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综合布线课程设计

综合布线系统课程设计

目录
第一章 综合布线系统概述 2
1.1项目概况 2
1.2系统功能与要求 2
1.3 系统的设计目标 3
第二章 综合布线子系统分析与设计 4
2.1工作区子系统设计 4
2.2配线子系统的设计 5
2.3垂直干线子系统的设计 6
2.4设备间子系统设计 7
2.5管理子系统的设计 8
2.6进线间子系统的设计 10
2.7防护系统的设计 11
总结 14
参考文献 15

第一章 综合布线系统概述
1.1项目概况
随着全球社会信息化的深入发展，人们对信息共享的需求日益迫切，人们对于现代建筑的概念也在发生变化，传统建筑提供的服务已远远不能满足现代社会和工作环境等方面的要求。智能化建筑应运而生，将成为人们提高生活质量和工作效率，创造出更多物质财富、精神财富的有力保证。现在可以将所有语音、数据、电视（会议电视、监控电视）设备的布线组合在一套标准的布线系统上，并且将各种设备终端插头插入标准的信息插座，这就是结构化综合布线系统。
改造项目位于成都理工大学工程技术学院工程训练中心，共五层。一～三层为普通实验室，四层为网络实验室，五层为新增楼层，主要用作会议室、活动室、展览室等。主体建筑为框架结构，无地下室。
改造项目综合布线系统的结构化布线系统采用一种模块设计使得用户能方便得接入并使用该系统，使维护人员管理和使用方便，而且易于扩充及重新配置，为传输话音、数据、图文、图像以及多媒体信号提供一套可靠、灵活、可扩展的模块化通路。综合布线系统由六个独立的部分组成：工作区子系统（Work Area），配线子系统（Horizontal Subsystem），干线子系统（Backbone Subsystem），设备间子系统(Equipment Room)，管理子系统（Administration Subsystem），进线间子系统（Building Entrance）。
本课程设计旨在设计一套完整的面向未来的结构化布线系统，能快速适应未来将要出现的“数字汇聚”与“三网融合”局面，为实现计算机网、电信网、电视通信网“三网合一”提供基础，而且尽量做到廉价、便捷、灵活、可靠和高性价比等优点。整个系统可以很方便地扩充和变更，以满足用户不断变化的需求。
1.2系统功能与要求
1. 系统满足实用性、先进性、开放性、灵活性、安全性和经济性。不但满足当前应用系统对通信的需求，而且符合今后技术发展和管理的需要，为以后“一卡通系统”和“三网合一”留足空间。
2. 能为语音、数据及高清晰度图像信息提供高速及宽带的传输能力，能满足千兆位以太网的要求。
3. 网络的安全性应充分考虑应用环境中的信息资源得到有效的保护，可以有效的控制网络的访问，灵活的实施网络的安全控制策略等。
4. 网络方案设计首先满足现有规模的网络用户的需求，同时考虑到未来业务发展和规模扩大，网络具有用户端口灵活的扩充能力。
5. 信息点的布置、水平和主干线缆等的冗余为未来的“三网合一”提供条件。
6. 充分考虑与其他子系统之间的联系。
7. 统一规划，全面设计，做到有很有据，有条有理。
8. 符合国际标准化组织（ISO）提出的开放系统互联标准（OSI）和实用的TCP∕IP协议系统标准。
9. 便于维护和管理。
10. 在保护实现系统需求的前提下，提高系统的性能价格比。
1.3 系统的设计目标
考虑到综合布线系统对一次性施工的要求较高，为保证学校综合布线系统的先进性、适用性、稳定性和可靠性，并适应未来计算机网络快速发展的要求，在本次改造项目设计中我们选用了高品质的AVAYA布线产品。
综合目前各布线厂家的解决方案和发展趋势，我们使用的超5类布线产品可以很好地保证学校目前和将来的应用需求，易于网络升级，避免系统在短期内步入技术落后的淘汰周期。
　我们的设计目标：
◇ 选择先进、高品质的综合布线产品，以高的性能指标、好的工艺性能确保综合布线系统能够满足智能化系统应用的要求；
◇ 使用光纤作为系统主干，冗余配置，提高系统宽带并防止电磁干扰，适应未来发展；
◇ 主干光缆可支持1Gbps以上的网络数据传输速率，水平超5类电缆可支持100Mbps以上的网络数据传输速率；
◇ 星型的拓扑结构，支持各种形式的网络应用；
◇ 为办公楼提供全方位的应用平台，支持办公网络设备、各种采编设备及保安设备等的系统集成；
◇ 以机柜型配线系统为核心，努力提高系统的可靠性和安全性 ；
◇ 综合考虑各智能系统对综合布线系统的要求，为各弱电系统集成提供传输通道；
◇ 具有开放式的结构，能与众多厂家的产品兼容，具有模块化、可扩展、面向用户的特点；
◇ 能完全满足现在以及今后在语音、数据及影像通信方面的需求，能将语音、数据与影像等方面的通信融于一体，可应用于各种局域网络(LAN)；能适应将来网络结构的更改或设备的扩充。
第二章 综合布线子系统分析与设计
网络布线系统是网络系统的基础室内外网络布线系统的规划至关重要。在做整座楼的布线设计时，充分考虑了网络系统的使用要求和系统的发展，在主干路由上作了充分的预留。
网络布线系统设计按支持数据文件、电子邮件、图像、多媒体等各种网络应用考虑。系统由设备间子系统、工作区子系统、水平配线子系统、管理子系统等组成。
2.1工作区子系统设计
1. 工作区是指办公室、写字间、工作间、机房等需要电话、计算机等终端
设备的区域；工作区在综合布线中是一个独立的、需要设置终端的区域。工作区应由配线子系统的信息插座模块（TO）延伸到终端设备处的连接线缆及适配器组成；
2. 设计要求：
（1）工作区中主要对信息点的要求，确定每层楼、整幢大楼的信息点数目及类型。为满足需求，每个工作区的信息插座模块类型不得少于2个；
（2）工作区的信息模块应支持不同的终端设备接入，为应对今后的发展需求，信息点数目应该有一定的冗余；
（3）安装在墙面或柱子上的信息插座的底部离地面的高度宜控制在300mm左右；
（4）跳接软线：工作区连接信息插座和计算机之间的跳接软线应小于5m。
3. 具体设计方案：
（1）确定工作区面积：由于整幢实楼的各个工作区多为用作普通实验室，取其区域面积平均值约为100平方米；
（2）整个建筑的信息点总数量为842个，一楼信息点有114个，二楼信息点有99个，三楼信息点有87个，四楼信息点有420个，五楼信息点有108个。由于随着我校的快速发展，各个系的规模也在不断扩大，考虑到未来可能的发展空间，这里对信息点进行10%的冗余量；
（3）需要跳线共1684条，水晶头数量3368个，由于是现场施工，所以水晶头的损坏较大，采用15%的冗余量，水晶头共计3874个。需要的信息模块（不区分类型）为m=n+n*5=884 ，RJ45头的总需求量为：n*4+n*4*5%=3537，RJ11接口需要24个；
（4）在此系统设计中，对插座采用暗装的方式；选择两种插座模块：数据插座和语音插座；选用2孔插座。数据、语音插座均安装在墙体上，其距离电源插座的距离至少应保持在200mm。
2.2配线子系统的设计
配线子系统是指为连接工作区信息出口与管理区子系统而水平敷设的线缆，它由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备线缆和跳线等组成。
2. 具体设计方案：
（1）在该栋楼中拥有语音、数据信息点，对于信息模块的选择RJ45及RJ11两种类型，其中RJ45用于数据信息点，RJ11用于语音信息点；根据实地考察到的信息点数目确定信息模块的数量，信息模块与信息点数目相同，具体所下所示：

楼层
数据点数量
语音点数量
合计
一楼
114个
4个
118个
二楼
99个
5个
425个
三楼
87个
5个
92个
四楼
422个
6个
105个
五楼
108个
4个
112个
合计
818个
24个
842个
该楼主要用作教学用途，考虑到以后的发展，这里对信息点进行10%的冗余量，故总的信息点数目为：842个；
（2）根据上图所给出的信息点数目，确定信息插座的数量n，我们为该楼选择2孔插座，所以所需要的信息插座数量N为：424个［根据公式N=INT(n/2)］,同样，考虑到以后的发展，这里对信息插座数量进行5%的冗余，故总的信息插座数量为：（n+n*5%=884）；因综合了该楼的具体用途，将信息插座安装在墙体上；
（3）根据该综合楼的结构，故路由敷设方式是采用电缆槽道方式；
（4）该综合楼主要用来教学，其信息点类型主要有两种：数据信息点和语音信息点，其传输速率较高，且安全性要达到较高标准，故采用4对线屏蔽双绞线电缆；每层电缆所需长度依据公式C＝[0.5×(F+N)+0.5×(F+N) ×10% + 6] ×n ＝[0.55×(F+N)+6]×n)
配线架数量与交换机、路由器数量大致一样；
（5）对于水平布线系统，这里采用双绞线进行敷设；在传输距离较远及对传输质量有一定要求的区域采用光纤进行敷设。
2.3垂直干线子系统的设计
1. 干线子系统是由建筑物设备间和楼层配线间之间的连接线缆组成，是智能化建筑综合布线系统的中枢部分主要确定垂直路由的多少和位置、垂直部分的建筑方式和干线系统的连接方式。
2. 设计要求：
（1）垂直干线电缆采用星型物理拓扑结构；
（2）为保证干线子系统中无源信号系统不降级，从楼层电信间到设备间只能有一级交叉连接，一般在楼层电信间配线架BD上进行；
（3）干线子系统中不允许有转接点，电话语音数字骨干电缆应该分离，避免出现串音；
（4）屏蔽干线电缆只有一端接地；干路子系统线缆要避开磁场干扰等；在铜缆通信无法满足通信要求时，采用光纤；
（5）干线子系统设计要符合国家和乐山有关建筑物、电力、消防安全等法律法规。
3. 具体设计方案：
（1）该综合楼主要用作教学，故其网络信息点分布不均匀，在每层楼设置1个电信间，用作水平线缆和主干线缆相连接；根据楼面积可确定，每层楼信息插座都会在电信间的75米范围内，因此采用单干线接线系统；
（2）对于干线线缆的选择及数量，由于实际需求所需，在综合布线等级中选用综合型设计等级，计算机网络系统的主干线选择25对大对数光缆，电话语音系统则采用3类大对数双绞线电缆；
（3）布线路由，由于综合考虑到该综合楼设计、其每层楼实验室的分布很一致，在施工时并为留有电缆孔、电缆竖井因其很难防火等，这里布线路由垂直通道采用管道方式，对其进行暗管敷设，水平通道，采用吊顶式封闭式线槽，避免线缆杂乱；
（4）干线电缆的端接采用分支结合法，因每楼层楼所需线缆数量，采用分支结合减少空间占用，且成本不会很高，对以后发展也有益。
2.4设备间子系统设计
1. 设备间是建筑物综合布线系统的各种线路汇聚中心，是网络管理人员进行管理和值班的场所，以及建筑物配线设备安装的地点；设备间子系统应包含综合布线的进出线设备，电话、数据、计算机等各种主机设备及安防配线设备等。
2. 设计要求：
（1）确定设备间的位置及面积，一般设置到整幢大楼的中间楼层、其最小可使用面积不得小于20㎡；
（2）设备间的环境有一定的要求、参照国家相关标准及规范进行装修；
（3）设备间的设备应按用途或其他分区分类安装，其内所有进出线缆或设备采用不同色标，区别各类用途的配线区。
3. 具体设计方案：
（1）该综合楼共5层高，考虑到设备的搬运，将设备间设置到2楼靠近楼梯的房间里，因1-3楼为主要教学区域，语音和数据合用一个配线机柜，大楼所有语音主干线缆和数据主干线缆全部连到该配线机柜相应模块配线架上，其中主配线机柜采用规格为19英寸（42U），机柜材料选用金属喷漆；
（2）设备间作为综合布线系统中最为核心的部分，其中包含的设备有：路由器、交换机、服务器（根据实际需要可安装）、程控交换机、配线架、42U标准机柜；
（3）在此次布线中，该设备间按标准进行装修，墙壁禁止使用易燃易爆材料，使用防火防盗门，且门为两扇向外打开，由于我校是处在地震区，故设备安装时必须进行抗震加固，符合相关要求；应有不少于两个220V带保护接地单相电源插座，以保用电安全，使用一整套的UPS不间断电源，确保电力供应充足；在该综合楼中有强电实验室，故应避开强电磁场的干扰；考虑到机柜工作散热，机柜顶部与天花板的距离应≥2.5m，机架或者机柜前面空间不小于80cm，后面空间不小于60cm，若需壁挂式配线设备，其距离地面高度一般可设为1.5m；设备间内的照明设施应在设备上方1m左右位置；
（4）设备间内室温保持在15℃至30℃，室内始终保持干净、整洁、通风、干燥，避免粉尘、有害气体等进入对设备造成损害，相对湿度保持在35%—60%；，室内照明不低于200Lx，其室内面积≥20㎡。
2.5管理子系统的设计
1. 管理子系统是对工作区、电信间、设备间、进线间的配线设备、线缆、
信息插座模块等设施按一定的模式进行标识和记录；其管理内容包括管理方式、标识、色标、连接等。
2. 设计要求：
（1）管理子系统对其他子系统进行管理标识、规模较大的综合布线系统采用计算机进行标识和管理、相对规模较小的则可按图纸资料进行管理，并做到记录准确、及时更新；
（2）综合布线中的各种线缆、配线设备、端接点、安装通道等都应进行标识，明确指出被标识物名称、编号等信息；
（3）配线设备、线缆、信息插座应使用不易脱落和磨损的标识，以防长时间使用后标识上数据的丢失；
（4）电缆及缆线的两段都应有相同的标识；
（5）设备间、交接间的配线设备应采用统一的色标区别各类用途的配线区。
3. 具体设计方案：
（1）管理间为其他子系统的相互连接提供场所，在综合布线中两类连接
结构-交连、互连；其中交连用于语音通信，互联则用于数据通信；交连互联的使用有效的管理通信线路，在移动终端设备时能方便的进行插拔；
（2）楼层配线间作为管理子系统的安装场所，其所有网络配线架统一安装在19英寸（42U）机柜中，便于统一管理及各种防护；
（3）对于工作区：楼层配线间将水平线缆与自主配线间引出的垂直线缆相连、或形成网络链接；其线缆标识：所有用于各种通信的线缆采用电缆标识，能清晰的辨别电缆的原发地和目的地；
（4）在电缆端接于设备间和配线间的管理场，可使用插入标识：110配线架插在位于110型接线块上的两个水平齿条之间的透明塑料夹内、数据配线架插入插孔上/下部的插槽内；
（5）其他标识：服务器-50mm*25mm规格的银色粘贴式标签；终端设备-60mm*35mm规格的蓝色粘贴式标签。
所有线缆标示情况如下表：

办公室
公共机房
专业机房
团队房间
一楼
红白色

红色
黄色
二楼
蓝白色
咖啡色
白色

三楼

绿色
四楼

橙色
紫色
五楼

黑色

2.6进线间子系统的设计
1. 进线间是建筑物外部通信和信息管线的入口部位，并可作为入口设施和建筑群配线设备的安装场地。
2. 进线间宜靠近外墙，以便于缆线引入;进线间的设计须符合以下要求:
（1）进线间应防止渗水，应设有抽排水装置。
(2)进线间应与布线系统垂直竖井沟通。
（3）进线间应采用相应防火级别的防火门，门向外开，宽度不小于1000mm。
（4）进线间应设置防有害气体措施和通风装置，排风量按每小时不小于5次容积计算。
（5）进线间如安装配线设备和信息通信设施时，应符合设备安装设计的要求。
（6）与进线间无关的管道不宜通过。
1．进线间的位置
设置1个进线间，同时提供给多家电信运营商和业务提供商使用，在入口处使用较小的空间完成缆线的成端与盘长。
2．进线间面积
进线间满足缆线的敷设路由、成端位置及数量、光缆的盘长空间和缆线的弯曲半径、充气维护设备、配线设备安装所需要的场地空间和面积。需要10平方米
3．缆线配置
建筑群主干电缆和光缆、公用网和专用网电缆、光缆及天线馈线等室外缆线进入建筑物时，在进线间成端转换成室内电缆、光缆，并在缆线的终端处可由多家电信业务经营者设置入口设施，入口设施中的配线设备按引入的电、光缆容量配置。
4．入口管孔数量
进线间设置管道入口。进线间缆线入口处的管孔数量留有2～4孔的余量,同时注意防火和防水的处理。
每层楼水平线缆的计算方法如下：
C＝[(F+N)/2 ×1.1 + 0.3] ×n
X=X/305+1，共127箱
2.7防护系统的设计
电气保护与接地设计
由于受到电力线、电动机等电磁干扰源的影响，综合布线系统在设计中必须认真考虑线缆选型及布设的相关屏蔽要求，以达到抗干扰的要求。
1. 设计要求
（1）在综合布线系统所覆盖的区域内，当存在场强大于3V/m电磁干扰时，应采取防护措施
（2）综合布线系统采用屏蔽线缆时，整个系统所有器件都应选用带屏蔽的硬件，所有屏蔽层要连接可靠，确保整个链路全屏蔽。
（3）综合布线电缆与附近可能产生高电平电磁干扰的电动机、电力变压器等电气设备之间应保持必要的间距。
（4）智能建筑应采用总等电位联结方式，各楼层的智能化系统设备间、楼层弱电间、楼层配电间等的接地采用局部等电位联结。
（5）综合布线系统采用屏蔽系统时，必须有良好的接地系统，并且符合保护地线的接地电阻值，单独设置接地体时，不应大于4Ω，采用联合接地体时不应大于1Ω。
（6）综合布线的电缆采用金属管槽道敷设时，槽道应保持连续的电气连接，在两端应有良好的接地。
（7）当电缆从外面引入建筑物内时，电缆的金属护套或光缆的金属支撑缆必须做良好的接地并达到相应规范要求。
（8）综合布线系统有源设备的正极或外壳要求与配线设备的机架绝缘，并要求用单独导线引至接地点，与配线设备、电缆屏蔽层等一同采用联合接地方式。
（9）综合布线系统的电信间和设备间必须实施有效的防雷工程，以保证设备安全运行，避免遭受雷击的损坏。
2.电气保护
（1）过压保护
通过在电路中并联气体放电管保护器来实现的。当两个电极之间的电位差超过250V交流电压或700V雷电浪涌电压时，气体放电管开始导通并放电，从而保护与之相连的设备。
（2）过流保护
通过在电路中串联过流保护器来实现。
过流保护器的电流值为350~500mA时将起作用。
3.屏蔽保护
采取屏蔽保护的目的：减少电缆本身向外辐射的能量和提高电缆抵抗外界电磁干扰的能力。
（1）非屏蔽系统
非屏蔽双绞线抗干扰能力有限，在强电磁干扰源的干扰下，很难保证传输通道的传输性能。同时由于非屏蔽双绞线没有屏蔽层，因此对自身向外辐射的电磁干扰也很难控制。
（2）屏蔽系统
屏蔽系统起源于欧州，它由屏蔽双绞线电缆和屏蔽的综合布线器件组成。利用金属屏蔽层的反射、吸收及趋肤效应实现防止电磁干扰及电磁辐射的功能，同时利用绞合线对的平衡原理也可以进一步提高抵抗外界电磁干扰的能力。
综合布线必须实施全程的屏蔽处理，即模块、线缆、配线架等全套设备均采用屏蔽产品。同时必须对屏蔽层进行接地处理，在屏蔽层接地后使干扰电流经屏蔽层短路入地。
（3）光纤系统
光纤系统由光缆及光纤管理器件组成。光纤系统传输的是光信号，因此光纤系统本身就具有良好的抗电磁干扰能力。
4. 线缆与其它管线之间的间距
综合布线系统的线缆必须与电磁干扰源保持一定的距离，以减少电磁干扰的强度。对于综合布线系统常用的非屏蔽双绞线，没有屏蔽层，抗干扰能力较弱，因此在布设时必须注意与建筑物内的电力线、电动机、变压器等干扰源保持一定的间距。
5. 系统接地
（1）接地类型
综合布线系统中电信间、设备间内安装的设备以及从室外进入建筑内的电缆都需要进行接地处理，以保证设备的安全运行。
a.直流工作接地
b.交流工作接地
c.防雷保护接地
d.防静电保护接地
e.屏蔽接地
f.保护接地
（2）接地要求
a.直流工作接地电阻一般要求不大于4Ω，交流工作接地电阻也不应大于4Ω，防雷保护接地电阻不应大于10Ω。
b.建筑物内部应设有一套网状接地网络，保证所有设备共同的参考等电位。
c.为了获得良好的接地，采用联合接地方式。所谓联合接地方式就是将防雷接地、交流工作接地、直流工作接地等统一接到共用的接地装置上。整幢建筑的接地系统组成一个笼式的均压整体。联合接地电阻要求小于或等于l Ω。
d.为了获得良好的接地，采用联合接地方式。所谓联合接地方式就是将防雷接地、交流工作接地、直流工作接地等统一接到共用的接地装置上。整幢建筑的接地系统组成一个笼式的均压整体。联合接地电阻要求小于或等于l Ω。
e.接地所使用的铜线电缆规格与接地的距离有直接关系，一般接地距离在30m以内，接地导线采用直径为4mm的带绝缘套的多股铜线缆。
总结
通过这两周的课程设计，让我对综合布线系统有了全面的认识和深刻的了解，这门课要涉及到的东西很全面，不光只是做一根网线那么简单，要考虑到很多因素，需要扎实的专业基础；而且综合布线不仅仅需要书本上的知识，对于我们来说，更重要的是实践以及一个团队的合作。我们在综合布线的过程中，还要学会如何做到材料的最优化，节约成本，同时保证能适应将来时代的快速发展，这是一个合格的综合布线工程师所必须具备的。
两周的时间很快就过去了，对于我们来说这只是一个开始，在课程设计的过程中，我们出现了很多问题，比如说专业知识不精通，导致不能正确的处理一些设计上的问题，还好在老师的指导下，我们完成了这次的课程设计，感谢老师给予我们的帮助。最后，我深刻的感受到了要完成一项课程设计以及以后工作中要完成一些任务，都必须具备扎实的专业基础以及较好的个人能力。所以，在最后短暂的大学生涯中要努力让自己变得优秀。
参考文献
[1]刘化君. 综合布线系统 [M].3版.北京：机械工业出版社，2014.
[2]刘化君. 网络布线系统 [M]. 北京：电子工业出版社，2006.
[3]张宜，等. 综合布线系统白皮书 [M]. 北京：清华大学出版社，2010.
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