不应低于200lx。

事故照明，在距地面0.8m处，照度不应低于51lx。

（4）噪声

噪声应小于70dB。

（5）电磁场干扰

无线电干扰场强，频率在0.15~1000MHz范围，噪声不大于120dB。

5.供配电

供电电源要求：

频率：

50Hz

电压：

380V/220V

相数：

三相五线或三相四线制/单相三线制。

三类供电方式：

一类供电：

不间断供电系统（UPS）

二类供电：

带备用的供电系统

三类供电：

按一般用途供电考虑

5.供配电

供电容量：

将设备间所有设备用电标称值相加后，再乘以系数√3

注意：

（1）不间断电源最好选择智能化的。

（2）每个电源插座的线径和容量应按连接设备的容量来定。

（3）各电力设备如空调设备的供电电缆不得与双绞电缆平行走线。

交叉时，就尽量以接近于垂直的角度交叉，并采取防延燃措施。

6.电源插座设置

（1）设备间或机房

新建筑物：

按40个/100m2以上考虑，必须接地。

旧建筑物：

按20~40个/100m2以上考虑，必须接地。

（2）配线间

按每平方米一个或应用设备数量而定。

（3）办公室

按20个/100m2以上考虑。

电源插座距信息插座一般为30cm。

4.3.5管理子系统的设计

一、管理子系统设备部件

综合布线