第3章综合布线系统工程设计.ppt

第3章 综合布线系统工程设计,本章学习目标 本章主要讲述了系统设计中的常见术语与符号、系统设计等级、设计原则与步骤，并对各子统的构成及设计原则与注意事项进行了较为详尽的说明。应掌握以下基本知识： 认识系统设计中的常用符号 掌握系统设计的原则，并能遵循系统设计的基本步骤完成系统设计,3.1 概述 学习目标：了解系统设计的常见术语。 知道系统设计的设计等级和一般原则。 学习重点：掌握系统设计的原则。 学习难点：熟练掌握系统设计的原则。 一 、 综合布线的术语 结构化布线（Structured Cabling System）：是将建筑群内的若干种线路系统，包括电话系统、数据通信系统、报警系统、监控系统合为一种布线系统。,建筑与建筑群综合布线系统（Generic Cabling Ssystem for Building and Campus）：建筑物或建筑群内的传输网络，既使话音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，又使这些设备与外部通信网络相连接。 配线系统（水平子系统）（Horizontal Subsystem）：由信息插座、配线电缆或光缆、配线设备和跳线等组成。国外称之为水平子系统。 工作区（ Work Area）：是需要设置终端设备的独立区域。 管理（Administration）：管理是针对设备间、交接间、工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施，按一定模式进行标识和记录。 设备间（Equipment Room）：安装各种设备的房间，对综合布线言，主要是安装配线设备。 建筑群子系统（Campus Subsystem）：由配线设备、建筑物之间的干线电缆或光缆、跳线等组成。,交接间：安装楼层配线设备的房间。 安装通道：布放综合布线缆线的各种管网、电缆桥架、线槽等布线空间的统称。 安装空间：安装各种设备所需的房间或场地的统称。 实体安全（Physical Security）：保护计算机设备、设施（含网络）以及其他媒体免遭地震、水灾、火灾、有害气体和其他环境事故（如电磁污染等）破坏的措施、过程。,二、ANSI/EIA/TIA 568B简介 568B的以前版本的区别： 电信基础设施标准中所有定义都进行了协调。 为5e类均衡100欧姆电缆提供了性能技术条件。 为50/125m光纤和光缆的提供了性能技术条件。 除了568 SC外，采用可替换的光纤连接器设计。 增加了6类对绞线缆的性能指标。,568B简介,系统结构： 水平电缆 基干电缆 工作区 电信室 设备室 进局设施 管理,1、水平敷设电缆 水平敷设电缆是电信电缆敷设系统的一部分，可由工作区电信引出口/连接器扩展到电信室的水平交叉接线。水平电缆布线包括水平电缆，工作区电信出口/连接器，机械终端及电信室里的软线或跳线，还可包括多用户电信引出口组件和加强点。,在设计水平电缆布线时，应考虑下面的公用服务和系统清单（此清单不完整）。 a) 声音电信服务 b) 室内转接设备 c) 数据电信 d) 局域网（LAN） e) 视频 f) 建筑物的其它信号系统（建筑物的自动化系统，如火灾、安全等）。除了满足今天的电信要求外，水平布线还有利于将来的维修和重新布置。它还可以配备将来的设备和服务变更装置。,(1) 水平距离 最大水平距离应为90米（250英尺），与介质类型无关。 交叉接线设备中的交叉连接跳线和软线的长度，包括水平交叉接线，跳线及将水平电缆线与设备或主干电缆连接的软线，应不超过5米（16英尺）长。 注：对每个水平通路说，在形成最大距离时，从电信引出口/连接器至工作站允许有另外5米长。对于每个水平通路来说，工作区的缆线、软线或跳线以及电信室里的设备电缆/电线最长允许10米。,(2) 认可的电缆 在水平布线系统中，认可并推荐采用两类电缆： a) 4 线对100欧姆非屏蔽扭线对（UTP）或屏蔽扭绞线对（ScTP）电缆 b) 2纤维多模光纤电缆，或62.5/125或50/125m。,(3) 电缆选型 在每个工作区将提供至少两个电信出口/连接器。一个电信引出口/连接器可能与声音有关，另一个与数据有关。根据目前预计要求，应考虑安装附加引出口/连接器。 a) 一个电信引出口/连接器将由4线对100欧姆3类以上电缆（推荐采用5e类）支持 b) 另一个/第二个电信引出口/连接器将最少由下面的其中一个水平介质支持。此介质的选择是以目前预计的需求为基础的。 1） 4线对100欧姆5e类电缆 2） 2光纤多模光缆，或为62.5/125或50、125m,(4) 接地条件 接地系统通常是它们所保护的专门信号或电信电缆系统的组成部分。除了有助于保护人员和设备免于危险的电压外，正确的接地系统可降低至/自电信系统的EMI（电磁干扰）。 接地不正确可能会产生感应电压，且这种电压可能会毁坏其他电信回路。,2 基干电缆布线 基干电缆布线之功能是在电信室、设备室、主端子间以及电信室布线系统结构中的引入设备之间提供接线。基干电缆布线由基干电缆、中间交叉连接线、主交叉连接线、机械终端以及基干交叉接线使用的软线或跳线组成。基干电缆布线还包括建筑物之间的电缆敷设。,(1) 确认的电缆 100欧姆双绞线对电缆 多模光纤电缆，或是62.5/125或50、125m 单模光纤电缆,(2) 基干电缆距离 下图中规定的最大基干距离是平衡的双绞线对电缆声音传输的准则所列的距离用于基干通路总长度，包括基干电缆、软线和设备电缆。 三类多线对100平衡欧姆基干电缆的长度，即支持专门为此类达16MHz电缆设计的数据应用电缆应限制到总长90米（295英尺）。 5类多线对平衡100欧姆基干电缆长度，即支持20MHz到100MHz范围的专门为此而设计的数据应用电缆，被限制总长为90米（295英尺）。 90米（295英尺）距离被假定为连接到主干线的设备电缆（线）的每一端需要5米（16英尺）。,图例：引入点：EP 中间交叉接线：IC主交 主交叉接线：MC 水平交叉接线：HC,介质类型 A B C 100欧姆绞线对 800米 300米 500米 62.5m光纤 2000米 300米 1700米 50m光纤 2000米 300米 1700米 单模光纤 3000米 300米 2700米,3 工作区 工作区各部分可从水平电缆系统的电信出口/连接器端点延伸到工作站设备。工作站设备可以是一系列装置之中的任何一装置，包括但不限于电话、数据终端和计算机。工作区域电缆布线对于良好管理的布线系统是个关键，然而，一般是非永久性设计的，因此相对来说补偿贸易更换。 根据工作区软线最大5米长（16英尺）,4 电信室 电信室的主要功能是用于终接水平分布的电缆。所有确认类型的水平电缆可终接在电信室可兼容的连接硬件上。同样，确认的主干电缆也可以终接在电信室可兼容的连接硬件上。在将各种服务延伸到电信引出口/连接器时，使用跳线或软线的水平和基干电缆终接的交叉接线具有灵活的接线方式。 为此而采用的连接硬件，跳线和软线统称之为“水平交叉接线”。电信室还可包含有基干电缆系统各部分的中间交叉接线或主交叉接线。,5 设备室 由于设备室的特点和所包含设备的复杂性，其被认为明显不同于电信室。一个设备室可提供任一功能或所有的电信室功能。,6 进局设备 进局设备由电缆、连接硬件、保护装置和将外部设备连接到室内电缆所需要的其它设备组成。这些部件可用于公用网络服务、个人网络用户室内服务或两者经调整的电信公司服务提供者及客户室内电缆之间的分界点可以是入口设备的一部分。,三、综合布线系统设计的一般原则 1设计的一般原则 兼容性原则 开放性原则 灵活性原则 可靠性原则 先进性原则 可扩展性原则 经济性原则 标准化和规范化原则 2设计要点 在具体进行设计时应把握以下要点： 尽量满足用户的通信要求； 了解建筑物、楼宇间的通信环境； 确定合适的通信网络拓扑结构； 选取适用的介质； 以开放式为基准，尽量与大多数厂家产品和设备兼容； 将初步的系统设计和建设费用预算告知用户,3.2 系统设计,学习目标：了解系统指标和技术指标。 掌握系统设计的步骤和过程。,学习重点：知道基本的系统指标和技术指标并掌握其设计的步骤。 学习难点：掌握系统设计的步骤和过程，并会实际应用。 一、 系统分级与传输距离限制 系统的分级是指对综合布线系统性能中的最高传输频率进行分级，其目的在于区分不同的传输带宽需要。表4-5给出了标准中关于系统分级与传输距离的限制。,表4-5系统分级和传输距离限值,二、综合布线设计的一般步骤 设计一个合理的综合布线系统一般包含七个主要步骤： 分析用户需求； 获取建筑物平面图； 系统结构设计； 布线路由设计； 可行性论证； 绘制综合布线施工图； 编制综合布线用料清单。 综合布线系统的设计过程，可遵循图4-2的描述。,图3-3 系统设计的流程图,3.3 工作区子系统,学习目标：知道工作区的概念和划分原则,掌握工作区适配器的选用原则和工作区的设计要点,学习重点：掌握信息插座与连接器的接法,学习难点：掌握信息插座与连接器的接法,一、 工作区的概念 工作区子系统是指从设备出线到信息插座的整个区域，即一个独立的需要设置终端的区域划分为一个工作区。,图3-4 工作区子系统,一个独立的工作区。通常是一部电话机和一台计算机终端设备。设计的等级为基本型、增强型、综合型。,二、 工作区的划分原则 一个独立的需要设置终端设备的区域宜划分为一个工作区。,三、工作区适配器的选用原则 选择适当的适配器，可使综合布线系统的输出与用户的终端设备保持完整的电器兼容。 适配器的选用应遵循以下原则： 1在设备连接器采用不同于信息插座的连接器时，可用专用电缆及适配器 2在单一信息插座上进行两项服务时，宜用“Y“型适配器； 3在配线（水平）子系统中选用的电缆类别(介质)不同于设备所需的电缆类别(介质)时，宜采用适配器； 4在连接使用不同信号的数模转换设备、数据速率转换设备等装置时，宜采用适配器； 5为了特殊的应用而实现网络的兼容性时，也可用转换适配器； 6根据工作区内不同的电信终端设备（例如ISDN终端）可配备相应的适配器。,四、 确定信息插座的数量和类型 综合布线的信息插座大致可分为嵌入式安装插座、表面安装插座、多介质信息插座3类。信息插座的数量和类型确定的原则为： 1根据已掌握的客户需要，确定信息插座的类别； 2根据建筑平面图计算实际可用的空间，依据空间的大小来确定信息插座的数量。,五、 工作区设计要点 工作区内线槽的敷设要合理、美观； 信息座设计在距离地面30cm以上； 信息座与计算机设备的距离保持在5 m范围内； 网卡接口类型要与线缆接口类型保持一致； 所有工作区所需的信息模块、信息座、面版的数量要准确； RJ45水晶头所需的数量。 工作区设计时，具体操作可按以下三步进行： 根据楼层平面图计算每层楼布线面积。 估算信息引出插座数量，一般设计两种平面图供用户选择：为基本型设计出每9平方米一个信息引出插座的平面图；为增强型或综合型设汁出两个信息引出插座的平面图。 确定信息引出插座的类型。,六、信息插座连接技术要求,1. 信息插座与终端的连接形式 每个工作区至少要配置一个插座盒。对于难以再增加插座盒的工作区，要至少安装两个分离的插座盒。信息插座是终端(工作站)与水平子系统连接的接口。其中最常用RJ45连接器。 其连接如图4-4所示：,图 信息插座与终端的连接,2. 信息插座与连接器的接法 对于RJ45连接器与RJ45信息插座，与4对双绞线的接法主要有两种，一是568A标准，二是568B的标准。 568A中RJ45连接器接法如图4-5所示。,568B中RJ45连接器接法如图4-6所示。,图 568B RJ45线序,图 568A RJ45线序,568A中RJ45信息插座的接法如图4-7所示。,568B中RJ45信息插座的接法如图4-8所示。,图 568A 模块线序,图 568B 模块线序,3.4 配线子系统,学习目标：知道配线子系统的概念 如何选择电缆,认识信息插座 配线架和线缆管理器 学习重点： 认识配线子系统的组成 学习难点：如何选择电缆,一、配线子系统的概念 配线子系统应由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备（FD）的配线电缆或光缆、楼层配线设备和跳线等组成. 配线子系统与干线子系统的区别在于：配线子系统总是处在一个楼层上，并端接在信息插座或区域布线的中转点上。 配线子系统如图4-9所示。,图 配线子系统,二、 线缆的选择 在配线子系统中常用的线缆有4种： 1.100W非屏蔽双绞线（UTP）电缆； 2.100W屏蔽双绞线（STP）电缆； 3.50W同轴电缆； 4.62.5/125µm光纤电缆。 线缆选择的一般原则为： 产品选型必须与工程实际相结合。 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）。 近期和远期相结合 符合技术先进和经济合理相统一的原则。,三、 信息插座 1信息模块的类型 常见的信息模块主要有两种形式，一种是RJ45，还有一种是RJ11。,图 RJ45普通模块、紧凑式模块、免打模块,图 RJ11 电话模块,四、配线架 配线架的作用是使所有信息点的数据线缆均集中到配线架上. 常见的配线架有RJ45配线架、电话配线架、光纤配线箱等。 1RJ45配线架 RJ45配线架如图4-12所示。,图 RJ45配线架,2电话配线架 电话配线架如图4-13所示。其接线方式为卡接式，主要应用于接收来自电话总机房的专线、直线电话和分机电话线。,图 电话配线架,3光纤配线箱 中间光纤配线箱主要应用于纯光网的光纤配线中。,五、线缆管理器 线缆管理器又称理线器，如图4-15所示。,图 线缆管理器,图 光纤配线箱,3.5 干线子系统,学习目标：知道干线子系统的概念,掌握干线子系统设计原则和布线设计步骤 学习重点：掌握干线子系统设计原则,学习难点：掌握布线设计步骤及应用,一、 干线子系统的概念 干线子系统由设备间的建筑物配线设备、跳线以、及设备间至各楼层交接间 的干线电缆组成。 二、 干线子系统的设计原则 1干线子系统的设计应遵循以下的一般原则： 在确定干线子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。 应选择干线电缆最短，最安全、最经济的路由。 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的方法。 如果设备间与计算机房处于不同的地点，而且需要把话音电缆连至设备间，把数据电缆连至计算机房，则宜在设计中选干线电缆的不同部分来分别满足话音和数据的需要。,2干线中的双绞线电缆 干线中的双绞线电缆设计时应注意以下几点： 线要平直，走线槽，不要扭曲；两端点要标号；室外部要加套管，严禁搭接在树干上；双绞线不要拐硬弯。,三、 干线子系统布线设计的步骤 1确定每层楼的干线电缆要求 根据不同的需要和经济因素选择干线电缆类别。 2确定干线电缆路由 选择干线电缆路由的原则,应是最短、最安全、最经济。 3绘制干线路由图 采用标准中规定的图形与符号绘制垂直子系统的线缆路由图，图纸应清晰、整洁。 4确定干线电缆尺寸 干线电缆的长度可用比例尺在图纸上实际量得,也可用等差数列计算。 每段干线电缆长度要有备用部分（约10%）和端接容差。,四、主干光缆的选择 光纤分单模(8.3/125m)、多模(62.5/125m、50/125m)两种。从目前国内外局域网应用的情况来看,采用单模结合多模的形式来铺设主干光纤网络,是一种合理的选择.,3.6 设备间,学习目标：知道设备间的概念,掌握设备间设计原则 学习重点：掌握设备间设计步骤 学习难点：掌握设备间设计步骤,一、设备间的概念 设备间子系统由设备室的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，通过电缆把各种公用系统设备互连起来。,二、 设备间的设计原则 设计中应该把握以下的原则： 1最近与方便原则 2主交接间面积、净高选取原则 3.接地原则 4.色标原则 5.操作便利性原则,三、设备间的设计步骤 实施设计时可分为两步走。 1选择和确定主布线场的硬件规模 2选择和确定中继场/辅助场,四、 设备间内的主要设备 设备间子系统的硬件大致同管理子系统的硬件相同，基本由光纤、铜线电缆、跳线架、引线架、跳线构成，只不过是规模比管理子系统大得多。,3.7 管理子系统,学习目标：知道管理子系统的概念及其交连的形式,掌握管理子系统设计原则 学习重点：掌握管理子系统交连的几种形式 学习难点：熟练掌握管理子系统交连的几种形式和设计原则,一、管理子系统的概念 管理子系统由交连/互连的配线架、信息插座式配线架、相关跳线组成。,二、 管理子系统的交连硬件部件 在管理间子系统中，信息点的线缆是通过“信息点集线面板”进行管理的，而语音点的线缆是通过110交连硬件进行管理。 信息点的集线面板有12口、24口、48口等，应根据信息点的多少配备集线面板,三、管理子系统交连的几种形式 在不同类型的建筑物中管理子系统常采用单点管理单交连、单点管理双交连和双点管理双交连3种方式。 1单点管理单连接 这种方式使用的场合较少，它的结构图见图4-17。,图 单点管理单交连,3双点管理双连接,2单点管理双连接,图 单点管理双连接,图 双点管理双连接,四、 管理子系统的设计原则 1管理子系统中干线配线管理宜采用双点管理双交接。 2管理子系统中楼层配线管理应采用单点管理。 3配线架的结构取决于信息点的数量、综合布线系统网络性质和选用的硬件 4端接线路模块化系数合理。 5设备跳接线连接方式要符合下列规定： 对配线架上相对稳定一般不经常进行修改、移位或重组的线路，宜采用卡接式接线方法； 对配线架上经常需要调整或重新组合的线路，宜使用快接式插接线方法； 6列管理接线间墙面材料清单应全面，并画出详细的墙面结构图。,3.8 建筑群子系统,学习目标：知道建筑群子系统的概念 掌握建筑群子系统设计要点和电缆敷设方法 学习重点：掌握建筑群子系统设计要点和电缆敷设方法 学习难点：掌握电缆敷设的四种方法和比较,一、 建筑群子系统的概念 建筑群子系统也称楼宇管理子系统。 连接各建筑物之间的传输介质和各种支持设备（硬件）组成一个建筑群综合布线系统。连接各建筑物之间的缆线及相应设备组成了建筑群子系统 二、 建筑群子系统的设计要点 1 建筑群数据网主干线缆一般应选用多模或单模室外光缆。 2建筑群数据网主干线缆需使用光缆与电信公用网连接时，应采用单模光缆，芯数应根据综合通信业务的需要确定。 3建筑群主干线缆宜采用地下管道方式进行敷设，设计时应预留备用管孔，以便为扩充使用。 4当采用直埋方式时，电缆通常离地面60.96cm以下的地方或按当地法规,三、 建筑群子系统中电缆敷设方法 在建筑群子系统中电缆布线方法有4种。 1架空电缆布线,图 架空布线,2直埋电缆布线 3管道系统电缆布线 4隧道内电缆布线 四、 四种建筑群布线方法比较 表 四种建筑群布线方法比较,3.9电气防护、接地及防火 学习目标：了解电气防护 知道接地设计和防火措施 学习重点：掌握接地设计的原则。 学习难点：熟练掌握接地设计的原则，并会实际运用。,一、 接地设计 综合布线系统接地的结构包括接地线、接地母线（层接地端子）、接地干线、主接地母线（总接地端子）、接地引入线、接地体六部分，在进行系统接地的设计时，可按下述6个要素分层次地进行设计。 接地线 接地母线（层接地端子） 接地干线 主接地母线（总接地端子） 接地引入线 接地体,二、防火措施,智能建筑中综合布线的用量在逐渐增多，现在计算机的应用以约每年以25的速度在增长。而图像通信，如监控电视、会议电视与语音、数据等等多媒体通信也在不断发展，使用的缆线保护层材料一般有聚乙烯、聚氯乙烯PE/PVC，低烟无卤LSZH（for Low Smoke Zero Halogen）及氟树脂Tefion FEP（铁氟龙 聚全氟乙丙树脂）几种。 PVC材料在综合布线的线缆中大量用到，PVC材料的燃烧值与其他材料相比见图4-18。,图 几种材料的燃烧值,通信电缆的防火测试标准有UL910、IE3321及IEC3323。,