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论政府类办公楼的综合布线系统建设

1 前言

当今世界已进入信息的新基建时代,智能建筑是信息时代的产物,新时代的智能建筑基础建设要求较以往的传统时代需求性更大,拓展性更强。综合布线是智能建筑的中枢神经系统,是构筑智能化建筑网络的基础,在综合布线系统的基础上,形成了遍布整个大楼的语音网络、数据网络,同时还可兼做文字、图像和视频等领域的应用,因此综合布线系统设置的合理性直接影响上述网络系统的稳定与安全及其扩展功能和实用功能。综合布线系统也是电信网中用户接入网的有机组成部分,电信的光纤到大楼后,要真正实现电话、数据及多媒体接入业务离不开综合布线系统的运用。
政府类行政办公楼一般包含办公室、会议室、机房等部分,应采用先进、成熟、可靠、实用的结构化布线系统。新时代大多数政府类智能建筑的建设要求对于功能性、拓展性、实用性要求更加丰富,较普通公建设施具有较强的安全性、屏蔽性需求;而在设备、材料选型上又要考虑国防性、安全性较高的产品;整体风格既要保证高的性价比,又要体现“建新如旧”的设计理念和建筑特点。这种大环境下,在建筑物内做综合布线设计时,要将程控网络设备系统和计算机网络系统统一布线、统一管理,满足未来信息高速传输、灵活、易扩充的智能建筑需求。
在信息化的高速时代,数据云、基站、人脸视频等各种新型智能化产物对于布线带宽、频率的要求越来越高。政府类办公楼综合布线更要考虑到办公综合楼的特点,以求在满足现有应用和为将来留有余量的基础上,做到灵活配置。因此,在系统设计和产品选型时应重点关注布线产品的质量、布线系统的模块化、使用的灵活性以及系统的可管理性和可维护性。从而设计出适合办公综合楼特点的布线方案。
下面,我们对政府类办公楼综合布线建设的建设标准、建设原则、系统结构等方面进行阐述,希望为目前的智能建筑综合布线设计提供一个大致的参考。

2建设标准

综合布线包括室内和室外两部分,室内部分用于实现各个网络和电话系统在建筑物内的连接,室外部分用于实现其在建筑物间的互联互通。对于建筑物间的路由和综合布线以及建筑物内的垂直布线,要充分预留未来发展的多种线缆;水平布线要光电结合,既要满足当前网络互联的需求,又要预留部分资源满足未来光网络连接的需求。
政府类行政办公楼的综合布线系统应达到以下功能要求:
  1. 开放式结构,能支持综合信息(语音、数据、多媒体)传输和连接,实现多种设备配线兼容。
  2. 能满足所支持的语音、数据、多媒体等系统的传输速率和传输标准的要求,系统能为数据及高清晰度图像信息提供高速(100Mbps以上)及宽带(250MHz以上)的传输能力,并满足千兆以太网的需求。
  3. 能在设备布局和需要发生变化时实施灵活的线路管理。
  4. 能够保证系统容易扩充和升级而不必更换整体配线系统。
  5. 改变结点连接,应使网络拓扑结构便于在星型、总线、环型之间进行转换。
  6. 提供有效的工具和手段,能够简单、方便地进行线路故障的分析、检测和故障隔离,当故障发生时,可迅速找到故障点并加以排除。
  7. 网络光缆主干和语音大对数主干线缆要求至少预留50%余量。能够具有适应未来一定时期内发展的需求。
  8. 应完全遵循国家(国际)的有关建筑物综合布线系统、网络和通讯工程设计和施工规范(标准)以及测试和验收规范,以保证综合布线系统是一套完整规范的信息线路。
  9. 系统应做到防火、阻燃和防止因设备内部原因造成的不安全因素,所有线缆护套均采用防火、阻燃型材料。
  10. 系统所有设备、零部件必须有永久、易识别的标志。线缆、配线架、信息面板必须做到统一编号或用不同颜色加以区分。
  11. 系统应具有兼容性,保证各厂家的设备都能插接到这套通用的综合布线系统。所提供的连接硬件必须满足兼容性和开放性。
  12. 系统应具有经济性,在满足应用要求的基础上,应尽可能降低工程造价,并遵循技术先进、设备优良、经济合理和质量优质的原则。
  13. 系统应具有安全性,所建设的整套布线系统无论从前端、转换层及后端各阶层应具有高度的屏蔽性和安全性,防止信息泄露,杜绝安全隐患。

3建设原则

  1. 先进性:综合布线系统应具有高速和高宽带的传输能力,满足建筑内信息传输的需要,并且能够适应现代和未来技术发展,使布线系统能够支持未来的网络技术和应用。
  2. 安全可靠性:布线系统应多采用光缆或屏蔽类铜缆;具备运行的高度可靠性,对于特别重要的网络部分,要采用冗余备份以保证线路的万无一失。
  3. 灵活性:布线系统对其服务的设备有一定的独立性,能够满足多种应用的要求,布线系统应能适应各种计算机网络体系结构的需要。设备变迁时要有高度的灵活性、管理的方便性。布线系统可以连接成包括星型、环型、总线型等各种不同的逻辑结构。布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外,其余所有设备应当可任意更换插拔的标准组件,以方便使用、管理和扩充。
  4. 规范性:布线系统要采用各种相关技术的国际标准、国家标准及工业标准,作为基础设施的布线系统不仅能支持现在的各种应用,还能适应未来技术发展。产品的通用性可满足各种网络产品及通信系统的要求。
  5. 保密性:各级别网络应采用严格隔离,分槽布线,确保不同网络之间的有效隔离。

4系统结构

综合布线系统设计按照六个组成部分进行设计:工作区子系统、水平子系统、垂直主干子系统、管理子系统、设备间子系统、建筑群子系统。

4.1 工作区子系统

工作区子系统由线缆、跳线等设备连接至信息插座上,信息插座由符合EIA/TIA标准的八芯模块化插座组成。
需要设置终端设备的每一个独立区域应划分为一个工作区,并根据不同房间的应用功能确定工作区的布点原则。每一个工作区信息插座模块(电、光)数量不宜少于2个,满足各种业务的需求。
工作区为电端口时,采用8位屏蔽模块通用插座(RJ45),光端口采用LC双工型光纤耦合器。每一个8位模块通用插座连接1根4对对绞电缆,每一个双工耦合器连接1根2芯光缆。考虑到未来扩展的需要,光纤芯数应有2芯备份,即工作区光纤按双口面板2个信息点4芯光缆配置。
工作区信息插座采用墙面暗装(一般为距地面高度300mm)形式,采用86型双/单口面板,应有相应的语音和数据标识。通过工作区跳线连接到相应办公设备。
对绞线与8位模块式通用插座相连时,必须按色标和线对顺序进行卡接,插座类型、色标和编号应敷设如图1的规定。两种连接方式均可采用,但在同一布线工程中两种连接方式不应混合使用。一般工程常用T568B类方式。

图1 8位模块式通用插座连线线序标准

4.2 水平子系统

连接工作区的信息插座模块至弱电间配线设备的电缆和光缆称为水平子系统。
水平子系统根据工程提出的近期和远期终端设备的设置要求,用户性质、网络构成及实际需要确定建筑物各层需要安装信息插座模块的数量及其位置,配线应留有扩展余地。
园区内数据部分应按照网络需求划分相应安全等级,安全等级要求高的水平线缆应采用光纤或屏蔽型线缆,各网络水平线缆布放需根据其安全级别分别敷设至其相应水平线槽内,保持物理隔离。
水平线缆敷设路由:吊顶内、地板下采用钢制冷镀锌电缆线槽敷设,电缆从线槽引出后采用JDG型穿线管敷设到位,接至地插座的采用金属软管敷设。如图2所示。
 

图2 水平线敷设
水平布线线缆主要以双绞线型屏蔽铜缆为主,国内主流双绞线线缆类型为六类(超六类)屏蔽线缆。
与传统超五类线缆相比,六类屏蔽双绞线的各项参数都有大幅提高,带宽也扩展至250MHz或更高。六类双绞线在外形上和结构上与五类或超五类双绞线有一定差别,不仅增加了绝缘的十字骨架,将双绞线的四对线分别置于十字骨架的四个凹槽内,且电缆直径也更粗。
电缆中央的十字骨架随长度变化而旋转角度,将四对双绞线卡在骨架的凹槽内,保持四对双绞线的相对位置,提高电缆的平衡特性和串扰衰减。另外,保证在安装过程中电缆的平衡结构不遭到破坏。
六类与超五类的重要区别:改善了在串扰以及回波损耗方面的性能,对于新一代全双工的高速网络应用而言,优良的回波损耗性能是非常重要的。六类标准中取消了基本链路模型,布线标准采用星形的拓扑结构,要求的布线距离为:永久链路的长度不能超过90m,信道长度不能超过100m。
六类屏蔽型双绞线很好地支持千兆以太网,并实现100m的传输距离。因此,六类布线系统被广泛应用于子服务器机房布线和保留升级至千兆以太网能力的水平布线。根据国际布线标准ISO 11801,布线系统的期望寿命至少为10年。增加的屏蔽层有效地增加了楼宇内的线缆安全系数。作为一种长期的基本投资,综合布线应当充分考虑网络的潜在需求和布线系统的发展,因此,在资金允许的条件下,建议选择六类屏蔽产品构建布线系统。
为满足未来光纤至桌面扩展需求,建议在各房间内均设置光纤信息点位,使用户终端全程通过光纤实现网络接入,在实现高速传输的同时,拥有更加安全保密的通信。

4.3 垂直主干子系统

垂直干线子系统是指连接各楼层设备间和主设备间的主干,垂直干线以光缆和大对数铜缆相结合。
主干子系统所需要的电缆总对数和光缆总芯数,应满足工程的实际需求,并留有适当的备份容量。
对于语音业务,大对数主干电缆的对数应按每一个电话8位模块通用插座配置1对线,并在总需求线对的基础上至少预留约50%的备用线对。
对于数据业务,应以每个网络设备(SW)设置1个主干端口配置,每个光端口按2芯光纤容量配置,若网络设备具备双上联功能,则每个光端口应按4芯光纤容量配置。为减少施工中光缆资源的浪费,应尽量统一光缆的芯数和类型。

4.4 管理子系统

管理子系统由各层的弱电间组成,弱电间内设各种交叉连接的端接配线架,一部分用来端接垂直主干线,另一部分用来端接水平线缆。
4.4.1系统的连接方式
  1. 数据系统一般采用跳线连接的方式,水平线缆端接在RJ45型24口水平配线模块上,数据主干采用光纤配线架熔接,如图3所示。

图3 跳线连接的方式
  1. 电话系统的水平线缆端接可根据需要采用RJ45型24口配线模块或IDC配线模块连接方式,即主干语音线缆一般采用IDC配线模块方式,如图4和图5所示。

图4 电话系统采用RJ45型配线模块连接方式

图5 电话系统采用IDC型配线模块连接方式
4.4.2设备的连接方式
  1. RJ45型24口配线架与网络交换机之间采用RJ45型双绞线跳线,跳线数量应按照信息点数量满配。
  2. 网络交换机与光纤配线架之间,交换机与交换机之间采用光纤跳线连接,跳线数量应按照网络系统要求配置。
  3. RJ45型24口配线架与IDC配线架之间采用RJ45-RJ11跳线。水平IDC配线架与垂直IDC配线架之间采用RJ11-RJ11型语音跳线。
4.4.3弱电间设计建议
楼层分配线架(IDF)安装在各楼层弱电竖井内的19”机柜内,并尽量靠近进线口。为保证不同等级网络信息点间的安全隔离,水平线缆进入弱电间后,需根据等级安装在不同机柜内。
布线系统涉及大量的线路连接,给管理带来一定困难。综合布线系统应设计标识方案系统,可以科学地规定如何根据参数和识别步骤查清线路和设备端接点。
弱电间应尽量保持室内无尘土、通风良好、室内照明不低于150Lx,应符合有关消防规范、配置有关消防系统。

4.5 设备间子系统

设备间是在每栋建筑物的合适地点进行网络管理和信息交换的场地。对于综合布线系统工程设计而言,设备间主要安装建筑物配线设备。电话网络设备、计算机网络设备及入口设施,也可与配线设备安装在一起。
设备间是大楼的电话网络设备、计算机网络设备以及建筑物配线设备安装的地点,也是进行网络管理的场所。对综合布线工程设计而言,设备间主要安装总配线设备。在设备间安装的配线设备干线侧容量应与主干缆线容量相一致。
设备间子系统是整个配线系统的中心单元,它的布放,选型及环境条件的考虑是否适当直接影响到将来信息系统的正常运行、维护和使用的灵活性。设备间的设置应该满足以下要求:
  1. 设备间的位置应尽可能靠近建筑物电缆引入区和对外网络接口。
  2. 室温应保持在10~30℃之间。
  3. 相对湿度应保持20%~80%。
  4. 应有良好的通风和防尘措施。
  5. 使用防火门,门宽至少为高2.1m×宽0.9m。
  6. 室内照明不低于150Lx。
  7. 地板载重量不小于500kg/m2。
  8. 室内应提供UPS电源配电保证网络设备运行及维护供电。
  9. 每个电源插座容量不小于300W。

4.6 建筑群子系统

建筑群子系统是指在一个园区内连接各幢建筑之间布线系统,通常以园区数据中心或运营商接入机房为中心,采用星形布线方式连接各幢建筑。园区内各建筑物间通过室外弱电管沟井连接,线缆材料应具有良好的耐水解性能和较高的强度,可以对线缆具有一定的保护能力。

5总结

随着智能化办公的不断发展,在设计及建设时,综合布线系统应能够充分保证高速可靠的信息传输要求,并适应现在和将来的技术发展。需综合考虑各种网络和电话系统的连接,实现园区内灵活、快捷的布线方式,并为将来发展提供足够的裕量。能够保证系统容易扩展和升级,而不必改动整体配线系统:每个子系统(工作区子系统、水平子系统、垂直子系统、管理子系统、设备间子系统、建筑物子系统等)都是相互独立的单元组,对每个分支单元系统的改动都不会影响其他子系统。我们在进行政府类办公楼综合布线系统的设计和实施时,一定要从建设标准、建设原则、系统结构上进行方案深耕,让设计出的系统更能满足用户的需求。
 
【参考文献】
  1. 《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2016)
  2. 《智能建筑设计标准》(GB 50314-2015)
  3. 《综合布线系统工程设计与施工图集》(08X101-3)
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