布线设计 - 图文
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目录
第一讲 综合布线系统梗概
第二讲 网络结构、布线部件和指标参数 第三讲 综合布线系统与外界的配合 第四讲 用户信息需求的调查和预测 第五讲 综合布线系统的产品概况和选型 第六讲 综合布线系统工程总体方案设计 第七讲 综合布线系统工程中各个子系统的设计 第八讲 综合布线系统的其它部分设计 第九讲 综合布线系统工程安装施工 第十讲 综合布线系统的工程验收和管理
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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,首先提出楼宇自动化的要求,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出综合布线系统,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(OA),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
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突出某项功能,以提高建筑等级和工程造价,又提出防火自动化(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SA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
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国原邮电部于1997年9月发布的YD/T 926.1-1997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m2的布线区域,其人数为50人~50万人。如布线区域超出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
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——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/IEC 11801:1995《信息技术——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,出现支离破碎的情况,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/IEC 11801:1995《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。
——2.综合布线系统的运用场合
——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、出租车调度中心、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、书刊出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
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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;系统列出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。
二、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》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。
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表1 对绞线、对绞电缆的分类和应用范围
序描述性分类或型号 号 名称 1 EIA/TIA第一类 1 说 明 应用范围 在局域网中不使用,主要用于模拟话音 模拟话音、数字话音 ISDN(数据):1.44Mbit/s 在局域网中很少使用,可用于ISDN(数IT:1.544Mbit/s 据)、数字话音、IBM 3270等 数字话音:IBM 3270、IBM 3X、IBM AS/400 2 EIA/TIA第二类 1 EIA/TIA第三类 3 NEMA-100-24-LL UL Level Ⅲ 100Ω UTP 10 Base-T 它是一种24 AWG的4对非屏蔽对绞线,4Mbit/s 令牌环 符合EIA/TIA 568标准中确定的100ΩIBM 3270、IBM 3X、IBM 水平布线电缆要求,可用于10Mbit/s和AS/400 IEEE802.3 10Base-T话音和数据 ISDN话音 在性能上比第三类线有一定改进,适用于包括16Mbit/s令牌环局域网在内的数10Base-T STP 它是一种24 AWG的4对对绞线,比100Ω低损耗对绞线具有更好的传输特性,适用于16Mbit/s以上的速率,最高可达到100Mbit/s 它是具有高性能屏弊式的对绞线,有10Base-T 16Mbit/s令牌环 100Mbit/s局域网 EIA/TIA第四类 4 NEMA-100-24-LL UL Level EIA/TIA第四类 100Ω 低损耗 据传输速率,它可以是UTP,也可以是16Mbit/s令牌环 5 NEMA-100-24-XF 100Ω UL Level EIA/TIA150Ω STP 6 NEMA-150-22-LL NEMA-150-24-LL 注:
150Ω STP 22AWG或24AWG两种。它的数据传输速率可达100Mbit/s或更高,并支持600MHz频带上的全息图像 16Mbit/s令牌环 100Mbit/s局域网 全息图像 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MAU、MDI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0.4mm~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》和《大楼通信综合布线系统》的规定,国内只生产特性阻抗为100Ω和150Ω的两种规格,不生产120Ω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120Ω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120Ω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
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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0.85μm(0.8μm~0.9μm)和1.30μm(1.25μm~1.35μm)两种。以多模光纤(MMF)纤芯直径考虑,推荐采用50μm/125μm(光纤为GB/T 12357规定的A1a类)或62.5μm/125μm(光纤为GB/T 12357规定的A1b类)两种类型的光纤。在要求较高的场合,也可采用8.3μm/125μm突变型单模光纤(SMF)(光纤为GB/T 9771规定的BI.I类),其中以62.5μm/125μm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(即通信引出端)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。 ——此外,连接硬件尚有按外壳材料或组装结构以及特殊要求来划分的,因分类繁多且不常用所以不作细述。目前,国内外产品的连接硬件主要有100Ω的电缆布线用、150Ω的电缆布线用、光纤或光缆用(它们都包括通信引出端的连接硬件)三大类型。具体内容可参见产品说明。
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三、综合布线系统的指标参数
——1.综合布线系统的信道和链路 ——(1)信道和链路的区别
——信道是通信系统中必不可少的组成部分,它是从发送输出端到接收输入端之间传送信息的通道。以狭义来定义,它是指信号的传输通道,即传输媒质,不包括两端的设备。综合布线系统的信道是有线信道,从图1中可看出其信道不包括两端设备。
——链路与信道有所不同,它在综合布线系统中是指两个接口间具有规定性能的传输通道,其范围比信道小。在链路中既不包括两端的终端设备,也不包括设备电缆(光缆)和工作区电缆(光缆)。在图1中可以看出链路和信道的不同范围。 ——(2)链路的应用和级别
——在综合布线系统工程设计中,必须根据智能化建筑的客观需要和具体要求来考虑链路的选用。它涉及到链路的应用级别和相关的链路级别,且与所采用的缆线有着密切关系。目前链路有5种应用级别,不同的应用级别有不同的服务范围及技术要求。布线链路按照不同的传输媒质分为不同级别,并支持相应的应用级别。具体分类情况见表2。
表2 综合布线系统链路的应用级别和链路级别
序号 应用级别 布线链路传输媒质 1 2 3 4 A级 B级 C级 D级 A级对称电缆布线链路 B级对称电缆布线链路 C级对称电缆布线链路 D级对称电缆布线链路 应用场合 话音带宽和低频信号 支持应用的链路级别 最低速率的级别,支持A级 频率 100kHz以下 1MHz下 以中速(中比特率)数字信号 支持B级和A级的应用 16MHz以高速(高比特率)数字信号 支持C级、B级和A级的应用 下 超高速(甚高比特率)数字信支持D级、C级、B级和A级100MHz号 的应用 支持光缆级的应用,支持传输高速和超高速率的数字信号 速率10MHz及以上的各种应用 以下 10MHz及其以上 5 光缆级 光缆布线链路 按光纤分为单模光 ——特性阻抗为100Ω对称电缆及连接硬件的性能分为三类、四类、五类,它们分别适用于以下相应的情况:
——三类100Ω的对称电缆及其连接硬件,其传输性能支持16MHz以下速率的应用。
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——四类100Ω的对称电缆及其连接硬件,其传输性能支持20MHz以下速率的应用。 ——五类100Ω的对称电缆及其连接硬件,其传输性能支持100MHz以下速率的应用。 ——特性阻抗为150Ω的数字通信用对称电缆(简称150Ω对称电缆)及其连接硬件,只有五类一种,其传输性能支持100MHz以下速率的应用。
——在我国通信行业标准中,推荐采用三类、四类和五类100Ω的对称电缆;允许采用五类150Ω的对称电缆。
——(3)信道长度(传输距离)
——信道长度是综合布线系统中极为重要的指标。它是分别根据传输媒质的性能要求(如对称电缆的串音或光缆的带宽)与不同应用系统的允许衰减等因素来制定的。为了便于在工程设计中使用,在表3中列出了链路级别和传输媒质的相互关系,表中还列出了可以支持各种应用级别的信道长度。由于通信、计算机等领域的技术不断发展,在表3中规定的综合布线系统所支持的国际标准各种应用的目录并不完整,未能列入目录的某些应用也可被综合布线系统所支持,具体应根据通信行业标准中链路要求规定的内容办理。
表3 传输媒质可达到的信道长度
传输媒质 对称电缆 指标 名称 链路 最高传 光缆缆 多100Ω 100Ω 100Ω 150Ω 光A级 100kHz 2000 3000 3000 3000 1 B级 1MHz C级 16MHz 200 100 260 150 260 160 100 400 250 150 1 1 1 单模光1 1 1 1 级别 输速率 三类四类五类五类模应用举例 纤 纤 PBX(用户电话交换机),X.21/V.11 SO——总线(扩展),SO——点对点 S1/S2,CSMA/CD,1Base 5 CSMA/CD,10Base-T,令牌环,4Mbit/s,令牌环,16Mbit/s 令牌环,16Mbit/s,ATM(TP),TP0PMD CSMA/CD,FOIRL,CSMA/CD 光缆 1 信道 长度 (m) D级 100MHz 1 1 1 2000 3000 10Base-F,令牌环,FDDI,LCF FDDI SM FDDI,HIPPI,ATM,FC ——此外,国内外厂商目前正在研制六类线(传输速率200MHz)和七类线(传输速率
600MHz),其标准也在商讨制订中。所以在综合布线系统工程设计中,应充分注意相关技术的发展动态。
——2.综合布线系统各段缆线的最大长度
——综合布线全系统网络结构中的各段缆线传输最大长度必须符合图2中所示的要求。这是因为网络传输特性的限制,为保证通信质量所确定的。图2中的A、B、C、D、E、F、G表示相关段落缆线或跳线的长度。楼层配线架到建筑群配线架之间如采用单模光纤光缆作为主干布线时,其最大长度可延长到3000m。若采用国外产品不能满足我国通信行业标准规定的最大长度要求时,应设法采取技术措施,进行切实有效地调整。
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——3.对称电缆布线链路性能指标和主要参数
——根据我国通信行业标准规定,对称电缆布线链路性能指标和主要参数有以下几个:
表4 链路最大衰减值
频率(MHz) 0.1 1.0 4.0 10.0 16.0 20.0 31.25 62.5 100.0 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- A级 16 -- 最大衰减值(dB) C级 1 D级 1 B级 5.5 5.8 -- 3.7 6.6 10.7 14.0 -- 2.5 4.8 7.5 9.4 10.5 13.1 18.4 23.2 ——(1)特性阻抗 ——对称电缆布线链路的特性阻抗分别有标称值之内。 ——(3)近端串音衰减
——在综合布线系统任意两个线对之间,串音信号从主串回路发送端到被串回路近端的衰减即是近端串音衰减。其值包括布线链路两端的设备电缆和工作区电缆及连接硬件、跳线在内(但不包括设备的连接插座)。链路的近端串音衰减应大于或等于表5中所列值连成的折线。
表5 线对间最小近端串音衰减值
频率(MHz) 0.1 1.0 4.0 10.0 16.0 20.0 31.25 62.5 100.0 -- -- 23 39 -- -- 19 36 -- -- -- 35 -- -- -- 32 -- -- -- 27 -- -- -- 24 A级 27 -- -- 最大衰减值(dB) B级 40 25 -- C级 --- 39 29 D级 -- 54 45 ——(4)回波损耗 ——回波损耗又称反射衰减,它因链路特性阻抗的变化而产生。在综合布线系统的对称电缆布线链路的任一接口处,测试出的回波损耗应大于或等于表6中数值所连成的折线。
表6 对称电缆布线链路的最小回波损耗
频率(MHz) 最小回波损耗(dB)(暂定) 1~10 10~16 16~20 20~100 15 15 - 15 - 10 C级 18 D级 18 ——(5)衰减/近端串音衰减(ACR) ——链路的衰减与近端串音衰减的差值简称为衰减/串音比(ACR),以dB为单位。衰减
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/串音比RACR用下式计算: RACR=αc-α 式中:
——αc——任意两个线对间的近端串音衰减(dB) ——α——链路衰减值(dB)
——A、B、C级链路的ACR值可以利用表5中线对间最小近端串音衰减值与表4中的链路衰减值直接相减得出,所以不专门列表。但是D级链路的ACR值不能用公式直接得到,其ACR值应大于表7中所列数值连成的折线。D级链路要求同时符合链路最大衰减值、线对间最小近端串音衰减值和衰减/串音比值的要求,也就是说,D级链路除满足表4和表5规定要求外,还应有一定的富余度,才有可能满足ACR的要求。D级链路的最小ACR见表7。
表7 D级链路的最小衰减/串音比
频率(MHz) 1.0 4.0 10.0 16.0 20.0 31.25 62.5 100.0 40 35 30 28 23 13 4 最小衰减/串音比(dB) - ——(6)环路直流电阻 ——综合布线系统链路的环路直流电阻值应小于表8中的指标。它是按综合布线系统链路级别和信道长度给定的数值。
表8 最大环路直流电阻
链路级别 A级 B级 170 C级 40 D级 40 最大环路直流电阻(Ω) 560 ——注:1.100Ω对称电缆的环路直流电阻值应为19.2Ω/100m。 ———2.150Ω对称电缆的环路直流电阻值应为12Ω/100m。
——(7)传播时延
——综合布线系统链路的最大传播时延应小于表9中的指标。水平布线链路的最大传播时延应小于1.0μs
表9 最大传播时延
链路级别 测量频率(MHz) A级 0.01 B级 1 5.0 C级 10 1.0 D级 30 1.0 最大传播时延(μs) 20.0 ——(8)纵向变换损耗和纵向变换转移损耗 ——在ITU-T G.117建议中定义的纵向变换损耗(LCL)和纵向变换转移损耗(LCTL)值应大于表10中给定的值。
表10 最小纵向变换损耗和纵向变换转移损耗
频率(MHz) 0.1 1.0 4.0 10.0 16.0 -- -- -- -- 20.0 -- -- 100.0 -- -- 最小纵向变换损A级 30 -- -- 耗和纵向变换转B级 45 20 -- 共 69 页 第 12 页
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移损耗(dB) C级 35 30 在考虑中 25 D级 40 40 在考虑中 30 在考虑中 在考虑中 -- 在考虑中 在考虑中 在考虑中 ——此外还有转移阻抗,它适用于屏蔽的对称布线链路。具体要求尚在考虑中。 ——4.光缆布线链路性能指标和主要参数
——光缆布线链路性能要求适用于在一个传输窗口中只使用单一波长的情况。 ——(1)多模光纤和单模光纤波长传输窗口参数
——在综合布线系统中,常用的多模光纤和单模光纤链路的波长传输窗口参数见表11。
表11 多模光纤和单模光纤波长传输窗口参数
光纤模式、标称波长下限波长(nm) (nm) 多模光纤 单模光纤 850 1300 1310 1550 790 1285 1288 1525 上限波长(nm) 910 1330 1339 1575 最大光谱宽度基准试验波长(nm) (FWHM谱线) 850 1300 1310 1550 50 150 10 10 ——(2)光缆布线链路的衰减 ——光缆布线链路在规定的传输窗口测出的最大光衰减不应超过表12中的规定。表中指标已包括链路接头与连接插座的衰减在内。由BI.I类和A1b类光纤组成的光缆,如使用在多个布线链路(如水平布线链路加主干布线链路)组成的长光缆布线链路中时,其衰减不应超过11dB。这个指标仅适用于BI.I类和B1b类光纤,其它型号的光纤可能有更严格的要求,所以是不适用的。
表12 光缆布线链路的衰减(dB)
名称 水平布线子系统 建筑物主干布线子系统 建筑群主干布线子系统 单模光纤 链路长度(m) 1310nm 100 500 1500 2.2 2.7 3.6 多模光纤 1550nm 2.2 2.7 3.6 850nm 2.5 3.9 7.4 1300nm 2.2 2.6 3.6 3——(3)模式带宽 ——目前,单模光纤布线链路的光学模式带宽在国际上尚无规定。多模光纤布线链路的最大长度为2km,因此链路最小光学模式带宽不应大于表13中规定的数值。
表13 多模光纤布线链路的最小模式带宽
波长(nm) 850 1300 最小模式带宽(MHz) 100 250 ——(4)光回波损耗
——光缆布线链路的任一接口测得的光回波损耗应大于表14中的数值。
表14 最小光回波损耗
波长(nm) 多模光纤 850 1300 共 69 页 第 13 页
单模光纤 1310 1550 大赛人网站 www.dasairen.com
最小光回波损耗20 (dB) 20 26 26 ——此外,还有最大传播时延,在某些应用系统中有这种专门要求,在综合布线系统设计时应了解其需要,以便在光缆布线链路中考虑。
——在综合布线系统中所用的主要布线部件和其它的技术要求,如电气特性、机械物理性能及屏蔽接地要求等,因内容较多,受篇幅所限,在这里不作详细介绍。 附注:《大楼通信综合布线系统》和《数字通信用对绞/星绞对称电缆》各部分名称和编号: 1.大楼通信综合布线系统
第1部分:总规范(YD/T926.1-1997) 2.大楼通信综合布线系统
第2部分:综合布线用电缆光缆技术要求(YD/T 926.2-1997) 3.大楼通信综合布线系统
第3部分:综合布线用连接硬件技术要求(YD/T 926.2-1997) 4.数字通信用对绞/星绞对称电缆
第1部分:总规范(YD/T 838.1-1996) 5.数字通信用对绞/星绞对称电缆
第2部分:水平对绞电缆——分规范(YD/T 838.2-1997) 6.数字通信用对绞/星绞对称电缆
第3部分:工作区对绞电缆——分规范(YD/T 838.3-1997) 7.数字通信用对绞/星绞对称电缆
第4部分:主干对绞电缆——分规范(YD/T838.4-1997)
第三讲 综合布线系统与外界的配合
——本讲概述综合布线系统对房屋建筑、计算机网络系统、有线电视、闭路监视电视、建筑自动化系统和消防通信之间,在工程建设时,设计和施工方面的配合协调事宜。
——智能化建筑中都配备有各种公用设施(如水、气、电、通信和计算机系统等)和相应的设备(如建筑自动化的控制、显示和信号设备等),它们都是附属在建筑中的关键部分和基础设施,为建筑物的使用者服务,起到保证生产活动、居住生活和公共服务等正常进行的重要作用。如果没有这些关键部分和基础设施或虽有这些设施,但因工程质量低劣而无法正常运行,将会降低智能化建筑的使用价值。作为通信和计算机系统等基础设施的联系纽带——综合布线系统,它与房屋建筑、电视和楼字自动化系统及其它设施都有密切关系,它们存在于同一个整体内,既是相辅相成、彼此结合的统一体,又有各自独立的不同性质。因此,作为智能化建筑配套的基础设施——室内通信线路综合布线系统,在综合布线系统的工程设计和安装施工时,必须经常与房屋建筑和各种设施的设计及施工单位配合协调,采取统一考虑和妥善处理方式,及时解决问题,以保证达到智能化建筑正常发挥其智能化功能的目的综合布线系统外界配合的具体内容如下所述。
一、与土建设计和施工的配合
——由于综合布线系统所需的电缆竖井、设备间和交接间等设施,以及暗敷管道、线槽、洞孔等都与房屋建筑同时设计和施工,因为它们都属于永久性的房屋建筑中的组成部分,所以在综合布线系统工程设计和施工时,应紧密相互配合,切不可互相脱节或发生矛盾,避免造成不应有的损失或遗留难以弥补的后患,这些都关系到智能化建筑的主体功能和综合布线系统的服务质量。与土建设计和施工的配合有以下几个主要部分:
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——1.通信线路引入房屋建筑部分 ——综合布线系统都需对外连接,其通信线路的建筑方式应采用地下管道引入,以保证通信安全可靠和便于今后维护管理(包括直埋电缆或直埋光缆穿管引入方式),具体配合的主要内容有:
——(1)综合布线系统通信线路的地下管道引入房屋建筑的路由和位置,应与房屋建筑设计单位协商决定。它是由房屋的建筑结构和平面布置、建筑物配线架的装设位置。与其它管线之间有元互相影响或矛盾等因素综合考虑的。如地下管道引入部分有可能承受房屋建筑的压力时,应建议在房屋建筑设计中改变技术方案或另选路由及位置,也可建议采用钢筋混凝土过梁或钢管等方式,以解决通信线路免受压力的问题。
——(2)引入管道的管孔数量或预留洞孔尺寸除满足正常使用需要外,应适当考虑备用量,以便今后发展,要求建筑设计中必须考虑。为了保证通信安全和有利于维护管理,要求建筑设计和施工单位在引入管道或预留洞孔的四周,应作好防水和防潮等技术措施,以免污水和潮气进入房屋。为此,空闲的管道管孔或预留洞孔及其四周都应使用防水材料和水泥砂浆密封堵严。这部分施工应与房屋建筑施工同步进行,以保证工程的整体性,提高工程质量和施工效率。
——2.设备间部分
——建筑物配线架均设于专用设备间内,它是综合布线系统中的枢纽部分。为此,在设备间的有关设计和施工应注意以下几点:
——(1)在综合布线系统工程设计时,对于设备间的设置及其位置,可考虑与其它系统配套安装保安设备的房间合用,以节省房间面积和减少线路长度,但要求各个系统安装主机的房间在建筑设计中尽量相邻安排。如果是综合布线系统专用的设备间,要求建筑设计中将其位置尽量安排在邻近引入管道和电缆竖井(或上升管槽、上升房)处,以减少建筑中的管线长度,保证不超过综合布线系统规定的电缆或光缆最大距离。同时要求建筑设计中对通信线路路由选择要合理,如过多地经过走廊或过厅等公共场所或其它房间,不但会增加工程建设造价,也不利于安装施工和维护管理。
——(2)设备间的面积应根据能安装所有屋内通信线路设备的数量,规格尺寸和网络结构等因素综合考虑,并留有一定的人员操作和活动面积。根据实践经验,一般不应小于10m2。 ——在设备间内不得有煤气管、上下水管等管线,以免对通信设备发生危害,在建筑设计中必须考虑上述要求。其它如光线、温度、相对湿度、防火和防尘要求以及交流电源等,都需向建筑设计单位提出建设标准的具体内容,以求满足通信需要,这些工艺要求在综合布线系统设计中都要考虑,并及时与建筑设计单位协商,以便配合。 ——3.建筑物主干布线部分 ——在智能化建筑中,综合布线系统的建筑物主干布线部分的缆线,从建筑物的低层向上垂直敷设到顶层,形成垂直的主干布线,一般采取在上升管路(槽道),电缆竖井和上升房等辅助设施中敷设或安装。在建筑设计时,对上升管路的数量(或槽道的尺寸)、电缆竖井和上升房的大小及防火等工艺要求,应与综合布线系统设计互相配合,共同研究确定。如综合布线系统的主干部分缆线利用其它管线竖井敷设时,应与电缆竖井合设的其它管线单位综合协商决定具体安装位置等事宜。 ——4.楼层水平布线部分
——水平布线子系统在智能化建筑中是分布到各个楼层,几乎覆盖各个楼层的整个面积,它是综合布线系统中最为繁琐复杂但非常重要的支线部分,具有分布较广、涉及面宽、最临近用户等特点。因此,它与建筑设计和施工常有矛盾,必须协作配合,加强协调。它涉及楼层水平布线的管路或槽道的路由、管径和槽道规格、通信引出端的位置和数量、预留穿放缆线的洞孔尺寸大小以及各种具体安装方式等问题。此外,水平布线的敷设和楼层配线架及通信
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引出端的安装以及预留洞孔的尺寸,都要结合所选用的设备型号和缆线规格要求,互相吻合。建筑设计和施工时除必须按照建筑规范执行外,还要考虑通信专业标准的规定。做到既能满足目前用户通信需要,又为今后发展留有余地,具有一定的兼容性和灵活性,使水平布线子系统能适应今后的变化。
——智能化建筑内部装修标准较高时,尤其是重要的公用场所(如会议厅和会客室等),综合布线系统工程的施工时间和安装方法必须与建筑内部装修工程协调配合,以免在施工过程中互相影响和干扰,甚至发生彼此损坏装饰和设备。为此,在综合布线系统工程设计和施工的全过程,均应以智能化建筑的整体为本,主动配合协作,做到服从主体和顾全大局。
二、与计算机系统的配合
——在智能化建筑中因传输各种信息的需要,通信技术和计算机网络技术必须互相渗透和彼此融合,组成同一物理网,以满足客观需要和实现传输要求。因此,在综合布线系统工程设计和施工中,必须与计算机网络系统的策划单位密切配合。由于计算机网络系统技术较为复杂,具有内容独特、涉及面广等特点,详细内容见其专业书籍,这里仅就与综合布线系统工程的有关部分予以介绍。
——1.计算机网络体系和网络拓朴结构及数据传输速率 ——(1)计算机的网络体系 ——众所周知,计算机网络体系可分为局域网、广域网和城域网3种类型。它们在服务范围、网络结构和技术要求等方面虽有较大差别,但也有相同特点。广域网或城域网的形成都基于局域网之间互联,形成更大覆盖范围的网络,使网络结构复杂和技术功能增加。因此,在综合布线系统工程设计和施工过程中,必须以局域网为基本服务对象,同时重视局域网的网络拓扑结构、计算机的传输速率和用户需要等环节,选用配备相应等级的设备和缆线,以保证通信技术和计算机技术融合的网络系统正常运行。 ——(2)网络拓扑结构
——计算机局域网的网络拓扑结构主要有星型、环型、总线型和混合型4种。在综合布线系统工程中最常用的是星型网络拓扑结构。如要将星型网络拓扑结构改变成环型或总线型的拓扑结构,可以在配线架上对电缆(或光缆)及应用设备进行适当连接,将原有网络由星型实现环型和总线型的网络拓扑结构,如图1所示。
——(3)计算机系统的数据传输速率 ——在选用综合布线系统的类型时,对于需传送数据系统信息的场合,应考虑满足该系统的数据传输速率要求,在设备和部件的选型时,选用相应等级,以符合传输标准和有关规定。尤其是计算机网络系统的数据传输速率要求不一样,具体情况有所不同,在设计中必须慎重考虑,必要时应与计算机网络系统策划单位商讨决定。目前国内较常使用的计算机系统的数
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据传输速率见表1。
表1 计算机系统的传输速率要求
计算机型号和规程 RS-22 DCP Star LAN 1 IBM 3270 4M Token Ring 传输速率要求(bit/s) 计算机型号和规程 ≤20k 100k 1M 1M~10M 4M 10Base-T 16M Token Ring TP-PMD/CDDI 100 Base-T ATM 传输速率要求(bit/s) 10M 16M 100M 100M 155M/622M ——2.计算机系统和通信系统的配合
——由于智能化建筑的建设规模、设备配置和具体情况有所不同,计算机系统和通信的配合也有差别。但一般有设备位置的设置,通信线路的配备与敷设等问题。 ——(1)设备位置的设置
——在建设规模和建筑面积较小的智能化建筑中,智能化程度不高,计算机主机和用户电话交换机容量都较小时,计算机系统和通信系统设备可以考虑合设在同一个专用机房内,以节约建筑面积,减少缆线长度和便于维护管理。如有条件也可根据具体情况,分别在各自的专用机房中设置。在智能化程度较高的大型智能化建筑或建筑群体(包括智能化小区)中,由于综合布线系统的建设规模和服务范围均较大,应将计算机主机、用户电话交换机和其它自动控制设备(如大楼自动化等设备)分别设置在各自的专用机房,这样有利于分工负责维护管理。当计算机主机等设备拟采取分设时,为了便于利用已有综合布线系统的缆线和设备互相连接,要求建筑设计中宜尽量将其它系统的机房位置也邻近通信系统的主要机房(如安装建筑物配线架的设备间或用户电话交换机房),甚至可把与综合布线系统极为密切相关的硬件和设备(如计算机网络系统中的路由器等)放在通信系统的设备间或机房内,这样更便于连接和有利维护。
——(2)通信线路的配备
——计算机系统的网络需与外界联网时,必须配备对外传输信息的通信线路,其线路数量和设置方式应根据计算机系统网络对外业务流量和流向的多少来确定。在大型智能化建筑(包括高层智能化建筑)中计算机系统的通信线路可以自备专用或采取租用专线通道(即与通信系统的线路合用)方式。计算机系统每日对外的工作时间较长(如超过2h甚至更多)的数据链路宜设自备专用线路,也可经过技术经济比较后选用租用通道方式。专用通信线路宜采用双回路系统,也可采用自备专用通信线路和与通信系统合用线路互为备用的方式,以保证通信系统和计算机系统运行安全可靠。当计算机系统每日对外的工作时间较短且业务流量较小时,一般可使用通信系统的交换链路传输信息,这时可考虑与通信系统的线路合用,以节省工程初次投资和日后维护费用。 ——(3)通信线路的敷设要求
——在智能化建筑中通信和计算机两个系统采用联网的综合布线系统时,在通信线路敷设的设计中必须按通信技术和计算机技术的有关标准规定及具体要求考虑,以满足双方的需要。有关设计和施工部分具体细节将在以后的专门文章介绍。
三、与公用通信网的配合
——综合布线系统是设在智能化建筑中的基础设施,它与建筑主体成为密不可分的整体。但综合布线系统的本身功能是为智能化建筑对内或对外传输信息服务,因此,它必须与当地的公用通信网相连接。从通信网络的全程来看,综合布线系统是本地网用户线路最临近用户终
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端的末梢部分,且是极为重要的环节之一。根据原邮电部于1997年12月发布的YDN.061-1997《接入网技术体制》(暂行规定)中规定,从完整的接入网(又称用户接入网)物理参考模型来看(参见图2),综合布线系统是用户驻地网(CPN),在标准中规定CPN属于用户内部的设备,不在该标准的范围内。在图中灵活点(FP)和分配点(配线点)(DP)是用户线路中两个最重要的信号分路点,它大致相当于传统铜线用户线路的交接箱和分线盒。在实际应用和工程配置时,可以有各种不同程度的简化,最简单的是距离端局不远的用户可以直接与端局相连。
——从图2中可见,所谓接入网一般是指本地网端局电话交换机或RSU至CPN之间的部分。其中RT可以为数字环路载波系统(DLC)的远端复用器或集中器,其位置比较灵活,有时可设在FP或其它位置。图2中RSU和RT等设备可根据实际需要决定是否设置。 ——在综合布线系统设计时,与公用通信网的连接方式,除结合本身网络结构和所用缆线等特点外,还需考虑当地公用通信网络结构。采用的缆线和设备以及工程范围(如单幢建筑或建筑群体)等因素,此外,须注意今后维护和业务管理的分界,以利于分工负责维修和管理。为此,具体连接方式的细节必须与当地公用通信网的单位进行协调配合,商讨决定较为合理的方案。
四、与其它系统的配合
——在智能化建筑中除通信和计算机系统外,主要还有有线电视系统(CATV)和民用闭路监视电视、大楼自动化控制系统和消防通信系统等。在综合布线系统设计中,必然会遇到与其它系统互相配合的问题。因此,必须充分了解和掌握其使用特点、技术功能和有关要求以及今后发展趋势等情况,以便选用技术先进、经济合理和切实可行的技术方案。 ——1.与有线电视系统和民用闭路监视系统的配合 ——在综合布线系统工程设计时,应按国家技术监督局和建设部联合发布的国家标准《有线电视系统工程技术规范》(GB 50200-94)和《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB 50198-94)中的有关规定执行。其中主要有以下几点必须配合协调。 ——(1)关于传输媒质问题
——目前,有线电视系统和民用闭路监视电视系统所采用的传输媒质为75Ω阻抗的同轴电缆较多,当计算机的局域网的传输媒质也采用75Ω或50Ω的同轴电缆时,应注意它们的不同传输频宽和阻抗匹配,予以考虑配合。此外,还应注意根据它们图像信号传输方式和传输距离的不同,采取不同的技术措施或加装设备。如统一采用光缆,应考虑光电器件和相应设备必须符合经济实用和切实可行的原则。 ——(2)关于传输线路的敷设问题
——在综合布线系统工程设计和施工中,如有线电视系统和民用闭路监视电视系统中所用电
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缆和光缆与通信系统基本相同,可根据通信线路设计和施工的标准办理。在智能化建筑中的线路均应采用暗管敷设方式,与其它管线之间的间距应按通信线路的要求考虑;如上述两个电视系统的缆线单独设置,与综合布线系统的缆线平行或交叉敷设时,其间距均不得小于0.1m。综合布线系统工程中与上述两个电视系统的配合,主要是传输媒质的线路部分,两个系统的设备配置和设置要求等均属于该系统的专业范围。总之,在互相配合协调时,应同时执行综合布线系统和两个电视系统的有关标准中规定的要求,尽量做到统一和融合,适当考虑各个系统的特殊性和不同点。 ——2.与建筑自动化系统的配合
——建筑自动化系统(BA或BAS系统)是将智能化建筑或建筑群体(如智能化小区或智能化社区)内的电力、供水、空调、保安和运输等系统的设备运行和能源使用等情况,实行集中监控、自动监测和科学管理的高度智能化的综合管理系统,它是智能化建筑的重要功能部分。建筑自动化系统的各种设备均由所属系统考虑,它们的传输信息的线路可由综合布线系统统一规划和通盘考虑,如纳入综合布线系统工程设计和施工中,一般应注意以下几点: ——(1)关于纳入综合布线系统的技术方案
——智能化建筑中的建筑自动化系统,其线路常用于传输控制、监测和显示等低压信号(低压信号主要指各种控制、监测、信号显示或音响报警等24V以下直流信号)。为了解决智能化建筑因控制设备和信号装置的分设且远距离传输低压信号等问题,采取利用综合布线系统中的缆线进行传送,这种技术方案能使建筑内部线路品种和数量大为减少,且简化网络结构,既能降低工程建设造价和日常维护费用,又有利于施工安装和管理工作。在统一考虑纳入综合布线系统的技术方案时,应注意: ——①建筑自动化系统品种类型较多,有星型、环型和总线型等不同的网络拓扑结构,其终端设备使用性质各不相同,且它们的装设位置也极为分散。而综合布线系统的网络拓扑结构为星型,各种缆线子系统的分布也不能完全与各个系统互相吻合。因此,在综合布线系统设计中,不可过于强求全程综合,而应结合实际情况有条件地将具体部分线路段落纳入综合布线系统中。 ——②低压信号不包括24V火灾报警、消防联防等直流信号。按照国家标准规定要求火灾报警和消
防专用的信号控制传输线路应单独设置,不得与建筑自动化系统的低压信号线路合用。因此,在综合布线系统中这些线路也不应纳入。 ——③建筑自动化系统如在传输信号过程时,有可能产生电缆线路短路、过压或过流等问题,必须采取相应的保护措施,不应因线路障碍或处理不当,将交直流高电压或高电流引入综合布线系统而损坏通信设备,造成更大的事故。
——(2)关于建筑自动化系统传输信号线路的选用
——由于建筑自动化系统中包含有各种设备,其控制、监测的信号和要求及位置有所不同,应根据它们的数据或信号的传输速率、客观环境、设备特点和工程费用等来选择相应的缆线,通常选用的缆线品种与综合布线系统所用相同或类似,主要有对绞线对称电缆、同轴电缆和光缆等。在智能化建筑内若线路的段落不长时,宜优先选用对绞线对称电缆;如经过屋外敷设时,宜采用同轴电缆或对称电缆;当周围环境的电磁干扰特强或因传输需要,经技术经济比较后采用光缆合理时,也可采用光缆。 ——3.关于消防通信系统问题
——消防通信是一个关系到国家财产和人身安全的重要设施。我国早在国家标准《火灾自动报警系统设计规范》(GBJ 116-88)和国家标准《火灾自动报警系统施工验收规范》(GBJ 50166-92)都对消防通信系统提出以下原则要求:
——(1)在智能化建筑中专用的消防通信应为独立的火警电话通信系统,不得与其它通信
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系统合用。所以综合布线系统中不应包含有消防通信系统的布线部分,但须综合考虑它们可作为互相备用的通信系统,以保证通信运行安全可靠。
——(2)按照规范要求,在智能化建筑中必须设置对讲电话或对讲录音电话。在综合布线系统中一般不设对讲电话的通信线路,但在具体布线设计中,可考虑能临时连成通路(在各个配线架上跳接连成通道),以供对讲电话临时急用的备用线路。
——(3)智能化建筑的消防控制室内应设置向当地公安消防部门直接报警的外线电话。其通信线路可以通过综合布线系统与公用通信网连接,也可以设专线直接与公用通信网连接。如有条件,应两者兼有为好。
——(4)消防通信系统的传输线路一般不与综合布线系统合设,但有时为了保证消防工作正常进行或特殊要求,在综合布线系统的某些段落适当考虑互相结合,设有备用通路。为此对于消防通信的传输线路技术要求也需要了解和掌握,以便设计时选用相应型号和规格的缆线。
——纵然有些与通信线路的有关标准要求相似时,也必须严格遵循防火规定。
第四讲 用户信息需求的调查和预测
——本讲系统地介绍了智能化建筑和智能化小区的基本功能和划分类型:详细叙述了用户信息需求调查的工程范围、基本要求和预测方法;并对调查预测中的各种估算方法及参考指标作了简要说明。
——智能化建筑和智能化小区(又称智能化社区)中的综合布线系统是重要基础设施之一。其技术性能高低和服务质量好坏,直接影响到智能化建筑和智能化小区的使用功能、服务效果和自动化程度。为了使综合布线系统更好地满足客观要求,除了系统设备和布线部件的技术性能及产品质量确有保证外,更主要的是要能适应用户信息在业务种类、具体数量以及位置(主要表现在通信引出端位置)等各方面的变化和增长的需要。为此,在综合布线系统工程的规划和设计前,必须对智能化建筑和智能化小区的用户信息需求进行调查和预测,这也是编制建设规划、工程设计和今后维护管理的重要依据之一。
——在综合布线系统工程规划和设计前所进行的用户信息需求的调查和预测,相当于本地电话网的用户预测的内容。其具体要求,就是对通信引出端(又称信息点或信息插座)的数量、位置以及通信业务需要进行调查预测,如果建设单位能够提供工程中所有信息点的详实资料,且能够作为设计的基本依据时,可不进行这项工作。
——通常,智能化建筑和智能化小区的建设规模、工程范围以及性质类型都会有所不同,即使基本相同,其使用功能、业务性质、人员数量、组成成分以及对外联系的密切程度也会有所区别。因此,用户信息调查预测是一项非常复杂、极为细致和繁琐的工作。用户信息调查预测的结果是综合布线系统的基础数据,它的准确和详尽程度将会直接影响综合布线系统的网络结构、设备配置、缆线分布以及工程投资等一系列重大问题。这些问题能否正确解决,与工程建设方案和日常维护使用密切相关,并对今后的发展有一定影响,所以用户信息需求调查预测非常重要。
——一、用户信息需求调查预测的对象和范围
——1、用户信息需求调查预测的对象
——综合布线系统是通过传输网络进行信息服务的基础设施,它的建设对象有智能化建筑和智能化小区两种类型。二者的智能化程度在基本功能方面有相同之处,也有一些区别。为此,在进行用户信息需求调查预测时,对它们的基本功能必须充分了解和熟悉掌握。下面分别介绍智能化建筑和智能化小区的基本功能。
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——(1)智能化建筑
——众所周知,智能化建筑由大楼自动化、通信自动化和办公自动化三大部分组成。其基本功能如下所述: ——①大楼自动化(又称建筑自动化)
——大楼自动化主要是对智能化建筑中所有机电和能源设备实现智能化管理。它以计算机和中央监控系统为核心,对建筑内部的供水、电力、空调、冷热源、防火、防盗及电梯等各种设备的运行情况进行集中监控和科学管理,提供适宜的温度、湿度、亮度以及空气清新的工作和生活环境,达到高效、节能、舒适、安全、方便和实用的要求。具体有以下基本功能: ——a..安全保安监控功能 ——· 在智能化建筑内重要场所安装保安、监视闭路电视设备及各种特种保安监控设备等(包括告警显示和录制设备); ——· 与外界相连的开口部位(如门、窗)的警戒和人员出入的识别装置(包括门锁、钥匙管理和磁卡门、电脑识别系统); ——· 紧急报警、处警和联络设施:在发生紧急事故时,可立即传送声音、光等报警信号,并利用广播紧急呼叫,或用通信联络(如对讲电话)等手段进行处理。 ——b.消防灭火报警监控功能 ——· 安装烟火(包括有害气体)探测传感装置和自动告警控制系统,以便及早发现火灾迅速告警; ——· 联动启闭消防栓、自动喷淋及卤代烷等灭火装置和相关设备; ——· 具有自动排烟、防烟、疏散人员的通道(包括控制消防电梯和关闭卷帘防火门)和事故照明电源等。
——c.公用设施监控功能
——公用设施监控功能是大楼自动化系统中最核心的部分,它是衡量智能化建筑服务质量优劣的关键部位。主要有以下几项: ——· 高低压、变配电和一般照明电源等设施的监控; ——· 给水用:水和卫生等设备的监控; ——· 采暖、通风和空调等设施的监控; ——· 时钟和各种传感器等装置的监控; ——· 电梯、锅炉和公用饮水等设施的监控; ——· 停车场或车库出入自动管理系统的监控。 ——②通信自动化
——通信自动化通常由以程控电话用户交换机为核心的通信网及计算机局域网组成。这些设备通过通信传输网络与外部公用通信设施连网,高速而准确地处理语音、数据、文字和图像等各种信息,为智能化建筑的使用者提供各种通信手段。
——通信自动化主要由语音、数据和图文三部分组成。细分一般有以下系统: ——a.电话系统;
——b.传真系统(包括传真存储转发); ——c.会议电视和会议电话系统; ——d.闭路监视电视系统; ——e.可视图文系统; ——f.电子邮件信箱系统; ——g.数据传输系统; ——h.卫星通信系统; ——i.计算机局域网络。
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——③办公自动化
——办公自动化是在通信自动化的基础上建立起来的。它通常以计算机为中心,配置传真机、电话机、文字处理机、复印机、打印机、声音和图像存储装置等现代化办公及通信设备(包括相应软件)。按它的基本功能和业务性质可分为以下三部分: ——a.电子数据处理和视听系统。主要用于处理日常办公中的大量事务性工作,如发送通知、打印文件、汇总报表和组织会议等;
——b.信息管理系统。主要对信息流进行控制管理,通过信息交换和资源共享等方式得到准确。快捷和优质的服务。具体有文档资料管理、电子邮件和电子数据交换等。
——c.支持管理决策系统。先进的办公自动化系统可以根据预定目标提供辅助决策功能。如参与收集信息、拟定方案、分析研究和评价选定等一系列活动。 ——(2)智能化小区 ——近期,我国建设部计划用5年左右的时间,在全国建成一批智能化小区的技术示范工程。小区的建设规模定为大中城市一般不小于10万m2,小城市或县城不小于3万m2;建设期限以不超过3年为宜;建设规模较大的小区可考虑分期实施。
——建设部还规定智能化小区示范工程分为三种类型,其智能化程度达到的要求如下: ——①普及型智能化小区应实现6项基本功能: ——a.小区内设立计算机自动化管理中心; ——b.水、电、热等自动计量和收费;
——c.小区实行封闭管理,具有安全防范系统和自动化监控系统; ——d.住宅的火灾、有害气体泄漏实行自动报警; ——e.住宅设置紧急呼叫系统;
——f.对小区的关键设备和设施实行集中管理,对其运行状态实施远程监控。 ——②先进型智能化小区,除实现普及型小区的6项基本功能外,还应有以下要求: ——a.实行小区与城市区域联网,实现互通信息和资源共享;
——b.通过网络终端设备实现医疗、文化娱乐、商业等公共服务和费用自动结算(或具备实施条件);
——c.住宅用户通过家庭电脑实现阅读电子书籍和出版物等。 ——③领先型(又称超前型)智能化小区该小区除实现普及型和先进型的所有基本功能外,还应实施小区开发全生命周期中的现代信息集成系统,达到提高服务质量、进行有效的物业管理和改善居住环境的目标。
——2.用户信息需求调查预测的范围
——综合布线系统工程设计的范围就是用户信息需求调查预测的范围。该范围有两种含义,在预测工作中应统筹兼顾,全面考虑。 ——(1)工程区域的大小
——综合布线系统的工程区域有单幢独立的智能化建筑和由多幢组成的智能化建筑群(包括校园式小区和智能化小区)两种。前者的用户信息预测只是单幢建筑的内部需要;后者则包括多幢组成的智能化建筑群内部的需要。显然后者用户信息调查预测的工作量要增加若干倍。
——(2)信息业务种类的多少
——目前,综合布线系统一般用于话音、数据、图像和监控等信息业务。由于智能化的性质和功能不同,对信息业务种类的需求有可能增加或减少。在用户信息调查预测中,必须根据用户的实际需要选择信息业务的种类。
——二、用户信息需求调查预测的基本要求
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——为提高用户信息需求调查预测的准确性,必须遵循以下基本要求。
——(1)充分体现三个要素,提高用户信息需求预测的准确性。在智能化建筑中,对于所有用户信息业务种类(包括电话机、计算机、图像设备和控制信号装置等)的信息需求的发生点都应包含三个要素:即用户信息点出现的时间、所在的位置和具体数量。否则在工程设计中无法确定配置设备和敷设缆线的时间、地点、规格和容量。因此,对此三个要素的调查预测应尽量作到准确、详实而具体。
——(2)以近期需求为主,适当结合今后发展需要,留有余地。智能化建筑一旦建成,其建筑性质、建设规模、结构形式、使用功能、楼层数量、建筑面积和楼层高度等一般都己固定,并在一定程度和具体条件下已决定其使用特点和用户性质(如办公楼或商贸业务楼等)。因此,智能化建筑内近期设置的通信引出端(又称信息插座)的位置和数量,在一般情况下是固定的。在用户信息需求预测中,应以近期需求为主,但要考虑智能化建筑的使用功能和用户性质在今后有可能变化。因此,通信引出端的分布数量和位置要适当留有发展和应变的余地。例如:对今后有可能发展变化的房间和场所,要适当增加通信引出端的数量,其位置也应布置得较为灵活,使之具有应变能力。
——(3)对各种信息终端统筹兼顾、全面调查预测。综合布线系统的主要特点之一是能综合话音、数据、图像和监控等设备的传输性能要求,具有较高的兼容性和互换性。它是将各种信息终端设备的插头与标准信息插座互相配套使用,以连接不同类型的设备(如计算机、电话机、传真机等)。因此,在预测过程中,对所有信息终端设备都要统筹兼顾、全面考虑,不应偏废哪一种信息,以免造成遗漏。
——(4)根据调查收集到的基础资料和了解的工程建设项目的情况,参照类似智能化建筑的建筑性质、建设规模和使用功能进行分析比较和预测,初步得到综合布线系统工程设计所需的用户信息,其数据可作为参考依据。
——(5)将初步得到的用户信息预测结果提供给建设单位或有关部门共同商讨,广泛听取意见。如初步预测结果是由建设单位提供时,工程设计人员应了解该预测结果的依据及有关资料,共同对初步预测结果进行分析讨论,并进行必要的补充和修正。
——(6)参照以往其它类似工程设计中的有关数据和计算指标,结合工程现场调查研究,分析预测结果与现场实际是否相符,特别要避免项目丢失或发生重大错误。 ——三、用户信息需求量估算参考指标
——由于智能化建筑的类型较多,其建筑规模、使用性质、工程范围和人员结构也不同,例如办公大楼和商场就显然有别,因此,用户信息需求量的估算指标也有多种。此外,智能化建筑和智能化小区是新兴事物,工程中积累的经验和数据较少,而且有关数据和参考指标也不是固定不变的,应随着科学技术的发展和形势的变化而不断修正、补充和完善。在使用这些数据和指标时,还应结合工程现场的实际情况,不宜生搬硬套,以免产生错误的后果。 ——1、智能化建筑信息需求量估算参考指标 ——(1)综合办公楼和商贸租赁大厦
——这一类型中主要有政府机关。公司总部和商贸中心等,也包括专业银行、保险公司和股票证券市场,其用户信息需求的预测指标一般有以下几种: ——①按在职工作人员的数量估算。通常党政机关、金融单位、科研设计部门的每个工作人员应配有一个信息点。规模较小或不太重要的部门可以2~3个工作人员配有1个信息点。在比较特殊或重要的部门,其信息点数量可增加到每人两个或更多。 ——②按组织机构的设置估算。在一般行政机关、工矿企业、科研设计等部门,可根据其组织机构、人员编制及对外联系的密切程度来考虑。一般单位的处级最少配置34个信息点,科室至少配有2个信息点,也可根据实际需要和业务量多少增减信息点数量。
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——(2)交通运输和新闻机构
——这一类单位包括航空港、火车站、长途汽车客运枢纽站、航运港、通信枢纽楼、公交指挥中心等;此外,还有广播电台、电视台、新闻通讯社和报社等。上述单位的智能化建筑都属于重要的公共建筑,要求很高,信息需求量大,一般有以下几种预测指标: ——①按工作人员的数量估算。根据单位的工作性质、业务量多少和对外联系密切程度估算。重要单位每人应配备1个信息点,一般单位最少2~3个人配有1个信息点。 ——②按工作岗位设置估算。有些单位(如客运、货运调度岗位)采用的是24h工作制,而且业务性质较重要,除必备的信息点外,还应设置备用信息点,以保证工作不间断。 ——③按参与活动和来往人员的多少估算。在从事交通运输工作的智能化建筑中,参与活动和来往人员较多,且活动时间较长和对外联系频繁,因此,可根据上述因素估算信息点数量。一般可以按正比关系考虑,信息点的设置位置也应考虑人员分散活动的特点。 ——(3)其它类型的重要建筑
——这类建筑较为复杂,各有特点,其中有高级宾馆饭店、商城大厦、购物中心、医院、急救中心、贸易展览场馆、社会活动中心或会议中心等。其估算参考指标除可采用上述几种外,还可用以下几种: ——①按经营规模的大小或工作岗位的多少来估算。如商场按柜台、宾馆饭店按房间,会议中心按座位,医院按床位或门诊病人数量作为基本计量单位。但要注意上述智能化建筑本身的差异很大,对信息的需求也就不同,在估算时必须有所区别。 ——②按建筑面积大小估计。上述几种场所也可按建筑面积的大小,办公室房间的多少、商场营业面积、商贸洽谈场所数量面积和展览摊位数来估算。
——此外,还可根据建筑性质,按其内部具体单位数量来估算。如以租赁大厦的租用单位多少进行估算。或采取人员数量和建筑面积相结合进行估算。 ——2、智能化小区信息需求量估算参考指标 ——智能化小区一般是以居住建筑为主,其它为公共服务设施的建筑群组成。它与智能化建筑有所不同,其估算参考指标也不一样。如智能化小区为高等院校的校园街坊时,可根据其建筑性质和功能,参照智能化建筑用户信息需求的参考指标进行估算。 ——智能化小区中的居住建筑可分为以下几类,在用户信息需求估算时,对它们应加以区别。 ——(1)按居住建筑使用对象划分:有别墅式住宅、高级干部住宅、一般干部住宅和普通住宅,后两种又称为经济适用住房。由于建筑使用对象不同,与外界的联系频繁程度和生活方式的差异,对通信的需求也有很大区别。
——(2)按居住建筑的房间数和套型划分)有小套、中套、大套和特大套;房间数分1室型、2室型、3室型和3室以上型等几种。
——(3)按居住建筑的智能化程度划分:有普及型、先进型和领先型(又称超前型)3种。 ——对于上述居住建筑用户信息需求的估算参考指标有以下几种: ——①按建筑套数估算,并根据套型大小分成不同级别; ——②按每套中的房间数量估算; ——③按居住面积的智能化程度高低而分级估算。 ——3、用户信息需求量估算的参考指标选定
——综合布线系统工程中的用户信息需求预测包括所有信息业务,如话音、数据、图像和自控信号等。作为综合性的信息点估计推算较为复杂,目前尚无完全能较准确反映实际情况的数据。这里列出近期在一些工程中,对属于办公性质的场所初步积累的数据。此外,还参考国内外有关智能化小区的资料列出居住建筑的参考指标,供用户信息需求量估算时使用,但不能作为标准的依据。办公性质的智能化建筑和智能化小区居住建筑用户信息点的参考指标,分别见表1和表2。
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——表1中类别1、2、3、4类分别为“一般”、“中等”、“高级”、“重要”和“特殊”,它们是按智能化建筑所处环境、建筑性质和使用功能来分类的。如以智能化建筑所处环境来分:“一般”是指中等城市的行政办公楼;“中等”是指大中城市中的办公楼;“高级”是指首都、直辖市或特大城市中的办公楼;“重要”和“特殊”是指用户要求极高、内部功能齐全、社会影响较大的国家级办公楼。表1中的参考指标均有上下限数值,在使用时,应根据智能化建筑的实际情况分别取用上限或下限。
类别 办公室房间面积 行政办公类型 1(一般) 2(中等) 3(高级) 15m2~25m2/间 3~5 3~5 2~4 4(重要和特殊)20m2~30m2/间 4~6 5~7 4~6 15m2以下/间 10m2~20m2/间 1~3 2~4 3~5 2~4 智能化商贸租赁类型 1~3 建筑的性质 交通运输新闻科技1~3 类型 信息业务种类 话音、数据、图话音、数据、图像、话音、数据、图像、话音、数据、图像像 监控 监控、保安 控、保安、报警 办公室房间面积一般不小于10m2/间 备注 办公室房间面积30m2/间时,本表不表1 办公性质的智能化建筑用户信息点的参考指标
——此外,表1中信息业务是指在一般情况下所包含的内容,它不是绝对的。由于智能化建筑的性质和功能不同,用户所需的信息业务各异。在用户信息需求估算时,应按智能化建筑中用户的实际需求调查数据。
——表2中将各种估算的参考指标一并列入,在表中有上下限的数值或有两种智能化程度类型,这说明在使用它们时有一定范围。在用户信息需求估算时,应根据智能化小区的实际情况来取定。
使用对象 套型 别墅式 特大 高级干部 大 3室~4室 先进型——领先型 4个~5个 一般干部 中 2室~3室 普及型——先进型 3个~4个 普通居民 小 1室~2室 普及型 2个~3个 房间数量(不包4室以上 括厅) 智能化程度类领先型 型 (超前型) 用户信息点数5个以上 (个) 所有智能化功话音、监控、保安、数话音、临近、保安、数话音、监控、保安、信息业务种类 能且有开发性据、报警、视频、计算据、报警、视频、计算报警、视频 的前景 机联网 机连网 备注 有些国外产品和资料将智能化程度分为二级或三级,与本表有所不同,这方面尚无统一和标准 表2 智能化小区居住建筑用户信息点的参考指标
——此外,智能化小区中的公共服务设施的房屋建筑(如小学、中学和社区中心等),如需要智育化的程度来估算其用户需求数量,作为综合布线系统工程设计的依据。
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第五讲 综合布线系统的产品概况和选型
——全面系统地介绍了目前国内外生产的综合布线系统的产品概况,对各种产品的性能和特点进行了比较;重点叙述了在综合布线系统工程设计中对产品选型的重要性以及选型原则;介绍了产品选型的具体步骤和工作方法。
——在智能化建筑和智能化小区的工程建设中,如何选用综合布线系统的产品是极为重要的。为此,在综合布线系统工程设计时,必须对目前国内外生产的产品情况有充分了解,并重视产品的选型工作。下面就对相关产品概况及其选型方法进行一下介绍。
一、产品概况
——目前,国际上制造综合布线系统产品的厂商很多,每个厂家都有各自的产品系列和设计原则,其安装方法和质量保证体系也各有特点。而国内一些厂商根据国际标准和国内通信行业标准,结合我国国情,吸取国外产品的先进经验,也自行开发研制出了适合我国使用的产品,同时,国内有些厂商与国外合作制造的产品也相继问世。 ——1.国外厂商生产的产品
——根据目前国外厂商生产的综合布线系统产品的情况,基本可以分为北美产和欧洲产两大类型。
——(1)北美生产的产品主要有: ——①美国朗讯(Lucent)科技公司
———美国朗讯科技公司的前身是AT&T。它由原AT&T的网络系统部、商业通信系统部、用户产品部、微电子部、多媒体企业部、技术部以及贝尔实验室组成。该公司生产的结构化布线系统用于建筑物内或建筑群体的传输网络是较早引入我国的综合布线系统。该系统采用的缆线、接续设备和布线部件品种较多,其特点如下: ——a.水平布线子系统的缆线主要是三类、五类24 AWG非屏蔽对绞线(UTP)4对或25对。在某些场合(如局域网)采用三类25、50、75或100对电缆作为传送16 Mbit/s数据的传输媒质。因用户传输信息的需要,也可采用多模光纤光缆,其光纤芯数有2、4、6、8和12芯几种,上述缆线的护套材料均有非阻燃型和阻燃型两种。
——b.主干布线子系统主要是采用三类25、50、75、100、200、300、600、900和1800对几种规格的电缆,或62.5μm/125μm多模光纤光缆,其光纤芯数有12、24、36、48、60、72、84、96和144芯几种。缆线的护套材料也有非阻燃型和阻燃型两种。
——c.接续设备主要采用各种超五类110型配线架,其终端容量有100、300、600和900对多种。此外,也有25或50对的小型设备。在采用光缆时,为LGX光纤配线架、光缆接续箱及光缆接头盒等。
——d.通信引出端(或称信息插座)有明装和暗装两种,并配有单孔、双孔、3孔、4孔、6孔、8孔的面板以及接续模块等。
——结构化布线系统为非屏蔽系统,能用于话音、数据和图像等设备,可支持100 Mbit/s的数据传输,并能将智能化建筑和智能化小区的内部布线系统与公用通信网相连,该系统的产品质量保证时间为15年。 ——②美国IBM公司
——美国IBM先进布线系统(ACS)于1995年进入我国,已在国内不少行业中使用。它适用于智能化建筑和智能化小区,能提供从低端系统(如非屏蔽的解决方案)到高端系统(如六类、七类缆线和光纤的解决方案)的系列产品;具有从普通聚氯乙烯材质到低烟、阻燃、
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无毒、安全可靠的材质;可以提供RJ45接插件和支持多媒体高速率传输的产品;具有较好的适应性、可靠性和可扩展性。
——IBM先进布线系统采用的缆线、接续设备和布线部件较多,其特点如下:
——a.水平布线子系统采用的缆线主要是三类、五类100Ω或120Ω的4对UTP、金属箔对绞线(FTP)、屏蔽金属箔对绞线(SFTP)和其它几种屏蔽对绞线对称电缆。在主干布线系统中采用三类24 AWG非屏蔽和屏蔽两种结构,电缆对数有20、25、40、50、100、200和300对等,且可以与传输300 MHz的STP配套使用。其六类、七类线可以满足的最高传输频率分别为350MHz或600MHz。当采用全程屏蔽技术时,既能防止外界电磁干扰,也能防止自身对外的电磁辐射,可提高信息传输的安全保密性。如采用铜芯电缆时,可满足高速传输数据(>30 MHz)的要求。
——b.IBM先进布线系统中的建筑物配线架(BD)和楼层配线架(FD)中的模块连接硬件机架、过线槽、接地架、托线架等均按标准规定组装。它们的外形规格尺寸按照通用的19英寸(19英寸=48.26cm)制式机架(柜)标准设计制造,且以U(U=1.75英寸=44.45mm即0.625英寸+0.625英寸+0.5英寸通用孔距)为一个安装单位,2m高的机架(柜),共有42个U。因为它采用通用标准的产品规格,便于施工安装和维护管理。 ——③美国奥创利(ORTRONICS)公司
——美国奥创利公司生产的开放式结构化综合布线系统是按国际标准ISO/IEC 11801T /EIA/TIA-568规定制造。该系统包含有100Ω的三类、四类、五类非屏蔽对绞线,100Ω及150Ω的屏蔽对绞线和62.5μm/125μm多模光纤光缆及相应的布线部件等。它的主要特点如下:
——a.配线架的组装方式采用高密集型结构或活页式过线槽(安装施工可以用快接方式),光纤配线箱也有高密度结构的组装方式,由于设备结构紧凑,有利于布置安排,可减少占用空间。
——b.连接硬件(包括通信引出端和连接模块)有屏蔽和非屏蔽两种;通信引出端以明装方式为主,且有配套的明装管槽和一系列附件。
——c.该系统可以组成可靠的点到点网络,能支持各个厂家生产的话音、数据和图像传输设备。如为五类布线系统则可用于100 Base-T、1O0 Mbit/s、TP-PMD,也适用于155 Mbit/s的ATM。该公司的产品可在25年内保证质量。 ——d.该公司最近又生产出GigaMo和GigaMo+系统,主要适用于100Ω的铜芯电缆布线系统。它们是为传输速率超过100 Mbit/s的下一代高速局域网和新兴的100 Base-T、千兆位以太网、622Mbit/s或1.2Gbit/s ATM等未来更新的技术而设计的。经过性能测试,结果表明GigaMo的性能远远超过TIA/EIA-568A的五类增强型标准;GigaMo+的性能也远远超过ISO/IEC 11801-B的六类标准,均符合100Ω的铜芯电缆通道测试规范,能与现在的RJ45模块化系统兼容,可使综合布线系统的网络投资在技术上持续25年不落后。GigaMo和GigaMo+的选用应根据各种因素来取定。构成GigaMo+的组装部件性能和整体通道性能均优于GigaMo,当然其投资比GigaMo要高。 ——④美国西蒙(SIEMON)公司
——美国西蒙公司拥有符合国际标准的全系列产品,包括绿色环保、在线测试的屏蔽、非屏蔽对绞线、电缆以及光缆等。涉及终端、跳接、保护、标识和测试各个领域。该公司生产的有建筑物通用布线平台系统(TBIC)、智能住宅布线系统(HOMESYS)、开放办公室系统(OOSYS)、迷你型办公布线系统(MINISYS)、家具布线系统(MACSYS)及S210六类配线系统等几种产品。TBIC系统可支持多媒体、语音、数据、图像及监控传感等信息传输,为智能化建筑创造了平台。该公司还生产有各种配线、跳线接续设备,CT、SM和MAX系列的工作区插座(均为超五类或六类)以及模块化跳线和接插件等。此外,还有CT型、SM
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型屏蔽配线架,插座、缆线以及光纤布线产品等。
——该公司提供的产品质量保证系统对五类和超五类均为16年;六类系统为20年。 ——⑤美国合宝(HUBBELL)公司
——美国合宝公司的HPW合宝综合布线系统是按ISO/IEC 11801、TIA/EIA-586A和CSA等国际标准
生产的,它有三类、五类、超五类UTP和SCTP,单模光纤光缆、多模光纤光缆和同轴电缆等传输媒质,并配有五类增强型屏蔽对绞线连接硬件系统、极高速660系列六类系统(采用六类缆线和接插件)和多种安装方式的光纤接线箱(如机架式或墙挂式)等,以满足不同建设对象的需要。HPW合宝综合布线系统能够适应话音、数据、图像、监控和多媒体信息的传输,且能支持未来高速率传输网络,如155Mbit/s、ATM、100Mbit/s、TP-PMD、100 Base-T等的应用,该公司对产品的质量保证期限为15年。 ——⑥加拿大丽特(NORDX/CDT)公司
——北方电讯IBDN新一代智能布线网络是遵循ANSI/TIA/EIA、加拿大CSA和ISO/IEC国际标准生产的产品,因此,具有较好的兼容性。它是加拿大丽特公司最近推出的千兆位布线解决方案。该系统的传输媒质采用五类或增强型五类布线,光缆可以采用50μm/125μm和62.5μm/125μm两种多模光纤,配有相应的电缆或光缆配线接续设备以及连接硬件。该公司还生产RUN智能化家居布线系统,其缆线采用三类或五类4对24AWG非屏蔽对绞线和同轴电缆。上述两种系统均能满足话音、数据、图像和监控等信息需要,并能满足多媒体和高速率传输的发展要求。该公司对上述两种布线系统均提供25年的质量保证。 ——(2)欧洲生产的产品主要有: ——①德国克罗内(KRONE)公司
——德国克罗内公司生产的综合结构布线系统产品具有较完整的系列。其缆线包括4对三类、四类、五类、超五类非屏蔽对绞线;三类、五类(UTP)25、50、100对主干电缆等。在特殊需要时采用多模光纤光缆,室内为2、4、6、8和12芯的光纤,室外光纤有4、6、12、24和32芯等。接续设备和连接硬件有规格齐全的配线架、光电交接箱、光纤配线设备、跳线盘、各种信息插座和四类、五类、超五类接线模块。从该公司测试结果看,超五类接线模块在100MHz时,NEXT(NEXT为任意两个线对间的近端串音衰减值)达到632dB,在350MHz时达到48.1dB,与同类产品相比质量较优。模块等连接硬件的IDC簧片采用接点镀银的合金铜特殊材料,簧片与导线设计成45°角的连接方式,这是该公司一项独特的专利技术(LSA-PLUS),以保证连接牢固、稳定可靠,其传输速率可高达100 Mbit/s或350Mbit/s。配线设备的安装方式除墙挂式外,也有落地安装方式,组装在 19英寸(48.26cm)的通用标准机架(柜)。于机架(柜)组装结构紧密合理,既能密封防尘,又便于维护。该公司对综合布线系统产品的质量保证为15年。 ——②法国阿尔卡特(ALCATEL)公司
——法国阿尔卡特公司生产的综合布线系统符合所有布线系统相关的国际标准,包括ISO/IEC IS 11801、EIA/TIA 568等。该系统能支持一切现有的通信应用系统,从PABX至FTTD(光纤到桌面),并为今后更高速率(如超过100 MHz)的应用创造了条件。目前,该系统常用的缆线为UTP、STP、FTP及光缆。UTP为100Ω的非屏蔽对绞线电缆,具有线对平衡特性,其抗电磁干扰性能较差,只能用于电话和基本的数据传输。STP为150Ω的全屏蔽对绞线电缆,具有较大的容量和较好的抗电磁干扰特性,适用于较高的数据传输速率(可达100 Mbit/s或更高),但它的成本高且施工难度大。通常,特性阻抗小,则衰减大;而特性阻抗大,电缆线径较粗。该公司生产的120Ω的FTP电缆是一种折衷选择。该产品在我国不允许采用。
——阿尔卡特综合布线系统的接续设备和连接硬件有模块化对绞线跳线盘和光纤跳线盘、
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RJ45和光纤信息插座等,并有各种尺寸、功能完备的机柜以便组装,可适应各种安装条件的现场需要。 ——③英国BICC集团公司
——英国BICC Brand-Rex公司生产的MILLENNIUM结构化布线系统包含有五类、超五类和七类非
屏蔽和屏蔽铜缆系统和光纤系统,这些系统均配有配线架、快接跳线架、光纤组合架、通用光纤配线架(箱)、铜缆或光纤信息插座、转换器和接插硬件及其它配件。另外,还有Blolite气送光纤系统,它适用于智能化建筑内部或建筑物之间的光纤网络。由于采用压缩空气将光纤吹入预先安装的塑料管道(又称吹管),因此,具有较好的经济性和实用性。水平光纤最远可吹至1000m;垂直由下至上最高可吹至300m。每根吹管内最多可放到4根光纤,在光纤路由上其弯曲数最多可达300个,其曲率半径最小为25 mm。此外,该系统也配有相应的转换箱和各种信息插座(如墙上或地面等)。该公司对结构化布线系统的产品有保证质量15年的承诺。
——过去,不少国外产品是由国内代理商负责销售和安装,因此,产品供应和施工安装都有些问题。此外,有些国外产品与我国国情不符,存在一些缺陷。例如,国外不少厂商提供120Ω的布线系统产品,不符合我国行业标准规定。此外,我国的房屋建筑结构、内部装修要求、安装人员素质和施工环境条件等都与国外有一定的差异,采用国外产品必然有不能协调融合之处,有些国外产品的技术性能也有待完善和提高。 ——2.国内厂商生产的产品
——目前,国内厂商自行研制开发和中外合作生产的产品,已在国内使用。现将国内厂商生产的主要产品介绍如下:
——(1)南京普天通信股份有限公司(原邮电部南京通信设备厂)
——该公司所属的南京普天楼字科技公司生产的普天牌结构化综合布线系统是根据国际标准和我国通信行业标准,结合我国国情制造的。有些产品还有独特的创造,如转换插座、高频接线模块等。该系统通常采用100Ω的三类、五类非屏蔽及屏蔽对绞线对称电缆或62.5μm/125μm多模光缆以及配套的连接硬件,可以提供可靠的点到点传输网络,能支持任何厂商生产的语音、数据和图像设备。如采用五类布线系统可支持100 Base-T、100 Mbit/s、TP-PMD,也能支持155Mbit/s的ATM及100 BAS.VG-ANYLAN等。该布线系统经原邮电部有关单位检测,表明其各项性能指标均高于国际标准,有些性能优于国外产品。该公司对系统提供的质量保证为15年。
——(2)太仓邝德一友联电讯设备有限公司
————该公司是我国太仓友联电器厂与德国邝德(Quante)公司合营。生产的SCQ建筑物综合布线系统是根据国际标准(ISO/IEC 11801)、电磁兼容性标准(EMC)和欧洲标准(EN50167、EN50168、EN50169)等规定制造。因此,产品基本上为欧式风格,适用于传输话音、数据(计算机)和图像等信息该系统的缆线采用100Ω的五类屏蔽对绞线对称电缆或62.5μm/125μm多模光纤光缆,并配有相应系列的欧式连接模块、配线架(箱)及连接硬件。其无源产品的质量保证期限为15年。
——(3)中天光缆集团和瑞士德特威勒(Datwyler)公司的合营公司
——屏蔽结构化布线系统是中瑞合资生产的产品,是根据欧洲标准研制,具有全程屏蔽、高速率传输和开放型结构。在该系统中,除采用五类屏蔽缆线外,也可采用超五类、六类、七类和光缆。采用全程屏蔽系统时,除采用屏蔽的布线部件外,在安装施工中,要求采取360°接续全屏蔽和单点接地等技术措施,以保证屏蔽性能满足EMC的规定。该公司也有非屏蔽结构化布线系统。上述两个系统的产品都能提供15年的质量保证。 ——以上几种国内产品已在国内一些智能化建筑工程中使用。尤其是南京生产的普天牌结构
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化综合布线系统产品,在1999年7月由建设部科技委智能建筑技术开发推广中心于北京召开的首次“智能建筑综合布线产品国产化推广会”上,得以首先在国内推广使用。
二、综合布线系统产品的选型
——1.产品选型的重要性和前提条件 ——(1)产品选型的重要性
——综合布线系统是智能化建筑和智能化小区内的基础设施之一。从国内以往的工程来分析,系统设备和器材的选型是工程设计的关键环节和重要内容。它与技术方案的优劣、工程造价的高低、满足业务需要的程度。日常维护管理和今后发展的要求等都密切相关。因此,从整个工程来看,产品选型具有决定性的作用,必须慎重考虑。
——(2)产品选型的前提条件在综合布线系统的产品选型前,必须提出一定的前提条件,作为产品选型的主要依据或参考因素。这些前提条件有以下几点: ——①智能化建筑和智能化小区的性质、功能和环境等(包括所在城市的级别、地位和重要程度);分清是重要的高新科技智能建筑还是一般性的办公智能化建筑。 ——②智能化建筑和智能化小区的建设规模和建设计划(包括建筑物分布、建筑楼层层数、平面布置、建筑面积、各种管线系统以及设计和施工进度等)。 ——③智能化建筑和智能化小区的近期用户信息需求,并估计发展的需要和信息业务的变化情况等。 ——④智能化建筑所在的客观环境、今后的发展及变化情况等。如目前和今后有元电磁干扰源存在,是否有向校园式街坊或智能化小区发展的可能性等。这与是否选用屏蔽系统产品、设备配置以及网络结构的总体设计方案都有关系。 ——2.产品选型的原则
——(1)产品选型必须与工程实际相结合。应根据智能化建筑和智能化小区的主体性质、所处地位、使用功能和客观环境等特点,从工程实际和用户信息需求考虑,选用合适的产品(包括各种缆线和连接硬件)。
——(2)选用的产品应符合我国国情和有关技术标准(包括国际标准、我国国家标准和行业标准)。例如不应采用120Ω的布线部件的国外产品。所用的国内外产品均应以我国国标或行业标准为依据进行检测和鉴定,未经鉴定合格的设备和器材不得在工程中使用。未经设计单位同意,不应以其它产品代用。
——(3)近期和远期相结合。根据近期信息业务和网络结构的需要,适当考虑今后信息业务种类和数量增加的可能,预留一定的发展余地。但在考虑近远期结合时,不应强求一步到位、贪大求全。要按照信息特点和客观需要,结合工程实际,采取统筹兼顾。因时制宜、逐步到位、分期形成的原则。在具体实施中,还要考虑综合布线系统的产品尚在不断完善和提高,应注意科学技术的发展和符合当时的标准规定,不宜完全以厂商允诺保证的产品质量期限来决定是否选用。
——(4)符合技术先进和经济合理相统一的原则。目前我国已有符合国际标准的通信行业标准,对综合布线系统产品的技术性能应以系统指标来衡量。在产品选型时,所选设备和器材的技术性能指标一般要高于系统指标,这样在工程竣工后,才能保证满足全系统技术性能指标。但选用产品的技术性能指标也不宜过高,否则将增加工程造价。
——此外,在技术性能相同和指标符合标准的前提下,若已有可用的国内产品,且能提供可靠的售后服务时,应优先选用国产产品,以降低工程造价,促进民族企业产品的改进、提高及发展。
上述原则在产品选型中应综合考虑。 ——3.产品选型的具体步骤和工作方法
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——由于综合布线系统工程建设规模和范围不一,因此所选用的产品品种、规格和数量必有差异,下述产品选型的具体步骤和工作方法应灵活掌握。
——(1)掌握前提条件和收集基础资料(如智能化建筑内部装修标准,各种管线的敷设方法和设备安装要求),作为考虑选用产品的外形结构、安装方式、规格容量和缆线型号等的重要依据。
——(2)产品选型前可采取调查或收集产品资料、访问已经使用该产品的单位,充分掌握其使用效果,听取各种反映,以便对产品进行分析,认真筛选2~3个初步入选的产品,为进一步评估考察作好准备。
——(3)对初选产品客观公正地进行技术经济比较和全面评估,选出理想的产品。要求所选产品在技术上符合国内外标准、产品系列完整配套、技术性能满足要求、安装施工维护简便、质量保证期限明确等;在经济上要求产品价格适宜,售后服务有妥善保证等。经过认真分析产品优劣和使用利弊,对每个初选产品作出公正客观的综合评价。必要时,可邀请专家或有关行家对初选产品进行综合评估或技术咨询,以求集思广益。
——(4)对初选产品的生产厂家需重点考察其技术力量、生产装备、工艺流程及售后服务等。同时,对已使用该产品的单位,实地了解产品使用的情况,甚至可取得使用方同意,选择某些基本性能进行现场检测,以求得第一手资料。
——(5)经过上述工作,对所选产品有较全面的综合性认识,本着经济实用、切实可靠的原则,提出最后选用产品的意见(应包括所选产品的技术性能、所需建设费用和今后满足程度等),提请建设单位或有关领导决策部门确定。
——最后应将综合布线系统工程中所需要的主要设备、各种缆线、布线部件及其它附件的规格数量进行计算和汇总,与生产厂商洽谈具体订购产品的细节,尤其是产品质量、特殊要求、供货日期、地点以及付款方式等,这些都应在订货合同中明确规定,以保证综合布线系统工程能按计划顺利进行。
第六讲 综合布线系统工程总体方案设计
——本讲系统地介绍了智能化建筑和智能化小区的综合布线系统工程总体方案设计,重点说明了网络结构、设备配置、管槽系统以及连接方式等。概述了智能化小区的基本功能和智能化住宅建筑(家居)系统的典型布线方案。
——综合布线系统工程总体方案设计有时又称系统设计,它包含的内容较多,对综合布线系统工程的整体性和系统性具有举足轻重的作用,直接影响着智能化建筑和智能化小区使用功能的高低和服务质量的优劣。综合布线系统工程总体方案设计的主要内容有布线系统组成、总体网络结构、系统技术指标、设备选型配置和与其它系统工程的配合等。这些内容有的己在前几讲中叙述过。下面介绍智能化建筑或智能化小区(亦称智能化社区)的总体方案,其它部分的具体细节也一同叙述。
——一、综合布线系统的组成和网络结构
——1.综合布线系统工程的范围和组成 ——综合布线系统工程的范围大小不一,但基本分为单幢建筑和多幢建筑两种,即单幢智能化建筑和由多幢智能化建筑组成的建筑群体,后者又称智能化小区或校园式小区。因此,综合布线系统工程的组成也分为两种。在进行工程总体方案设计时,对工程范围和系统组成应注意以下几点:
——(1)按我国行业标准规定,综合布线系统是由建筑群主干布线。建筑物主干布线和水
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平布线这三个子系统组成。工作区布线为非永久性线路,不包括在工程设计之内。因此,在一般情况下,单幢智能化建筑的综合布线系统由两个子系统组成;智能化小区的综合布线系统由三个子系统组成。
——(2)综合布线系统不论是由两个或三个子系统组成,各个子系统之间均应按标准要求设置接续设备(如配线架或通信引出端),利用跳线或接插件连接成整体的信息传输通路,且要求使用方便、调度灵活、维修简单和管理科学。在设计中不允许将各个子系统间的线对直接相连。
——(3)建筑群配线架(CD)、建筑物配线架(BD)和楼层配线架(FD)分别属于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,因此,在综合布线系统中,应注意它们之间必须互相匹配、彼此衔接,不应存在矛盾和脱节。例如设备的规格容量。技术性能和装设位置都要求按照布线系统的需要总体考虑,既要便于使用,又要利于维护检修和日常管理。
——2.综合布线系统的网络结构
——综合布线系统最常用的是星型网络拓扑结构。单幢智能化建筑内部的综合布线系统网络结构如图1所示。从图中可以看出网络采用的是两级星型结构。
——由多幢智能化建筑组成的智能化小区,其综合布线系统的建设规模较大,网络结构复杂,除在智能化小区内某幢智能化建筑中设有CD外,其它每幢智能化建筑中还分别设有BD。为了使综合布线系统网络结构具有更高的灵活性和可靠性,且能适应今后多种应用系统的使用要求,可以在两个层次的配线架(如BD或FD)之间用电缆或光缆连接,构成分级(又称多级)有迂回路由的星型网络拓扑结构,如图2所示。
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——图中BD之间(BD1与BD2之间的L1,BD2与BD3之间的L2)或FD之间(FD1与FD2之间的l1,FD3与FD4之间的l2)为互相连接的电缆或光缆。这种网络结构较为复杂,增加了缆线长度和工程造价,对维护检修也有些不利。因此,在考虑综合布线系统网络结构时,需经过技术经济比较后来确定。
——在智能化小区的综合布线系统工程设计中,为了保证通信传输安全可靠,可以考虑增加冗余度,综合布线系统采取分集连接方法,即分散和集中相结合的连接方式,如图3所示。
——引入智能化小区的通信线路(电缆或光缆)设有两条路由,分别连接到智能化小区内两幢智能化建筑各自的建筑物主干布线子系统,与建筑物配线架相连接,用建筑物主干布线子系统的主干电缆或光缆连接到各自管辖的楼层配线架。根据网络结构和实际需要,可以在建筑物配线架之间(BD1——BD2)或楼层配线架之间(FD1——FD2)采用电缆或光缆互相连接,形成类似网状网的形状。这种网络结构对于防止火灾等灾害或公用通信网线路障碍发生的通信中断事故具有保障作用。但是应看到这种连接方式存在使网络结构变得复杂,配置设备、工程造价和维护费用增加的缺陷。因此,应根据工程实际需要慎重比较后再使用,也可有计划地分期实施。
——二、综合布线系统工程的设备配置
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——综合布线系统工程的设备配置是工程设计中的重要内容,它与所在地区的智能化建筑或智能化小区的建设规模和系统组成有关。综合布线系统工程的设备配置主要是指各种配线架、布线子系统、传输媒质和通信引出端(即信息插座)等的配置。下面针对单幢智能化建筑及智能化小区分别来叙述。 ——1.单幢智能化建筑
——目前,单幢智能化建筑综合布线系统工程的典型设备配置和子系统连接方式有以下几种:
——(1)单幢的中小型智能化建筑,其附近没有其它房屋建筑,不会发展成为智能化建筑群体。这种情况可以不设建筑群配线架,也不需要建筑群主干布线子系统。在单幢智能化建筑中,需设置两次配线点,即建筑物配线架和楼层配线架,只采用建筑物主干布线子系统和水平布线子系统。这种综合布线系统的网络结构最简单,且使用比较普遍,如图4所示。
——当单幢智能化建筑的楼层面积不大。用户信息点数量不多时,为了简化网络结构和减少接续设备,可以采取每2~5个楼层设置FD,由中间楼层的FD分别与相邻楼层的通信引出端(To)相连的连接方法。但是要求To至FD之间的水平缆线的最大长度不应超过90m,以满足标准规定的传输通道要求。
——(2)单幢大型智能化建筑由于建设规模和建筑面积大,同时建筑性质和功能不同,其建筑外形或层数也不同。因此,在综合布线系统工程设计时,应根据该建筑的分区性质、功能特点、楼层面积大小、目前用户信息点的分布密度和今后发展等因素综合考虑。一般有以下两种设备配置方式,可分别在不同情况下采用。 ——①可将整幢智能化建筑看作智能化建筑群体,各个分区(如图5中的A座、B座和C座分区)视作多幢智能化建筑。在智能化建筑的中心位置(如A座分区)设置建筑群配线架,在各个分区的适当位置设置建筑物配线架,A座分区的建筑物配线架BD可与CD合二为一。这时,该智能化建筑中包含有在同一建筑物内设置的建筑群主干布线子系统,此外,还有建筑物主干布线子系统和水平布线子系统,如图5中所示。这种综合布线系统的设备配置较为典型,采用的网络结构也较为复杂。
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——②智能化建筑的建设规模和楼层面积较大,但目前用户信息点的分布密度较稀,如果对今后的发展或变化尚难确定时,为了节省本期工程建设投资,可不按建筑群体考虑,采取与单幢中小型智能化建筑相同的综合布线系统方案。为了保证安全,可以将智能化建筑划成两个分区,采用两条线路路由,并分别引入智能化建筑中的两个分区,分别设置建筑物配线架和各自管辖的建筑物主干布线子系统,即采用如图3所示的分集连接方法)虽然网络结构显得复杂,线路长度有所增加,但对今后发展扩建是有利的。 ——2.多幢智能化建筑组成的智能化小区
——在由多幢智能化建筑组成的智能化小区中,综合布线系统的总体方案和设备配置一般有以下几种:
——(1)单个建筑群配线架方案 ——在智能化小区中,最好选择位于建筑群体中心位置的智能化建筑作为各幢建筑物通信线路和对公用通信网连接的最佳汇接点,并在此安装建筑群配线架。建筑群配线架可与该幢建筑的建筑物配线架合设,达到既能减少配线接续设备和通信线路长度,又能降低工程建设费用的目的。各幢智能化建筑中分别装设建筑物配线架和敷设建筑群主干布线子系统的主干线路,并与建筑群配线架相连,如图6所示。单个建筑群配线架方案适用于智能化建筑幢数不多、小区建设范围不大的场合。
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——(2)多个建筑群配线架方案
——当智能化小区的工程建设范围较大,且智能化建筑幢数较多而分散时,设置一个建筑群配线架有设备容量过大且过于集中,建筑群主干布线子系统的主干线路长度增加,又不便于维护管理等缺点。为此,可将该小区的房屋建筑根据平面布置适当分成两个或两个以上的区域,形成两个或多个综合布线系统的管辖范围,在各个区域内中心位置的某幢智能化建筑中分别设置建筑群配线架,并分别设有与公用通信网相连的通信线路。此外,各个区域中每幢建筑物的建筑群主干布线子系统的主干电缆或光缆均与所在区域的建筑群配线架相连。为了使智能化小区内的通信灵活和安全可靠,在两个建筑群配线架之间,根据网络需要和小区内管线敷设条件,设置电缆或光缆互相连接,形成互相支援的备用线路,如图7所示。
——3.设备配置的几个要点
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——从以上几种典型的综合布线系统的总体方案、网络结构及设备配置来看,设备配置时应注意以下要点:
——(1)楼层配线架的配备应根据楼层面积大小、用户信息点数量多少等因素来考虑。一般情况下,每个楼层通常在交接间设置一个楼层配线架。如楼层面积较大(超过1 000m2)或用户信息点数量较多时,可适当分区增设楼层配线架,以便缩短水平布线子系统的缆线长度。如某个楼层面积虽然较大,但用户信息点数量不多时,在门厅、地下室或地下车库等场合,可不必单独设置楼层配线架,由邻近的楼层配线架越层布线供给使用,以节省设备数量。但应注意其水平布线最大长度不应超过90m。
——(2)为了简化网络结构和减少配线架设备数量,允许将不同功能的配线架组合在一个配线架上。如图5中,A座分区建筑群配线架和建筑物配线架不是分开设置的,但也可分开设置。在图6中,建筑群配线架和建筑物配线架的功能就组合在一个配线架上。同样,图6中的建筑物配线架和底层的楼层配线架的功能也合二为一,在一个配线架上实现。
——(3)建筑物配线架至每个楼层配线架的建筑物主干布线子系统的主干电缆或光缆,一般采取分别独立供线给各个楼层的方式,在各个楼层之间无连接关系。这样当线路发生障碍时,影响范围较小,容易判断和检修。同时,这样做还可以取消或减少电缆或光缆的接头数量,有利于安装施工。缺点是因分别单独供线,使线路长度和条数增多,工程造价提高,安装敷设和维护的工作量增加。
——(4)综合布线系统总体方案中的主干线路连接方式均采用星型网络拓扑结构,其目的是为了简化布线系统结构和便于维护管理。因此,要求整个布线系统的主干电缆或光缆的交接次数在正常情况下不应超过两次(除前面采用分集连接方式或分级星型网络结构的应急迂回路由等特殊连接方式外)。即从楼层配线架到建筑群配线架之间,只允许经过一次配线架,即建筑物配线架,成为FD-BD-CD的结构形式。这是采用两级主干布线系统(建筑物主干布线子系统和建筑群主干布线子系统)进行布线的情况。如没有建筑群配线架,只有一次交接,成为FD-BD的结构形式和一级建筑物主干布线子系统进行布线。在有些智能化建筑中的底层(如地下一、二层或地面上一、二层),因房屋平面布置限制或为减少占用建筑面积,可以不单独设置交接间安装楼层配线架。如与设备间在同一楼层时,可考虑将该楼层配线架与建筑物配线架共同装在设备间内,甚至将FD与BD合二为一,既可减少设备,又便于维护管理。但是采用这一方法时,必须在BD上划分明显的分区连接范围和增加醒目的标志,以示区别和有利于维护。
——三、综合布线系统的管槽系统设计
——管槽系统是综合布线系统缆线敷设和设备安装的必要设施。因此,管槽系统设计在综合布线系统的总体方案设计中是极为重要的内容。虽然具体设计是由智能化建筑设计统一考虑,但管槽的总体系统布局、规格要求等资料,主要根据综合布线系统各种缆线分布和设备装置等总体方案的要求,向建筑设计单位提供,以便在房屋建筑设计中考虑。由于管槽系统设计具有涉及面广(包括建筑和其它管线系统)、技术要求高和工作具体繁琐等特点,所以应加以重视。现仅将管槽系统设计的主要要求和技术要点概述如下。 ——1.管槽系统设计的主要要求
——(1)在新建或扩建的智能化建筑中,综合布线系统缆线的敷设和设备安装方式,应采用暗敷管路槽道(包括在桥架上)和设备箱体(底座)或盒体暗装方式,不宜采用明敷管槽和明装箱体方式,以免影响内部环境美观。原有建筑改造成智能化建筑需增设综合布线系统时,可根据工程实际尽量创造条件采用暗敷管槽系统,只有在不得已时,才允许采用明敷管槽系统。
——(2)管槽系统是智能化建筑内的基础管线设施之一,要求与建筑设计和施工同步进行。
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所以在综合布线系统总体方案决定后,对于管槽系统需要预留管槽的位置和尺寸、洞孔的规格和数量以及其它特殊工艺要求(如防火要求或与其它管线的间距等)。这些资料要及早提供给建筑设计单位,以便在上建设计中一并考虑,使管槽系统能满足综合布线系统缆线敷设和设备安装的需要。
——(3)管槽系统建成后,与房屋建筑成为一个整体,属于永久性设施,因此,它的使用年限应与建筑物的使用年限一致。这说明管槽系统的满足年限应大于综合布线系统缆线的满足年限。这样,管槽系统的规格尺寸和数量要依据建筑物的终期需要从整体和长远来考虑。 ——(4)管槽系统是由引入管路、上升管路(包括上升房、电缆竖井和槽道等)、楼层管路(包括槽道和工作区管路)和联络管路等组成。它们的走向、路由、位置、管径和槽道的规格以及与设备间、交接问等的连接,都要从整体和系统的角度来统一考虑。此外,对于引入管路和公用通信网的地下管路的连接,也要做到互相衔接,配合协调,不应产生脱节和矛盾等现象。
——2.管槽系统设计中的技术要点
——暗敷管槽系统设计中必须注意以下几点:
——(1)暗敷管槽系统与建筑物同时建成后,一般不能改变其路由和位置,因此在设计时,应考虑管槽系统具有一定的灵活性。可以采用多条路由和一定的备用管路,以及预留洞孔、线槽的富余度等,以便需要时穿放缆线和安装设备,以适应智能化建筑内信息业务数量和位置的变化。所以在管槽系统的布局中,对于某些段落应考虑增设联络管或备用管,有些房间可适当增设用户信息点数量(预留通信引出端)。
——(2)在智能化建筑中尚有各种其它管线设施,必须充分了解它们的性质、分布、位置、管径和技术要求,以便在管线综合协调时,能够密切配合、互相沟通,妥善解决工程中的问题。
——(3)根据智能化建筑内装设的用户电话交换机。计算机主机的位置,结合引入管路和上升管路(包括上升房、电缆竖井等)的具体位置等因素,全面确定暗敷管槽系统的分布方案(包括上升主干、楼层分布、路由、位置和管径等)。当智能化建筑内不装用户电话交换机时,应以建筑物配线架为枢纽,全面考虑管槽系统,务必使管槽系统分布合理、路由短捷、便于施工维护,并能满足综合布线系统缆线传送信息的需要。
——(4)在大型智能化建筑中的管槽系统的上升部分是管槽系统的主干线路。因缆线条数多、容量大,且较集中,一般是利用上升管路、电缆竖井或上升房来敷设。由于它们各有其特点和适用场合,在设计时,应根据所在的智能化建筑的具体实际来选用。综合布线系统的水平部分暗敷管路数量最多。分布极广,涉及整幢建筑中各个楼层,所以在管槽系统设计时要细致考虑,注意与建筑设计和施工方面的配合协调,力求及早解决彼此的矛盾和存在的问题。
——四、智能化小区的总体方案设计
——1.智能化小区的基本功能
——智能化小区的建设是一项跨行业、多学科的先进技术系统工程,目前,它才刚刚起步,尚处在不断发展和完善的过程。智能化小区的基本功能主要分为物业管理及安全防护。信息网络通信服务与管理和住宅管理智能化三大部分,具体内容见表1。应该注意的是,随着科学技术的迅速发展和人民生活水平的不断提高,表中的基本功能会有所变化。此外,因智能化小区的类型。各地经济状况以及人民生活习惯的不同,表中基本功能的要求也会有所差异。
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——目前智能化小区可以分为以下几种:
——(1)住宅智能化小区(有时称居民智能化小区)。它是城市中居民居住生活的聚集地。小区内除基本住宅外,还需有与居住人口规模相适应的公共建筑、辅助建筑以及公共服务设施。如中小学、幼儿园、卫生站、居民活动中心、小百货店或小型超市、商场、储蓄所、邮电局等。这种住宅智能化小区常在旧城市市区改造或城乡结合部出现,有时建在特大或大中城市的卫星城镇。
——(2)商住智能化小区。它是由部分商业区和部分住宅区混合组成的,一般位于城市中繁华街道附近,有一边或多边是城市中的骨干道路,其两侧都是商业和贸易等房屋建筑。小区的其它边界道路或小区内部不是商业区域而有大量城市居民的住宅建筑。这种较为繁华的地区,因土地珍贵、人口稠密,一般也是由城市内;日市区改造所形成。
——(3)校园智能化小区。它通常是由高等院校、科研院所和医疗机构等大型单位中一个或几个单位组成。在小区内除教学、科研和医疗等公共活动需要的大型智能化房屋建筑(如教学楼、科研楼和病房楼)外,还布置有上述单位的大量集体宿舍和居住建筑。此外,还建有配套的公共建筑(如图书馆、体育馆和俱乐部等)。校园智能化小区一般处于城市的边缘区域或安静市区,其用地范围大,尤其是在新建城市和规划新区。 ——从上述类型可以看出,由于它们的性质和特点不同,智能化小区所需的基本功能也有区别。为此,在进行智能化小区的总体方案设计时,必须根据小区的平面布置、建筑物性质和信息需要来考虑。
——2.智能化小区的网络结构
——智能化小区综合布线系统的网络结构与智能化建筑基本相同,都采用星型网络拓扑结构。目前在这方面国内产品尚未开发,也无恰当的工程实例。根据国外工程经验,其综合布线系统(有的国家称智能家居布线系统)一般采用如下所述的技术方案,网络结构见图8所示。
——从图8中可以看出有以下特点和要求:
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