《网络系统集成》课件第三章 综合布线系统及案例.ppt
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1、3 3.1.1综合布线概述综合布线概述3.1.1综合布线系统概念o综合布线系统的国际标准有商用建筑电信布线标准(EIA/TIA-568A)、ISO/IEC11801标准等,我国标准有综合布线系统工程设计规范(GB50311-2007)、综合布线系统工程验收规范(GB50312-2007)等,GB50311-2007规定了综合布线系统的基本结构。3.1.23.1.2综合布线系统相关标准简介综合布线系统相关标准简介1.国际标准(ISO/IEC)nISO/IEC 11801 国际商用建筑物布线标准2北美标准(ANSI)nEIA/TIA 568 商用建筑电信布线标准nEIA/TIA 569 商用建筑通
2、信通道(通信路由)和空间标准nEIA/TIA 606 北美商用建筑物电信设备的管理标准nEIA/TIA 607 商业大楼布线接地保护连接需求nEIA/TIA 570 住宅及小型商业区综合布线标准nEIA/TIA TSB-67 非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试nEIA/TIATSB-72 集中式光纤布线准则3国家标准nGB/T 50311-2007 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范nGB/T 50312-2007 建筑与建筑群综合布线系统工程施工和验收规范4智能弱电系统相关标准nDBJ08-4 智能建筑设计标准(上海地方标准)nGB/T 50314-2015 智能建筑设计标准(推荐性国标
3、)nGB/T 50103-2010 总图制图标准nGB/T 50104-2010 建筑制图标准nGB/T 50105-2010 建筑结构制图标准nGB/T 50328-2010 建设工程文件归档整理规范nJGJ/J 16-2008 民用建筑电气设计规范3.1.33.1.3综合布线系统的设计等级综合布线系统的设计等级为了使智能化建筑或智能化建筑群间的工程设计具体化,根据综合布线系统的实际需求,我们将综合布线系统分三个设计等级:1基本型 n主要适用于综合布线系统配置标准较低的工程,采用铜芯双绞线布线。其配置如下:n(1)每个工作区有一个信息插座。n(2)每个工作区的配线电缆为1条4对非屏蔽双绞(U
4、TP)连接到楼层配线架。n(3)完全采用夹接式交接硬件。n(4)楼层配线架至设备间主配线架的干线电缆至少有2对双绞线。基本型综合布线系统大都能支持话音数据,其特点如下:o(1)是一种富有价格竞争力的综合布线方案,能够支持语音、语音数据或高速数据。o(2)便于技术人员管理。o(3)采用气体放电管式过压保护和能够自恢复的过流保护。o(4)能支持多种计算机系统数据的传输。2增强型 o适用于综合布线系统中中等配置标准的场合,采用铜芯双绞线缆组网。其配置如下:o(1)每个工作区有至少有2个信息插座。o(2)每个工作区中每个信息插座的配线电缆为独立的1条4对非屏蔽双绞线电缆(UTP)。o(3)采用夹接式(
5、110A系列)或接插式110P系列)交接硬件。o(4)楼层配线架至设备间主配线架的干线电缆至少4对双绞线。3综合型 n适用于综合布线系统中配置标准较高的场合,采用光缆和铜芯双绞电缆混合组网。其配置如下:n(1)以基本型和综合型的基础配置增设光缆布线系统。n(2)楼层配线架到主配线架的干线配置:每48个信息插座宜配2芯光纤,适用于计算机网络;电话或部分计算机网络,选用双绞电缆,按信息插座所需线对的25%配置垂直干线电缆,或按用户要求进行配置,并考虑适当的备用量。n(3)当楼层信息点较少时,在规定的线缆长度范围内,可多楼层合用配线架(同时也合用集线器或交换机)。n(4)如有用户需要光纤到桌面(FT
6、TD),光缆可经或不经FD(楼层配线设备)直接从BD(设备配线设备)引至桌面。n(5)楼层之间原则上不敷干线电缆,但在每层的FD可适当预留一些接插件,需要时可临时布放合适的缆线.。4综合布线系统各种设计等级的异同基本型、增强型和综合型综合布线系统都能支持话音数据等业务,能随智能化建筑工程的需要升级布线系统,它们之间的主要差异体现以下两个方面:n(1)支持语音和数据业务所采用的方式有所不同。n(2)在移动或重新布局时,线路实施管理的灵活性不同。3.1.43.1.4综合布线系统的设计原则综合布线系统的设计原则o设计原则主要是根据用户实际、综合布线标准、技术性要求等来综合考虑:o1开放性、标准型原则
7、o2先进性、可靠性原则o3可行性、实用性原则o4可扩展性、可维护性原则o5灵活性、模块化原则o6可管理性原则3.1.53.1.5综合布线系统设计范围及步骤综合布线系统设计范围及步骤进线间子系统其主要设计步骤如下:n(1)用户需求分析,生成问题清单。n(2)获取建筑物平面图和实际情况,实地勘察建筑物现场。n(3)综合布线与整体工程配合。n(4)设计标准,描述其综合布线系统设计的标准和依据。n(5)综合布线系统结构设计,生成物理拓扑技术文档n(6)布线路由设计,生产逻辑结构图,体现信息插座、电缆路由索引表等技术文档。n(7)布线施工图纸设计,生成信息点插座标号、布线电缆标号等技术文档。n(8)编制
8、产品选型及用料清单。3.23.2综合布线系统常用传输介质综合布线系统常用传输介质o3.2.1双绞线o双绞线(Twisted Pairwire,TP)是综合布线系统中最常用的一种传输介质。“双绞线”的名字由来和特点是采用一对互相绝缘的金属导线,按一定密度互相绞在一起的方式来抵御一部分外界电磁波干扰,或者降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。o双绞线一般由两根2226号、具有绝缘保护层的铜导线、按照一定密度相互缠绕而成。o常见的双绞线有3类线、5类线和超5类线、6类线、6a类线、7类线,6类及以上线线径粗,连接适配器头需要6类头超5类 4对UTPAMP 6类
9、23AWG 100 UTP图3.3 超5类和6类双绞线双绞线可分为非屏蔽双绞线(Unshilded Twisted Pair,UTP)和屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair,STP)两大类:(1)屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹,以减小辐射,但并不能完全消除辐射,屏蔽双绞线价格相对较高,安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难,常见用于涉密布线系统中,防止信息泄漏。(2)非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一层绝缘、抗阻燃的塑料外皮构成,通常为4对非屏蔽双绞线电缆。而非屏蔽双绞线电缆具有以下优点:o无屏蔽外套,线径小,节省空间;o重量轻,易弯曲,易安装;o平衡传输,避免了外界干扰;o将串扰减
10、至最小或加以消除;o具有阻燃性;o可支持高速数据传输的应用;o使用保持独立,具有开放性,非常适用于结构化综合布线系统。在UTP和STP分类中又分100电缆、双体电缆、大对数电缆、150屏蔽电缆等,具体分类如下所示:o(1)100屏蔽电缆(STP)o5类4对26AWG屏蔽电缆、5类4对24AWG 100。o超5类24AWG单芯(Solid)双绞线。(2)100非屏蔽电缆(UTP)o6类:4对24AWG非屏蔽电缆、4对23AWG非屏蔽电缆、25对22AWG 非屏蔽电缆。o5e类(或叫超5类):4对24AWG非屏蔽电缆。o5类:4对24AWG、4对24AWG非屏蔽软线、25对24AWG非屏蔽软线。o
11、4类:4对24AWG非屏蔽软线、25对24AWG非屏蔽软线。o3类:4对24AWG非屏蔽线、25对24AWG非屏蔽线。(3)双体电缆o24AWG非屏蔽4/4对、24AWG非屏蔽/屏蔽4/4对、24/22AWG非屏蔽/屏蔽4/2对、24AWG非屏蔽2/2对。(4)150屏蔽电缆oIBM的1A型、6A型、9A型,需要IBM的适配器。双绞线性能测试的指标双绞线性能测试的指标o在UTP和STP两类双绞线的综合布线中,我们应该规定布线系统中的双绞线性能指标,在综合布线完后,需要按照用户所规定的指标进行测试。这些指标包括衰减、串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。识别五类或超五类UTP时应注意以下几点:n
12、(1)查看电缆皮外面的说明信息。在双绞线电缆的外面包皮上应该印有像“COPARTNER”、“24AWG”、“UL”“CAT 5E”、“TIA/EIA-568-B.2”“2015-05-09”的字样,表示该双绞线是台湾康佰纳(COPARTNER)公司的超五类双绞线,其中24AWG表示是24型号线的美国线缆标准,CATEGORY 5表示为五类,TIA/EIA-568-B.2表示符合TIA/EIA568B的标准,“2015-05-09”表示生产日期。n(2)是否易弯曲的一种软线。UTP双绞线应柔软、弯曲自然,以方便布线。n(3)电缆中的铜芯是否具有较好的韧性。为了使双绞线在移动中不至于折断,除外皮保
13、护层外,内部的铜芯还要具有一定的韧性。n(4)是否具有阻燃性。为了避免受高温或起火而引起的线缆损坏,双绞线最外面的一层包皮除应具有很好的抗拉特性外,还应具有阻燃性,测试方法可以用火烧一下外胶皮,如果胶皮只会受热松软,不会起火,就是正品;否则就可能是假货。EIA/TIA568的布线标准中规定了两种双绞线的线序标准如下:o568A:绿白-,绿-,橙白-,蓝-,蓝白-,橙-,棕白-,棕-;o568B:橙白-,橙-,绿白-,蓝-,蓝白-,绿-,棕白-,棕-。双绞线制作及应用说明如下:o交叉线,通常应用于计算机与计算机、集线器与集线器和交换机与交换机。o直连线,通常应用于集线器或交换机的级联、计算机与集
14、线器或交换机。图3.4 RJ-45连接器插头图3.5 RJ-45连接器插座3.2.33.2.3光纤和光缆光纤和光缆1光纤和光缆的定义o光纤即光导纤维的简称,是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质。光缆是由多根光纤组成。与铜质介质相比,光纤不会向外界辐射信号,具有高的安全性;在传输过程中,信号衰减极其低,具有高可靠性,传输距离更远等特性。概括的说光纤通信有这些优点传输频带宽,通信容量大;损耗低;不受电磁干扰;线直径细,重量轻;资源丰富。2光纤分类光纤分类方法很多,种类也很多,为了说明常见分类,从以下几个方面说明:o(1)按照制造光纤所用的材料分类有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全
15、塑料光纤和氟化物光纤。o塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)制成的,它的特点是制造成本低、相对来说芯径较大、与光源的耦合效率高和使用方便。但是由于损耗较大,带宽较小,这种光纤只适用于短距离低速率通信。而目前通信中普遍使用的是石英系光纤。(2)按光在光纤中的传输模式分类有单模光纤和多模光纤。o多模光纤的纤芯直径分别为50、62.5和100m,其包层外直径分别为125m、125m和140m;单模光纤的纤芯直径分别为8.3m、8.7m、9m和10m,其包层外直径均为125m。光纤的工作波长有短波长850nm、长波长1300nm和1550nm。多模光纤o多模光纤(Multi M
16、ode Fiber):中心玻璃芯较粗(50、62.5或100m),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。单模光纤o单模光纤(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10m),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯。(3)按最佳传输频率窗口分:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。o常规型:光纤生产厂家将光纤传输频率固定在最佳的单一波长的光上,如1300nm。o色散位移型:光纤生产厂家将光纤传输频率固定在最佳的两个波长的光上,如:1300nm和15
17、50nm。o色散平坦型单模光纤:这种光纤在1300nm到1550nm整个波段上的色散都很平坦,接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低,体现不出色散降低带来的优点,所以目前尚未进入实用化阶段。按折射率分布情况分:阶跃型和渐变型光纤。n阶跃型:光纤的纤芯折射率高于包层折射率,使得输入的光能在纤芯包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的,包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的,只有一个台阶,所以称为阶跃型折射率多模光纤,简称阶跃光纤,也称突变光纤。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。n渐变型光纤:为了解决阶跃光纤存在的弊端,人们又研制、开发了
18、渐变折射率多模光纤,简称渐变光纤。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高次模的光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。(4)按光纤的工作波长分:短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。o短波长光纤是指800900nm的光纤;长波长光纤是指10001700nm的光纤;而超长波长光纤则是指2000nm以上的光纤。o光纤连接器可以按传输媒介的不同划分为单模、多模连接器;还可按连接接头结构形式可分为:FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MPO、SMC、MT-RJ等各种形式,如图3.7所示。这些类型可以适用于单模和多模光纤。图3.
19、7 各类连接头光缆及光缆型号编制(1)光缆分类光缆分为室内光缆和室外光缆。室内型光缆适用于建筑物内的网络连接;而室外型光缆适用于建筑群之间的网络连接。n室内光缆o室内光缆的抗拉强度较小,保护层较差,但重量较轻,且价格较便宜,通常有4芯、6芯、8芯和12芯等的光缆。如图3.8所示。n室外光缆o与室内光缆相比,室外光缆的抗拉强度较大,保护层较厚重,并且通常为铠装层(即金属皮包裹),如图3.9所示,室外光缆主要适用于建筑物之间的布线。图3.8 室内多芯多模光缆(GJFJV)图3.9 室外金属光缆光缆型号编制方法o一根光缆是由多根光导纤维(即光纤)构成,外面加上保护层。光缆的产品种类很多,型号也多。而
20、光缆型号由光缆的型式代号和规格代号(数字)组成,采用我国通信行业标准编制方法。型式部分由7个部分构成,如表3.2所示。型式每一部分构成及其代号说明如表3.3、表3.4、表3.5、表3.6、3.7和3.8所示。3.33.3综合布线系统的设计综合布线系统的设计o3.3.1工作区子系统的设计 工作区组合式跳线计算机、合成终端图3.10 工作区布线子系统3.3.23.3.2水平(配线)子系统的设计水平(配线)子系统的设计 水平布线子系统图3.11 水平布线子系统水平子系统设计涉及到水平子系统传输介质和部件集成,主要有7点:n(1)确定线路走向及物理拓扑;n(2)确定线缆、槽、管的数量和类型;n(3)确
21、定线缆的类型和长度;n(4)订购线缆和线槽;n(5)如果打吊杆走线槽,则需要用多少根吊杆;n(6)如果不用吊杆走线槽,则需要用多少根托架。n(7)语音点、数据点互换时,应考虑语音点的水平干线线缆与数据点线缆的类型。确定线路走向一般要由用户、设计人员、施工人员到现场根据建筑物的物理位置和施工难易度确立。o2线缆数量的估算o信息插座的数量和类型、线缆的类型和长度一般在总体设计时便已确立,但考虑到产品质量和施工人员的误操作等因素,在订购时要留有余地。o订购电缆时,必须考虑:o(1)确定介质布线方法和电缆走向;o(2)确认到管理间的接线距离;o(3)留有端接容差。o电缆的计算公式有如下几种:n订货总量
22、(总长度m)=所需总长+所需总长10%+n6n其中:所需总长指n条布线电缆所需要的理论长度;所需总长10%为备用部分;n6为端接容差。n整幢楼的用线量NCn其中:N指楼层数;C指每层楼用线量;C0.55(LS)6n(L指本楼层离水平间最远的信息点距离;S指本楼层离水平间最近的信息点距离;n指本楼层的信息插座总数;0.55指备用系数;6指端接容差)。n总长度=n用线箱数=总长度1000+1o在水平布线通道内,关于电信电缆与分支电源电缆的说明有以下几点:o(1)屏蔽的电源导体(电缆)与电信电缆并线时不需要分隔;o(2)可以用电源管道障碍(金属或非金属)来分隔电信电缆与电源电缆;o(3)对非屏蔽的电
23、源电缆,与电信电缆并线的最小距离为10cm;o(4)在工作站的信息口或间隔点,电信电缆与电源电缆的距离最小应为6cm;o(5)水平间设计的最后一点是确定水平间与干线接合配线管理设备。o(6)打吊杆走线槽时,一般是间距1m左右一对吊杆。吊杆的总量应为水平干线的长度(m)2(根)。o(7)使用托架走线槽时,一般是1m1.5m安装一个托架,托架的需求量应根据水平干线的实际长度去计算。o(8)托架应根据线槽走向的实际情况来选定。一般有两种情况:水平线槽不贴墙,则需要定购托架;水平线贴墙走,则可购买角钢的自做托架。o(9)水平线缆长度极限值参照GB50311-2007标准4水平子系统布线线缆种类o在水平
24、布线子系统中常用的线缆有如下种:o(1)100非屏蔽双绞线(UTP)电缆(欧洲大部分采用120或150的线缆);o(2)100屏蔽双绞线(STP)电缆;o(3)50同轴电缆;o(4)62.5/125um多模光缆。5水平布线子系统的布线方案一般可采用3种类型:o(1)直接埋管布线方式o(2)先走线槽再走支管方式o(3)地面线槽方式3.3.33.3.3管理子系统的设计管理子系统的设计 o管理子系统是针对设备间、交接间(电信间)和工作区的配线设备、缆线等设施,按照一定的模式进行标识和记录的规定。内容包括:管理方式、标识、色标、连接等,这些内容的实施将会将来网络维护和管理带来很大的方便,有利于提高管理
25、水平和工作效率。管理子系统由配线间(包括中间交接间、二级交接间)的配线硬件、输入/输出(I/O)设备等组成。每个配间及设备间都有管理子系统,如图3.12所示。管理子系统提供了与其它子系统连接的手段,使整个综合布线系统及其连接的设备、器件等构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接使得有可能安排或重新安排线路路由,因而传输线路能够延伸到建筑物内部各个工作区。用户工作区和其它的输入/输出(I/O)是水平子系统布线的终点,是把语音、数据、图像、监控等设备或器件连接到综合布线系统的通用进出口点。所以说我们只调整管理子系统的交接,就可以管理整个用户终端,从而实现了综合布线系统的灵活性。图3.12 管理(间
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