高校教学楼综合布线的设计与实现毕业设计.docx

1、高校教学楼综合布线的设计与实现毕业设计XX大学专业综合设计题 目高校教学楼综合布线的设计与实现 系 （院）信息工程系专 业计算机网络技术班 级2011级学生姓名xxxx学 号xxxxxxxx指导教师xxxx职 称讲师二一四年五月八日设计说明题目高校教学楼综合布线的设计与实现国内外研究现状 自20世纪90年代以来，我国及世界各国的智能建筑蓬勃发展，出现了各种类型的智能建筑，例如办公智能大厦、商业智能大厦、金融智能大厦、智能园区、智能住宅小区。 设计原则性能价格比：选择的线缆、接插件、电气设备应具有良好的物理和电气性能，而且价格适中。实用性：设计、选择的系统应满足用户在现在和未来10至15年内对通

2、信线路的要求。灵活性：做到信息口设备合理，可即插即用。 扩充性好：尽可能采用易于扩展的结构和接插件。设计内容与预期目标设计内容：了解目前综合布线的各种问题并熟悉网络拓扑结构图，实地调研的网络设备及管理等现状，综合分析网络存在的问题。所需仪器设备、材料情况在综合布线设备中，除了最为主要的传输介质，如双绞线、光纤线缆等以外，还有很多的布线设备在使用。常用的有RJ45插头、信息插座、配线架、光纤连接器、剥线钳、打线钳、网线钳、网线模块等。 1.3 综合布线设计原理、规范和标准 3第二章 系统总体设计 3第一章 综合设计1.1 综合布线设计原理和目标综合楼网络综合布线是为数据传输提供实用、灵活、可扩展

3、、可靠的模块化介质通道，综合楼布线系统所用的线缆、接插件等各类设备、配件，都充分地考虑到先进性、兼容性、开放性、可靠性、灵活性、经济性的设计原则。综合楼是老师上课使用校园网络的主要场所，网络综合布线要建立以计算机为主的网络基础平台，使其对校园网络信息系统的支持达到先进水平，并且保证技术领先。不仅满足综合楼应用的实际情况，对系统以后的扩充升级也便于实现，综合楼网络发展的需要。1.2 综合布线设计原则1 以满足客户的需求为第一前提，适当超前，统一规划。2 先进性：选择的产品要技术领先期长、产品丰富，价格适中；具有大容量、高速率，能适应多媒体应用需求及将来发展的应用。3 可扩展性：布线系统不但要能满

4、足现阶段的业务需求，还要满足将来业务增长和新技术发展的要求。4 便于升级：计算机网络技术以惊人的速度向前发展，因此系统的设计要便于升级。5 高可靠性：综合布线系统是网络应用所依赖的基础，因此选择的系统产品要具备较好的可靠性和抗干扰性。6 标准化：通讯协议和接口符合国际标准，并应是今后的发展主流。7 开放性：能容纳不同厂家的设备和不同的网络平台。8 安全性：具有保证信息不被窃、不丢失的机制。9 实用性：系统拓扑结构必须要满足实训楼设计的各种应用要求。10 设计、施工、运营与服务：强调以人为本的设计思想，为用户提供安全、舒适、方便、快捷、高效、工作环境。11 由于布线系统有很长的使用期，反复布线只

5、会造成投资上的浪费和时间上的消耗，因此在设计时应尽量做到统一规划，注重实用，适当超前，一次达到较为先进的水平。1.3 综合布线设计原理、规范和标准（1）GB/T50311-2007建筑与建筑群综合布线系统工程 设计规范（2）GB/T50312-2007建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范（3）GB/T50314-2007智能建筑设计标准（4）（YD/T926.1-2001）大楼综合布线系统总规范（5）中华人发共和国通信行业标准本地电话网用户线线路工程设计规范（YDJ5006-2003）（6）邮电部技术规定中国公众多媒体通信网持术体制第二章 系统总体设计综合布线系统以建筑物为平台，采用高质

6、量的标准线缆和相关连接器件，在建筑物内组成标准、灵活、开放的信息传输通道，使话音、数据通信形成一个统一的系统，再进一步与外网相连。综合布线是一条适应信息时代的建筑物内“信息高速公路”，是建筑智能化必备的基础设施。随着网络技术和计算技术的不断发展，综合布线系统已成为智能建筑中必不可少的组成部分，它是一个用于音频、数据、视频传输的标准结构化布线系统，它是整个网络系统的灵魂和骨干，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网络，它通过延伸到每个区域的信息点，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

7、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。2.1 系统结构ISO11801和EIA/TIA568A都对系统结构作了规定，它包括以下七个子系统： 1. 工作区子系统 系统指终端设备和信息插座之间的连接部分，包括装配软线，连接器和连接所需要的扩展软线，并在终端设备与I/O之间搭桥。 工作区子系统所使用的连接器必须是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数据网络信息和数码音频信号。 2. 水平布线子系统 从用户工作区连接到垂直主干线子系统的线。水平子系统是整个结构化布线系统的一部分，它与主干线子系统的区别在于：水平子系统总在同一楼层，并与信息

8、插座相连。在结构化布线系统中，水平子系统由 4对UTP组成，能支持大多数的现代通讯设备。如果需要宽带应用时，可以采用光纤。 工作区的信息插座开始，水平布线子系统在交连处连接，在小型通讯系统中在任何一处进行互连：远程通讯互连间、干线接线间或设备间。在设备间中，当终端设备处于同一楼层时，水平布线子系统将在干线接线间或通讯接线间的交叉处连接。 3. 子系统又称垂直主干线子系统，它提供建筑物干线电缆的路由。干线子系统通常是在两个单元之间，特别是在位于中央点的公共系统设备处提供多个线路设施。该子系统由所有的布线电缆组成，或光纤以及将光纤连到其它专访的相关支撑硬件组合而成。传输介质可能包括一栋多层建筑物之

9、间垂直布线的内部电缆或从主要单元或其它干线间来的电缆。 为了与建筑群的其它建筑物进行通讯，干线子系统将中继线交叉连接点和网络接口连接起来。网络接口通常放在设备相邻近的房间。网络接口是为这些设施和建筑物结构化布线系统之间划定界线。 4. 管理子系统 管理子系统由交连、互连以及I/O组成。管理点是为了连接其它子系统提供连接的手段。交连和互连允许将通讯线路定位或重定位在建筑物的不同部分，以便能更容易的管理通讯线路。I/O位于用户工作区的其它房间或办公室，使得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讯线路连接到单元另一端的电缆的线路。跨接线是一

10、根很短的单导线，可将交叉连接处的两条电缆端点连接起来；插入线包括几根电缆，而且每根电缆的末端均有一个连接器；插入线包括几根导线，而且每根导线的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，而且不需要象安排跨接线时使用专用工具。 互连与交叉连接目的相同，但不使用跨接线或插入线，只使用带插头的导线，插座和适配器。互连和交连也适用于光纤。光纤交叉连接要求使用光纤的插入线在两端带有光纤连接器的短光纤。根据布线安排和管理通讯线路以适应终端设备的位置变化的需要，在各种不同的交叉连接处可选用插入线。但在中继线交叉连接处，布线交叉连接处和干线接线间里，通常已安装好使用插入线的交叉连接硬件。 在

11、远程通讯连接区，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。在大型布线系统中的上述位置，交叉连接处经常是将干线子系统的大型电缆转接到连接I/O的小型水平电缆的过渡点。在线路重新布置时，一般不使用这种馈给式交叉连接。 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不同设备互连起来。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连接起来。该子系统还包括设备间和临近单元中的导线。这些导线将设备或避雷装置连接到有效建筑物接地点。 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

12、的另一些建筑物中的通讯设备和装置上，建筑群子系统是结构化布线系统的一部分，它支持提供楼群之间通讯所需的硬件，其中包括导线电缆，光纤以及有效防止高压脉冲电压进入建筑物的电气保护装置。当结构化布线系统需要在一个建筑群之间的长距离线路传输时，建筑内线路将电话、计算机、网络设备、专用交换机和其它信息系统组成的高速网络，或者外界与其它网络特别是与电缆网络一齐敷设有抗电磁干扰要求时宜采用光纤数字复用设备，作为传输介质。光纤传输系统应能满足建筑与建筑群环境对电话、数据、计算机、电视等综合传输要求。结构化布线系统的交接硬件采用光纤部件时，设备间可作为光纤主交接场所的设置点。主干光纤从这个集中的端接和进出口点出

13、发延伸到其它楼层，在各楼层经过光纤以及连接装置沿水平方向分布电缆。楼层系统图需求如图2-1图2-12.2 需求分析总体需求: 满足主干1000Mbps,水平100Mbps交换到桌面的网络传输要求；主干光纤的配置冗余备份，满足将来扩展的需要；满足与电信及自身专网的连接；信息点功能可随需要灵活调整；兼容不同厂家、不同品牌的网络设备； 功能需求：本设计中的综合布线系统应当能满足下述通信需要：计算机网络；具备实现 BAS、CAS、OAS、SCS等系统网络集成的条件；具备实现视频传输的条件；其他符合布线标准的信号、数据传输；性能需求：有服务效率、服务质量、网络吞吐率、网络响应时间、数据传输速度、资源利用

14、率、可靠性、性能/价格比等；根据本工程的特殊性，语音点和数据点使用相同的传输介质，即统一使用超5类4对双绞电缆，以实现语音、数据相互备份的需要；对于网络主干，数据通信介质全部使用光纤，语音通信主干使用大对数电缆；光缆和大对数电缆均留有余量；对于其他系统数据传输，可采用超5类双绞线或专用线缆；支持目前水平100M、主干1000M的网络应用，及未来扩展的需要；环境需求： 主要指地理分布，用户数量及其位置，用户之间的距离，用户群的组织特点，还有特殊的限制（如电缆等介质的布线是否有禁区）等；本工程中，布线主要在室内，在工地现场勘测时没有发现有特殊限制等。 2.3 设计目标选择先进、高品质的综合布线产品

15、，以高的性能指标、好的工艺性能确保综合布线系统能够满足智能化系统应用的要求； 使用光纤作为系统主干，冗余配置，提高系统宽带并防止电磁干扰，适应未来发展；主干光缆可支持1Gbps以上的网络数据传输速率，水平超5类电缆可支持100Mbps以上的网络数据传输速率； 星型的拓扑结构，支持各种形式的网络应用； 为办公楼提供全方位的应用平台，支持办公网络设备、各种采编设备及保安设备等的系统集成； 以机柜型配线系统为核心，努力提高系统的可靠性和安全性； 具有开放式的结构，能与众多厂家的产品兼容，具有模块化、可扩展、面向用户的特点；能完全满足现在以及今后在语音、数据及影像通信方面的需求，能将语音、数据与影像等

16、方面的通信融于一体，可应用于各种局域网络（LAN)；能适应将来网络结构的更改或设备的扩充。第三章 系统主要模块的设计与实现3.1 工作区子系统设计在综合布线系统中，工作区是指具有不同功能房间内需设置电话、计算机等终端设备的独立区域，由信息插座延伸到终端设备的连接电缆以及适配器组成，连线不是永久的，设计时要考虑灵活性。一个工作区的服务面积约为510m2，或按用户的功能需求和不同应用场合进行设置。设计的主要内容主要是确定信息插座的类型、类别和安装方式以及估算信息插座的数量。1确定信息插座的类型综合布线系统中的信息插座有两种，都是国际标准的RJ-45插座。它们在外观上无区别，只是在线的排序上不同。E

17、IA/TIA 568A（ISDN）符合ISDN国际标准的要求，EIA/TIA 568B（ALT）在北美洲使用比较广泛。在设计中要注意，同一个综合布线系统中只能使用一种类型的信息插座，不可混用。如果不做特别说明，施工时一般采用EIA/TIA 568B标准，严格对应模块侧边的色标，将8根铜导线用打线工具打入对应的卡槽。2确定信息插座的类别在确定了信息插座所采用的国际标准之后，还要确定信息插座的类别。一般认为在未来使用要求还不明确的情况下，宜全部采用5e类或更高级别的线缆和插座。在使用要求明确的情况下，可根据用户的要求，从降低综合布线系统的投资考虑，电话宜采用3类线缆和插座，计算机宜采用5e类或更高

18、级别的线缆和插座的形式。3估算信息插座的数量信息插座主要包括底盒、面板、盖板和信息模块。根据系统所属设计等级或用户需求，估算出设计对象的信息点数量n。信息插座底盒、面板、盖板的数量与信息插座面板所含的信息口数有关，即等于信息点数量n除以信息插座面板所含的信息口数。信息模块的数量m并不等同于信息点数量n，还应考虑一定的富余量，具体可用下式进行计算： RJ45水晶头的用量除与信息点数量n有关外，也应考虑一定的富余量，若用m表示RJ45水晶头的用量，则有： 统计数据如图3-1图3-1对于工作区子系统，特别要注意，连接信息插座与计算机设备的线缆长度应保持在5m范围内。另外在设计工作区子系统时，同时要考

19、虑终端设备的用电问题。每组信息插座至少配备1个220V交流单相三孔插座，为设备供电。信息插座暗装在墙面或柱子上时，其底部离地面的高度一般为30cm，且与其旁边电源插座的距离至少应保持20cm。电源插座应带有保护地线，且保护地线与零线应严格分开。3.2 配线子系统设计配线子系统是综合布线结构中重要的一部分，推荐的拓扑结构为星形拓扑，它的设计成功与否与整个布线系统的设计是否成功有极大的关系。1最大布线距离配线子系统对布线的距离有着严格的规定，配线电缆或光缆的最大长度为90m。在楼层配线架和通信引出端之间可设置转接点，但要求最多转接一次，且整个配线电缆最大长度90m的要求不变，因为转接点过多或布线距

20、离过长，必然使电缆的传输特性恶化而降低通信质量。2确定电缆类型 综合布线系统的配线子系统推荐采用超5类4对100UTP双绞电缆，对于电磁干扰严重或用户有高速率终端要求的场合，可采用光纤直接布设到桌面的方案。3确定布线方式配线子系统的布线可采用多种方式，要求根据建筑物结构上的特点及用户的不同需要灵活掌握，总的原则是在保证容易施工和美观的前提下，使路由尽量最短。对于新建建筑物，一般采用较多的有天花板吊顶内布线法（包括分区法、内部布线法、电缆槽道法）和地板内布线法（包括直接埋管方式、地面线槽布线法、蜂窝状地板布线法、高架地板布线法）。 对于旧（或翻新）的建筑物，常采用护壁板电缆槽道布线法、地板导管布

21、线法和模制电缆管道布线法。对于学生宿舍等有公共走廊的建筑，水平子系统的线缆由楼层配线间出来后，可以采用沿走廊安装槽式桥架的方式，引到合适位置后，经分支槽或管进入各房间，再经墙内预埋暗管或墙面线槽引到对应的信息出口。对于面积较大、经常变动办公家具布局和较难在地面安装信息插座的大开间办公环境，可以将线缆和相关的连接件配合使用，形成多用户信息插座设计方案和转接点设计方案。4确定电缆订购量（1）根据配线子系统的布线方法、线缆走向和配线间的位置来确定离配线间最远信息插座的缆线长度为F，离配线间最近的信息插座的缆线长度为N。（2）求出平均电缆长度L （3）所需配线线缆总长度W为 其中：10%L为备用长度；

22、6m为每根缆线预留的端接长度；n为信息点数量。鉴于双绞线一般按箱订购，应首先计算每箱可用线缆根数，再计算出本工程中所用线缆的箱数。若所选用的线缆每箱标称长度305m，由于线缆不允许接续，即每箱零头要浪费，所以每箱可用线缆根数A为 计算结果中出现的小数表明不足一条电缆长度，应舍去，即计算结果直接取整。电缆订购箱数P为 计算结果应直接取整，即P=50（电缆订购箱数为50箱）。3.3 垂直干线子系统设计垂直干线子系统将楼层的通信间与本大楼的设备间连接起来，构成综合布线系统的另一个星形结构。垂直干线子系统的硬件主要是大对数电缆或光缆，它起到传输过程中主干的作用。 1垂直干线子系统缆线的长度垂直干线子系

23、统缆线的长度应根据传输介质及带宽要求而定。如果使用光纤，传输距离可达2000m。使用大对数电缆，当要求带宽大于5MHz时，线缆长度不宜超过90m，当带宽要求小于5MHz时，则最长能到800m。 2确定垂直干线电缆的连接方法（1）点对点端接方法：点对点端接方法是最简单、最直接的连接方法，它要求只用一根电缆独立供应整个楼层，这根电缆可以满足整个楼层的全部信息点的需要，而且这个楼层只需设一个交接间。从设备间引出这根线缆，经过干线通道后，端接于指定楼层交接间内的连接硬件上。点对点端接方法的缺点是有较多线缆需要穿过设备间的楼层，其优点是干线采用较细、较轻的线缆，敷设方便，不需使用造价较高的绞接盒。（2）

24、分支递减端接法：分支递减端接方法是用1根大容量干线电缆（其容量足以供应若干个交接间或若干楼层），经过电缆接头保护箱分出若干根小容量电缆，它们再分别延伸到每个楼层交接间，并端接于对应的连接硬件上。（3）直接连接方法：干线电缆采用直接连接方法是特殊情况使用的技术。一种情况是整个综合布线系统信息点的数量较少；另一种情况是管理间太小。 3确定干线电缆的布线方式垂直干线通道通常有电缆孔法和电缆井法两种布线方式可供选择。电缆孔是很短的管道，通常由1根或多根直径为10cm 的刚性金属管制成。它们嵌在混凝土地板中，比地板表面高出2.510cm 。电缆往往捆在钢绳上，而钢绳又固定到墙上已铆好的金属条上。适合于楼

25、层交接间上下对齐的情况。电缆井是指在每层楼板上开出的一些方孔，使电缆可以穿过它，从一个楼层伸到另一个楼层，电缆井的大小依所用电缆的数目而定。与电缆孔方法一样，电缆也是捆在或箍在支撑用的钢绳上，钢绳靠墙上金属条或地板三角架固定住。电缆井比电缆孔灵活，可以让粗细不同的各种线缆以任何组合方式通过。但在原有建筑物中开电缆井安装线缆造价较高，且很难防火，还可能破坏楼板的结构完整性。若楼层交接间上下没有对齐，则垂直干线应设置有水平方向干线通道，对电缆起到机械保护和防火的作用。干线通道有管道法和电缆桥架法可供选择。其中，管道重新布置不太灵活，而且比较困难，同时其造价也较高。4计算干线子系统缆线用量（1）干线

26、子系统使用大对数电缆时，线缆用量的计算按下列步骤进行： 计算各层干线子系统电缆对数 其中：表示第n层干线子系统电缆总对数；表示每个工作区所需干线电缆的对数；G表示第n层的工作区数量。计算各层干线子系统电缆根数根据各层干线子系统电缆总对数和电缆规格选择电缆，并计算所需电缆的根数。计算各层干线子系统电缆长度每根电缆长度=楼层交接间至设备间的距离+电缆预留长度，电缆预留长度一般为612m。干线子系统电缆总长度计算应按电缆的规格分别进行统计。 （2）干线子系统使用光缆时，光缆的用量按下列步骤进行计算： 计算每根光缆长度每根光缆长度=楼层交接间至设备间的距离+光缆预留长度，光缆预留长度一般为1012m。

27、 计算所需光缆总长度按光缆的规格，分别合计光缆总长度。3.4 设备间子系统设计设备间是放置电信设备、计算机网络设备、建筑物配线设备、以及进行系统维护和管理的场所，处于大楼的适当位置。对综合布线系统工程而言，设备间主要安装总配线设备，语音、数据等交换设备及进线保护设备。设备间子系统的设计主要从设备间的位置和大小两方面来考虑，环境、用电、接地等也是需要考虑的因素。设备间最理想的位置应设置在建筑物平面及其综合布线系统干线综合体的中间，并易于防水、防潮、防震、防电磁干扰、防尘和防火等。在高层建筑内，第二、三层是设置设备间的理想楼层，而地下室或用水设备的下方严禁设置设备间。设备间面积最小不应低于14m2

28、；设备间净高不低于2.6m；楼板负荷不低于5000N/m2；门的大小至少为高2.1m，宽0.9m，并向外开启；地面最好采用防静电活动地板，其系统电阻应在110之间，忌铺设毛质的地毯；墙面应为不易产生灰尘和吸附尘埃的材料，目前大多数做法是在墙面上涂刷阻燃漆或覆盖耐火胶合板；吊顶和隔断材料等均有耐火能力；设备间应提供不少于两个220V、10A带保护接地的单相电源插座；设备间在距离地面0.8m处，照度不应低于200Lx，且应设置应急照明，在距离地面0.8m处，照度不应低于5Lx；温度保持在1030，湿度保持在20%80%；设备间的噪声应小于70dB。有一定规模的大楼综合布线，都在每层楼或每两层楼设立

29、一个交接间，用于实现该范围的配线管理，给连接其它子系统提供方便，交接间的设备主要有机柜和配线架等。 交接间的数目应根据所服务楼层的范围加以考虑。如果配线电缆长度都在90m范围以内时，宜设置一个交接间，当超出要求的范围时，可按需要设置多个交接间。交接间的面积不应小于5m2，如果涵盖超过了200个信息点，应适当增加交接间面积。一楼设备间设计如图3-4：图3-4设备间线缆敷设可以采用活动地板方式、地板或墙壁内沟槽方式、预埋管路方式和桥架四种，应根据造价、灵活性、能容纳线缆的条数等因素来合理选择。对于网络中心，线缆量较大，一般采用活动地板方式。3.5 管理间子系统设计管理是对设备间、交接间的配线设备、

30、线缆和信息插座等设施，按一定的模式进行标识和记录。综合布线的每条电缆、光缆、配线设备、端接点、安装通道和安装空间均应给定一定的标志。标志中可包括名称、颜色、编号、字符串或其它组合。电缆和光缆的两端应具有相同的编号。设备间、楼层交接间、二级交接间的配线设备宜采用统一的色标区别各类用途的配线区。管理的内容包括：管理方式、标识、色标、交叉连接等，这些内容的实施，将给今后的维护和管理带来很大的方便，有利于提高管理水平和工作效率。 需要注意的是，在综合布线中，使用的线缆一般不能超过四次连接。管理标记在综合布线中也是一个比较重要的内容。当应用系统中的连接点移动或增加时，为使维护人员在现场一目了然地加以识别

31、，必需恰当使用电缆标识、场标识和插入标识。标识中所采用色标的底色及其含义应符合规范的规定。设计图如图3-5：图3-5管理设计虽然包括管理交接方案、管理连接硬件和管理标记三个部分，但配线架是管理子系统的主要硬件，故确定配线架的类别及数量是该子系统的主要设计内容。配线架一般分为光纤配线架和双绞线配线架两大类，并且这两类配线架又分为多对数型和快接型。多对数型配线架适用于信息点数量较多且线缆基本固定不变的情况，快接型配线架则适用于信息点数量较少，用户需要经常对线缆进行修改、移动位置或重新组合的场合。 配线架数量的计算要按照以下两个原则进行：一个是语音配线架与数据配线架要求分开；另一个是进线与出线要求分开。此外，为了保证系统在未来的可持续应用，水平子系统双绞线的8根线芯都要可靠地打在配线架上。3.6 建筑群子系统设计建筑群子系统的组成硬件是大对数铜缆与光缆。由于是户外敷设，与室内敷设的电缆相比，在外层保护上有所不同，以适应户外使用。对于进入建筑物的外线一定要接入独立的配线架，对铜缆要进行电气保护，使接入设备不会被过电流过电压破坏，但对于光缆不必进行电