浅谈综合布线系统结构

摘要：计算机网络与通讯技术相互结合的通信网络所组成的综合布线系统，是智能建筑的神经系统地基础设施，也是智能楼宇通讯中不可缺少的系统，没有它将无法实现智能建筑的自动化或智能一体化。综合布线系统是智能建筑或智能建筑群之间的传输网络，它能使楼宇或建筑群进行语音图像、数据通信、信息交换、楼宇物业管理以及建筑自动化管理系统之间彼此相互链接，实现智能建筑群自动化为一体的通讯网络智能化建设。

关键词：信息 拓扑 综合 垂直布线 水平布线

综合布线系统就是在智能楼宇与智能楼宇群体内部与外部信息媒介的传输系统，综合布线系统是智能楼宇的基础设施之一，它是楼宇中的神经系统，是现代信息网络系统中先进的传输应用技术。它将各种不同类型的线缆、接续设备或连接硬件，按照模拟的内部关系连接进行一体化整合，也就是整合成为统一的标准；并且通用性强的传输媒介系统，成为智能楼宇或智能化小区的信息网络系统中重要的组成部分，它把各种智能设施相互连接，并且与外界通讯网络相连；可以支持话音、数据、文字、图像和视频以及自动化智能监控的各种应用，随着科学技术快速发展和飞速增长地信息量的需求，综合布线技术也将完善充实和不断得到提升，以适应信息通讯所需的客观要求。

1 综合布线网络拓扑结构

综合布线系统是由布线子系统及其工作区组成的典型结构，该结构就是所要讨论的网络拓扑结构，它将按布线方式组成技术标准和经济合理的原则，以及维护检修方便快捷等因素进行整合配置。整合配置包含整合逻辑和配置逻辑两种形式，具体来说；整合逻辑是描述网络整体功能结构的逻辑体系；配置逻辑是来描述网络单元的相邻链接关系。在通讯网络中，它将描述交换中心和传输链路中相互连接的情况，则在综合布线系统中的网络拓扑结构，将是描述网络布局中实际的逻辑关系，网络布局中网络单元是由各类终端设备、连接硬件、电缆或光缆等组成。综合布线系统中常用是树状型的星型网络拓扑结构，并且具有网络结构的开放性。在不同楼宇规模的智能建筑中都可以派生出不同典型的网络拓扑结构，以适应不同的功能需求。综合布线系统的拓扑结构与广域网、局域网常用的拓扑网络结构相同，采用由星型结构的中心点通过级联；扩展后形成树状型拓扑结构，也可以在实际应用中根据用户的需求通过配线连接转换为其它形式的拓扑结构，图一所示。

图一 综合布线树型―星型拓扑结构

在图中，以建筑群配线架(CD)为顶点，以若干建筑物配线架（BD）为中间层，相应的下层楼层配线架（FD）和水平布线子系统，每个楼层配线架连接着若干个通信出口（TO）。这种结构就是建筑群综合布线系统的树型结构，为了使综合布线系统的网络结构具有更好的灵活性或可靠性，并且适应多种应用环境的要求，允许在同级子系统层次的配线架之间增加链路，另外增加设置连接线缆，构成迂回路由的星型结构。在图一中虚线部分所示，建筑物配线架BD1―BD2之间的L1；BD2―BD3之间的L2,，以及楼层配线架FD1―FD2之间的L3；FD3―FD4之间的L4就形成了树型子系统的星型结构。

在使用综合布线系统构造计算机网络时，还可以将相应层次的交换设备通过跳线分别接入CD、BD和FD，将终端计算机通过线缆接入TO，这样就实现了大、中型局域网络的拓扑结构。

2 水平布线子系统

水平布线子系统是综合布线系统的组成部分，从工作区中的TO延伸到楼层配线间的管理子系统。水平干线子系统是由与工作区TO相连的水平布线双绞线缆或光缆组成，水平子系统双绞线缆通常沿着楼层平面地板或房间吊顶进行布线，水平布线子系统的实施涉及水平布线网络拓扑结构中的布线路由；管槽的敷设；线缆类型的选择；线缆长度的确定；设备配置等项内容。水平布线子系统需要铺设大量的双绞线缆或光缆，因此如何配合建筑装修进行水平综合布线，以及在综合布线使用运行时更加方便地进行维护工作，也是布线设计中需要充分考虑的问题。水平干线子系统网络拓扑结构的连接方式通常为星型，楼层配线架（FD）为主节点，各工作区的信息插座（TO）为各分节点，两者之间采用独立的线缆相互连接，形成以FD为中心，向工作区信息点辐射的星型网络结构，如图二所示的BD-FD结构。

图二 综合布线的BD-FD结构

这种网络结构可以对各楼层的线路进行集中管理，通过管理间的配线架设备进行线路的灵活调整，便于线缆的故障隔离及诊断。水平干线子系统的线缆是从设备配线架连接到各楼层工作区的信息插座。在设计中，需要根据建筑物的结构特点，以及楼层房间平面布置和通讯引出端的分布情况，从线缆的长度最短、工程施工造价最低、设备安装更为方便，符合综合布线施工的标准化等方面考虑，选择合理的水平布线路由。由于存在着建筑物新建、扩建改造项目或建筑物已建等多种情况，所以水平综合布线的线缆敷设方法较多，又因为；在新建的建筑物中已将水平干线的线缆所需要的暗敷设管路、槽道等支承结构的建成，所以在选择水平干线线缆路由将会受到已建管路、槽道的限制。

3 大开间水平布线

目前；许多企事业办公场所以及出租办公楼都实行大面积标准结构的集中办公方式，这样的办公方式有易于增强员工的地位平等感。对于出租办公楼和专用办公楼的大开间房屋，由于对其出售、租赁或使用对象的数量不确定和人员流动等因素，可采用开放式办公的综合布线方式，一般是使用分隔板将大开间房屋分隔为若干个工作区。此时通讯信息插座的选用、安装位置将会受到分隔板的影响。

地面型插座：要求安装在地面的金属底盒内且应当是密封的防水、防尘，并且有可靠的系统升级功能。地面型插座的造价较高，由于事先无法预知办公人员的具体工作位置，因此安装位置不灵活，建议应当根据工作区的位置、功能或用途来确定预埋工作。地面型信息插座不宜大量的使用，以免影响建筑物内部美观。

墙面型插座：可以沿着大开间办公区四周的墙体每隔一定距离均匀地安装RJ-45埋入式插座。墙面型RJ-45信息插座与电源插座应保持20cm的距离，信息插座和电源插座的底边线距离地板水平面30cm；隔板处的安装应与墙面体安装方法相同，有的时候要在一块隔板的内外两面都要安装信息插座和电源插座，此时信息插座和电源插座不能处于隔板内外的同一位置，应当注意错开，保持上述距离。

多用户信息插座（MUTO）是将多个多种信息模块集成在一起的多用户通信出口的集合。按照从建筑物配线间到MUTO；然后从MUTO到办公工作区的设备链路方式进行连接，每个MUTO最多可管理12个工作区（24～36个信息点），如图三所示。

图三 多用户信息分配方案

一般情况下，多用户信息插座应当安装在永久固定的区域，如建筑物的柱子或固体墙面上，然后使用线缆沿隔断、墙面或墙柱而下，连接到终端设备。

采用多用户信息插座时各单根线缆的长度按下式计算：

C=(102-H)（1-1）

W=C-5 （1-2）

C=W+D （1-3）

C：为工作区电缆、管理间跳线和设备电缆的长度(m)之和。

D：为管理间跳线和设备电缆总长度(m)。

W：为工作区电缆最大长度(m)，W≤22m。

H：为水平电缆长度(m)。

4 垂直布线子系统

垂直干线子系统是综合布线系统中重要的组成部分，由建筑物设备间到楼层配线间之间连接的电缆或光缆组成。垂直干线是建筑物内部布线的主干通道，垂直干线子系统的设计工作与建筑设计有着密切关系，例如；设计垂直干线子系统时必须确定各楼层配线间上升部分的建筑方式，又如采用垂直上升管路、电缆竖井和配线间上升路由的数量以及具置等，在某种程度受到建筑结构和楼层平面布局的约束。垂直干线子系统的综合布线方式多为垂直型的，这是根据建筑物的结构所确定，大部分建筑都是垂直向空间发展，因此在多数情况下采用垂直型的综合布线方式。但是；也有一些建筑结构是向水平横向发展，例如：飞机场登机候机大厅、企业流水作业间或大型仓库等建筑，此时应采用水平型主干综合布线方式。垂直干线子系统的综合布线路由即能为垂直型，也可以为水平型，或者是两种形式的综合类型，如图四所示的CD-BD-FD综合布线结构。

图四 智能楼宇CD-BD-FD综合布线结构

4．1 确定垂直干线的路由

垂直线缆的布线走向应当选择较短的安全路由，路由的选择需要依据建筑结构和建筑物内部预留的电缆孔、电缆井通道的位置所决定。建筑物内既有封闭型通道；又有开放型通道，开放型通道是指从建筑物的地下层到达楼顶层的开放空间，中间没有任何楼板隔开。封闭型通道是指一连串上下楼层对齐的房间，电缆竖井、电缆孔、管道电缆、电缆桥架等穿过各房间的地板层。建议选择带门的封闭型通道敷设干线路由线缆。

4．2 线缆交接的规则

为了便于综合布线的路由管理，主、子干线电缆或干线光缆的综合布线交接不应多于两次。就是从楼层配线架至建筑群配线架之间只应通过一个配线架，即建筑物设备间配线架。

4．3 干线线缆的端接

干线电缆采用点对点的端接，也可以采用分支递减端接。点对点端接是最直接的配线方法，设备间的每根线缆直接延伸到指定的楼层配线间。分支递减端接方式是采用单根大对数主干电缆支持若干个楼层配线间的通讯容量，经过电缆接头箱分出若干根电缆，它们再分别延伸至相应的楼层配线间，并且终接于目的配线间设备。点对点端接的主要特点是可以在干线线缆中使用较小、较轻、较灵活的电缆，不必采用贵重的绞接线盒。分支递减端接的特点是在干线中的主馈电缆总数较少，可以节省空间。在某些情况下，分支递减端接的综合布线施工成本要低于点对点端接方式。

4．4 设备间和楼层管理间

设备间是智能楼宇的网络通讯、交换设备和智能控制设备及建筑物配线设备的安装地点，也是网络控制管理的场所。从综合布线工程设计的角度来看，设备间着重安装主配线缆设备。当通讯设施与配线设备分别设置时，应当考虑设备线缆的长度限制，安装主配线的设备间与通讯交换机及控制设备之间的距离不宜太远。

楼层管理间是各楼层安装配线设备和楼层网络交换设备的场地，在该处设置有竖井、等电位接地体、UPS电源及插座、配电控制箱等设施。在楼层管理间面积满足要求的情况下，可以设置安全保护、消防监控等智能设备。

综合布线系统总体设计方案的主干线路连接形式；基本上采用树状型的星型网络拓扑结构，其主要目的是为了简化布线结构，便于系统维护、管理或布线系统升级。要求综合布线系统的主干线缆的交接次数不应超过两次，从楼层配线架到建筑群配线架之间只允许经过一次配线架，形成CD－BD－FD的结构布线形式。在有些智能建筑的底层，由于受到建筑平面布置的限制，可以不单独设置交换间或楼层配线架。例如；设备间在同一楼层，可将该楼层配线架与建筑物配线架安装在设备间内，可将BD－FD进行整合，这样既可以减少配线设备，又便于各种设备的维护管理。但是在实施此方案时，应在BD、FD标示出明显的区分连接范围，以增加醒目的标志。

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注：文章内的图表、公式请到PDF格式下查看