综合布线系统知名专家综合布线系统完整讲义

布线系统时间:2021-03-09 阅读:()

第一讲综合布线系统梗概

----本讲概述了智能化建筑中综合布线的发展情况和它们之间的关系。对智能化建筑和综合布线系统的定义、智能化建筑的基本功能、综合布线系统的组成、范围、特点及适用场合作了较明确的介绍。

――人类已进入21世纪的信息化社会今后现代化的房屋建筑将会不断涌现 作为现代化房屋建筑的关键部分和基础设施之一的综合布线系统是一个重要课题。为此拟就综合布线系统的网络结构、指标参数、对外配合、产品选用、信息预测、总体方案、子系统设计和施工安装等内容分别简要撰述成为系列性的介绍供在综合布线系统工程的规划、设计和施工及使用中参考。由于综合布线系统的科学技术涉及面广、发展较快且尚在继续完善和不断提高之中 因此所述内容难以完善无缺请读者及时掌握和了解国内外标准变化和当前科学技术发展动态并结合工程实际予以考虑 以满足现代化房屋建筑高度信息化的需要。

一、综合布线系统和智能化建筑的关系

――1 •综合布线系统的发展概况

――50年代经济发达的国家在城市中兴建新式大型高层建筑 为了增加和提高建筑的使用功能和服务水平首先提岀楼宇自动化的要求在房屋建筑内装有各种仪表、控制装置和信号显示等设备并采用集中控制、监视 以便于运行操作和维护管理。因此 这些设备都需分别设有独立的传输线路将分散设置在建筑内的设备相连组成各自独立的集中监控系统这种线路一般称为专业布线系统。由于这些系统基本采用人工手动或初步的自动控制方式科技水平较低所需的设备和器材品种繁多而复杂线路数量很多平均长度也长不但增加工程造价而且不利于施工和维护。

――80年代以来随着科学技术的不断发展尤其是通信、计算机网络、控制和图形显示技术的相互融合和发展高层房屋建筑服务功能的增加和客观要求的提高传统的专业布线系统已经不能满足需要。为此发达国家开始研究和推岀综合布线系统 80年代后期综合布线系统逐步引入我国。近几年来我国国民经济持续高速发展城市中各种新型高层建筑和现代化公共建筑不断建成尤其是作为信息化社会象征之一的智能化建筑中的综合布线系统已成为现代化建筑工程中的热门话题也是建筑工程和通信工程中设计和施工相互结合的一项十分重要的内容。

――2.智能化建筑的定义和基本功能

――智能化建筑具有多门学科融合集成的综合特点 由于发展历史较短但发展速度很快 国内外对它的定义有各种描述和不同理解尚无统一的确切概念和标准。应该说智能化建筑是将建筑、通信、计算机网络和监控等各方面的先进技术相互融合、集成为最优化的整体具有工程投资合理、设备高度自控、信息管理科学、服务优质高效、使用灵活方便和环境安全舒适等特点能够适应信息化社会发展需要的现代化新型建筑在国内有些场合把智能化建筑统称为“智能大

厦”从实际工程分析这一名词定义不太确切 因为高楼大厦不一定需要高度智能化 相反不是高层建筑却需要高度智能化例如航空港、火车站、江海客货运港区和智能化居住小区等房屋建筑。目前所述的智能化建筑只是在某些领域具备一定智能化其程度也是深浅不一没有统一标准且智能化本身的内容是随着人们的要求和科学技术不断发展而延伸拓宽的。我国有关部门已在文件中明确称为智能化建筑或智能建筑其名称较确切含义也较广泛与我国具体情况是相适应的。

――智能化建筑的基本功能主要由三大部分构成。即大楼自动化又称建筑自动化或楼宇自动化

BA  、通信自动化CA和办公自动化0A,这3个自动化通常称为“3A',它们是智能化建筑中最基本的而且必须具备的基本功能。目前有些地方的房地产开发公司为了突岀某项功能 以提高建筑等级和工程造价又提岀防火自动化 FA和信息管理自动化MA形成“5A'智能化建筑甚至有的文件又提出保安自动化 SA 出现“6A'智能化建筑甚至还有

提出“8A'、 “9A'的。但从国际惯例来看 FA和S A等均放在BA中 MA已包含在CA内通常只采用“3A'的提法 为此建议今后应以“3A“智能化建筑提法为宜。

――3.智能化建筑与综合布线系统的关系

――由于智能化建筑是集建筑、通信、计算机网络和自动控制等多种高新科技之大成 所以智能化建筑工程项目的内容极为广泛作为智能化建筑中的神经系统综合布线系统是智能化建筑的关键部分和基础设施之一 因此不应将智能化建筑和综合布线系统相互等同否则是容易错误理解。综合布线系统在建筑内和其它设施一样都是附属于建筑物的基础设施为智能化建筑的主人或用户服务。虽然综合布线系统和房屋建筑彼此结合形成不可分离的整体但要看到它们是不同类型和工程性质的建设项目。它们从规划、设计直到施工及使用的全过程中其关系是极为密切的。具体表现有以下几点―― 1 综合布线系统是衡量智能化建筑的智能化程度的重要标志。

――在衡量智能化建筑的智能化程度时既不完全看建筑物的体积是否高大巍峨和造型是否新型壮观也不会看装修是否宏伟华丽和设备是否配备齐全主要是看综合布线系统配线能力如设备配置是否成套技术功能是否完善 网络分布是否合理工程质量是否优良这些都是决定智能化建筑的智能化程度高低的重要因素 因为智能化建筑能否为用户更好地服务综合布线系统具有决定性的作用。

――2综合布线系统使智能化建筑充分发挥智能化效能它是智能化建筑中必备的基础设施。――综合布线系统把智能化建筑内的通信、计算机和各种设备及设施在一定的条件下纳入综合布线系统相互连接形成完整配套的整体 以实现高度智能化的要求。由于综合布线系统能适应各种设施当前需要和今后发展具有兼容性、可靠性、使用灵活性和管理科学性等特点所以它是智能化建筑能够保证优质高效服务的基础设施之一。在智能化建筑中如没有综合布线系统各种设施和设备因无信息传输媒质连接而无法相互联系、正常运行智能化也难以实现这时智能化建筑是一幢只有空壳躯体的、实用价值不高的土木建筑也就不能称为智能化建筑。在建筑物中只有配备了综合布线系统时

才有实现智能化的可能性这是智能化建筑工程中的关键内容。

――3综合布线系统能适应今后智能化建筑和各种科学技术的发展需要。

――众所周知房屋建筑的使用寿命较长大都在几十年以上甚至近百年。因此 目前在规划和设计新的建筑时应考虑如何适应今后发展的需要。由于综合布线系统具有很高的适应性和灵活性能在今后相当长的时期内满足客观发展需要为此在新建的高层或重要的智能化建筑应根据建筑物的使用性质和今后发展等各种因素积极采用综合布线系统。对于近期不拟设置综合布线系统的建筑应在工程中考虑今后设置综合布线系统的可能性在主要部位、通道或路由等关键地方适当预留房间或空间 、洞孔和线槽 以便今后安装综合布线系统时避免打洞穿孔或拆卸地板及吊顶等装置 有利于扩建和改建。

――总之综合布线系统分布于智能化建筑中必然会有相互融合的需要 同时又可能发生彼此矛盾的问题。因此在综合布线系统的规划、设计、施工和使用等各个环节 都应与负责建筑工程等有关单位密切联系、配合协调采取妥善合理的方式来处理 以满足各方面的要求。

二、综合布线系统的定义、特点及其范围

――1 .综合布线系统的定义

――综合布线系统引入我国 由于各国产品类型不同 综合布线系统的定义是有差异的。我国原邮电部于1997年9月发布的YD7T926.1-1997通信行业标准《大楼通信综合布线系统第一部分总规范》中对综合布线系统的定义为 “通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统它能支持多种应用系统。即使用户尚未确定具体的应用系统也可进行布线系统的设计和安装。综合布线系统中不包括应用的各种设备。 ”

――目前所说的建筑物与建筑群综合布线系统简称综合布线系统。它是指一幢建筑物内 或综合性建筑物或建筑群体中的信息传输媒质系统。它将相同或相似的缆线如对绞线、同轴电缆或光缆 、连接硬件组合在一套标准的且通用的、按一定秩序和内部关系而集成为整体 因此目前它是以CA为主的综合布线系统。今后随着科学技术的发展会逐步提高和完善形成能真正充分满足智能化建筑所需的要求。

――2•综合布线系统的特点

――综合布线系统是目前国内外推广使用的比较先进的综合布线方式具有以下特点―― 1 综合性、兼容性好

――传统的专业布线方式需要使用不同的电缆、电线、接续设备和其它器材技术性能差别极大难以互相通用彼此不能兼容。综合布线系统具有综合所有系统和互相兼容的特点采用光缆或高质量的布线部件和连接硬件能满足不同生产厂家终端设备传输信号的需要。

——2灵活性、适应性强

――采用传统的专业布线系统时如需改变终端设备的位置和数量必须敷设新的缆线和安装新的设备且在施工中有可能发生传送信号中断或质量下降增加工程投资和施工时间 因此传统的专业布线系统的灵活性和适应性差。在综合布线系统中任何信息点都能连接不同类型的终端

设备 当设备数量和位置发生变化时只需采用简单的插接工序实用方便其灵活性和适应性都强、且节省工程投资。

――3便于今后扩建和维护管理

――综合布线系统的网络结构一般采用星型结构各条线路自成独立系统在改建或扩建时互相不会影响。综合布线系统的所有布线部件采用积木式的标准件和模块化设计。

因此部件容易更换便于排除障碍且采用集中管理方式有利于分析、检查、测试和维修节约维护费用和提高工作效率。

――4技术经济合理

――综合布线系统各个部分都采用高质量材料和标准化部件并按照标准施工和严格检测保证系统技术性能优良可靠满足目前和今后通信需要且在维护管理中减少维修工作节省管理费用。采用综合布线系统虽然初次投资较多但从总体上看是符合技术先进、经济合理的要求的。――3.综合布线系统的范围

――综合布线系统的范围应根据建筑工程项目范围来定一般有两种范围 即单幢建筑和建筑群体。单幢建筑中的综合布线系统范围 一般指在整幢建筑内部敷设的管槽系统、电缆竖井、专用房间如设备间等和通信缆线及连接硬件等。建筑群体因建筑幢数不一、规模不同有时可能扩大成为街坊式的范围如高等学校校园式 其范围难以统一划分但不论其规模如何综合布线系统的工程范围除上述每幢建筑内的通信线路和其它辅助设施外还需包括各幢建筑物之间相互连接的通信管道和线路这时综合布线系统较为庞大而复杂。

――我国通信行业标准《大楼通信综合布线系统》  YD/T 926的适用范围规定是跨越距离不超过3000m建筑总面积不超过100万m的布线区域其人数为50人〜50万人。如布线区域超岀上述范围时可参照使用。上述范围是从基建工程管理的要求考虑的与今后的业务管理和维护职责等的划分范围有可能是不同的。因此综合布线系统的具体范围应根据网络结构、设备布置和维护办法等因素来划分相应范围。

三、综合布线系统的组成和适用场合

――1 •综合布线系统的组成

――目前各国生产的综合布线系统的产品较多其产品的设计、制造、安装和维护中所遵循的基本标准主要有两种一种是美国标准 ANSI/EIA/TIA 568A: 1995 《商务建筑电信布线标准》 另一种是国际标准化组织/国际电工委员会标准 ISO/IEC1 1801 :

1995 《信息技术一一用户房屋综合布线》。上述两种标准有极为明显的差别如从综合布线系统的组成来看美国标准把综合布线系统划分为建筑群子系统、干线垂直子系统、配线水平子系统、设备间子系统、管理子系统和工作区子系统 6个独立的子系统。国际标准则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部分并规定工作区布线为非永久性部分工程设计和施工也不涉足为用户使用时临时连接的这部分。当综合布线系统刚刚引入我国之际 因为都采用美国产品所以国内书籍、杂志和资料甚至有些标准一般都以美国标准为基础介绍综合布线系统的有关技术但上述系统组成与国际标准规定不符且与我国国情和习惯做法并不一致在具体工作时感到不便主要是设备间子系统和管理子系统与干线子系统和配线子系统分离另立造成系统性不够明确界限划分不清、子系统过多 岀现支离破碎的情况与我国过去通常将通信线路和接续设备组成整体的系统概念不一致在工程设计、施工安装和维护管理工作中都极不方便。因此建议不以美国标准为准绳从长远发展来看综合布线系统的标准应向国际标准靠拢不以某个国家标准为主这是必然的发展趋势。

――我国原邮电部于1997年9月发布通信行业标准《大楼通信综合布线系统》  YD/T

926. 1-3 该标准非等效采用国际标准化组织/国际电工委员会标准 ISO/IEC1 1801:

1995 《信息技术-----用户房屋综合布线》。在制定行业标准时对国际标准中收录的产品品种系列进行优化筛选 同时参考了美国 ANSI/EIA/TIA568A: 1995 《商务建筑电信布线标准》 并根据我国具体情况予以吸收和完善它的组成和子系统划分与国际标准是完全一致的。因此我国通信行业标准既密切结合我国国情也符合国际标准它是综合布线系统工程

中必须执行的权威性法规。综合布线系统的结构组成如图 1所示。

――由于现代化的智能建筑和建筑群体的不断涌现综合布线系统的适用场合和服务对象逐渐增多 目前主要有以下几类

―― 1 商业贸易类型如商务贸易中心、金融机构如银行和保险公司等 、高级宾馆饭店、股票证券市场和高级商城大厦等高层建筑。

——2综合办公类型如政府机关、群众团体、公司总部等办公大厦办公、贸易和商业兼有的综合业务楼和租赁大厦等。

――3交通运输类型如航空港、火车站、长途汽车客运枢纽站、江海港区包括客货运站 、城市公共交通指挥中心、岀租车调度中心、邮政枢纽楼、电信枢纽楼等公共服务建筑。

——4新闻机构类型如广播电台、电视台、新闻通讯社、书刊岀版社及报社业务楼等。

――5其它重要建筑类型如医院、急救中心、气象中心、科研机构、高等院校和工业企业的高科技业务楼等。――此外在军事基地和重要部门如安全部门等的建筑以及高级住宅小区等也需要

采用综合布线系统。在21世纪随着科学技术的发展和人类生活水平的提高 综合布线

系统的应用范围和服务对象会逐步扩大和增加。例如智能化居住小区又称智能化社区 

我国建设部计划从目前起用5年左右的时间将在全国建成一批高度智能化的住宅小区技术示范工程 以便向全国推广。从以上所述和建设规划来看综合布线系统具有广泛使用的前景为智能化建筑中实现传送各种信息创造有利条件 以适应信息化社会的发展需要这已成为时代发展的必然趋势。

第二讲网络结构、布线部件和指标参数

本讲概述了综合布线系统的网络结构和主要布线部件等基本内容较全面地介绍了综合布线系统的信道和链路说明了各段缆线的最大长度系统列岀了对绞线和对绞电缆布线链路和光缆布线链路的性能指标和主要参数。

一、综合布线系统的网络结构

――众所周知拓扑学是数学的一个分支它是研究几何图形在一对一的双方连续变换下不变的性质这种性质称为“拓扑性质"。网络拓扑结构是研究网络及其线图拓扑性质的理论即网络结构图论简称网络图论。线图是指一些点和线段集合成的图形这里线段的长度和形状不是主要的重要的是其互联关系。

――综合布线系统的网络拓扑结构是由各种网络单元组成的并按照技术性能要求和经济合理原则进行组合和配置。组合配置包含组合逻辑和配置形式组合逻辑描述网络功能的体系结构配置形式描述网络单元的邻接关系 即说明交换中心或节点和传输链路的连接情况。具体来说综合布线系统的网络拓扑结构是一个网络布局的实际逻辑表示这个网络是由各种布线部件、导线、电缆、光缆和连接硬件等组成。逻辑拓扑一般不考虑网络的物理性能如缆线的路由和设备的位置等 只用拓扑来描述常用的几何图形状态。在综合布线系统中常用的网络拓扑结构有星型、环型、总线型、树型和网状型其中以星型网络拓扑结构使用最多。综合布线系统采用哪种网络拓扑结构应根据工程范围、建设规模、用户需要、对外配合和设备配置等各种因素综合研究确定。具体内容将在总体方案设计中介绍。

、综合布线系统的主要布线部件

――综合布线系统中采用的主要布线部件并不多按其外形、作用和特点可粗略分为两大类 即传输媒质和连接硬件包括接续设备 。在综合布线系统工程中选用的主要布线部件必须按我国通信行业标准《大楼通信综合布线系统》 参见文后附注中的要

求执行。在上述标准中对主要布线部件推荐采用的产品型号和规定如下所述。

----- 1 、传输媒质

――综合布线系统常用的传输媒质有对绞线又称双绞线 、对绞对称电缆简称对称电缆和光缆。

1 对绞线和对绞对称电缆

――对绞线是两根铜芯导线、其直径一般为0.4mm^0.65mm,常用的是0.5mm它们各自

包在彩色绝缘层内按照规定的绞距互相扭绞成一对对绞线。扭绞的目的是使对外的电磁辐射和遭受外部的电磁干扰减少到最小。对绞线按其电气特性的不同进行分级或分类。

根据国外电气工业协会/电信工业协会 EIA/TIA的规定各类或各级的对绞线和对

绞对称电缆的应用范围见表1 。

表1对绞线、对绞电缆的分类和应用范围

注 1 、 10Base-T网络于90年代开始使用 10代表传输速率为10Mbit/s,Base代表基带 T代表对绞线。

2、目前可供使用的对绞线多为8芯4对 在采用10Base-T的情况下 只用2对 1 、 2芯为接收对 3、 6芯为发送对 另外2对4、 5、 7、 8芯不用。

3、 10Base-T网络的物理结构是星型所有工作站TC都与中心的集线器Hub相连 使用对绞线2对 1对用于发送数据 1对用于接收数据。集线器与工作站之间的对绞线相连时所用的连接器称为RJ45,它由RJ45插座又称MAUMDI连接器、媒体连接单元或媒体相关接口连接器和RJ45插头又称对绞线链路段连接器组成。规定插头连接器端接在对绞线上插座连接器安装在网卡上或集线器中。

4、 10Base-T的对绞线应选用直径为0.4mmr 0.65mm的非屏蔽导线在网卡和集线器间使用两对线其最大长度为100m

5、 IEEE为电气及电子工程师学会。

――根据我国通信行业标准《数字通信用对绞/星绞对称电缆》 参见文后附注和《大

楼通信综合布线系统》的规定 国内只生产特性阻抗为 100Q和150Q的两种规格不

生产120Q的产品。目前已建和在建的综合布线系统工程 如采用国外厂商生产的120Q

对绞线电缆时可参考相关的标准。在新建的综合布线系统工程中 不允许再采用120Q

的产品。

――UTP对绞电缆是无屏蔽层的非屏蔽缆线由于它具有重量轻、体积小、弹性好和价格适宜等特点所以使用较多甚至在传输较高速数据的链路上也有采用。但其抗外界电磁干扰的性能较差安装时因受牵拉和弯曲易使其均衡绞距受到破坏 因此不能满足电磁兼容EMC性规定的要求。同时该种电缆在传输信息时易向外辐射泄漏安全性较差在党政军和金融等重要部门的工程中不宜采用。 STP 每对芯线和电缆绕包铝箔、

加铜编织网 、 FTP 纵包铝箔和SFTP 纵包铝箔、加铜编织网对绞电缆都是有屏蔽层的屏蔽缆线具有防止外来电磁干扰和防止向外辐射的特性 但它们都存在重量重、

体积大、价格贵和不易施工等问题。在施工安装中均要求完全屏蔽和正确接地才能保证其特性效果。因此在决定是否采用屏蔽缆线时应从智能化建筑的使用性质、所处的环境和今后发展等因素综合考虑。

――2光缆

――根据我国通信行业标准规定在综合布线系统中按工作波长采用的光纤是

0.85 卩m0.8 卩m^0.9 卩和1.30 卩m 1.25 卩m^ 1.35 卩m两种。以多模光纤MMF纤芯直径考虑推荐采用50gnX125g 光纤为GB/T12357规定的A1a类或62.5 卩m/125 卩m 光纤为GB/T12357规定的A1b类两种类型的光纤。在要求较高的场合 也可采用8.3 卩 125gm突变型单模光纤SMF 光纤为GB/T9771规定的BI . I类  其中以62.5 卩m/125gm渐变型增强多模光纤使用较多。因为它具有光耦合效率较高、纤芯直径较大在施工安装时光纤对准要求不高配备设备较少等优点而且光缆在微小弯曲或较大弯曲时其传输特性不会有太大的改变。――2.连接硬件包括接续设备

――连接硬件是综合布线系统中各种接续设备如配线架等的统称。连接硬件包括主件的连接器又称适配器 、成对连接器及接插软线但不包括某些应用系统对综合布线系统用的连接硬件也不包括有源或无源电子线路的中间转接器或其它器件如阻抗匹配变量器、终端匹配电阻、局域网设备、滤波器和保护器件等。连接硬件是综合布线系统中的重要组成部分。

――由于综合布线系统中连接硬件的功能、用途、装设位置以及设备结构有所不同其分类方法也有区别一般有以下几种

―― 1 按连接硬件在综合布线系统中的线路段落来划分

――①终端连接硬件如总配线架箱、柜 终端安装的分线设备如电缆分线盒、光纤分线盒等和各种信息插座即通信引岀端等。

——②中间连接硬件如中间配线架盘和中间分线设备等。

――2按连接硬件在综合布线系统中的使用功能来划分

――①配线设备如配线架箱、柜等

――②交接设备如配线盘交接间的交接设备和屋外设置的交接箱等

――③分线设备有电缆分线盒、光纤分线盒和各种信息插座等。

――3按连接硬件的设备结构和安装方式来划分

——①设备结构有架式和柜式箱式、盒式 

――②安装方式有壁挂式和落地式信息插座有明装和暗装方式且有墙上、地板和桌面安装方式。――4按连接硬件装设位置来划分

――在综合布线系统中通常以装设配线架柜的位置来命名有建筑群配线架CD 、建筑物配线架BD和楼层配线架FD等。