常見綜合布線系統(tǒng)設(shè)計思路

白永生

（北京市科技建筑設(shè)計院）

1 引言

綜合布線系統(tǒng)是指按標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一及便捷的方式將建筑物(或建筑群)內(nèi)各種系統(tǒng)的通信及控制線路，如網(wǎng)絡(luò)、電話、監(jiān)控、電源和照明等系統(tǒng)在一個平臺上管理的系統(tǒng)。因此，綜合布線系統(tǒng)是一種標(biāo)準(zhǔn)通用的信息傳輸系統(tǒng)。隨著科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展，民用及工業(yè)建筑對綜合布線系統(tǒng)的集成化要求不斷提高，綜合布線系統(tǒng)逐步從單一對數(shù)據(jù)，電話信號的傳輸，發(fā)展到對保安監(jiān)控、等多種分散控制系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理。綜合布線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下：

1）工作區(qū)子系統(tǒng)；

2）水平子系統(tǒng)；

3）垂直子系統(tǒng)；

4）管理子系統(tǒng)；

5）設(shè)備間子系統(tǒng)；

6）建筑群子系統(tǒng)。

依據(jù)工程實際情況確定是否設(shè)置建筑群子系統(tǒng)，除此外其余5個系統(tǒng)為常設(shè)子系統(tǒng)。

本文將通過對綜合布線系統(tǒng)設(shè)計思路的介紹，針對目前幾種常規(guī)的布線方式進(jìn)行歸納總結(jié)，讓讀者對綜合布線系統(tǒng)有初步的認(rèn)識并掌握基本的設(shè)計方法。

2 綜合布線系統(tǒng)設(shè)計深度

不同廠家網(wǎng)絡(luò)設(shè)備特點會略有不同，系統(tǒng)的深化需要專業(yè)廠家進(jìn)行二次設(shè)計，所以電氣專業(yè)施工圖設(shè)計主要依據(jù)《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》（2008年版）4.5.11條，其中對于其他系統(tǒng)設(shè)計圖深度要求如下：

1）各系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

2）說明各設(shè)備定位安裝、線路型號規(guī)格、及敷設(shè)要求；

3）配合承包方了解建筑設(shè)備情況及要求，對承包方提供的深化設(shè)計圖紙審查其內(nèi)容。

其中第一、第二點為設(shè)計點，第三點為配合點，針對設(shè)計點的要求下文將從綜合布線系統(tǒng)的點位統(tǒng)計、線材選型、子系統(tǒng)構(gòu)架模式、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型等進(jìn)行重點介紹。

3 綜合布線系統(tǒng)常用設(shè)備

3.1 配線架

配線架是用來方便管理的設(shè)備，常用的配線架有雙絞線配線架（MDF和IDF）和光纖配線架（LIU）。雙絞線配線架的作用是在管理子系統(tǒng)中將雙絞線進(jìn)行交叉互換改變地址端口，光纖配線架的作用是在管理子系統(tǒng)中將光纜進(jìn)行連接。通過配線架跳線避免了在交換機(jī)上插拔時可能引起的交換機(jī)端口損壞，通常在主配線間設(shè)置主配線架（MDF）和各分配線間設(shè)置樓層配線架（IDF），位置設(shè)置在交換機(jī)之后。

3.2 路由器

當(dāng)數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器的路由功能來完成判斷網(wǎng)絡(luò)地址和信息交換，因此路由器一般設(shè)于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)戶處，通俗理解其作用就是連接不同網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行翻譯的設(shè)備，且功能比交換機(jī)更加豐富，價格也更昂貴，但相應(yīng)端口較交換機(jī)少，速度較慢。

3.3 集線器（HUB）和交換機(jī)（Switch）

這兩種設(shè)備的使用功能基本是一樣的，原理完全不同。集線器（HUB）是一種工作在物理層的設(shè)備，它并不提供數(shù)據(jù)交換的功能，它相當(dāng)于一根線纜把各個網(wǎng)絡(luò)用戶連接起來，各用戶共享帶寬，所有設(shè)備相互交替使用，常用于局域網(wǎng)，由于設(shè)備間通信會發(fā)生沖突，所以網(wǎng)速較慢。交換機(jī)是工作在第二層即數(shù)據(jù)鏈路層的一種設(shè)備，它根據(jù)地址對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，能夠在任意兩個網(wǎng)絡(luò)用戶之間提供一條數(shù)據(jù)通道，即交換的功能，防止了沖突的產(chǎn)生，能夠滿足目前用戶對數(shù)據(jù)高速交換的需求。交換機(jī)可以通俗理解為仍然是一根網(wǎng)線，但實現(xiàn)多個用戶分別使用自己的地址上網(wǎng)，一般設(shè)置于路由器之后配線架之前。

4 綜合布線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

總體采用三層架構(gòu)設(shè)計，即核心層、匯聚層和接入層的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶信息點的連接網(wǎng)絡(luò)稱為接入層，與之對應(yīng)的交換機(jī)稱之為接入層交換機(jī)；接入層的目的是允許用戶信息點連接到網(wǎng)絡(luò)，因此接入層交換機(jī)具有成本較低和端口數(shù)量多的特性。位于接入層和核心層之間的網(wǎng)絡(luò)部分稱為匯聚層，與之對應(yīng)的交換機(jī)稱之為匯聚層交換機(jī)，一般中小型工程入戶交換機(jī)即為匯聚層交換機(jī)，與建筑群子系統(tǒng)的核心層交換機(jī)進(jìn)行星型拓?fù)溥B接；匯聚層是多臺接入層交換機(jī)的匯聚點，能夠處理來自接入交換機(jī)的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈接，因此匯聚層交換機(jī)與接入層交換機(jī)比較，需要更高的性能要求更少的端口。建筑群或一個大型網(wǎng)絡(luò)的主干部分稱為核心層，與之對應(yīng)的交換機(jī)稱之為核心層交換機(jī)，核心層的主要目的在于通過高速通信，提供可靠的骨干傳輸結(jié)構(gòu)，因此核心層交換機(jī)應(yīng)擁有最高的可靠性和通訊量。

下面分別介紹幾種常見的綜合布線系統(tǒng)。

4.1 主干銅纜加光纖類型系統(tǒng)

目前最常用的設(shè)計方式，整個布線系統(tǒng)選用星型結(jié)構(gòu)。

4.1.1 設(shè)備間子系統(tǒng)

語音及數(shù)據(jù)干線由外線引入至網(wǎng)絡(luò)機(jī)房內(nèi)，引入處設(shè)置避雷器，防護(hù)雷電流的入侵。入戶的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置路由器，進(jìn)行內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交換，在路由器后設(shè)置防火墻，為防護(hù)阻止來自 Internet 的入侵。電話進(jìn)線的語音信息進(jìn)入程控交換機(jī)進(jìn)行本地交換，網(wǎng)絡(luò)進(jìn)線的數(shù)據(jù)信息進(jìn)入核心交換機(jī)進(jìn)行本地交換，交換后信號經(jīng)跳線分別配入數(shù)據(jù)總配線架和語音總配線架。

4.1.2 垂直子系統(tǒng)

該系統(tǒng)數(shù)據(jù)部分采用多模光纖設(shè)計，主干速度最高可達(dá)10G，根據(jù)其應(yīng)用及傳輸距離等因素，采用2×6芯或2×8芯多模光纜。垂直干線子系統(tǒng)語音部分采用大對數(shù)UTP線纜，一般采用三類25對、50對、100對等大對數(shù)銅纜。

4.1.3 管理子系統(tǒng)

樓層配線設(shè)備，設(shè)于各層弱電豎井內(nèi)。樓層光纖配線架如進(jìn)線為6芯或8芯光纖則采用12口光纖配線架即可，若考慮允余的情況如進(jìn)線為2×6芯或2×8芯光纖則采用24口光纖配線架即可。

4.1.4 水平子系統(tǒng)

水平布線子系統(tǒng)采用超五類以上的4對UTP非屏蔽銅芯雙絞線，由各信息點自信息插座引至樓層弱電豎井處的樓層配線架（IDF），建議至語音及數(shù)據(jù)點均采用同種介質(zhì)進(jìn)行布線，以可以達(dá)到語音與數(shù)據(jù)點的靈活互換的功能。

4.1.5 建筑群子系統(tǒng)

建筑室外在各建筑物間傳輸一般采用6芯或8芯的室外單模光纜傳輸，也可以支持未來10G以上的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，與樓內(nèi)傳輸速度保持一致。如圖1所示。

4.2 設(shè)備網(wǎng)系統(tǒng)

設(shè)備網(wǎng)系統(tǒng)為綜合布線系統(tǒng)的一種表現(xiàn)形式。大型公共建筑項目尤其是商業(yè)寫字樓等，由于內(nèi)部的系統(tǒng)眾多，一般會將綜合布線系統(tǒng)劃分為兩個獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)——信息網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備網(wǎng)絡(luò)部分，將電話網(wǎng)絡(luò)和安防樓控等分別組網(wǎng)，設(shè)置兩套綜合布線系統(tǒng)。信息網(wǎng)部分一般由通信運(yùn)營商實施，施工圖設(shè)計時預(yù)留管線和設(shè)備位置即可，由運(yùn)營商進(jìn)行深化設(shè)計及安裝；而將數(shù)字視頻監(jiān)控、數(shù)字廣播、信息發(fā)布、樓宇自控等物業(yè)自己控制的綜合布線內(nèi)容單獨(dú)組成設(shè)備網(wǎng)，更便于管理和維護(hù)。設(shè)備網(wǎng)的綜合布線系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置交換機(jī)及配線架，系統(tǒng)圖構(gòu)架如圖2所示。

4.3 無源光網(wǎng)絡(luò)( PON)系統(tǒng)

一種新興的布線系統(tǒng)，主要特點是全光纖系統(tǒng)及光纖到戶（FTTH）。

圖1 光纖及大對數(shù)電纜綜合布線系統(tǒng)圖

圖2 設(shè)備網(wǎng)綜合布線系統(tǒng)圖

4.3.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由 OLT(光纖線路終端)局端設(shè)備、ODN(光分配網(wǎng)絡(luò))交接設(shè)備和 ONU(光纖網(wǎng)絡(luò)單元)用戶端設(shè)備等組成。

4.3.2 組網(wǎng)形式

接入光纜網(wǎng)建議采用環(huán)形+樹形的組網(wǎng)模式，主干節(jié)點（OLT）之間采用環(huán)形的組網(wǎng)模式，主干節(jié)點（OLT）至纖網(wǎng)絡(luò)單元（OUN）之間宜采用樹形結(jié)構(gòu)的組網(wǎng)模式。

4.3.3 系統(tǒng)設(shè)計思路

在OLT和ONU之間是光分配網(wǎng)絡(luò)ODN，不設(shè)置有源電子設(shè)備。ODN分為光纜終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)、配線光纜子系統(tǒng)、主干光纜子系統(tǒng)和中心機(jī)房子系統(tǒng)5部分。無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使用單模光纖將語音、數(shù)據(jù)、電視等信號連接到OLT，然后OLT通過POS（光分路器）將光信號輸入到ONU。POS是一個雙向?qū)拵У臒o源器件，有一個輸入端和多個輸出端口，實現(xiàn)多個用戶同時共享一根單模光纖。ONU提供數(shù)據(jù)、語音等多種多媒體業(yè)務(wù)，在用戶端用來接入最終的使用設(shè)備，如目前住宅的光纖入戶就是PON的典型應(yīng)用，其中光貓即為ONU。一般一個OLT可接32個POS，一個POS分 光 器 有 從 1∶2、1∶4、1∶8、1∶16、1∶32、1∶64 等 多 種， 而ONU最大可接32個用戶，因此，一個OLT最大可負(fù)載1024個用戶。如圖3所示。

4.4 無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在住宅小區(qū)中的應(yīng)用

4.4.1 設(shè)計原則

每2000戶左右考慮設(shè)置一個光纖交接箱，每30戶左右設(shè)置一個光分配箱，每64戶最少預(yù)估1芯光纖。家用ONU盡量安裝在用戶終端弱電多媒體箱內(nèi)，入戶光纜終端設(shè)置在盒內(nèi)以加強(qiáng)對光纖接頭的保護(hù)。

4.4.2 不同類型住宅類型的設(shè)計思路

1）別墅小區(qū)：采用小區(qū)一級集中分光，每條鏈路只設(shè)一個分光點，由OLT分光器集中安裝在小區(qū)的光交接箱內(nèi)，各別墅統(tǒng)一由小區(qū)光交接箱單獨(dú)配出，集中的分光對維護(hù)和故障檢測較簡單，故障面較小，但線路相對較多。

2）小高層住宅小區(qū)：一級分光器集中安裝在小區(qū)的光交接箱內(nèi)，在單元樓內(nèi)設(shè)置二級分光器，安裝在住宅單元的光分配箱內(nèi)，光分配箱一般設(shè)于單元弱電間，由光分配器箱內(nèi)分光器配光纖給各戶ONU。由于分光點較多，鏈路衰耗較大，且從光網(wǎng)絡(luò)管理的角度考慮，分光點多且分散對維護(hù)和故障檢測較困難。

3）高層住宅小區(qū)：采用一級分散分光，將OLT分光器集中安裝在單元的光交接箱內(nèi)，光交接箱設(shè)于單元弱電間，樓內(nèi)每隔幾層（建議三層）設(shè)置一個光分配箱。光分配箱安裝在弱電豎井內(nèi)，由光分配器箱內(nèi)分光器配光纖給本區(qū)域內(nèi)各戶ONU。如圖4所示。

圖3 無源光網(wǎng)絡(luò)( PON)系統(tǒng)

圖4 住宅無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(FTTH)

5 綜合布線系統(tǒng)設(shè)備間的要求

5.1 綜合布線系統(tǒng)中的樓層接線間

按0.6m×0.6m 1個機(jī)柜的外形尺寸計算，考慮到背后開門檢修的0.6m空間，柜前0.8m規(guī)范要求，設(shè)備間按尺寸為：0.6m+0.6m+0.6m+0.6m=2.4m的寬向尺寸，0.6m+0.6m+0.8m=2.0m的進(jìn)深尺寸。所以設(shè)備間凈面積建議大于2×2.4=4.8m2，同規(guī)范要求的不小于5m2接近。所以其建議尺寸是2×2.5=5m2，設(shè)備間的凈高度建議不低于為2.4m，門的大小建議高為2.1m，寬0.7～1m，向外開，如為雙扇門建議為寬2.5m。在設(shè)備間盡量將機(jī)柜放在靠近豎井的位置，在柜子上方宜裝有通風(fēng)口，用于設(shè)備通風(fēng)；PON系統(tǒng)所需的OLT光交換機(jī)房面積一般不宜小于10m2，寬度不小于3m，機(jī)房梁下凈高不低于2.4m。

5.2 電源配置

在配線間內(nèi)應(yīng)至少設(shè)置2個為本系統(tǒng)專用的220V電壓，10A電流單相三孔電源插座。如果配線間內(nèi)放置其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，則應(yīng)根據(jù)接線間內(nèi)放置設(shè)備的供電需求，配有另外的10A單相三孔電源插座的專用線路。此線路不宜與其他設(shè)備合用，且優(yōu)先采用UPS電源直接供電，以確保對設(shè)備的供電及電源的質(zhì)量。

5.3 綜合布線或電信主機(jī)房

應(yīng)綜合考慮樓宇自動化(BA)、監(jiān)控安防等系統(tǒng)的傳輸要求，結(jié)合工程的具體條件，統(tǒng)籌兼顧。綜合布線總機(jī)房面積宜不小于50㎡，中心管理機(jī)房由通信運(yùn)營商完成二次設(shè)計和布置，一般項目按只有一家運(yùn)營商來設(shè)計。

5.4 機(jī)柜設(shè)置

每個42U機(jī)柜一般可以按不超過配出240個數(shù)據(jù)點進(jìn)行估算，如一個區(qū)域有400點的數(shù)據(jù)設(shè)備，需考慮兩個普通48cm（19英寸）42U機(jī)柜。

5.5 設(shè)備間數(shù)量

以半徑90m和不超過500點來考慮設(shè)置一個設(shè)備間，如果超過上述要求增設(shè)一個。

5.6 通風(fēng)要求

一般可以按每小時換氣5次給通風(fēng)專業(yè)提供條件。

6 綜合布線系統(tǒng)數(shù)據(jù)語音點位估算

估算主要依據(jù)建設(shè)方要求或設(shè)計任務(wù)書，如無類似的建設(shè)方要求，作為概算條件或系統(tǒng)設(shè)備選擇依據(jù)可按下述條件估算：

1）商業(yè)類型：（1）商鋪范圍包括零售商鋪、餐廳、咖啡廳、健身、美容、娛樂等，可按一個商鋪設(shè)置4個語音、1個數(shù)據(jù)點，可分隔出售的商鋪按建設(shè)方設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留點位，但預(yù)留至商業(yè)內(nèi)部的弱電箱體內(nèi)即可，不需單獨(dú)繪制到末端；（2）商場收銀臺設(shè)置4個語音3個數(shù)據(jù)點；（3）展示區(qū)設(shè)置1個語音1個數(shù)據(jù)點；（4）促銷區(qū)設(shè)置2個語音2個數(shù)據(jù)點；（5）消防控制室內(nèi)除滿足設(shè)備使用功能外，另外設(shè)置1個語音1個數(shù)據(jù)點；（6）顧客咨詢臺設(shè)置2個語音2個數(shù)據(jù)點；（7）后勤辦公區(qū)區(qū)內(nèi)工位設(shè)置1個語音1個數(shù)據(jù)點；（8）復(fù)印區(qū)設(shè)置2個語音2個數(shù)據(jù)點；（9）辦公區(qū)會議室設(shè)置2個語音2個數(shù)據(jù)點；（10）停車場收費(fèi)處設(shè)置1個語言和1個數(shù)據(jù)點；（11）在餐廳、咖啡廳及商場大堂及休息廳內(nèi)按覆蓋半徑設(shè)置為無線網(wǎng)絡(luò)階級接入點，方便顧客進(jìn)行無線上網(wǎng)；（12）大面積商業(yè)用房按每50m2間2個電話點、1個數(shù)據(jù)點預(yù)留。

2）住宅公寓類根據(jù)JGJ 242-2011《住宅建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中相關(guān)要求設(shè)計點位即可。

3）信息中心等數(shù)據(jù)設(shè)備密集場所：每3～5㎡設(shè)置1個數(shù)據(jù)點。

4）會議、展覽等建筑：每16～25㎡設(shè)置1個數(shù)據(jù)點。

5）體育場館、火車站、候機(jī)樓等建筑：每100㎡左右設(shè)置1個數(shù)據(jù)點。

6）醫(yī)院類型建筑：診室一般按每人1個數(shù)據(jù)點，每房間分配1個電話點；候診區(qū)設(shè)置兩組以上雙口網(wǎng)絡(luò)電話信息插座；掛號、收費(fèi)、取藥窗口一般每個窗口分配1個數(shù)據(jù)點和1個電話點；手術(shù)、重癥監(jiān)護(hù)等區(qū)域，每間設(shè)置4個以上數(shù)據(jù)點；病房一般床位分配1個數(shù)據(jù)點，每房間分配1個電話點。

7）普通辦公類建筑：每5～10m2為一個工作區(qū)，每個工作區(qū)按1個信息點1個語音點（雙出口信息插座）預(yù)留。

7 布線

1）根據(jù)TIA-568標(biāo)準(zhǔn)，由配線架至信息插座布線系統(tǒng)基本線路的最大長度為90m，算上跳線距離的最大長度為100m，從插座到工作區(qū)可以有3～5m的距離。

2）光纖的選擇，以常規(guī)銅纜加光纖系統(tǒng)為例，如果水平子系統(tǒng)采用網(wǎng)線，配線架之前的垂直子系統(tǒng)建議采用多模光纖；如果系統(tǒng)只有數(shù)據(jù)和語音一般可以按照1對使用、1對備用、1對冗余來考慮。1對光纖為一進(jìn)一出兩芯，所以僅設(shè)置數(shù)據(jù)語音系統(tǒng)時，則最少要采用6芯多模光纖。對于重要的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)需要考慮雙重冗余備份，即兩倍冗余，則需采用8芯多模光纖。如果系統(tǒng)除了數(shù)據(jù)語音的要求還要考慮視頻監(jiān)控、數(shù)字廣播、信息發(fā)布等系統(tǒng)的要求，則一般是在6芯光纜的基礎(chǔ)上翻倍使用，即最少采用兩根6芯多模光纖，同理考慮兩倍冗余，即選擇兩根8芯多模光纖，此種做法比較有前瞻性和且能滿足未來發(fā)展的需要。

3）線纜槽盒的估算：按設(shè)計末端的n根之和（網(wǎng)線或光纖截面之和）×50%（大對數(shù)電纜）或30%（單芯光纖線）取整數(shù)選取線槽即可。

4）干線大對數(shù)電纜及多模光纖的選擇：（1）語音部分可以按1對線1個號碼來計算，在這個基礎(chǔ)上增加10%～20%的備用余量。（2）數(shù)據(jù)部分可以按：集線器（HUB）或路由器（SW）每4組設(shè)置為1群，每1群采用1根8芯網(wǎng)線或是1對光纖輸入，同時設(shè)置備用線1根。每48個數(shù)據(jù)信息插座需要配置2根光纖。例如，1條4芯光纜通過HUB可以連接96個數(shù)據(jù)信息插座。

8 設(shè)備布置

1）信息及語音插座與其旁邊電源插座應(yīng)保持30cm的距離，如果信息或電源有一方采用了鋼管，則距離可以縮小。信息及語音插座和電源插座的低邊距地板水平面一般為30cm。

2）CP集合點的設(shè)置，用于大開間辦公一般采用設(shè)置CP集合點的做法。CP集合點可以為區(qū)域交換機(jī)也可以為網(wǎng)線過線盒，采用光纖配入內(nèi)置區(qū)域交換機(jī)或大對數(shù)電纜配入過線盒內(nèi)預(yù)留即可，一般設(shè)置于吊頂內(nèi)，待二次裝修時另行敷設(shè)配出管線至末端即可。

9 結(jié)束語

本文主要介紹了常見的綜合布線系統(tǒng)圖的設(shè)計思路和設(shè)計中一些注意事項。由于目前綜合布線技術(shù)發(fā)展太快，施工圖設(shè)計單位很難緊跟技術(shù)的發(fā)展。綜合布線一般需要弱電廠家進(jìn)行二次深化設(shè)計，故本文著重介紹幾種常用綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計深度和理念，對于一些設(shè)計中常用的預(yù)估點位、線纜選擇、建筑條件做了一個概述。技術(shù)日新月異但常見系統(tǒng)的設(shè)計骨架變化并不大，所以望本文對設(shè)計師綜合布線系統(tǒng)的總體設(shè)計能起到舉一反三的作用。

【1】中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施（電氣）[M].北京：中國計劃出版社，2003.

【2】北京市建筑設(shè)計研究院.建筑電氣專業(yè)技術(shù)措施[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

【3】余明輝，陳兵，何益新.綜合布線技術(shù)與工程[M].北京：高等教育出版社，2008.