綜合布線系統(tǒng)設(shè)計要點與難點

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1 工程概況

本工程是某非洲國家的外交部大樓，是中國政府重點援外工程項目，地處該國首都，占地2萬m2，工程總投資 1 億元人民幣，總建筑面積 1 萬余 m2，總高度 22.5m。大樓為五層智能辦公建筑，消防控制室、保安監(jiān)控室、空調(diào)自控室等設(shè)在大樓1層;電話及電腦設(shè)備間設(shè)在大樓 2 層。變配電房、發(fā)電機房、水泵房、冷凍機房等設(shè)在大樓東側(cè)的附屬設(shè)備用房內(nèi)。

為滿足外方的使用要求，實現(xiàn)大樓智能化辦公和管理，本工程設(shè)置綜合布線系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要支持電話通信和計算機通信，系統(tǒng)組網(wǎng)要求具備較好的兼容性、開放性和靈活性。

2 設(shè)計要點

本工程電話語音及電腦數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)成綜合布線系統(tǒng)，該系統(tǒng)由工作區(qū)子系統(tǒng)、配線子系統(tǒng)、干線子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)及設(shè)備間子系統(tǒng)等組成。

根據(jù)外方實際需求，全樓共設(shè)有語音信息點276 個(其中 1 層 42 個，2 層 76 個，3 層 97 個，4層61個);數(shù)據(jù)信息點276個(其中1層42個，2層76 個，3 層97個，4層61個)，信息點總計552個。

系統(tǒng)按增強型配置，其設(shè)計要點如下：

1) 每個工作區(qū)(10m2)設(shè)置2 個信息點(1個雙孔信息插座)，任一信息點均可提供語音和高速數(shù)據(jù)應(yīng)用。

2) 每個工作區(qū)的水平配線采用2條4對六類非屏蔽雙絞線。

3) 每個工作區(qū)的語音干線電纜采用三類大對數(shù)(100對)銅纜、數(shù)據(jù)干線電纜采用六類4對非屏蔽雙絞電纜。

4) 水平配線，先沿走道吊頂內(nèi)的弱電金屬線槽(GXC-65)敷設(shè)，后分別穿鋼管(φ 20)沿吊頂和墻體暗敷至各雙孔信息插座;垂直干線，沿弱電豎井內(nèi)的弱電金屬線槽(200 × 100)敷設(shè)。

5) 主配線架(MDF)設(shè)在系統(tǒng)設(shè)備間內(nèi)，樓層配線架(IDF)設(shè)在各層弱電豎井間內(nèi)。主配線架端接語音和數(shù)據(jù)干線電纜，管理全樓各信息點，層配線架管理本層各信息點。

6) 電話、電腦主機房設(shè)備間設(shè)在大樓2層，內(nèi)設(shè)程控數(shù)字用戶電話交換機、計算機主機、網(wǎng)絡(luò)交叉連接設(shè)備等。

7) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式采用兩級星形，以實現(xiàn)整個系統(tǒng)在連接、配置上的靈活性。系統(tǒng)內(nèi)部形成局域網(wǎng)，對外可接入Internet(因特網(wǎng))。

3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式采用兩級星形，其結(jié)構(gòu)特點是：由一個中心主節(jié)點(主配線架)向外輻射延伸到各從節(jié)點(樓層配線架)，再由從節(jié)點(樓層配線架)向外輻射延伸到各目標(biāo)節(jié)點(信息插座)。由于每一條鏈路(相鄰節(jié)點間的連接線路)均與其它線路相對獨立，所以布線系統(tǒng)設(shè)計是一種模塊化的設(shè)計。

主節(jié)點采用集中式訪問控制方式，它可與各從節(jié)點直接通信，而從節(jié)點之間必須經(jīng)過主節(jié)點轉(zhuǎn)接才能通信。因此，主節(jié)點的信息處理量大，對控制設(shè)備要求高，而從節(jié)點的信息處理負(fù)擔(dān)相對較小。

這種星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點：

1) 維護管理容易。由于星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的所有信息通信都要經(jīng)過中心主節(jié)點來支配，所以維護管理比較容易。

2) 重新配置靈活。在樓層配線架上，可以移動、增加或拆除任何一個信息插座所連接的終端設(shè)備，而不影響其它終端設(shè)備。因此配置靈活、操作方便、適應(yīng)性強。

3) 故障易于檢測和隔離。由于各信息點都直接連接到樓層配線架，所以故障容易檢測和隔離，可很方便地將有故障的信息點從系統(tǒng)中隔離。

4) 網(wǎng)絡(luò)平均延時小。因終端設(shè)備到中心處理機有直接通路，故網(wǎng)絡(luò)平均延時小。

5) 利于結(jié)構(gòu)化布線。模塊化的系統(tǒng)設(shè)計為結(jié)構(gòu)化布線提供了便利條件。

當(dāng)然，星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在線纜較長、安裝量大的缺點。同時系統(tǒng)依賴于中心主節(jié)點，若中心處理系統(tǒng)發(fā)生故障，將造成全網(wǎng)癱瘓，故要求中心信息處理設(shè)備的可靠性和冗余度都很高。

隨著幀中繼與信元交換技術(shù)的發(fā)展，以及電子元器件制造工藝的不斷提高，以 Hub(集線器)或Switch(交換機)為代表的網(wǎng)絡(luò)中心處理系統(tǒng)的可靠性越來越高，因此綜合布線系統(tǒng)主要采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖1。

4 自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)交換機的應(yīng)用

為實現(xiàn)設(shè)計要求，并保證系統(tǒng)具有高可靠性、高穩(wěn)定性，本設(shè)計采用了 3COM 公司具備創(chuàng)新技術(shù)的SuperStack 3 Switch 4400 交換機作為主交換機。這是一款可網(wǎng)管、可感知應(yīng)用(Application-aware)(第4層)的線速可堆疊(可堆疊8臺)、可進行VLAN(虛擬局域網(wǎng))劃分定義的24口10M/100Mbps自適應(yīng)快速智能以太網(wǎng)交換設(shè)備。該設(shè)備具有千兆光纖模塊或千兆銅纜模塊及堆疊的插槽，可根據(jù)未來發(fā)展需要，增加千兆光纖模塊或千兆銅纜模塊、堆疊模塊套件，極易快速實現(xiàn)升級。

設(shè)計采用 3COM 公司推出的 SuperStack 3Switch 4226T 26 端口交換機作為層交換機，以接入各層信息點。該交換機具有 24 個 10M/100Mbps自適應(yīng)端口加 2 個 1 0 M / 1 0 0 M /1000M bps自適應(yīng)端口，其性能簡介如下：

1) 靈活性。兩個內(nèi)置千兆端口提供簡便的千兆銅介質(zhì)連接，可提高連接的靈活性和堆疊能力。

2) 彈性。支持快速生成樹協(xié)議、鏈路集合(用于千兆端口)和冗余電源，可實現(xiàn)不間斷運行。

3) 高速率。轉(zhuǎn)發(fā)速率高達(dá)660萬/s個數(shù)據(jù)包(26端口)。

4) 管理簡便。3COM NetworkSupervisor可配置、映射和監(jiān)控系統(tǒng)，并提供定制報警和報告。

可見，該款交換機同樣具有與上級主交換機極易快速實現(xiàn)升級的能力。

考 慮 網(wǎng) 絡(luò) 系 統(tǒng) 余 量 不 低 于10%，另加 3 臺 3COM16794(8 口)10M/100Mbps 自適應(yīng)交換機以增加系統(tǒng)冗余度。

5 交換機、配線架的選配

5.1 主配線架MDF 及2 層配線架2IDF

主機房的主交換機與各層交換機有15根4對線相聯(lián)，故主交換機采用 1 臺 3COM 4400 型 10M/100Mbps自適應(yīng)交換機，主數(shù)據(jù)配線架選用 1 臺 AVAYA24 口即可;主交換機冗余 8 口，冗余率 50%。

2層配線架 2 IDF共152個信息點，按設(shè)計要求分為 76 個數(shù)據(jù)點及76 個語音點。用3 臺3COM4200及2臺8口10M/100Mbps自適應(yīng)交換機，共有89口可用數(shù)據(jù)出口，冗余 1 3 口，冗余率 1 7 % 。采用AVAYA48 × 3+24 × 1 共 168 口配線架。信息點冗余16口，冗余率10.5%。因2層2 IDF與主機房MDF極近，因此其語音及數(shù)據(jù)設(shè)備全部放入 2層主機房2m 高主機柜內(nèi)。

5.2 1層配線架1IDF

1層共84個信息點，按設(shè)計要求分為42個數(shù)據(jù)點及 42 個語音點;采用 2 臺 3COM4200 型 10M/100Mbps 自適應(yīng)交換機，共有 50 口可用數(shù)據(jù)出口，冗余 8 口，冗余率 19%;采用 AVAYA48 × 2 共 96口配線架，信息點冗余12口，冗余率14.3%。放入1 層 1.6m 高機柜內(nèi)。

5.3 3層配線架3IDF

3 層共 194 個信息點，按設(shè)計要求分為 97個數(shù)據(jù)點及 97 個語音點;采用 4 臺 3COM4200 型及 1 臺8口10M/100Mbps自適應(yīng)交換機,共有107口可用數(shù)據(jù)出口，冗余 10臺，冗余率10.3%。采用AVAYA48× 4+24×1口共 216口配線架，信息點冗余22口，冗余率 11.3%。放入 3 層 1.6m 高機柜內(nèi)。

5.4 4層配線架4IDF

4 層共 122 個信息點，按設(shè)計要求分為 61個數(shù)據(jù)點及 61 個語音點。采用 3 臺 3COM4200 型 10M/100Mbps 自適應(yīng)交換機，共有 75 口可用數(shù)據(jù)出口，冗余 14 口，冗余率 23%。采用 AVAYA48 × 3 口共144 口配線架，信息點冗余 22 口，冗余率 18%。放入4層 1.6m 高機柜內(nèi)。

自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)交換機的配置見圖 1;語音及數(shù)據(jù)配線架配置見圖2。

6 程控交換機及中繼線

程控電話交換機選用滬光 SW2000 型 400 門數(shù)字程控用戶電話交換機，要求有 32 路中繼接入及368門分機電話，配置主機箱一臺，包括：主機板、分機控制板、23塊用戶板(可實現(xiàn)接入368門分機電話)、4塊中繼板(可實現(xiàn)32 路中繼接入)、計費及管理控制軟件。

另考慮其高可靠性，增設(shè)一套電腦及12V 65A·h蓄電池4節(jié)，以滿足日常管理及市電斷電時繼續(xù)使用的要求。

由當(dāng)?shù)仉娦殴疽齺?00條外線(含32條中繼線)，其中 68 條外線為直撥，不需經(jīng)過程控電話交換機，直接接入大樓重要的指定場所。另外32路中繼線直接接 100 對 AVAYA 語音配線架，并接入程控電話交換機環(huán)路中繼板。368 路分機線由交換機用戶板引出經(jīng) 400 對 AVAYA 語音配線架，按設(shè)計的分區(qū)要求，由 CAT3(三類)100對大對數(shù)電纜接入相對應(yīng)樓層 AVAYA 語音配線架，再經(jīng) CAT6(六類)UTP 雙絞線接入各終端信息模塊。

系統(tǒng)主要設(shè)備材料清單，見表1。

7 系統(tǒng)供電、接地及防火要求

7.1供電要求

本設(shè)計由大樓變配電所的低壓配電柜專門供給綜合布線系統(tǒng)二路獨立電源，一用一備，在電話及電腦主機房設(shè)備間內(nèi)設(shè)置雙電源切換專用盤。供交換機用的交流220V電源線應(yīng)單獨穿管敷設(shè)，不能與語音及數(shù)據(jù)信號線共管或共線槽敷設(shè)。

7.2接地及防火要求

綜合布線系統(tǒng)的接地，設(shè)計采用聯(lián)合接地方式，即與電源中性線工作接地、電氣保護接地、防雷接地等共用基礎(chǔ)鋼筋作接地裝置，要求其接地電阻不大于 1 Ω，否則應(yīng)增設(shè)人工接地體。

設(shè)計中另在主機房內(nèi)設(shè)置專用接地端子板，用專用接地干線引至接地體;主機房設(shè)備的專用接地線選用 BV-4.0mm2銅芯線，并采用一點接地方式，以防止低頻干擾和交流雜波干擾。布線用的金屬線槽或鋼管應(yīng)保持連續(xù)的電氣連接，并應(yīng)在兩端有良好的接地;

電纜引入大樓時，其金屬護套應(yīng)有良好的接地，并采用氣體放電管保護器作過壓保護，采用能夠自復(fù)的保護器作過流保護。系統(tǒng)布線采用LSHF-FR低煙無鹵阻燃型電纜，以達(dá)到防火要求。

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