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
——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》(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
序号
分类或型号
描述性名称
说 ? 明
应用范围
1
EIA/TIA第一类
1
在局域网中不使用,主要用于模拟话音
模拟话音、数字话音
2
EIA/TIA第二类
1
在局域网中很少使用,可用于ISDN(数据)、数字话音、IBM 3270等
ISDN(数据):1.44Mbit/sIT:1.544Mbit/s数字话音IBM 3270、IBM 3X、IBM AS/400
3
EIA/TIA第三类NEMA-100-24-LLUL Level Ⅲ
100Ω UTP
它是一种24 AWG的4对非屏蔽对绞线,符合EIA/TIA 568标准中确定的100Ω水平布线电缆要求,可用于10Mbit/s和IEEE802.3 10Base-T话音和数据
10 Base-T4Mbit/s 令牌环IBM 3270、IBM 3X、IBM AS/400ISDN话音
4
EIA/TIA第四类NEMA-100-24-LLUL Level Ⅳ
100Ω低损耗
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据传输速率,它可以是UTP,也可以是STP
10Base-T16Mbit/s令牌环
5
EIA/TIA第四类NEMA-100-24-XFUL Level Ⅴ
100Ω
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
10Base-T16Mbit/s令牌环100Mbit/s局域网
6
EIA/TIA150Ω STPNEMA-150-22-LLNEMA-150-24-LL
150ΩSTP
它是具有高性能屏弊式的对绞线,有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
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》(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。
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
应用场合
支持应用的链路级别
频率
1
A级
A级对称电缆布线链路
话音带宽和低频信号
最低速率的级别,支持A级
100kHz以下
2
B级
B级对称电缆布线链路
中速(中比特率)数字信号
支持B级和A级的应用
1MHz以下
3
C级
C级对称电缆布线链路
高速(高比特率)数字信号
支持C级、B级和A级的应用
16MHz以下
4
D级
D级对称电缆布线链路
超高速(甚高比特率)数字信号
支持D级、C级、B级和A级的应用
100MHz以下
5
光缆级
光缆布线链路按光纤分为单模光
高速和超高速率的数字信号
支持光缆级的应用,支持传输速率10MHz及以上的各种应用
10MHz及其以上
——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。
——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
指标名称
链路级别
最高传输速率
传输媒质
应用举例
对称电缆
光缆缆
三类100Ω
四类100Ω
五类100Ω
五类150Ω
多模光纤
单模光纤
信道长度(m)
A级
100kHz
2000
3000
3000
3000
1
1
PBX(用户电话交换机),X.21/V.11
B级
1MHz
200
260
260
400
1
1
SO——总线(扩展),SO——点对点 S1/S2,CSMA/CD,1Base 5
C级
16MHz
100
150
160
250
1
1
CSMA/CD,10Base-T,令牌环,4Mbit/s,令牌环,16Mbit/s
D级
100MHz
100
150
1
1
令牌环,16Mbit/s,ATM(TP),TP0PMD
光缆
1
1
1
1
2000
3000
CSMA/CD,FOIRL,CSMA/CD 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。
——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
最大衰减值(dB)
A级
16
--
--
--
--
--
--
--
--
B级
5.5
5.8
--
--
--
--
--
--
--
C级
1
3.7
6.6
10.7
14.0
--
--
--
--
D级
1
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
最大衰减值(dB)
A级
27
--
--
--
--
--
--
--
--
B级
40
25
--
--
--
--
--
--
--
C级
---
39
29
23
19
--
--
--
--
D级
--
54
45
39
36
35
32
27
24
——(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)
1~10
10~16
16~20
20~100
最小回波损耗(dB)(暂定)
C级
18
15
-
-
D级
18
15
15
10
——(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/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
最小衰减/串音比(dB)
-
40
35
30
28
23
13
4
——(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
C级
D级
最大环路直流电阻(Ω)
560
170
40
40
——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
A级
B级
C级
D级
测量频率(MHz)
0.01
1
10
30
最大传播时延(μs)
20.0
5.0
1.0
1.0
——(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
最小纵向变换损耗和纵向变换转移损耗(dB)
A级
30
--
--
--
--
--
--
B级
45
20
--
--
--
--
--
C级
35
30
在考虑中
25
在考虑中
在考虑中
--
D级
40
40
在考虑中
30
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(nm)
下限波长(nm)
上限波长(nm)
基准试验波长(nm)
最大光谱宽度(FWHM谱线)
多模光纤
850
790
910
850
50
1300
1285
1330
1300
150
单模光纤
1310
1288
1339
1310
10
1550
1525
1575
1550
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
链路长度(m)
单模光纤
多模光纤
1310nm
1550nm
850nm
1300nm
水平布线子系统
100
2.2
2.2
2.5
2.2
建筑物主干布线子系统
500
2.7
2.7
3.9
2.6
建筑群主干布线子系统
1500
3.6
3.6
7.4
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
单模光纤
850
1300
1310
1550
最小光回波损耗(dB)
20
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:
——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
传输速率要求(bit/s)
计算机型号和规程
传输速率要求(bit/s)
RS-22
≤20k
10Base-T
10M
DCP
100k
16M Token Ring
16M
Star LAN 1
1M
TP-PMD/CDDI
100M
IBM 3270
1M~10M
100 Base-T
100M
4M Token Ring
4M
ATM
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,
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。
——(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。
——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
——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。
——(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。
——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
1(一般)
2(中等)
3(高级)
4(重要和特殊)
办公室房间面积
15m2以下/间
10m2~20m2/间
15m2~25m2/间
20m2~30m2/间
智能化建筑的性质
行政办公类型
1~3
2~4
3~5
4~6
商贸租赁类型
1~3
3~5
3~5
5~7
交通运输新闻科技类型
1~3
2~4
2~4
4~6
信息业务种类
话音、数据、图像
话音、数据、图像、监控
话音、数据、图像、监控、保安
话音、数据、图像、监控、保安、报警
备注
办公室房间面积一般不小于10m2/间
办公室房间面积大于30m2/间时,本表不适用
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
别墅式
高级干部
一般干部
普通居民
套型
特大
大
中
小
房间数量(不包括厅)
4室以上
3室~4室
2室~3室
1室~2室
智能化程度类型
领先型(超前型)
先进型——领先型
普及型——先进型
普及型
用户信息点数(个)
5个以上
4个~5个
3个~4个
2个~3个
信息业务种类
所有智能化功能且有开发性的前景
话音、监控、保安、数据、报警、视频、计算机联网
话音、临近、保安、数据、报警、视频、计算机连网
话音、监控、保安、数据、报警、视频
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,这方面尚无统一规定和标准
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。
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、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、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
——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。
——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
——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。
——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。
——(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
——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。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。
——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:
——(1)在智能化小区的建筑群体内选择位置较适中的A楼,将所有设备和设施集中放置于楼内的设备间或设备中心。这些设备和设施主要包括用户电话交换机(PBX)、服务器、卫星接收设备、有线电视(CATV)、交换器和保安系统等。配线架问的位置应尽量与设备间相邻,在房间中将相当于建筑群配线架的设备和建筑物配线架合二为一,以减少设备数量和便于使用维护。
——(2)各楼(B、C、D楼)相当于建筑物配线架的设备均设在第1楼层,以便连接本楼内所有的建筑物主干和外面引入楼内的缆线。在A楼配线架间的设备位置要便于连接A楼内所有的建筑物主干缆线和引到其它楼的缆线以及与公用通信网连接的线路。
——(3)每个住宅楼的每个楼层或特定楼层,应设置相当于楼层配线架的设备,以便连接主干缆线和部分也采用星型网络结构的布线方式。它是以小型家居配线盒为中心,一般位于屋内线路的进线处。该小型家居配线架为盒体结构,密封性能好,由于跳线设施简化,用户可以根据信息需要自行改变信息插座和通信线路的配置,所以很适合普通家庭使用。电视的视频信号经同轴电缆分配到智能化住宅内的各个房间,系统性能稳定,也不需采用适配器。话音和数字信号可采用高性能的五类4对非屏蔽对绞对称电缆,一般可满足当前需要,也能适应今后发展的要与小型家居配线盒相连的线路。
——(4)每个住宅内均装设一个小型家居配线盒,住宅内根据用户信息终端设备的需要,可选用不同款式、规格及技术要求的连接端口接插件(即信息插座),安装方式有明装或暗装,位置可在地面或墙上,其数量多少应根据用户信息需求并结合今后发展来决定。
——(5)智能化住宅建筑内所用的缆线应根据信息传输需要选用五类4对非屏蔽对绞对称电缆、75Ω的同轴电缆及2芯屋内光纤光缆,在屋外的主干线路(即建筑群主干电缆或光缆)可选用三类或五类大对数的电缆或屋外光缆。
——3.智能化小区的屋内家属系统
——智能化小区的屋内家居系统大致情况见图9。
——智能化小区内的智能化住宅建筑(家居)的屋内求。智能化家居系统的信息插座采用2孔、4孔、6孔的模块化结构,设计时可根据信息需要灵活配置。在4孔信息插座的典型应用中,通常是1个同轴电缆模块连接电视,2个RJ-45对绞线模块连接电话和计算机,另外1孔预留给未来的发展使用。这种插座的面板上均有标志盖板,既便于识别,又有防尘作用。
第七讲 综合布线系统工程中各个子系统的设计
——本讲分别介绍了综合布线系统工程中有关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的设计要点,说明了网络拓扑结构、设备间工艺要求、各种设备的配置、配线接续设备、主要布线部件的选用以及互相连接敷设的方法。
——根据我国通信行业标准的规定,综合布线系统是由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个部分组成。下面分别对这3个子系统的设计作一介绍。
一、建筑群主干布线子系统约设计
——规模较大或性质重要的机构,通常是由几幢相邻或不相邻的房屋建筑组成。目前兴起的智能化住宅小区也是由很多幢智能化建筑所组成。这些建筑物之间的联系或对外通信都需要采用综合布线系统。建筑群主干布线子系统是智能化建筑群体内的主干传输线路,也是综合布线系统的骨干部分。它的系统组织的好坏、工程质量的高低、技术性能的优劣都直接影响综合布线系统的服务效果,在设计中必须高度重视。
——1.建筑群主干布线子系统的主要特点和建设原则
——(1)建筑群主干布线子系统中建筑群配线架(CD)等设备是装在屋内的,而其它所有线路设施都没有屋外,因此,受客观环境和建设条件影响较大。由于工程范围大、涉及面较宽,在设计和建设中更须加以重视。
——(2)由于综合布线系统大多数采用有线通信方式,一般通过建筑群主干布线子系统与公用通信网连成整体,从全程全网来看,也是公用通信网的组成部分,它们的使用性质和技术性能基本一致,其技术要求也是相同的。因此,要从保证全程全网的通信质量来考虑,不应只以局部的需要为基点,使全程全网的传输质量有所降低。
——(3)建筑群主干布线子系统的缆线是室外通信线路,通常建在城市市区道路两侧。其建设原则、网络分布、建筑方式、工艺要求以及与其它管线之间的配合协调,均与市区内的其它通信管线要求相同,必须按照本地区通信线路的有关规定办理。
——(4)建筑群主干布线子系统的缆线在校园式小区或智能化小区内敷设将成为公用管线设施时,其建设计划应纳入该小区的规划,具体分布应符合智能化小区的远期发展规划要求(包括总平面布置)。且与近期需要和现状相结合,尽量不与城市建设和有关部门的规定发生矛盾,使传输线路建设后能长期稳定、安全可靠地运行。
——(5)在已建或正在建的智能化小区内,如已有地下电缆管道或架空通信杆路时,应尽量设法利用。与该设施的主管单位(包括公用通信网或用户自备设施的单位)进行协商,采取合用或租用等方式,以避免重复建设,节省工程投资,使小区内管线设施减少,有利于环境美观和小区布置。
——2.建筑主干布线子系统工程设计的要求
——(1)建筑群主干布线子系统设计应注意所在地区的整体布局,由于智能化建筑群体所处的环境一般对美化要求较高,对于各种管线设施都有严格规定,因此,要根据小区建设规划和传输线路分布,尽量采用地下化和隐蔽化方式。
——(2)建筑群主干布线设计应根据建筑群体用户信息需求的数量、时间和具体地点,采取相应的技术措施和实施方案。在确定缆线的规格、容量、敷设的路由以及建筑方式时,务必考虑使通信传输线路建成后保持相对稳定,并能满足今后一定时期信息业务的发展需要。为此,必须遵循以下要点:
——①线路路由应尽量选择距离短、平直,并在用户信息需求点密集的楼群经过,以便供线和节省工程投资。
——②线路路由应选择在较永久性的道路上敷设,并应符合有关标准规定和与其它管线以及建(构)筑物之间的最小净距要求。除因地形或敷设条件的限制必须与其它管线合沟或合杆外,与电力线路必须分开敷设,并有一定的间距,以保证通信线路安全。
——③建筑群主干布线子系统的主干缆线分支到各幢建筑物的引入段落,其建筑方式应尽量采用地下敷设。如不得已而采用架空方式(包括墙壁电缆引入方式)时,应采取隐蔽引入,其引入位置宜选择在房屋建筑的后面等不显眼的地方。
——3.建筑群主干布线子系统缆线的建筑方式
——建筑群主干布线子系统的缆线设计基本与本地网通信线路设计相似,因此可按照有关标准执行。目前,通信线路的建筑方式有架空和地下两种类型。架空方式又分为架空杆路和墙壁挂放两种。根据架空电缆与吊线的固定方式又可分为自承式和非自承式两种。地下方式分为地下电缆管道、电缆沟和直埋方式几种。上述各种线路建筑方式的特点和适用场合见表1。
表1 各种通信线路建筑方式的优缺点和适用场合
类型
名称
优点
缺点
适用场合
不定期宜使用的场合
备注
管道电缆
1、电缆有最佳的保护措施,比较安全,可延长电缆使用年限2、产生障碍机会少,不易影响通信,有利于使用和维护3、维护工作量小,费用少4、线路隐蔽、环境美观、整齐有序、较好布置5、敷设电缆方便,易于扩建或更换
1、因建筑管道和人孔等施工难度大,土方量多,技术要求复杂且较高2、初次工程投资较高3、要有较好的建筑条件(如有定型的道路和管线)4、与各种地下管线设施产生的矛盾较多,协调工作较复杂
1、较为定型的智能化小区和道路基本不变的地段2、要求环境美观的校园式小区或对外开放的示范街区3、广场或绿化地带的特殊地段4、交通道路或其它建筑方式不适用时
1、小区或道路尚不定型,今后有可能变化的地段2、地下有化学腐蚀或电气腐蚀的地段3、地下管线和障碍物较复杂且断面位置受限制的地段4、地质情况不稳定,土质松软、塌陷地段,地面高程相差较大和地下水位较高的地段
管道电缆不宜采用钢带铠装结构,一般采用塑料护套电缆
地下类型
直埋电缆
1、较架空电缆安全,产生障碍机会少,有利于使用和维护2、维护工作费用较少3、线路隐蔽、环境美观4、初次工程投资较管道电缆低,不需建人孔和管道,施工技术也较简单5、不受建筑条件限制,与其它地下管线发生矛盾时,易于躲让和处理
1、维护更换和扩建都不方便,发生障碍后必须挖掘,修复时间长,影响通信2、电缆其它地下管线过于邻近时,双方在维修时会增加机械损伤机会3、挖掘正式道路或设施须作赔补
1、用户数量比较固定,电缆容量和条数不多的地段,今后不会扩建的场所2、要求电缆隐蔽,但电缆条数不多,采用管道双不经济或不能建设的场合3、敷设电缆条数虽少,但是特殊重要的地段4、不宜采用架空电缆的校园式小区,要求敷设直埋电缆
1、今后需要翻建的道路或广场2、规划用地或今后发展用地3、地下有化学腐蚀或电气腐蚀以及土质不好的地段4、地下管线和建筑物比较复杂,常有挖掘可能的地段5、已建成高级路面的地段
直埋电缆应按不同环境条件采用不同程式铠装电缆,一般不用塑料护套电缆
电缆沟道和隧道敷设电缆
1、线路隐蔽、安全稳定,不受外界影响2、施工简单,工作条件较直埋好3、查修障碍和今后扩建均较方便4、可与其它弱电线路合建综合性公用设施,可节省初次工程投资
1、如为专用电缆沟道等设施,初次工程投资较高2、与其它弱电线路共建时,在施工和维护中要求配合和相互制约,有时会发生矛盾3、如公用设施中设有有害于通信的管线,需要增设保护措施,增加了维护费用和工作量
1、在较为定型的小区,道路基本不变的地段2、在特殊场合或重要场所,要求各种管线综合建设公共设施的地段3、已有电缆沟道且可使用的地段
1、附近有影响人身和电缆安全的地段2、地面要求特别美观的广场等地段
电缆沟道有明暗两种,其优缺点也有所不同,应视路由条件来定
架空类型
架空电缆(立杆架设)
1、施工建筑技术较简单2、建设速度较快3、能适应今后变动,易于拆除、迁移、更换或调整,便于扩建增容4、初次工程投资较低
1、产生障碍的机会较多,对通信安全有所影响2、易受外界腐蚀和机械损伤,影响电缆使用寿命3、维护工作量和费用较多4、对周围环境美观有影响
1、不定型的街坊或刚刚建设的小区以及道路有可能变化的地段2、有其它架空杆路可利用采取合杆时3、因客观条件限制无法采用地下方式,需采用架空方式的地段
1、附近有空气腐蚀或高压电力线2、环境要求美观的街坊或校园式小区3、特殊重要的地段如广场等
架空电缆宜采用塑料电缆,不宜采用钢带铠装电缆
墙壁电缆
1、初次工程投资费用较低2、施工和维护较方便3、较架空电缆美观
1、产生障碍的机会较多,对通信安全有所影响,安全性不如地下方式2、对房屋建筑的立面美观有些影响3、今后扩建、拆换时不太方便
1、建筑较坚固整齐的小区,且墙面较为平坦齐直的地段2、相邻的办公楼等建筑,内外沿墙可以敷设的地段3、其它建筑方式不宜采用的地段4、已建成的房屋建筑采用地下引入有困难的地段
1、要求房屋建筑立面极为美观的场合2、排列不整齐,不坚固或临时性的房屋建筑3、今后可能拆除或变化的房屋建筑4、房屋建筑布置分散,相距较远,电缆跨距太大的段落
与架空电缆相同
——表1中所列是通常的要求,特殊情况下除外。在选用线路建筑方式时,应根据所在地区的规划要求、地上或地下管线的情况、小区房屋建筑和道路路面的建筑条件、施工维护是否方便以及环境美观要求等诸多因素综合考虑。如在同一线路中有两种以上建筑方式可选用时,应先进行技术经济比较,然后选用较为经济合理的建筑方式。在有些场合,因受环境条件限制,无法采用统一的建筑方式,可分段采取各自适宜的线路建筑方式。这种混合使用的建筑方式可作为暂时的过渡性措施,今后若条件成熟,再采用统一的建筑方式,以便于维护管理。如确有建设条件且工程投资不多时,应尽量使线路隐蔽化和地下化;如受客观环境条件限制不能同时建设时,也可有计划地分期逐步实施。
——在有些特大型的智能化建筑群体之间没有公用的综合性隧道或电缆沟道时,如其建筑结构和客观条件较好,且内部安装的其它管线设施对通信线路不会产生危害,可以考虑利用该设施。合用时应留有一定间距并采取保证通信安全的具体措施。对各种管线设施都应设置明显的标志,以便于区别和维护管理,管线之间最好采用阻隔的识别装置(如绝缘板等)。
——地下电缆管道、架空杆路、直埋敷设和墙上挂放等具体设计内容较多,可参见本地网通信线路设计标准和相关书籍,这里不予赘述。
二、建筑物主干布线子系统设计
——建筑物主干布线子系统是智能化建筑综合布线系统的中枢部分,它除了本身网络的通信缆线(由建筑物配线架至各个楼层配线架之间互相连接的缆线)外,还包括上升管路或电缆竖井。因此,建筑物主干布线子系统的工程范围应由设备间和主干布线两部分组成。下面分别进行描述。
——1、设备间
——设备间是综合布线系统的关键部分,因为它是外界引入(包括公用通信网或建筑群体间主干布线)和楼内布线的交汇点。因此,确定设备间的位置极为重要。此外,其工艺要求和内部布置也是设计中不容忽视的,在设计中一般要考虑以下几点:
——(1)设备间的理想位置应设于建筑物综合布线系统主干线路的中间,一般常放在一、二层,并尽量靠近通信线路引入房屋建筑的位置,以便与屋内外各种通信设备,网络接口及装置连接。通信线路的引入端和设备及网络接口的间距,一般不直超过15m。此外,设备间应邻近电梯间,以便装运笨重设备。同时,应注意电梯内的面积大小、净空高度以及电梯载重的限制。
——设备间一般装有电话、数据、计算机等系统的主机设备及其保安配线设备,并有各系统公用的综合布线系统的进线接续设备,同时还是网络集中控制、维护管理和管理人员值班的场所。在特殊情况下,电话交换系统和计算机主机也可分别设置,但应考虑连接通信网络方便和有利于综合布线系统的使用管理。程控用户交换机和计算机主机的机房离设备间不宜太远,这样有利于缩短缆线长度和保证传输质量。
——设备间的位置应选择在环境安全、干燥通风、清洁明亮和便于维护管理的地方。设备间的上面或附近不应有渗漏水源,不应存放易腐蚀、易燃、易爆物品,还要远离电磁干扰源。
——设备间的位置应便于安装接地装置,根据房屋建筑的具体条件和通信网络的技术要求,按照接地标准选用切实有效的接地方式。
——(2)设备间的大小应根据智能化建筑的建设规模、采用的各种不同系统、安装设备的数量、网络结构要求以及今后发展需要等因素综合考虑。在设备问内应能安装所有设备,并有足够的施工和维护空间。
——(3)设备间是装设备种设备的专用房间,所装设备对于环境要求较高,因此,内部装修和安装工艺必须注意:
——①设备间应有良好的气温条件,以保证安装设备和维护人员能够正常工作。要求室温应保持在10℃~27℃之间,相对湿度应保持在60%~80%。
——②设备间应按防火标准安装相应的防火报警装置,使用防火防盗门。墙壁不允许采用易燃材料。应有至少能耐火1h的防火墙。地面、楼板和天花板均应涂刷防火涂料,所有穿放缆线的管材、洞孔及线槽都应采用防火材料堵严密封。
——③设备间安装用户电话交换机和计算机主机时,其安装工艺应分别按设备的工艺要求标准设计。两者要求如有不同,则以较高的工艺要求为准。设备间的装修标准应满足通信机房的工艺要求,如采用活动地板时,要具有抗静电性能。
——(4)设备间内应防止有害气体侵入,并有良好的防尘措施。允许有害气体和尘埃含量的限值分别见表2和表3。表中规定的灰尘粒子应是不导电的、非铁磁性和非腐蚀性的。
表2 有害气体限值
有害气体(mg/m3)
二氧化硫(SO2)
硫化氢(H2S)
二氧化氮(NO2)
氨(NH3)
氯(CL2)
平均限值
0.2
0.006
0.04
0.05
0.01
最大限值
1.5
0.03
0.15
0.15
0.3
表3 允许尘埃的限值
灰尘颗粒的最大直径(μm)
0.5
1.0
3.0
5.0
灰尘颗粒的最大浓度(粒子数/m3)
1.4×104
7×105
2.4×105
1.3×105
——(5)设备间必须保证其净高(吊顶到地板之间)不应小于2.55m(无障碍空间),以便安装的设备进入。门的大小应能保证设备搬运和人员通行,要求门的高度应大子2.1m,门宽应大于0.9m。地板的等效均布活荷载应大于5kN/m2。
——(6)设备间设一般照明,按照规定水平工作面距地面高度0.8m处、垂直工作面距地面高度1.4m处被照面的最低照度标准应为150 lx。
——设备间内应有可靠的交流50Hz、220V电源,必要时可设置备用电源和不间断电源。如设备间内装设计算机主机时,应根据其需要配置电源设备。
——(7)设备间内的缆线敷设应根据房间内设备布置和缆线经过段落的具体情况,分别选用不同的敷设方式,并及早向土建设计单位提供,以便在建筑设计中考虑。设备间内缆线的各种敷设方式的适用场合及优缺点可见表4。
表4 ? 设备间内缆线的敷设方式和适用场合
敷设方式
特点
优点
缺点
适用场合或段落
备注
活动地板
缆线在活动地板下的空间敷设目前有两种:1、正常活动地板,高度为300mm~500mm2、简易活动地板,高度为60mm~200mm一般在建筑建成后装设
1、缆线敷设和拆除均简单方便,能适应线路增减变化,有较高的灵活性,便于维护管理2、地板下空间大,电缆容量和条数多,路由自由短捷,节省电缆费用3、不改变建筑结构
1、造价较高,在经济上受到限制2、会减少房屋的净高3、对地板表面材料有一定要求,如耐冲击性、耐火性、抗静电,要求在人员走动时感觉良好
两种活动地板在新建建筑中均可使用,一般用于电话交换机房、计算机主机房及设备间,且能全房间铺设简易活动地板下空间较小,在层高不高的楼层尤为适用,可节省净高空间,也适用于已建成的原有建筑3、地下管线和障碍物较复杂且断面位置受限制的地段
正常活动地板下面空间较大,除敷设各种缆线外,还可兼作空调送风通道简易活动地板因下面空间小,只作缆线敷设用,不能作为倾家荡产调送风通道
地板或墙壁内沟槽
缆线在建筑中预先建成的墙壁或地板内沟槽中敷设,沟槽的断面尺寸大小根据缆线终期容量来设计,上面设置盖板保护
1、沟槽内部尺寸较大(但受墙壁或地板的建筑要求限制)能容纳缆线条数较多2、便于施工和维护,也有利于扩建3、造价较活动地板低
1、沟槽设计和施工必须与建筑设计和施工同时进行,在配合协调上较为复杂2、沟槽对建筑结构有所要求,技术较复杂3、沟槽上有盖板,在地面上的沟槽不易平整,会影响人员活动,且不美观和不隐藏4、沟槽预先制成,缆线路由不能变动,难以适应变化
地板或墙壁内沟槽敷设方式只适用于新建建筑,在已建建筑中较难采用,因不易制成暗敷沟槽沟槽敷设方式只能在局部段落中使用,不宜在面积较大的房间内全部采用在今后有可能变化的建筑中不宜使用沟槽敷设方式
沟槽方式因是在建筑中预先制成,因此在使用中会受到限制,缆线路由不能自由选择和变动
预埋管路
在建筑的墙壁或楼板内预埋管路,其管径和根数根据缆线需要来设计
1、穿放缆线比较容易,维护、检修和扩建均有利2、造价低廉,技术要求不高3、不会影响房屋建筑结构
1、管路容纳缆线的条数少,设备密度较高的场所不宜采用2、缆线改建或增设有所限制3、缆线路由受管路限制,不能变动
预埋管路只适用于新建建筑,管路敷设段落必须根据缆线分布方案要求设计
预埋管路必须在建筑施工中建成,所以使用中会受到限制,必须精心设计和考虑
机架走线架
在设备(机架)上沿墙安装走线架(或槽道)的敷设方式、走线架和槽道的尺寸根据缆线需要设计
1、不受建筑的设计和施工限制,可以在建成后安装2、便于施工和维护,也有利于扩建3、能适应今后变动的需要
1、缆线敷设不隐蔽、不美观(除暗敷外)2、在设备(机架)上或沿墙安装走线架(或槽道)较复杂,增加施工操作程序3、机架上安装走线架或槽道在层高较低的建筑中不宜使用
在已建或新建的建筑中均可使用这种敷设方式(除楼层层高较低的建筑外),适应性较强,使用场合较多
在机架上安装走线架或槽道时,应结合设备的结构和布置来考虑
——2.主干布线
——建筑物主干布线子系统是综合布线系统工程设计的重要内容。主要是要确定上升路由的多少和位置、上升部分的建筑方式(包括占用上升房间面积大小)和干线系统的连接方式,与建筑设计密切相关。
——(1)智能化建筑主干布线子系统中设置的上升路由数量是根据工程建设规模、服务和管辖楼层的范围、用户信息需求点的分布密度等因素确定的。建筑物为塔楼或楼层面积不大,其楼层的总长度和总宽度均不大于60m且用户信息点较多时,应彩单个上升主干布线子系统。用户信息点分布不密集时,可放宽为75m,宜设单个上升主干布线子系统。当智能化建筑是由几个不同功能的分区组成或楼层面积较大(如楼层的总长度和总宽度均超过60m甚至达到75m),要考虑设置两个或多个上升主干布线子系统。使得系统有较合理的覆盖范围和管辖区域,能够提高服务水平,保证通信质量和降低工程费用,且有利于维护检修。如因楼层分区平面布置或建筑结构的限制(如楼层的层高不一)或其它因素不能使上升部分上下对齐时,应采用相应的预埋管路相连接,或用分支电缆将干线交接间相互连接成上下贯通整体。
——(2)建筑物主干布线子系统的上升(垂直)主干路由位置和管理区域应力求使干线电缆的长度最短、路由最安全、符合网络结构要求,以满足用户信息点和缆线分布的需要。为此,主干路由应选在该管辖区域的中间,使楼层管路和水平布线的平均长度适中,有利于保证信息传输质量和减少管线设施的费用。
——(3)干线子系统中的主干线路总容量的确定应根据综合布线系统中话音和数据信息共享的原则和采用类型的等级(即智能化建筑中的基本型、增强型和综合型,在智能化小区即为普及型、先进型和领先型)进行估计推算,并适当考虑今后的发展余地。
——(4)干线子系统的主干线路网络拓扑结构与智能化建筑的使用性质、信息传送的控制方式等有关。此外,节点的连接方式不同,也会有不同的网络拓扑结构。目前,综合布线系统的网络结构主要有星型、环型、总线型和网状型,最常用的是星型或派生出来的树状星型结构。如采用其它网络型式时,可以在以下节点(即配线架CD、BD和FD)上进行连接构成。在实际工作中,除可单独采用一种网络结构外,也可将两种或多种网络拓扑结构有机结合,形成混合结构。例如:楼字自动化系统常常采用星型和总线型相结合的网络结构。选用网络结构时应遵循以下原则:
——①保证网络的安全运行和检测维修方便;
——②灵活性高,有利于增加和拆移;
——③适应性强,能满足今后发展的需要。
——(5)主干布线的建筑方式有预埋管路、电缆竖井和上升房(又称交接间或干线间)3种,它们都与建筑设计有关。这3种建筑方式的特点和适用场合可参见表5。
表5 上升主干布线部分的建筑方式
名? 称
容纳缆线条数
装设接续设备
特? 点
适用场合
上程式管路(垂直管路、主干管路、上升管)
1条~4条
在上升管路附近设置配线接续设备(IDF、FD)以便就近与楼层管路连通
不受建筑面积限制,一般不占用房间面积,但影响内部环境美观对施工和维护有些不便,IDF、FD等设备因无专用房间不太安全,造价较低,适应变化和发展的能力较差
中小型智能化建筑,今后发展较为固定、信息业务量较小的场合
电缆竖井(上升管路、槽道)
5条~8条
在竖井内或附近装设IDF和FD配线接续设备,以便连接楼层管路。专用或合用竖井有些不同,竖井内可用管路或槽道等装置
能适应今后发展变化,灵活性较大,便于施工和维护,占用房屋面积较小,受建筑的限制少。合用竖井因各个系统合设应有有关维护管理办法和相应制度,否则设备的安全性难以保证
大中型智能化建筑,今后发展变化不大的场合
上程式房(交接间、电信间、干线间、通信接线间)
8条以上(特殊情况下可少于8条)
在上升房中装置配线接续设备(IDF、FD),可以明装或暗装,上升房与各楼层管路连接
能适应今后发展变化,灵活性较大,便于施工和维护,要占用房间从顶层到底层的连续统一的位置,占用房间面积较大,受到建筑的限制因素较大,工程造价较高。因是专用房间,设备的安全运行得到保证
特大型或重要的大型智能化建筑,信息点数量较多,信息业务种类齐全和今后发展较大的场合
——(6)主干线路的连接方法(包括干线交接间与二级交接间的连接)目前有点对点端连接、分支连接和混合连接3种。这3种连接可根据网络拓扑结构和设备配置情况既可单独采用也可混合使用。
——①点对点端连接:此种连接只用一根电缆独立供应一个楼层,其对绞线对数或光纤芯数应能满足该楼层的全部用户信思点需要。主要优点是主干路路由上采用容量小、重量轻的电缆单独供线,没有配线的接续设备介入,发生障碍容易判断和测试,有利于维护管理,是一种最简单直接相连的方法。缺点是电缆条数多、工程造价增加、占用于线通道空间较大。因各个楼层电缆容量不同,安装固定的方法和器材不一而影响美观。
——②分支连接:是采用一根容量较大的电缆,通过接续设备分成若干根容量较小的电缆分别连到各个楼层。主要优点是干线通道中的电缆条数少、节省通道空间,有时比点对点端连接方法工程费用减少。缺点是电缆容量过于集中,如电缆发生障碍波及范围较大。由于电缆分支经过接续设备,在判断检测和分隔检修时增加了困难和维护费用。
——③混合式连接:是一种在特殊情况下采用的连接方法(一般有二级交接间),通常采用端接与连接电缆混合使用的连接,由于增加了连接节点,在选用时应进行技术经济比较后来确定。
——在一般的综合布线系统工程设计中,为了保证网络安全可靠,应首先选用点对点端连接方法。为了节省投资费用,也可改用分支连接方法。
三、水平布线子系统设计
——水平布线子系统是综合布线系统的分支部分,具有面广、点多等特点。它是由通信引出端(又称信息插座)至楼层配线架以及它们之间的缆线组成。水平布线子系统设计范围较分散,遍及整个智能化建筑的每一个楼层,且与房屋建筑和管槽系统有密切关系,在设计中应注意相互之间的配合。
——1.水平布线子系统设计的技术方案
——水平布线子系统的设计包括网络拓扑结构、设备配置、缆线选用和确定最大长度等内容,它们虽然各自独立,但又密切相关,在设计中需综合考虑。
——(1)水平布线子系统的网络拓扑结构都为星型结构,它是以楼层配线架为主节点,各个通信引出端为分节点,二者之间采取独立的线路相互连接,形成以FD为中心向外辐射的星型线路网状态。这种网络拓扑结构的线路长度较短,有利于保证传输质量、降低工程造价和维护管理。
——(2)水平布线子系统的设备配置主要是楼层配线架和通信引出端的配置。选用楼层配线架的容量时,应根据该楼层目前用户信息点的需要和今后可能发展的数量来决定。此外,还应考虑设备间预留适当空间,以便今后扩建时安装连接部件。
——通信引出端的配置与综合布线系统的类型等级、传输速率和采用的缆线有关,其配置原则一般按表6中所列。
表6 通信引出端(信息插座)的配置原则
序号
类型等级
传输速率
传输媒质
通信引出端的类型
备注
1
基本型
低速率系统
三类对绞线对称电缆
单个连接4芯插座
在高速率系统时,传输媒质也有采用光缆
高速率系统
五类对绞线对称电缆
单个连接8芯插座
2
增强型
低速率系统
三类对绞线对称电缆
双个连接4芯插座
在高速率系统时,传输媒质也有采用光缆
高速率系统
五类对绞线对称电缆
双个连接8芯插座
3
综合型
高速率系统
五类对绞线对称电缆和多模光纤光缆或单模光纤光缆(用于主干布线系统上)
双个连接8芯插座或更多个信息插座
一般以光缆为主,与铜芯对绞线对称电缆混合组网
——表6中所列的类型等级是为满足综合布线系统不同用户的需要,且能适应一定时期的发展而划分的。
——(3)根据我国通信行业标准规定,水平布线子系统的缆线最大长度为90m。在一般情况下,水平电缆推荐采用特性阻抗为100Ω的对称电缆,必要时允许采用150Ω的对称电缆,不允许采用120Ω的对称电缆。当采用高速率传输系统或传输电视图像信息时,宜采用光缆。建议采用62.5μm/125μm多模光纤光缆,必要时也允许采用50μm/125μm多模光纤光缆或单模光纤光缆。在水平布线子系统中,对称电缆是否采用屏蔽结构应根据工程实际需要来决定。
——2.水平布线子系统的缆线敷设
——由于智能化建筑有新建、扩建(包括改建)和已建的多种情况,因此在设计时必须根据工程实际多方面进行考虑。目前,在新建、扩建和已建工程中,缆线敷设方法除设备间内常用的几种外(见表4),还有在天花板吊顶内和地板下敷设两种类型,现简单介绍如下:
——(1)天花板吊顶内敷设缆线的方法
——在天花板吊顶内敷设缆线的方法有分区法、内部布线法和电缆槽道布线法3种。这3种方法都要求有一定的操作空间,以利于施工和维护;但操作空间也不宜过大,否则将增加楼层高度和工程造价。此外,在天花板(或吊顶)的适当地方应设置检查口,以便日后维护检修。这3种安装方法的优缺点在表7中列出,供选用时参考。
表7 天花板吊顶内缆线敷设方法
序号
名称
特点
优点
缺点
1
分区法
将天花板内的倾家荡产间分成若干个小区,敷设大容量电缆。从交接间利用管道穿放或直接敷设到每个分区中心,由小区的分区中心分出缆线经过墙壁或立柱引向通信引出端,也可在中心设置适配器,将大容量电缆分成或干根小电缆再到通信引出端
1、灵活性强,能适应今后变化2、经济实用,节省工程造价和施工劳力3、配线容量大,有时可作为主干布线使用
1、缆线如穿管敷设会受到限制2、有时不太适用
2
内部布线法
从交接间将电缆直接敷设到通信引出端
1、灵活性最大,不受其它因素限制2、经济实用,不用其它设施3、因电缆独立敷设传输信号不会互相干扰
1、因信息不同分别供线,缆线条数较多2、初次投资较分区法大
3
电缆槽道法
利用敞开式槽道吊挂在天花板内,结构较复杂,电缆从槽道中引出,经墙壁或立柱引到通信引出端
1、缆线有较好的保护,安全可靠2、扩建和检测方便
1、对缆线路由有一定限制,灵活性较差2、安装施工费用较高,技术较复杂3、有可能使天花板增加荷重
——(2)地板下敷设缆线的方法
——地板下敷设缆线的方法在智能化建筑中使用较为广泛,尤其是新建和扩建的房屋建筑更为适宜。由于缆线敷设在地板下面,既不影响美观,又不需考虑其荷重,施工安装和维护检修均较方便。加上操作空间大,劳动条件好,所以深受施工和维护人员欢迎。地板下的布线方法主要有地板下预埋管路布线法、地面线槽(在地板表面预设线槽)布线法、蜂窝状地板布线法、高架地板布线法和地板下管道布线法等,可根据客观环境条件予以选用。上述几种方法可以单独使用,也可混合使用。它们的特点和优点见表8。
表8 ? 地板下缆线敷设方法
序号
名称
特点
优点
缺点
1
地板下预埋管路布线法
由金属导管和金属线槽组成,它是强弱电缆线统一布置的敷设方法。根据通信和电源布线要求,地板的厚度和占用地板下的空间等条件,分别采用一层和两层结构。两层结构上层为布线导管层,下层为馈线导管层,缆线采用分层敷设
1、机械保护性能好,安全可靠,减少障碍机会2、隐蔽性好,美观3、灵活方便,有利布线4、与电源系统同时建成,有利于供电和使用
1、工程造价较高2、地板结构复杂,增加地板厚度和重量3、与房屋建筑配合协调较多4、不适应于铺设地毯的场合
2
地面线槽布线法
在地板表面预设线槽(在地板垫层中),同时埋设地面通信引出端,因此地面垫层较厚,一般为7cm以上。线槽有50mm×25mm和70mm×25mm(厚×宽)两种规格,为了布线方便,还设有分线盒或过线盒,以便连接
1、布线方便简捷2、适应于大开间房间,适应各种布置和变化,灵活性大
1、需要较厚垫层,增加楼板荷重2、因有垫层楼板容易因线槽多而受损3、高级地板材料(如大理石)不宜使用4、工程造价较高
3
蜂窝状地板布线法
地板结构较复杂,一般采用钢铁或混凝土制成构件,其中导管和布线槽均事先设计,一般用于电力、通信两个系统交替使用的场合
与地板下预埋管路布线方法相似,其容量大,适用于电缆条数较多的场合
与地板下预埋管咱布线法相似
4
高架地板布线法
高架地板为活动地板,由许多方块面板组成,置放在钢制支架上,每块面板均能活动,便于安装和检修缆线(与表4活动地板相似)
1、布线极为灵活,适应性强,不受限制,地板下空间较大2、便于安装施工,操作空间大3、电缆条数多,容纳量大4、隐蔽性好,美观
1、初次工程投资大2、降低房间净高3、在活动地板上走动时易产生共鸣效应
5
地板下管道布线法
在地板下由许多金属管组成,以接线间为开始点,向用户终端设备的位置用金属管辐射式敷设,如有足够数量的通信引出端,可以适应用户终端设备的需要
1、安全性好,减少障碍机会2、隐蔽性好,美观3、初期安装费用较低
1、灵活性较差2、穿放和更换电缆不便
——(3)已建的建筑敷设缆线的方法
——在已建成的建筑(包括改扩建的旧建筑)中综合布线系统的缆线敷设方法,应根据建筑结构、房间平面布置移山倒海部装修条件来选用。如建筑结构好,且楼层净高较高可考虑采用增设吊顶,在其内部敷设管路或槽道的方法;若楼层层高较低也可采用地面线槽布线法。此外,通常还采用地板上导管布线法,利用护壁板、踢脚板或木墙裙等装置,在其内部敷设线路,也有采用专制模压管道等方法进行敷设。这些方法应根据使用特点和具体环境条件来选择。
第八讲 综合布线系统的其它部分设计
——本讲分别叙述综合布线系统中的电源设计、防护设计和光缆传输系统设计的主要内容和技术要点。
——综合布线系统工程除本身网络系统设计外,尚有其它部分设计,它们都是工程设计的组成都分。主要包括电源设计、防护设计和光缆传输系统设计等,下面分别介绍。
——一、电源设计
——电源是综合布线系统设备间和各个机房(包括程控用户电话交换机房、计算机主机房等)的主要动力。电源的供电质量好坏和安全可靠程度直接影响智能化建筑或智能化小区中各种设备的正常运行。当然电网能否正常工作和供电质量是否稳定(如电压,电流和频卒等基本要素是否符合用电设备的要求),其责任主要是在电力部门,但是作为用电设施的综合布线系统,其电源设计是否合理和完善也是极为重要的。它不仅直接影响通信设施的传输质量,而且对保证安全生产及设备正常运行起着决定性的作用。因此,电源设计在综合布线系统中内容虽然不多,但不应忽视。设什的标准和细节可参照通信电源的设计规定。设计中应注意以下几点。
——1.负菏等级的选定
——综合布线系统的设备间和机房的电力负荷等级的选定,应根据智能化建筑的使用性质、重要程度、工作特点以及要求通信安全的保证程度等因素来考虑。一般与智能化建筑中的程控用户电话交换机和计算机主机处于同一类型的电力负荷等级,这样便于采用统一的供电方案。
——2.供电方式
——目前,我国的供电方式与世界上很多国家相同,采用三相四线制。单相额定电压(即相电压)为220 V,三相额定线电压力380 V,频率均为交流50 Hz。因此,综合布线系统中所用设备的电源都应符合这一规定。如果所用设备为国外产品,且下符合这一规定门口电压不同或制式不一)时,应设置专用变换装置或采取其它技术措施,以满足用电设备的要求。
——3.供配电方式
——在智能化建筑和智能化小区中,程控用户电话交换机和计算机主机等机房的供电方式应统一进行设计,以便节省设备和投资,有利于维护管理。一般有以下几种供配电方式。
——(1)当智能化建筑是一类供电单位,供电十分可靠、周围环境较好、没有电磁干扰时,可考虑采用直接供电方式,以减少设备数量、节省工程投资。在其它情况下不宜干用直接供电方式。因为目前我国某些电网运行不太稳定,而智能化建筑周围的客观环境千差万别,所以在使用中要区别对待。
——(2)智能化建筑和智能化小区如具有两路及两路以上的交流电源时,宜选用能自动切换的电源设备。为了保证通信设备安全运行及计算机主机不中断工作,宜采用不间断电源系统(UPS),并配备多台设备并联运行。
——(3)在综合布线系统中较为常用的是直接供电和UPS相结合的方式。即由市电直接供给设备间和机房内的辅助设备,程控用户电话交换机和计算机主机及网络系统的互连设备均由UPS供电。这样做是为了防止设备间或机房内一些辅助设备产生电磁干扰,影响程控用户电话交换机和计算机主机及其网络系统的信息传输质量。这种供配电方式不仅可减少系统之间的互相干扰,也有利于维护检修。此外,还可减少UPS设备数量,使工程投资费用降低。
——(4)设备间内装设程控用户电话交换机和计算机主机时,其电源设计的具体内容和设计要求应分别按照《工业企业程扛用户交换机工程设计规定》(CECS.09.89)或计算机主机电源要求的有关规定考虑。
——(5)为了保证综合布线系统正常运行,设备间或干线交接间内应设有独立、稳定、可靠的交流50 Hz、220 V电源,以便维护检修和日常管理,尽量不采用邻近的照明开关来控制上述技术房间的电源插座,以减少偶然断电等事故发生。
——(6)为了避免电磁干扰和对外辐射,电力线进入机房以后,均应采用穿放在金属管内的屏蔽方式。从配电柜到各有关设备的电力电缆,为避免50 Hz交流电源对综合布线系统的缆线产生电磁干扰,也应采用金属网结构的具有屏蔽性能的电力电缆。配电柜一般应设置在设备间或机房的出入口附近,以便于操作、控制和管理。配电柜的内部元件和具体安装由供电系统设什单位负责考虑。
——二、防护设计
——1.防护的必要性和重要性
——综合布线系统采用防护措施的目的主要是防止外来电磁干扰和向外产生的电磁辐射。前者直接影响综合布线系统的正常运行,后者则是综合布线系统传递信息时产生泄漏的原因。为此,在综合布线系统工程设计中必须根据智能化建筑和智能化小区所在环境的具体情况和建设单位的要求,认真调查研究,选用合适的防护措施。目前,国际上有些人对综合布线系统是否采用屏蔽系统持有不同意见,但近期在综合布线系统工程中采用屏蔽系统的已逐渐增多,主要有以下原因:
——(1)通信网络的传输速率迅速提高,导致容易产生向外的电磁辐射和受到外界电磁干扰。
——(2)电磁干扰源日益增多,客观环境的传输条件迅速恶化(如移动通信系统的增加)。
——(3)网络的安全可靠性要求提高。不采取屏蔽措施,一方面可能使信息失密,不能保证网络安全运行;另一方面因向外产生电磁辐射,影响其它系统的正常工作。
——由此可见,在综合布线系统中采用防护措施是极为重要的。因此,认真研究是否选用防护措施,进行具体防护设计是必须考虑的内容。
——2.有关防护标准和要求
——由于综合布线系统尚在不断发展和逐步完善,因此,其相应的标准也在不断修正、补充和提高。尤其是防护标准,还有不少问题需要继续探讨和研究,所以这里所列的内容是目前应该考虑,且需要在具体工作中实施的。主要有:
——(1)智能化建筑或智能化小区内的综合布线系统如遇有以下几种干扰源。且不能保持一定的安全间距,有可能对系统正常工作造成影响时,应根据不同环境及实际条件,采取切实有效的防护措施。
——①建筑内部的配电网络和配电设备在工作中产生的高频干扰。
——②功率较大的电动机电火花产生的谐波干扰。
——③荧光灯管。电子启动器和开关电源等工作时产生的电磁干扰。
——④公用通信网的铃流电流、电力开关的脉冲和信息处理设备产生的周期性脉冲,都会产生电磁干扰。
——⑤办公设备(如复印机、打印机、电脑、碎纸机等)的影响。
——(2)当智能化建筑和智能化小区的周围环境存在以下的电磁干扰源,且有较高强度的电磁场时,综合布线系统必须采取有效的防护措施,以保证信息传输质量。
——①雷达、无线电发射设备和移动通信系统的基站等设施。
——②高压电力线或电气化铁路等区段。
——③智能化建筑和智能化小区位于雷击次数较多的地区。
——(3)当智能化建筑和智能化小区周围环境的干扰信号场强或综合布线系统的噪声电子超过以下规定时,应采取保护措施。
——①对于计算机局域网信号的影响大小与干扰信号的频率有关。根据实践经验,当干扰信号为600 MHz以下时,对计算机网络信号影响较大,它属于同频干扰的范畴,其场强为1V/m;当干扰信号为600 MHz~2.8 MHz,则属于杂音干扰,一般来说影响较小,其场强为5V/m。如超过上述两种限值时,都应采取防护措施。
——②当电信终端设备通过信号、直流或交流等引入线,引入无线电频字(RF)0.15 MHz~8 MHz的干扰信号,其场强为3V(调制幅度为80%的1kHz正弦波干扰)时,一般电信终端设备的性能不会受影响。如干扰信号的场强超过3v时。应考虑采取保护措施。
——③对于具有模拟/数字终端接口的终端设备,因提供的服务有两种,其噪声信号电平的限值也有所不同,应分别按以下规定办理:
——a.提供一般电话服务时,其噪声信号电平限值规定为:比相对于电话接续过程中信号电平低-4OdBm,且限定噪声信号电平超过-40dBm的带宽总和应小于200 MHz。具体噪声信号电平应符合表1中的规定。
——b.提供声学接口服务(如话筒)时,其噪声信号电平限值规定为:基准电平(特征为1kHz、-40dBm0的正弦信号)或基准电平加20dB,限定噪声信号电平超过基准电平的带宽总和应小于200 MHz。具体噪声信号电于应符合表1中的规定。
表1 噪声信号电平限值
——④对于综合业务数字网(ISDN)的初级接入设备增加附加要求,在10s测试周期内帧行丢失的数目应少于10个。
——⑤要求背景噪声最少应比基准电平小-12dB。
——(4)综合布线系统的发射干扰波的场强超过表2中的规定时应采取防护措施。
表2 综合布线系统发射干扰波场强限值
——注:①A类设备:第三产业。B类设备:住宅;
—— ??? ②较低的限值用于降低频率的情况;
—— ??? ③本表摘自《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(修订本)(CECS 72:97)
——(5)综合布线系统与其它干扰源的间距应符合表3中的要求,以满足相互之间的传输需要。表3中的数据是根据国外厂商资料或标准综合取定的,并以较大间距值作为我国标准的数据。
表3 综合布线系统与其它干扰源的间距
注定:电话用户存在振铃电流时,不能计算机网络在同一根对绞对电缆中一起使用。
——3.防护设计
——防护设计是综合布线系统工程设计的组成部分,主要包括各种缆线及布线部件的选用和接地系统设计两部分。
——(1)各种缆线和布线部件(包括配线设备)的选用
——在防护设计中选用缆线和设备是关键。
——①了解工程现场实际情况,调查周围环境条件,必要时需进行测试(如干扰场强等),以取得翔实可靠的依据。
——②根据工程实际情况和防护标准要求,结合目前用户信息需要和今后发展等因素,对各种缆线和设备的性能特点进行对比,选用非屏蔽系统或屏蔽系统。当综合布线系统周围的环境干扰场强很高、采用屏蔽系统也无法满足规定要求时,应采用光缆系统。
——在综合布线系统设计中的缆线和设备选型,必须按照本讲座曾介绍过的选型原则和技术要求来进行。
——(2)接地系统设计
——①屏蔽保护接地
——当智能化建筑和智能化小区内部或周围环境对综合布线系统产生电磁干扰时,除必须采用具有屏蔽性能的缆线和设备外,还应有良好的屏蔽保护接地系统,以抑制外界的电磁干扰,保证通信传输质量。在屏蔽保护接地系统设计中应注意以下几点:
——a.具有屏蔽性能的建筑群主于布线子系统的主干电缆(包括公用通信网等各种引入电缆)在进入房屋建筑后,应在电缆屏蔽层上(即接地点)焊好直径为5 mm的多股铜芯线,连接到临近入口处的接地线装置上,要求焊接牢靠稳固。接地线装置的位置距离电缆入口处不应大于15 m(入口处是指电缆从管道的引出处),同时应尽量使电缆屏蔽层接地点接近入口处为好。
——b.综合布线系统所有缆线均采用了具有屏蔽性能的结构,且利用其屏蔽层组成整体系统性接地网时,在设计中耍明确规定,施工中对各段缆线的屏蔽层都必须保持360°良好的连续性相互连接,并应注意导线相对位置不变。此外,应根据线路情况,在一定段落设有良好的接地措施,并要求屏蔽层接地线(即电缆接地线的接地点)应尽量邻近接地线装置,一般不应超过6m。
——c.综合布线系统为屏蔽系统时,其配线设备端也应接地,用户终端设备处的接地视具体情况来定。两端的接地应尽量连接在同一接地体(即单点接地)。若接地系统中存在两个不同的接地体时,其接地电位差下应大于1V(有效值)。这是采用屏蔽系统的整体综合性要求,每一个环节都有其重要的特定作用,不容忽视。
——每个楼层配线架应单独设置接地导线至接地体装置,成为并联连接,不得采用串联连接。接地导线的选用见表4。
表4 接地导线的选择
——通信引出端的接地可利用电缆屏蔽层连接到楼层配线架上。工作站的外壳接地应单独布线连接到接地体装置。在一个办公室内可以将邻近的几个工作站组合在一起,采用同一根接地导线。为了保证接地系统正常工作,接地导线应选用截面积不小于2.5mm2的铜芯绝缘导线。
——d.由于采用屏蔽系统的工程建设投资较高,为了节约投资而采用非屏蔽缆线,或虽于用屏蔽缆线,但因屏蔽层的连续性和接地系统得不到保证时,应采取以下措施。
——· 在每年非屏蔽缆线的路由附近敷设直径为4mm的铜线作为接地干线,其作用与电缆屏蔽层完全相同。并要求像电缆屏蔽层一样采取接地措施。
——· 在需要屏蔽缆线的场合,如采用非屏蔽缆线穿放在钢管或金属槽道(或桥架)内敷设时,要求各段钢管或金属槽道应保持连续的电气连接,并在其两端有良好的接地。
——e.综合布线系统中的干线交接间应有电气保护和接地。其要求是:
——· 干线交接间中的主干电缆如为屏蔽结构,且有线对分歧到楼层时,除应按要求将电缆屏蔽层连接外,还应作好接地。接地线应采用直径为4mm的铜线;一端在主干电缆屏蔽层焊接,另一端则连接到楼层的接地端。这些接地端包括建筑的钢结构、主属管道或专供该楼层用的接地体装置等。
——· 干线交接间中主干电缆的位置应尽量选择在邻近垂直的接地导体(如高层建筑中的钢结构),并尽可能位于建筑物内部的中心部位。如果房屋的顶层是平顶,其中心部位的附近遭受雷击的概率最小,因此,该部位雷电的电流最小。且由于主于电缆与垂直接地导体之间的互感作用,可最大限度地减少通信电缆上产生的电动势。在设计中应避免把主于线路设在邻近建筑的外墙处,尤其是墙角,因为这些地方遭受雷击的概率最大,对通信线路是极不安全的。
——②安全保护接地和防雷保护接地
——a.当通信线路处在下述的任何一种情况时,就认为该线路处于危险环境内,根据规定应对其采取过压、过流保护措施。
——·雷击引起的危险影响;
——·工作电压超过250V的电源线路碰地;
——·地电位上升到250V以上面引起的电源故障;
——·交流50Hz感应电压超过250V。
——b.当通信线路能满足和具有下述任何一个条件时,可认为通信线路基本不会遭受雷击,其危险性可以忽略不计。
——·该地区每年发生的雷暴日不大于5天,其土壤电阻率ρ小于或等于100Ω·m。
——·建筑物之间的通信线路采用直埋电缆,其长度小于42m,电缆的屏蔽层连续不断,电缆两端均采取了接地措施。
——·通信电缆全程完全处于已有良好接地的高层建筑,或其它高耸构筑物所提供的类似保护伞的范围内(有些智能化小区具有这样的特点),且电缆有良好的接地系统。
——c.综合布线系统中采取过压保护措施的元器件。目前有气体放电管保护器或固态保护器两种。宜选用气体放电管保护器。固态保护器因价格较高,所以不常采用。
——d.综合布线系统的缆线会遇到各种电压,有时过压保护器因故而动作。例如220V电力线可能不足以使过压保护器放电。却有可能产生大电流进入设备,因此,必须同时采用过电流保护。为了便于维护检修,建议采用能自复的过流保护器。此外,还可选用熔断丝保护器,因其便于维护管理和日常使用,价格也较适宜。
? —e.当智能化建筑避雷接地采用外引式泄流引下线入地时,通信系统接地应与建筑避雷接地分开设置,并保持规定的间距。这时综合布线系统应采取单独设置接地体的方法,其接地电阻值不应大于4Ω。如建筑避雷接地利用建筑物结构的钢筋作为泄流引下线,且与其基础和建筑物四周的接地体连成整个避雷接地装置时,由于综合布线系统的通信接地无法与它分开,或因场地受到限制不能保持规定的安全间距,因此,应采取互相连接在一起的方法。如在同一楼层有避雷带及均压网(高于30m的高层建筑每层都设置)时。应将它们互相连通,使整幢建筑物的接地系统组成一个笼式的均压整体,这就是联合接地方式。其主要优点是:
——·当建筑物遭受雷击时,楼内各点电位的分布比较均匀,工作人员和所有设备的安全将得到较好的保障。
——·较容易采取比较小的接地电阻值。
——·节省金属材料,占地少,不会发生矛盾。
——f.当采用联合接地方式时,为了减少危险,要求总接线排的工频接地电阻不应大于1Ω,以限制接地装置上的高电位值出现。如果智能化建筑中有些设备对此有更高的要求,或建筑物附近有强大的电磁场干扰,要求接地电阻更小时,应根据实际需要采用其中最小规定值作为设计依据。
——g.智能化建筑内综合布线系统的有源设备的正极和外壳、主于电缆的屏蔽层及其连通线均应接地,并应采用联合接地方式。
——4.防火安全保护
——智能化建筑中的防火问题是极为重要的,在综合布线系统工程设计中,应注意的是上升通道的防火措施,其中主要有缆线的选用和有关环境的保护,在设计中应注意:
——(1)智能化建筑中的易燃区域或上升房(或电缆竖井)内,综合布线系统所有的电缆或光缆都要采用阻燃护套。如果这些缆线是穿放在不可燃的管道内,或在每个楼层均采取了切实有效的防火措施(如用防火堵料或防火板村堵封严密)时,可以不设阻燃护套。
——(2)在上升房或易燃区域中,所有敷设的电缆或光缆宜选用防火、防毒的产品。这样万一发生火灾,因电缆或光缆具有防火、低烟、阻燃或非燃等性能,不会或很少散发有害气体,对于救火人员和疏散人流都有较好作用。目前,采用的有低烟无卤阻燃型(LSHF-FR)、低烟无卤型(LSOH)、低烟非燃型(LSNC)、低烟阻燃型(LSLC)等多种产品。此外,配套的接续设备也应采用阻燃型的材料和结构。如果电缆和光缆穿放在钢管等非燃烧的管材中,且不是主要段落时,可考虑采用普通外护层。在重要布线段落且是主干缆线时,考虑到火灾发生后钢管受到烧烤,管材内部形成高温空间会使缆线护层发生变化或损伤,也应选用带有防火、阻燃护层的电缆或光缆,以保证通信线路安全。
——三、光缆传输系统设计
——光缆传输系统具有传输速率高、衰减低。频带宽、抗电磁干扰能力强等特点,它除了在智能化建筑中使用外.更适用于在工程建设规模和建筑分布范围较大的智能化小区使用。用光缆传输系统组成高性能的通信网络,并与公用通信网相连,使得综合布线系统对内和对外的信息传输均能顺畅井可保证质量。
——1.光缆传输系统的选用
——为满足智能化建筑或智能化小区对话音、数据和视频等多种信息的综合传输要求,并处于以下情况时,宜采用光缆传输系统。
——(1)智能化小区范围很大,建筑群体间需用长距离的通信线路传输。
——(2)智能化建筑和智能化小区内需耍话音、数据、视频及其它信息系统组成多功能、高速率的通信传输网络。
——(3)通信线路需与其它网络(如电力系统网络)一起敷设,要求有抗电磁干扰能力。
——(4)智能化建筑和智能化小区的周围干扰场强很高,平用屏蔽缆线结构的综合布线系统也无法满足各项标准规定。
——(5)综合布线系统的发射干扰波指标超过规定,为防止传输信息向外辐射,不直采用电缆传输系统。
——2.光缆程式的选用
——综合布线系统中采用光缆传输系统时,对光缆程式的选用应根据网络结构和传输距离等因素综合考虑。一般有以下规定:
——(1)智能化建筑和智能化小区内短距离传输的计算机局域网络,一般采用多模光纤光缆。
——(2)在公用通信网中,由于都是长距离传输系统,光缆均采用单模光纤。当综合布线系统作为公用通信网的一部分时,为了在网络连接时简便,采用的光缆应互相适应、性能匹配,因此,光缆传输系统也应采用单模光纤光缆。
——(3)综合布线系统中常用的光缆光纤直径和模式有以下3种,它们各有其特点和适用场合。
——①50Km/125μm(光纤直径/包层直径)缓变型多模光纤。
——②62.5μm/125μm缓变增强型多模光纤;
——③8.3μm/125μm突变型单模光纤。
——在综合布线系统中较为常用的是缓变增强型多模光纤,其它两种光纤应根据工程的实际需要选用。
——3.光缆传输网络结构
——光缆传输网络结构目前有点对点、星型和环型3种较为常用,尤其是星型局域网。网络拓朴结构的设计对于综合布线系统的使用功能、设备配置、网络运行的安全可靠性都有关系。在设计中必须认真比较后选定。
——4.光缆敷设方式
——综合布线系统工程设计中的光缆敷设方式,与电缆敷设方式基本相同或相似。在智能化建筑内部应采用暗敷管路或线槽内敷设,一般不采用明敷。在屋外敷设的光缆与电缆的敷设方式相同。可参照电缆线路的规定设计。考虑到光缆的通路容量大、线路性质重要、影响较广泛等待殊性,应以在地下电信管道中穿放为主,达到通信线路地下化和隐蔽化的要求。这样可以较好地保护光缆、减少障碍、延长光缆的使用年限、保证网络安全运行,从而提高综合布线系统的服务水平。
第九讲 综合布线系统工程安装施工
本讲分别介绍了综合布线系统工程安装施工的基本要求和各项施工准备事宜,内容涉及槽道和设备的安装、缆线敷设标准、各种安装方法、缆线接续和终端连接等具体施工要求。
——过去,由于国内大多数综合布线系统工程采用国外厂商的产品,且其工程设计、安装施工以及竣工验收通常由国外厂商或其代理商组织实施,没有统一标准,因此,在工程中存在不少问题。1997年以来,我国建设部相继发布了一系列有关综合布线系统工程的管理文件,为规范工程的安装和施工创造了条件。但是,由于综合布线系统的工程技术尚在不断发展和提高,因此,在今后的设计和施工中需要不断探索实践、积累经验、总结提高。
——下面就现行情况介绍综合布线系统工程安装施工方面的内容。
一、工程安装施工的基本要求和准备
——1.安装施工的基本要求
——(1)在新建、扩建或改建的智能化建筑中采用综合布线系统时,必须按照我国发布的综合布线系统工程验收规范等有关规定进行施工和验收。在施工时,应结合现有建筑物的客观条件和实际需要,参照我国现行规范的规定执行。如在施工中遇到规范没有规定的内容时,应根据工程设计要求办理。
——(2)在整个安装施工过程中必须重视工程质量,按照施工规范的有关规定,加强自检、互
检和随工检查。建设单位常驻工地代表或工程监理人员必须认真负责,加强技术监督和工程质量检查,力求消灭因施工质量低劣而造成的隐患。所有随工验收和竣工验收的项目和内容均应按工程验收规定办理。
——(3)由于智能化建筑和智能化小区的综合布线系统既有屋内的建筑物主干布线子系统,又有屋外的建筑群主干布线子系统,因此,屋内部分除按综合布线系统工程施工及验收规范执行外,屋外部分还应符合我国现行的《本地网通信线路工程验收规范》(YD 5051-97)、《通信管道工程施工及验收技术规范》(修订本)(YDJ 39-90)、《通信管道和电缆通道工程施工监理暂行规定》(YD 5072-98)、《市内通信全塑电缆线路工程施工及验收技术规范》(YD 2001-92)和《电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术规定》(YDJ 44-89)等的要求。
——(4)在综合布线系统工程安装施工时,力求做到不影响房屋建筑结构强度,不有损于内部装修美观的要求,不发生降低其它系统使用功能和有碍于用户通信畅通的事故,务必达到综合布线系统工程的整体质量优良。
——2.工程的施工准备
——在综合布线系统安装施工前,必须作好各项准备工作,做到有计划、有步骤地进行施工,这对于确保综合布线系统工程的施工进度和工程质量是非常重要的。主要应做好以下几项准备工作:
——(1)熟悉掌握工程设计和施工图纸,必须对设计说明、施工图纸和工程概算等主要部分相互对照、认真核对,对技术方案和设计意图充分了解,必要时通过现场技术交底,全面了解全部工程施工的基本内容。
——(2)现场调查工程的环境和施工条件
——在智能化建筑施工前,要现场调查了解房屋建筑内部各个部位的情况(如吊顶、地板、电缆竖井、暗敷管路、线槽以及洞孔等),以便决定在施工中敷设缆线和安装设备的具体技术问题。此外,对于设备间,干线交接间的各种工艺要求和环境条件以及预先设置的管槽等都要进行检查,看是否符合安装施工的基本条件。在智能化小区中,除对上述各项条件进行调查外,还应对小区内敷设管线的道路和各幢建筑引入部分进行了解,看有无妨碍施工的问题。总之,工程现场必须具备使安装施工能顺利开展,不会影响施工进度的基本条件。
——(3)编制工程进度和施工组织计划
——根据综合布线系统工程设计和施工图纸的要求,综合现场的实际条件、设备器材的供应以及施工人员的技术素质和配备情况,安排施工进度计划和编制施工组织设计。力求做到人员组织合理、施工安排有序和工程管理严密。同时,还应注意与土建施工和其它系统的配合,减少相互之间的矛盾、避免彼此脱节,以保证工程的整体质量。
——(4)对工程所需设备、器材、仪表和工具进行检验。
——①对工程中所用的设备、缆线等主要器材的规格、型号、程式和数量进行检验,看是否符合设计文件规定的要求,不符合规定的设备和缆线不得在工程中使用。
——②缆线的外护层必须检查有无破损,对缆线的技术性能和各项参数应作测试和记录,具体有电缆或光缆的衰减、近端串音衰减、绝缘电阻以及光学传输特性等指标。缆线必须经检查合格后才允许使用。
——③配线设备和其它接插件都必须符合我国现行标准规定的要求。例如设备外表必须完整无损。内部零部件齐全;接插件的各种机械和电气性能优良;光学传输特性符合标准;所有安装配件均配套齐全、牢固可靠。
——④各种电气性能测试仪表的精度要求合格,必须事先进行全面测试和检查,如发现问题应及早检修或更换。对于施工中使用的光纤熔接机、电缆芯线接续机等设备都必须能保证正常工作、技术性能完善。
——⑤各种施工器具应清点和检验,如有欠缺和质量不佳必须补齐和修复。攀登工具和牵引工具都不得有损坏和失灵现象,以防施工中发生危害人身安全的事故。尤其是电动工具都为带电作业,必须详细检查连接软线并进行通电测试,确无问题时才能在施工中使用。
二、工程槽道和设备的安装
——在智能化建筑内,综合布线系统的缆线敷设有暗管敷设和槽道(或桥架)敷设两种方式。除暗管敷设与房屋建筑同步施工外,槽道和设备安装部分都在综合布线系统工程施工中进行。
——1.槽道的安装
——槽道(桥架)是综合布线系统工程中的辅助设施,它是为敷设缆线服务的,一般用于缆线路由集中且缆线条数较多的段落。必须按技术标准和规定施工。
——(1)槽道(桥架)的规格尺寸、组装方式和安装位置均应按设计规定和施工图的要求。封闭型槽道顶面距天花板下缘不应小于0.8m,距地面高度保持2.2m,若槽道下不是通行地段,其净高度可不小于1.8m。安装位置的上下左右保持端正平直,偏差度尽量降低,左右偏差不应超过50 mm;与地面必须垂直,其垂直度的偏差不得超过3mm。
——(2)在设备间和干线交接间中,垂直安装的槽道穿越楼板的洞孔及水平安装的槽道穿越墙壁的洞孔,要求其位置配合相互适应,尺寸大小合适。在设备间内如有多条平行或垂直安装的槽道时,应注意房间内的整体布置,做到美观有序,便于缆线连接和敷设,并要求槽道间留有一定间距,以便于施工和维护。槽道的水平度偏差每米不超过2mm。
——(3)槽道与设备和机架的安装位置应互相平行或直角相交,两段直线段的槽道相接处应采用连接件连接,要求装置牢固、端正,其水平度偏差每米不超过2mm。槽道采用吊架方式安装时,吊架与槽道要垂直形成直角,各吊装件应在同一直线上安装,间隔均匀、牢固可靠,元歪斜和晃动现象。沿墙装设的槽道,要求墙上支持铁件的位置保持水平、间隔均匀、牢固可靠,不应有起伏不平或扭曲歪斜现象。水平度偏差每米也应不大于2mm。
——(4)为了保证金属槽道的电气连接性能良好,除要求连接必须牢固外,节与节之间也应接触良好,必要时应增设电气连接线(采用编织铜线),并应有可靠的接地装置。如利用槽道构成接地回路时,须测量其接头电阻,按标准规定不得大于0.33×10-3Ω。
——(5)槽道穿越楼板或墙壁的洞孔处应加装木框保护。缆线敷设完毕后,除盖板盖严外,还应用防火涂料密封洞孔口的所有空隙,以利于防火。槽道的油漆颜色应尽量与环境色彩协调一致,并采用防火涂料。
——2.设备的安装
——综合布线系统工程中设备的安装,主要是指各种配线接续设备和通信引出端。由于国内外生产的配线接续设备品种和规格不同,其安装方法也有区别。在安装施工时,应根据选用设备的特点采取相应的安装施工方法。
——(1)机架、设备的排列位置和设备朝向都应按设计安装,并符合实际测定后的机房平面布置图的要求。
——(2)机架、设备安装完工后,其水平度和垂直度都应符合厂家规定,若无规定时,其前后左右的垂直度偏差均不应大于3mm。要求机架和设备安装牢固可靠,如有抗震要求时,必须按抗震标准要求加固。各种螺丝必须拧紧,无松动、缺少和损坏,机架没有晃动现象。
——(3)为便于施工和维护,机架和设备前应预留1.5m的过道,其背面距墙面应大于0.8m。相邻机架和设备应互相靠近,机面排列平齐。
——(4)建筑物(群)配线架如采用双面的落地安装方式时,应符合以下规定:
——①缆线从配线架下面引上时,配线架的底座与缆线的上线孔必须相对应,以利缆线平直顺畅引入架中。
——②各个直列上下两端的垂直倾斜误差不应大于3mm,底座水平误差每平方米不应大于2mm。
——③跳线环等设备部件装置牢固,其位置横竖、上下、前后均应平直一致。
——④接线端子应按标准规定和缆线用途划分连接区域,以便连接,且应设置标志,以示区别和醒目。
——(5)如采用单面配线架(箱),且在墙壁安装时,要求墙壁必须坚固牢靠,能承受机架质量。其机架(柜)底距地面距离宜为300mm~800mm,也可视具体情况而定。接线端子应按标准规定和缆线用途划分连接区域,并应设置标志,以示区别与醒目。
——此外,在干线交接间中的楼层配线架一般采用单面配线架(箱),其安装方式都为墙壁安装,要求也与前述相同。
——(6)在新建的智能化建筑内使用的小型配线设备和分线设备宜采用暗敷方式,其箱体埋装在墙内。为此,房屋建筑施工时,在墙壁上需按要求预留洞孔,先将箱体埋装墙内,综合布线系统施工时装设接续部件和面板,这样有利于分别施工。在已建的建筑物中如元条件暗敷时,也可采用明敷方式,以减少凿墙打洞和影响房屋建筑强度。
——(7)机架设备、金属钢管和槽道的接地装置应符合设计施工及验收标准规定,要求有良好的电气连接,所有与地线连接处应使用接地垫圈,垫圈尖角应对向铁件,刺破其涂层,必须一次装好,不得将已装过的垫圈取下重复使用,以保证接地回路通畅无阻。
——(8)接续模块等接续或插接部件的型号、规格和数量,都必须与机架和设备配套使用,并根据用户需要配置,做到连接部件安装正确、牢固稳定、美观整齐、对号入座、完整无缺;缆线连接区域划界分明,标志完整、清晰,以利于维护和日常管理。
——(9)缆线与接续模块等接插部件连接时,应按工艺要求标准长度剥除缆线护套,并按线对顺序正确连接。如采用屏蔽结构的缆线时,必须注意将屏蔽层连接妥当,不应中断,并按设计要求作好接地。
——(10)通信引出端(即信息插座)品种多种多样,其安装方式和规格型号有所不同,应根据设计配备确定。安装方法应根据工艺要求,结合现场实际条件选择。如在地面安装时,盒盖应与地面齐平,要求严密防水和防尘;在墙壁安装时,要求位置正确,便于使用。
三、综合布线系统工程的电缆施工敷设
——综合布线系统分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三部分。第一部分为屋外部分,其安装施工现场和施工环境条件与本地线路网通信线路基本一致,所以电缆管道、直埋电缆和架空电缆等施工,可以互相参照使用,在此不再赘述。下面重点介绍的第二部分和第三部分均为屋内部分,即建筑物主干布线子系统和水平布线子系统,包括缆线敷设和终端等内容。
——1.建筑物主干布线子系统的电缆施工
——建筑物主干布线子系统的缆线较多,且路由集中,是综合布线系统的重要骨干线路,来不得半点马虎。
——(1)对于主干路由中采用的缆线规格、型号、数量、起迄段落以及安装位置,必须在施工现场对照设计文件进行重点复核,如有疑问,要及早与设计单位协商解决。对己到货的缆线也需清点和复查,并对缆线进行标志,以便敷设时对号入座。
——(2)建筑物主干缆线一般采用由建筑物的高层向低层下垂敷设,即利用缆线本身的自重向下垂放的施工方式。该方式简便、易行、减少劳动工时和体力消耗,还可加快施工进度。为了保证缆线外护层不受损伤,在敷设时,除装设滑车轮和保护装置外,要求牵引缆线的拉力不宜过大,应小于缆线允许张力的80%。在牵引缆线过程中,要防止拖、蹭、刮、磨等损伤,并根据实际情况均匀设置支撑缆线的支点,施工完毕后,在各个楼层以及相隔一定间距的位置设置加固点,将主干缆线绑扎牢固,以便连接。
——(3)主干缆线如在槽道中敷设,应平齐顺直、排列有序,尽量不重叠或交叉。缆线在槽道内每间隔1.5m应固定绑扎在支架上,以保持整齐美观。在槽道内的缆线不得超出槽道,以免影响槽道盖盖合。
——(4)主干缆线与其它管线尽量远离,在不得已时,也必须有一定间距,以保证今后通信网络安全运行。具体见表1和表2中所列。
表1 对绞线对称电缆与电力线路最小净距(mm)
项目
电力线路的具体范围(<380V)
<2kVA
<2kVA~5kVA
>5kVA
对绞线对称电缆与电力线路平行敷设
130
300
600
有一方在接地槽道或钢管中敷设
70
150
300
双方均在接地槽道或钢管中敷设
注
80
150
注:平行长度小于10m时,最小间距为10mm;对绞线对称电缆为屏蔽结构时,最小净距可适当减小,但应符合设计要求。
表2 对绞线对称电缆与其它管线的最小净距
序号
管线种类
平行净距(mm)
垂直交叉净距(m)
序号
管线种类
平行净距(m)
垂直交叉净距(m)
1
避雷引下线
1.00
0.30
4
热力管(包封)
0.30
0.30
2
保护地线
0.05
0.02
5
给水管
0.15
0.02
3
热力管
0.50
0.50
6
输气管
0.30
0.02
——2.水平布线子系统的电缆施工
——水平布线子系统的缆线是综合布线系统中的分支部分,具有面广、量大,具体情况较多,而且环境复杂等特点,遍及智能化建筑中所有角落。其缆线敷设方式有预埋、明敷管路和槽道等几种,安装方法又有在天花板(或吊顶)内、地板下和墙壁中以及它们三种混合组合方式。在缆线敷设中应按此3种方式的各自不同要求进行施工。
——(1)缆线在天花板或吊顶内一般有装设槽道或不装设槽道两种布线方法。在施工时,前者应结合现场条件确定敷设路由;后者应检查槽道安装位置是否正确和牢固可靠。上述两种敷设缆线的情况均应采用人工牵引,单根大对数的电缆可直接牵引不需拉绳。敷设多根小对数(如4对对绞线对称电缆)缆线时,应组成缆束,采用拉绳牵引敷设。牵引速度要慢,不宜猛拉紧拽,以防止缆线外护套发生被磨、刮、蹭、拖等损伤。必要时在缆线路由中间和出入口处设置保护措施或支撑装置,也可由专人负责照料或帮助。
——(2)缆线在地板下布线方法较多,保护支撑装置也有不同,应根据其特点和要求进行施工。除敷设在管路或线槽内,路由已固定的情况外,选择路由应短捷平直、位置稳定和便于维护检修。缆线路由和位置应尽量远离电力、热力、给水和输气等管线(具体间距见表1、表2)。牵引方法与在天花板内敷设的情况基本相同。
——(3)缆线在墙壁内敷设均为短距离段落,当新建的智能化建筑中有预埋管槽时,这种敷设方法比较隐蔽美观、安全稳定。一般采用拉线牵引缆线的施工方法。如已建成的建筑物中没有暗敷管槽时,只能采用明敷线槽或将缆线直接敷设,在施工中应尽量把缆线固定在隐蔽的装饰线下或不易被碰触的地方,以保证缆线安全。
——3.缆线的终端和连接
——这里的缆线终端和连接是指建筑物主干布线和水平布线两部分的铜芯导线和电缆(不包括光缆部分,光缆终端和连接将在下节介绍)。由于缆线终端和连接量大而集中,精密程度和技术要求较高。因此,在配线接续设备和通信引出端的安装施工中必须小心从事。
——(1)配线接续设备的安装施工
——①要求缆线在设备内的路径合理。布置整齐、缆线的曲率半径符合规定、捆扎牢固、松紧适宜,不会使缆线产生应力而损坏护套。
——②终端和连接顺序的施工操作方法均按标准规定办理(包括剥除外护套长度、缆线扭绞状态都应符合技术要求)。
——③缆线终端连接方法应采用卡接方式,施工中不宜用力过猛,以免造成接续模块受损。连接顺序应按缆线的统一色标排列,在模块中连接后的多余线头必须清除干净,以免留有后患。
——④缆线终端后,应对配线接续设备等进行全程测试,以保证综合布线系统正常运行。
——(2)通信引出端(信息插座)和其它附件的安装施工
——①对通信引出端内部连接件进行检查,做好固定线的连接,以保证电气连接的完整牢靠。如连接不当,有可能增加链路衰减和近端串音。
——②在终端连接时,应按缆线统一色标、线对组合和排列顺序施工连接(应符合EIA/TIA 568A或568B规定)。
——③如采用屏蔽电缆时,要求电缆屏蔽层与连接部件终端处的屏蔽罩有稳妥可靠的接触,必须形成360°圆周的接触界面,它们之间的接触长度不宜小于10mm。
——④各种缆线(包括跳线)和接插件间必须接触良好、连接正确、标志清楚。跳线选用的类型和品种均应符合系统设计要求。
四、综合布线系统工程的光缆施工敷设
——光缆与电缆同是通信线路的传输媒质,其施工方法虽基本相似,但因其所用材质和传输信号原理、方式有根本区别,对于安装施工的要求自然有所差异。现分光缆敷设和光缆接续与终端两部分介绍。
——1.光缆敷设
——(1)施工前对光缆的入日端应予以正确判定,从网络枢纽至用户侧,敷设一般为A端至日端,不得使顺序混乱。光缆敷设顺序应与合理配盘相结合,充分利用光缆的盘长,以减少中间接头,防止产生任意切断光缆的现象。
——(2)在智能化建筑中,主干光缆通常采用由顶层向底层垂直布放的人工牵拉敷设方式。在智能化小区内敷设光缆,如采用机械牵引,牵引时应用拉力计监视,牵引力不得大于规定值。要求光缆盘转动速度与光缆布放速度同步,牵引力的最大速度为15m/min,并保持匀速,严禁硬拉猛拽,避免使光纤受力过大而产生损伤。
——(3)在建筑群主干布线系统中的光缆敷设与本地线路网的光缆敷设要求完全相同(包括管道、直埋和架空等光缆建筑方式),因内容较多,这里予以简略。可参考该部分要求执行。
——2.光缆接续与终端
——(1)光纤接续目前采用熔接法。为了降低连接损耗,无论采用哪种接续方法,在光纤接续的全部过程中都应采取质量监视(如采用光时域反射仪监视),具体监视方法可参见《电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术规定》(YDJ 44-89)。
——(2)光纤接续后应排列整齐、布置合理,将光纤接头固定、光纤余长盘放一致、松紧适度,无扭绞受压现象,其光纤余留长度不应小于1.2m。
——(3)光缆接头套管的封合若采用热可缩套管时,应按规定的工艺要求进行,封合后应测试和检查有无问题,并作记录备查。
——(4)光缆终端接头或设备的布置应合理有序,安装位置须安全稳定,其附近不应有可能损害它的外界设施,例如热源和易燃物质等。
——(5)从光缆终端接头引出的尾巴光缆或单芯光缆的光纤所带的连接器,应按设计要求插入光配线架上的连接部件中。如暂时不用的连接器可不插接,但应套上塑料帽,以保证其不受污染,便于今后连接。
——(6)在机架或设备(如光纤接头盒)内,应对光纤和光纤接头加以保护,光纤盘绕方向要一致,要有足够的空间和符合规定的曲率半径。
——(7)屋外光缆的光纤接续时,应严格按操作规程执行。光纤芯径与连接器接头中心位置的同心度偏差要求如下:
——①多模光纤同心度偏差应小于或等于3μm;
——②单模光纤同心度偏差应小于或等于1μm。
——凡达不到规定指标,尤其超过光纤接续损耗时,不得使用。应剪掉接头重新接续,务必经测试合格才准使用。
——(8)光缆中的铜导线、金属屏蔽层、金属加强心和金属铠装层均应按设计要求,采取终端连接和接地,并要求检查和测试其是否符合标准规定,如有问题必须补救纠正。
——(9)光缆传输系统中的光纤跳线或光纤连接器在插入适配器或耦合器前,应用丙醇酒精棉签擦拭连接器插头和适配器内部,要求清洁干净后才能插接,插接必须紧密、牢固可靠。
——(10)光纤终端连接处均应设有醒目标志,其标志内容应正确无误,清楚完整(如光纤序号和用途等)。
第十讲 综合布线系统的工程验收和管理
李正家 丁佐拥
本讲主要介绍综合布线系统工程验收的依据和项目内容,包括测试仪表和测试方法;如何编制工程竣工技术文件和进行工程管理。最后对这一讲座内容作了简要的总结。
——智能化建筑和智能化小区的综合布线系统是国家公用通信网的延伸,也是国家信息高速公路的最后100m。因此,它的质量不仅关系到所在地区的用户通信质量,也直接关系到国家公用通信网的畅通和安全。为此,综合布线系统工程的验收是极为重要的,它是保证工程质量和投产后正常运行不可缺少的一项很关键的程序。
一、工程验收的依据和原则以及验收项目内容
——综合布线系统工程的验收应严格按下列原则和验收项目内容办理。
——1.工程验收依据的原则
——(1)综合布线系统工程应按《大楼通信综合布线系统第1部分:总规范》(YD/T926.1-1997)中规定的链路性能要求进行验收。
——(2)工程竣工验收项目的内容和方法,应按《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范(GB/T 50312-2000)的规定执行。
——(3)综合布线系统缆线链路的电气性能验收测试,应按《综合布线系统电气特性通用测试方法》(YD/T 1013-1999)中的规定办理。
——(4)综合布线系统工程的验收除应符合上述规范外,还应符合我国现行的《本地网通信线路工程验收规范调YD 5051-1997)和《通信管道工程施工及验收技术规范八修订本)(YDJ 39-1997)中相关的规定。
——(5)在综合布线系统的施工和验收中,如遇到上述各种规范未包括的技术标准和技术要求,为了保证验收,可按有关设计规范和设计文件的要求办理。
——(6)由于综合布线系统工程中尚有不少技术问题需要进一步研究,有些标准内容尚未完善健全,前面所述的标准目前是有效的,但随着综合布线系统技术的发展,有些将会被修订或补充,因此,在工程验收时,应密切注意当时有关部门有无发布临时规定,以便结合工程实际情况进行验收。
——2.工程验收的项目
——综合布线系统的工程验收项目经归纳汇总整理如表1所列。在验收中,如发现有些检验项目不合格时,应由主持工程验收的部门单位查明原因,分清责任,提出解决办法,迅速补正,以确保工程质量。
表1 综合布线系统工程验收项目及其内容
序号
工程阶段
验收项目
验收目的
验收项目内容和要求
验收方式
备注
1
施工前准备工作
1、施工环境条件要求
检查工程环境是否满足安装施工条件和要求
(1)建筑施工情况,墙面、地面、门、窗、接地装置是否满足要求
施工前检查
不属于工程验收内容但与工程质量有关
(2)机房面积、预留孔洞、管槽、电缆坚井(包括交接间)是否齐全
(3)电源是否满足施工要求,上下沙这及其它管线是否安装妥当
(4)天花板、活动地板是否敷设
2、设备器材质量检查
对设备器材的规格、数量、质量进行核对检测,以保证工程进度和质量
3、防火安全措施和要求
保证施工人员安全和设备器材妥善存放
2
设备安装
1、设备机架的安装
设备机架的安装应符合施工标准规定,以确保工程质量
(1)通信引出端的规格和位置均应符合用户使用要求,质量可靠
随工序进行检验
属于工程验收内容
(2)设备机架的外观整洁、油漆无脱落、标志完整齐全
(3)设备机架安装正确、垂直和水平均符合标准规定
2、通信引出端的安装
通信引出端的位置、数量以及安装质量均满足用户使用要求
(4)各种附件安装齐全,所有螺丝紧固牢靠、无松动现象
(5)有切实有效的防震加固措施,保证设备安全可靠
(6)接地措施齐备良好
3
建筑物内电缆、光缆的敷设安装
1、电缆槽道及其它的安装
保证各种缆线敷设安装
(1)槽道(桥架)等安装位置正确无误、附件齐全配套
随工序进行检验
属于工程验收内容
(2)安装牢固可靠,保证质量,符合工艺要求
(3)接地措施齐备良好
2、缆线的敷设和安装
各种缆线敷设安装均符合标准规定
(1)各种缆线的规格、长度均符合设计要求
(2)缆线的路由、位置正确,敷设安装操作均符合工艺要求
4
建筑物间电缆、光缆的敷设安装
1、架空缆线的安装施工(包括墙壁式敷设)
架空缆线的敷设安装符合标准规定
(1)电缆、光缆和吊线的规格及质量均符合使用要求
随工序进行检验
属于工程验收内容
(2)吊线的装设位置、垂度以及工艺要求均符合标准规定
(3)电缆或光缆挂设工艺要求、吊挂卡钩间隔均匀,均符合标准规定
(4)各种缆线的引入安装方式符合设计要求和标准规定
(5)其它固定缆线的装置(包括墙壁式敷设)均满足工艺要求
2、管道缆线的安装敷设
管道缆线的敷设安装符合标准规定
(1)占用管道管家孔位置合理,缆线走向和布置有序,不影响其它管孔的使用
隐蔽工程签证
(2)管道缆线规格和质量符合设计规定
(3)管道缆线的防护措施切实有效,施工质量有一定保证
3、直埋缆线的安装敷设
直埋电、光缆的敷设安装符合标准规定
(1)直埋缆线的规格和质量均符合设计规定
(2)敷设位置、深度和路由均符合设计规定
(3)缆线的保护措施切实有效
(4)回土夯实,无塌陷不致发生后患,保证工程质量
4、隧道缆线的安装敷设(包括缆沟、渠道)
隧道缆沟的缆线安装敷设符合标准规定
(1)隧道缆沟所用的缆线规格和质量均符合设计规定
(2)隧道管沟的规格和质量符合工艺要求
(3)隧道管沟的规格和质量符合工艺要求
5、其它
符合相关标准规定
(1)缆线与其它设施的间距或保护措施均符合标准规定
(2)引入房屋部分的缆线安装敷设均符合标准规定
5
缆线终端
1、通信引出端2、配线模块3、光纤接插件4、各类跳线
符合相关标准规定
符合施工规范和有关工艺要求
随工序进行检验
属于工程验收内容
6
系统测试
1、电气性能测试
系统和整体性能符合标准规定
(1)连接图正确无误、符合标准规定
竣工检验
工程验收的重要内容
(2)布线长度满足布线链路性能要求
(3)衰减、近端串音衰减等传输性能测试结果符合标准规定
2、光纤特性测试
光缆布线链路性能符合标准规定
(4)特殊规定和要求需作检测的项目
(1)多模或单模光纤的类型规格满足设计要求
3、系统接地
符合标准规定
(2)衰减、回波损耗等测试结果符合标准规定
符合设计规定
7
工程验收
1、竣工后编制竣工技术文件
满足工程验收要求
(1)清点、核对和交接设计文件和有关竣工技术资料
竣工检验
工程验收的重要内容
(2)查阅分析设计文件和竣工验收技术文件
2、工程验收评价
具体考核和对工程评价
(1)考核工程质量(包括设计和施工质量)
(2)确认评价验收结果,正确评估工程质量等级
注:(1)在智能化建筑内的各种缆线敷设用的预埋槽道和暗管系统,其验收方式应为隐蔽工程签证。
——(2)系统测试中的具体内容和验收细节,也可随工序进行检验。
——(3)随工序检验和隐蔽工程签证的详细记录,可作为工程验收时的原始资料,提供给确认和评价工程的质量等级时参考。
——(4)在工程验收时,如对隐蔽工程有疑问,需要进行重复检查或测试的,应按规定进行。
二、测试仪表和测试方法
——综合布线系统的工程质量和各种性能不仅取决于安装施工和操作工艺,也取决于所采用的缆线和连接部件本身的质量,验收测试是对上述两者结合后的全面测试,“工欲善其事,必先利其器”,在验收测试中,测试仪表和测试方法的选用是极为重要的。
——1.测试仪表
——(1)测试仪表的性能要求:无论是按时域或频域原理设计的测试仪表,都应符合以下性能要求,才可用于综合布线系统的工程测试。
——①在1~31.25MHz测量范围内,测量最大步长不大于150kHz;在31.26~100MHz测量范围内,测量最大步长不大子250kHz;100 MHz以上测量步长待定。上述测量扫描步长的要求是满足衰减和近端串扰指标测量精度的基本保证。
——②测试仪表分为两类,其要求如下:
——a.通用型测试仪表用于5类以下(含5类)链路测试,测量单元最高测量频率极限值不应低于100 MHz,在0~100 MHz测量频率范围内,应能提供各测试参数的标称值和阈值曲线。
——b.宽带链路测试仪表不仅用于高于5类的链路测试,还用于6类缆线及同类别或安装更高类器件(接插部件、跳线、连接插头和插座)的宽带链路测试,链路的最高工作频率不应低于200 MHz。测试系统测量频率应扩展至250MHz。在0~200MHz测试频率范围内,提供各测试参数的标称值和阈值曲线。
——③具有一定的故障定位诊断能力。
——④具有自动、连续、单项选择测试的功能。
——⑤可存储前面第①项中规定的各测量步长频率点的全部测试结果,以供查询。
——(2)测试仪表的精度要求
——测试仪表的精度表示实际值与仪表测量值的差异程度,直接决定着测量数值的准确性。通常要求用于综合布线系统工程现场测试的仪表应满足二级精度(二级精度是引用TIA/EIA TSB 67-1995中规定的精度等级),其性能参数如表2中所示。宽带测试仪表的测试精度应高于二级,光纤测试仪表测量信号的动态范围应大于或等于60dB。
——为了保证测试仪表在使用过程中的精度,其使用和计量校准应按《中华人民共和国计量法实施细则》有关规定执行。
表2 综合布线系统测试仪表性能参数二级精度要求
序号
性能参数
频率范围1MHz-100MHz
备注
1
近端串扰精度
±2dB
①测试仪表能准确报告的最低近端串扰损耗值至少应高于内部残余串扰值10dB以上;②测试仪表能准确报告的最低衰减值应在内部随机噪声水平30dB以上;③电表精度(动态精确度)适宜 和于从0dB基准值至优于近端串扰损耗(NEXT)极限值的一个带宽,按60dB限制。
2
衰减量精度
±1.0dB
3
内部随机噪声电平
-65+151lg10(f/100)dB
4
内部残余串扰
-55+151lg10(f/100)dB
5
输出信号平衡
-37+lg10(f/100)dB
6
共模排斥(又称共模抑制)
-37+lg10(f/100)dB
7
电表精度(又称动态精确度)
±0.75dB
8
回波损耗
±15dB
——2.测试方法
——在综合布线系统工程现场进行测试时,必须注意测试环境、测试温度及湿度。
——(1)测试环境应无产生严重电火花的电焊、电钻和产生强磁干扰的设备作业,被测的综合布线系统必须是无源网络,测试时应断开与之相连的所有有源或无源通信设备。
——(2)测试现场的温度在20~30℃左右,湿度宜在30%~85%R.H.,由于衰减指标的测试受环境温度影响较大,因此,当测试环境温度超出上述范围时,可按规定缆线的类别测试标准修正。标准规定的数值为20℃时的标准值,在实际测试时应根据现场情况修正。对于3类缆线和接插件构成的链路,温度每增加1℃,衰减量增加1.5%;对于4类及5类缆线和接插件构成的链路,温度每增加1℃,衰减量增加0.4%;缆线的走向靠近金属表面时,衰减量增加3%;5类以上的缆线修正量待定。
——(3)测试对象分为对绞线布线链路和光纤链路两类,具体测试项目如下。
——①对绞线布线链路测试有布线接线图、长度、特性阻抗、环路直流电阻、近端串扰损耗(NEXT)、远方近端串扰损耗(PNEXT)、相邻线对综合近端串扰、衰减量、近端串扰衰减比(ACR)、等效远端串扰损耗(ELFEXT)、远端等效串扰总和(PSFLFEXT)、回波损耗(RL)、传播时延和时延差、链路脉冲噪声和链路背景杂讯噪声等项目。
——②光纤链路测试有光纤链路衰减、链路长度等项目。
——由于上述测试方法较多(包括连接方法、测试程序等),且内容较为广泛,为节省篇幅,本文不拟作详细介绍。具体内容可参见《大楼通信综合布线系统第1部分:总规范似YD/T 926.1-1997)和《综合布线系统电气特性通用测试方法》(YD/T 1013-1999)等。
三、编制工程竣工技术文件
——为了便于工程验收和今后管理,在工程竣工后和验收前,施工单位应及早编制工程竣工技术文件,并在工程验收前提交建设单位。
——1.工程竣工技术文件内容
——(1)综合布线系统工程的主要安装工程量,如主干布线的缆线规格和长度,装设楼层配线架的规格和数量等。
——(2)在安装施工中一些重要部位或关键段落的施工说明,如建筑群配线架和建筑物配线架合用时,它们连接端子的分区和容量等。
——(3)设备、机架和主要部件的数量明细表,即将整个工程中所用的设备、机架和主要部件分别统计,清晰地列出其型号、规格、程式和数量。
——(4)在施工棚有少量修改时,可利用原工程设计图更改补充,不需再重作竣工图纸,但在施工中改动较大时,则应另作竣工图纸。
——(5)工程中各项技术指标和技术要求的测试记录,如缆线的主要电气性能、光缆的光学传输特性等测试数据。
——(6)直埋电缆或地下电缆管道等隐蔽工程经工程监理人员认可的签证;设备安装和缆线敷设工序告一段落时,经常驻工地代表或工程监理人员随工检查后的证明等原始记录。
——(7)综合布线系统工程中如采用微机辅助设计时,应提供程序设计说明和有关数据,如磁盘、操作说明、用户手册等文件资料。
——(8)在施工过程中由于各种客观因素部分变更或修改原有设计或采取相关技术措施时,应提供建设,设计和施工等单位之间对于这些变动情况的洽商记录,以及在施工中的检查记录等基础资料。
——2.竣工验收技术文件的主要要求
——竣工技术文件和相关资料应做到内容齐全、数据准确无误、文字表达条理清楚、文件外观整洁、图表内容清晰,不应有互相矛盾、彼此脱节和错误遗漏等现象。
——竣工技术文件通常为一式三份,如有多个单位需要时,可适当增加份数。
四、综合布线系统的工程管理
——80年代后期,综合布线系统开始引入我国,由于受当时客观环境和条件的限制,综合布线系统的设备和器材大都为国外产品,其工程设计和施工也多由国外厂商或代理商承包实施。因此,在一段时间内,我国对此尚无主管部门负责进行规范化管理,在实际工程中存在着一些问题。此外,因综合布线系统必须与公用通信网互相连接,才能对外进行广泛的信息交流,从通信网络的全程来看,综合布线系统是最邻近通信网络用户的未端部分,它对保证整个信息传输系统的质量也是一个关键。因此,从1997年到1999年,我国建设部相继发布了一系列有关综合布线系统的工程管理文件(如《建筑智能化工程设计管理暂行规定》和《关于建筑智能化专项工程设计资质(试点)及万关问题意见的通知》等),对工程设计管理作了明确的规定,并提出了相应要求。同时,原邮电部和信息产业部也相继批准发布了大楼通信综合布线系统工程设计规范和施工验收规范,以及关于综合布线系统电气特性通用测试方法等规定和与综合布线系统密切有关的各种电信专业技术标准、规范等。最近,国家质量技术监督局和建设部又联合批准发布了最新的《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(GB/T 50311-2000)和《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》(GB/T50312-2000)。这些管理规定和标准规范的发布实施,使综合布线系统工程在设计和工程管理上都取得了明显的成效。为了加强综合布线系统的工程管理,北京、上海和重庆等直辖市的市建委和通信管理部门也陆续发布了相应的地方性法规(如北京市电信管理局1997年8月发布的《北京市建筑和建筑群综合布线系统工程设计技术规定》,重庆市建设委员会和重庆市电信管理局1998年9月联合颁布的《重庆市建筑智能化系统工程建设管理规定》)。这些规定中明确了综合布线系统工程的验收由市建设委员会与市电信管理局组织实施,综合布线系统验收合格后,方能接入公用通信网。这种严格规定对于工程管理是极为有利的,对保证综合布线系统的工程质量起到了重要作用。所以今后工程的全过程必须按照现行法规进行规范化管理,确保工程质量,使工程顺利有序进行。至于综合布线系统建设过程中的具体工程管理,建议根据工程规模、智能化等级的不同,以及时间、地点等情况,组织专文介绍。
五、结束语
——这篇文稿是综合布线系统系列讲座中的最后一篇,它与以前连续登载的综合布线系统的梗概;网络结构、布线部件和指标参数;与外界的配合;用户信息需求的调查和预测;产品概况和选型;总体方案设计;工程中各个子系统设计;其它部分设计;工程安装和施工一起,概要地叙述了综合布线系统工程中的基本内容,旨在抛砖引玉,供读者参考。随着科学技术的不断发展,综合布线系统还存在不少需要探讨的课题,目前还难以完整无缺,有侍今后不断地补充和完善,使用范围和技术内涵必然会继续发展和丰富。特别是用户日益增长的信息需求,势必使家庭计算机逐步普及,信息传输网络不断扩展,宽带通信的使用领域越来越宽,可视电话、高清晰度电视、会议电视,多媒体通信和局域网互联等都将是宽带通信的潜在应用范围,作为上述各种应用的用户终端设备,其所处的主要环境和安装场所都是在各类房屋建筑中,对于在这些房屋建筑内设置的综合布线系统必然会提出更高的要求,促使综合布线系统工程技术进一步发展。因此,在采用综合布线系统时,必须及时了解其发展动态,密切注意现行的有关标准规定,结合工程实际的需要来考虑,以求尽量满足客观的要求。
——我国一旦加入了WTO,与世界各国在经济贸易方面的联系将更加广泛,彼此之间的依赖将不断加深。近期,在我国特大城市及沿海的大中城市中又出现了一批高新科技园区和国际化商务中心,这些区域中将建设大量高标准的商业贸易、财经金融、科研机构和高新技术生产企业等智能化建筑。
——同时,随着我国国民经济的持续发展和人民生活水平的不断提高,智能化住宅小区(简称智能化小区)的建设也已经提上了议事日程,它是一项很有发展潜力的事业。在我国,住宅建筑在每年兴建的房屋建筑中占有相当可观的比例,为此,建设部根据经济发展和科技进步的趋势,已把住宅建设列为国民经济新的增长点,并且要求提高住宅建筑中的科技含量,优化居民的居住环境,完善住宅的使用功能,提高居民的生活质量,这就为迅速推广和加快建设智能化小区提供了很好的发展机遇。
——以上情况说明我国已经从零星、分散的智能化建筑逐步向由建筑群体构成的智能化小区方面发展。
——当前,以计算机和通信为核心的信息网络系统蓬勃兴起,并在各行各业中普遍推广和使用,它将随着智能化建筑和智能化小区的发展而拓宽使用范围。根据原邮电部规划的我国邮电通信事业从2000年~2010年的总体战略目标和“九五”计划的发展要求,要加快以光纤接入为主的接入网建设方式。根据各地的通信网络状况和具体条件,分别采取光纤到路边(FTTC)、光纤到小区(FTTZ)和光纤到大楼(FTTB)等技术方案、使得光纤引入智能化建筑和智能化小区的进程加快。同时,综合布线系统与接入网密切配合,采用全光纤解决方案,也使光纤到户(FTTH)和光纤到桌面(FTTD)等成为现实。这不仅满足了广大用户日益增长的信息需要,也必然促使宽带通信使用的领域越加宽广,这就迫使计算机和通信等技术继续向更高更新的领域发展。综上所述,智能化建筑向智能化小区的发展,是通信和信息为人类服务从点到面的飞跃。为了打好智能化建筑和智能化小区中的信息系统和通信系统的基础,综合布线系统作为关键设施,必须跟随时代的发展而下断提高和完善,也使综合布线系统的发展具有更加广泛的发展前景。
——由于综合布线系统是随着科学技术的不断进步而迅速发展起来的,其应用范围和技术内涵正逐步扩大和拓宽,涉及面也极广。在这次讲座中,尚有不少内容没有谈到。例如:计算机网络的互联,综合布线系统与接入网之间的关系,无线局域网与有线局域网的结合,计算机、通信和有线电视的三网融合等项应用技术,且涉及多门学科,有不少技术问题尚需补充和完善,有些还需研究和探讨。例如:目前传输媒质的铜芯对绞线已有六类或七类产品问世,其标准尚未正式公布,结合我国国情,是否可从超五类线直接采用光纤或其它技术方案来解决。总之,综合布线系统是21世纪中信息网络系统的基础部分,其覆盖范围之广、使用场合之多是目前难以估计的。因笔者业务素质和技术水平所限,且受刊物篇幅限制,所述的内容显然是不够完整,定会有疏漏和错误,欢迎读者批评和指正。此外,当前科学技术的发展日新月异,而人们的主观思考常常落后于客观实际,因此,本讲座中某些观点和意见纯属个人浅见,只做抛砖引玉之用。如蒙参考借鉴,请务必根据当时的科学技术发展情况,以现行的技术规范或设计标准为依据,结合具体工程设计和安装施工的实际环境来考虑。