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弱电工程综合布线系统课程全面讲解

工作区子系统提供从水平子系统端接设施到设备的信号连接，通常由连接线缆、网络跳线和适配器组成。

水平子系统提供楼层配间至用户工作区的通信干线和端接设施。水平主干线通常使用屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP)，也可以根据需要选择光缆。端接设施主要是相应通信设备和线路连接插座。

管理区子系统
管理区也称为管理子系统。在结构化布线系统中，管理子系统是垂直子系统和水平子系统的连接管理系统，由通信线路互连设施和设备组成，通常设置在楼层配线间内，包括光纤、双绞线配线架、跳线(有快接式跳线和简易跳线之分)

垂直干线子系统(干线子系统)
　　通常为大对数铜缆或多芯光缆，安装在建筑物的弱电竖井内

垂直主干子系统示意图

设备间子系统
　　设备间为安装电信设备和计算机网络设备，以及建筑物配线设备，进行网络管理的场所。对于综合布线工程设计，设备间主要安装建筑物配线设备(BD)。语音通信设备、计算机网络设备、引入设备等可装在一起。

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。

在实际应用中仅仅语音和计算机网络系统采用综合布线系统的原因：
　　(1)系统成本原因
　　(2)带宽原因
　　(3)行业限制
　　(4)不需要很高的灵活性
　　设计标准及设计规范：
　　•GB50311-2007 综合布线系统工程设计规范　• GB 50312-2007 综合布线工程验收规范
　　5.2.2 综合布线系统结构

5.2.3 综合布线的网络结构

　5.2.4 综合布线系统的设备配置
　　设备配置主要是指各种主配线架(CD或BD)、楼层配线架、布线子系统、传输媒质和通信引出端(即信息插座)、交换机等的实际配置需求
　　主干线路连接方式均采用星型网络拓朴结构，要求整个布线系统的主干电缆或光缆的交接次数一般不应超过两次
　　有FD-BD和FD-BD-CD两种基本设备配置系统结构，但在实际工程中，往往会灵活的设备配置。
　　综合布线的设备配置
　　1 建筑物标准FD-BD结构  2 建筑物FD/BD结构

3 建筑物FD-BD共用楼层配线间结构  4 建筑群FD-BD-CD结构

　5.2.6 子系统线缆长度
　　1)A+B+E≤10m 水平子系统中工作区电缆(光缆)、设备线缆和接插线或跳线的总长度。
　　2)C+D≤20m建筑物配线架或建筑群配线架上的接插线或跳线长度
　　3)F+G≤30m 在建筑物配线架或建筑群配线架上的设备电缆(光缆)长度。
　　4)接插线应符合设计指标的有关要求。
　　5)建筑群干线光缆是指多模光缆的长度。

　5.2.7 综合布线名词术语
　　(1)ISO/IEC 11801与TIA/EIA-568-A综合布线设计与安装中主要术语对照表

(2)数据传输速率
　　数据传输速率就是指每秒钟传送的二进制脉冲的信息量，其单位通常为bit/s (bps)。是衡量单位时间内线路传输的二进制位的数量，衡量的是线路传送信息的能力。
　　(3) 带宽
　　传输介质的带宽定义为介质所能携带的信息的容量，用MHz表示，表示介质所支持的频率范围。C=Blog2(1+S/N)
　　C是信道容量，B是带宽，S/N是信噪比，所以传码速率不仅和带宽有关还与信噪比有关 。
　　超5类双绞线支持的带宽范围为1MHz-100MHz
　　6类双绞线支持的带宽范围为1MHz-250MHz
　　传输频率与传输速率的区别

5.3 传输介质及连接件
　　双绞线
　　双绞线连接件
　　同轴电缆及连接件(目前局域网中一般不用)
　　光纤
　　光纤连接件
　　5.3.1 双绞线
　　双绞线( Twisted pair，T P)是由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把一对或多对双绞线放在一个绝缘套管中便构成了双绞线电缆。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞合在一起，可降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。
　　电缆护套外皮有非阻燃(CMR)、阻燃(CMP)和低烟无卤(LSZH)三种材料)
　　线对颜色编码

　1、双绞线的种类与型号
　　按结构分为非屏蔽双绞线和屏蔽双绞线
　　按性能分为1类、2类、3类、4类、5类、5e类、6类、7类双绞线电缆
　　按特性阻抗划分为100欧姆 、120欧姆及150欧姆等几种。常用的是100欧姆的双绞线电缆
　　按对数分为1对、2对、4对双绞线电缆，25对、50对、100对的大对数双绞线
　　(1)屏蔽双绞线
　　1 作用：屏蔽层提高电缆的物理性能和电气性能，减少电缆信号传输中的电磁干扰。
　　2 电缆屏蔽层的形式：
　　qScTP (FTP)屏蔽整个电缆
　　qSTP屏蔽整个电缆及各线对
　　3 电缆屏蔽层由金属箔、金属丝或金属网几种材料构成

(2)非屏蔽双绞线(UTP)

非屏蔽双绞线
　　常用的双绞线电缆封装有4对双绞线，其它还有25对、50对和100对等大对数的双绞线电缆，
　　常见UTP电缆型号：
　　1类双绞线-CAT1
　　2 类双绞线-CAT2
　　3 类双绞线-CAT3
　　4 类双绞线-CAT4
　　5 类双绞线-CAT5
　　超5类双绞线-CAT 5e
　　6类双绞线-CAT 6
　　7类双绞线-CAT 7
　　1类双绞线-CAT1
　　缆线最高频率带宽是750KHz，用于报警系统，或只适用于语音系统。
　　5类双绞线-CAT5
　　缆线最高频率带宽为100MHz，主要应用于语音、100Mbps的快速以太网，最大网段长为100m，采用RJ形式的连接器。

　　超5类双绞线-CAT 5e
　　超5类双绞线是增强型的5类双绞线，缆线最高频率带宽为100MHz，与CAT 5类相比，更好地支持1000Mbps的传输，主流产品。
　　比起普通5类双绞线，超5类系统在100 MHz的频率下运行时，可提供8dB近端串扰的余量，用户的设备受到的干扰只有普通5类线系统的1/4，使系统具有更强的独立性和可靠性。
　　6类双绞线-CAT 6
　　性能超过CAT 5e，缆线频率带宽为250MHz以上，6类电缆的绞距比超5类更密，线对间的相互影响更小，从而提高了串扰的性能。 6类双绞线-CAT6有两种结构：

5.3.2 双绞线连接件
　　双绞线的主要连接件有配线架、信息插座和接插软线(跳接线)
　　工作区采用信息插座(信息模块/RJ连接头)形式连接。
　　在配线间，双绞线电缆端接至配线架，再用跳接线连接。
　　(1)信息模块/RJ连接头
　　综合布线中，信息模块/RJ连接头的结构采用八线位结构的连接器，用“8P8C”表示，用于4对8芯水平电缆(数据和语音)的端接
　　信息模块/RJ连接头
　　信息模块/RJ连接头与双绞线端接有T568A或T568B两种结构
　　T568A：白—绿、绿、白—橙、蓝、白—蓝、橙、白—棕、棕。
　　T568B：白—橙、橙、白—绿、蓝、白—蓝、绿、白—棕、棕
　　在同一个工程中，只能采用一种连接标准
　　双绞线标准线序
       T568A：

应用规则：

信息模块/RJ连接头

RJ45连接头

双绞线制作过程

　信息模块

(2) 配线架
　　在配线架或设备间，双绞线用配线架来连接。
　　数据配线架安装在19英寸标准机柜上，主要有24口和48口两种规格。
　　有固定端口配线架和模块化配线架两种结构。

110配线架 部件包括110配线架、连接块、跳线和标签。
　　有25对、50对、100对、300对多种规格
　　110配线系统中的连接块，称为110C，有3对线(110C-3)、4对线(110C-4)和5对线(110C-5)三种规格的连接块。

5.3.3 光缆
　　光缆的物理结构
　　光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。光导纤维线缆由一捆光导纤维组成，简称为光缆。

光 缆

2.光缆的特点
　　较宽的频带
　　电磁绝缘性能好。
　　衰减较小，在较大范围内基本上是一个常数值。
　　需要增设光中继器的间隔距离较大。
　　重量轻，体积小，适用的环境温度范围宽，使用寿命长
　　光纤通讯不带电，使用安全，可用于易燃，易爆场所
　　抗化学腐蚀能力强，适用于一些特殊环境下的布线
　　光纤也有质地脆，机械强度低;切断和连接中技术要求较高等缺点。
　　3.光纤通信系统组成
　　光波为载体、光导纤维为传输介质,由光源、光纤、光发送机和光接收机组成。
　　光路一般成对出现，形成双向光纤通信系统。
　　通常一根光缆由多根光纤组成，每根光纤称为一芯。每个光纤端接设备都同时具有光发射机和光接收机的功能。
　　光纤端接设备与光缆之间通过光跳接线相连。

　4.局域网中常用的光缆
　　局域网中的光纤产品主要包括布线光缆、光纤跳线、光纤连接器、光纤配线架等。在计算机通信网络工程中，常用光缆的有多模光纤和单模光纤两种。
　　多模光纤纤芯直径较大，其传输距离较短(一般在2 k m之内) 常用的为62.5 μm 芯/ 125 μm 和50 μm 芯/ 125 μm
　　单模光纤纤芯直径较小，传输距离长(如3 k m甚至几十千米)常用的为8.3 μm 芯/ 125 μm
　　在使用光缆互联多个节点的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信，就要使用双根光纤
　　5 光纤连接件
　　一条光纤链路，除了光纤外还需要各种不同的硬件部件，其中一些用于光纤连接，另一些用于光纤的整合和支撑。
　　光缆敷设至配线间后连至光纤配线架(光纤终端盒)，光缆与一条光纤尾纤熔接，尾纤的连接器插入光纤配线架上的光纤耦合器的一端，耦合器的另一端用光纤跳线连接，跳线的另一端通过交换机的光纤接口或光纤收发器与交换机相连，从而形成一条通信链路。
　　(1)光纤配线设备

光纤跳接线(尾纤)

光纤适配器(耦合器) 　　 光纤面板

5.4 综合布线系统线缆的选择
　　屏蔽与非屏蔽双绞线的选择
　　超5类与6类布线系统的选择
　　双绞线与光纤的选择
　　5.5 综合布线系统设计
　　5.5.1 熟悉工程概况
　　(1)智能建筑的性质、智能小区(住宅 、商住 、校园)
　　(2)用户信息需求分析的范围
　　工程区域的大小，信息业务种类的多少
　　(3)用户信息需求量估算
　　(4)各楼层、走廊和房间、电梯厅、大厅等吊顶的情况
　　(5)线路共用槽道 电缆竖井、设备间、楼层配线间
　　(6)机柜的安放方式与位置
　　(7)讨论大楼结构方面尚不清楚的问题
　　5.5.2 系统设计原则与步骤
　　1)设计原则
　　q尽量将综合布线系统纳入到建筑物整体规划、设计和建设之中
　　q合理规划综合布线系统容入的信息系统的种类与数量
　　q技术先进，适当超前
　　q标准化的设计
　　q系统的可扩展性
　　q方便维护和管理
　　q经济合理
　　2) 设计步骤
　　(1)分析用户需求。
　　(2)获取建筑物平面图。
　　(3)系统结构设计。
　　(4)布线路由设计。
　　(5)可行性论证。
　　(6)绘制综合布线施工图。
　　(7)编制综合布线材料清单。
　　5.5.3 工作区子系统的设计
　　(1)根据设计等级，估算信息插座数量。
　　基本型设计，每10m2一个信息插座。
　　增强型或综合型设计，每10m2两个信息插座。
　　(2)确定信息插座安装位置。
　　Ø安装在地面上的信息插座应采用防水和抗压的接线盒。
　　Ø墙面或柱子上的信息插座底部离地面的高度为300mm。
　　(3)信息模块类型和数量。
　　信息模块的需求量一般为： m=n+n×3%
　　(4)在单一信息插座上进行两项服务时，应用“Y”型适配器。
　　(5)跳接软线要求
　　1)工作区连接信息插座和计算机间的跳接软线应小于5m。
　　2)跳接软线可订购也可现场压接。一条链路需要二条跳线，一条从配线架跳接到交换设备，一条从信息插座连到计算机。
　　(6)用电配置要求
　　每组信息插座附近宜配备220V电源三孔插座。暗装信息插座(RJ45)与其旁边电源插座应保持20cm的距离，且保护地线与零线严格分开。

　5.5.4 水平子系统的设计
　　水平布线子系统通常采用星型网络拓扑结构，它以楼层配线架FD为主结点，各工作区信息插座为分结点，二者之间采用独立的线路相互连接，形成以FD为中心向工作区信息插座辐射的星型网络。通常用双绞线敷设水平布线系统，此时水平布线子系统的最大长度为90m。
　　1、管槽布线路由设计
　　1)天花板吊顶内敷设线缆方式
　　2)地板下敷设缆线的方式
　　3)墙体暗管方式
　　4)走廊槽式桥架方式
　　5)墙面线槽方式
　　6)其它布线方式
　　先走走廊吊顶槽道再经线管至信息出口 地面线槽布线法

高架地板布线法

走廊槽式桥架方式

4 水平线缆系统
　　(1)一般选用100Ω双绞电缆。
　　(2)从楼层配线架到信息插座间的固定布线，最大长度为90m。
　　(3)每个楼层用线量(单位m)的计算公式如下：
　　C=[ 0.55(L+S)+6 ]× n
　　式中 C —— 每个楼层的用线量;
　　L ——服务区域内信息插座至配线间的最远距离
　　S ——服务区域内信息插座至配线间的最近距离
　　n —— 每层楼的信息插座(IO)的数量。
　　(4)整座楼的用线量： W = ∑MC (M为楼层数)
　　(5)电缆订购数(每箱按305米计算)
　　电缆订购数=W/305 箱 (不够一箱时按一箱计)
　　标识管理

5.5.6 垂直子系统设计
　　(1)在确定干线子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆话音和数据信号的共享原则。
　　(2)干线电缆、干线光缆布线的交接不应多于两次。
　　(3)点对点端接是最简单、最直接的接合方法，干线电缆宜采用点对点端接。
　　(4)主干路由应选在该管辖区域的中间。
　　(5)缆线不应布放在电梯、供水、供气、供暖、强电等竖井中。
　　(6)垂直子系统设计一般选用多模光缆。
　　(7)建筑群配线架(CD)到楼层配线架(FD)间的距离不应超过2000m，建筑物配线架(BD)到楼层配线架(FD)的距离不应超过500m。
　　根据使用介质和传输速率要求，布线距离还有变化。
　　5.5.7 设备间子系统设计
　　设备间线缆敷设方式
　　(1)活动地板
　　(2)地板或墙壁内沟槽
　　(3)预埋管路
　　(4)机架走线架

5.5.8 建筑群子系统的设计
　　(1)注意与政府各部门和有关单位的协调和配合
　　(2)建设计划应纳入该小区的规划
　　(3)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
　　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，以方便供线和节省工程投资
　　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
　　尽量利用已有地下电缆管道或架空线路
　　5.5.9 图纸设计
　　图纸应清晰地反映布线系统的结构、管线路由和信息点分布等情况。
　　综合布线设计图中的图例。

综合布线工程图
　　综合布线工程图一般包括以下图纸
　　1)综合布线系统拓扑(结构)图
　　2)综合布线管线路由图
　　3)楼层信息点平面分布图。
　　4)机柜配线架信息点布局图

某学生宿舍楼层信息点和管线布线图

机柜配线架信息点布局图(含配线架序号、端口序号、信息点编号)
　　用AUTOCAD绘图