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智能建筑与综合布线

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智能建筑與綜合布線
 

 

建筑物與建筑群綜合布線系統(PDS,Premises Distribution System),又稱開放式布線系統(Open Cabling Systems), 也有稱建筑物結構化綜合布線按功能則稱綜合布線(SCS, Structured Cabling Systems);按功能則稱綜合布線系統,以PDS表示。PDS是建筑智能系統工程的重要組成部分。

上述三種稱謂,實質內容是相同,只是叫法不同。

建筑智能系統工程已形成一項重要的工程技術和工程項目,它是現代化/多功能/綜合性高層建筑發展的必然結合。

2、綜合布線系統的內容和功能

綜合布線(PDS)首先是為通信與計算機網絡而設計的,它可以滿足各種通信與計算機信息傳遞的要求,是為迎接未來綜合業務數據網ISDN(Intergmfed Service Digifal Network)的需求而開發的。PDS具體應用對象,目前主要是通信和數據交換,即話音、數據、傳真、圖影像信號。理論上講,BAS,FAS及SAS三個A的信息也可經PDS傳送,但目前工程尚少見,既有技術因素又有投資上的考慮。

PDS之優于傳統線纜,原因多方面,其中在此值得提到是由于PDS是一套綜合系統,因此它可以使用相同的線纜,配線端子板、相同的插頭及摸塊插孔,解決傳統布線存在的所謂兼容性問題,鑒于此,又可避免重復施工,造成人與物的雙重浪費。

3、綜合布線系統的構成及硬件

3. 1 PDS采用開放式的星型拓樸結構,是一種模塊化設計。

PDS由六個獨立的子系統組合而成:

① 建筑群子系統(Campus Subsystem)建筑群子系統實現建筑之間的相互連接,提供樓群之間通信設施所需的硬件。

② 干線子系統(Backbone)指提供建筑物的主干電纜的路由,實現主與中配線架的連接,計算機,PBX,控制中心與各管理子系統間的連接。

③ 工作區子系統(Work Area) 指由終端設備連接到信息插座的連線,以及信息插座所組成。信息點由標準RJ45插座構成。

④ 水平子系統(Horiaonfal),指其功能主要是實現信息插座和管理子系統,即中間配線架(IDF)間的連接。

⑤ 設備間子系統(Equipment Room)由設備室的電纜、連接器和相關支撐硬件組成,把各種公用系統設備互連起來。

⑥ 管理子系統(Administration)指由交連、互連和輸入/輸出組成,實現配線管理,為連接其它子系統提供手段,由配線架、跳線設備及光配線架所組成。

上述建筑群子系統與主干線子系統,常用介質是大對數雙絞電纜和光纜。

計算機與PDS連接的條件是在敷設PDS時,在管理區子系統和設備間子系統工程放置相應的網絡設備以實現計算機網絡系統。綜合樓宇內計算機可直接接上ATM,DDN及INTERNET等網絡。

通常光纖由市電信局引至樓內總配線間,內部采用交換機(PBX)或虛擬網(centrex)與通電話并用方式接入。在與PBX連接時,外線不經PBX而直接上主配線架(MDF)及分配線架(IDF),使之構成直拔電話線路。而中繼線經過PBX與內線連接,內線再上MDF,構成分機話音線路。

3.2 綜合布線的主要硬件

PDS系統硬件具有高品質性能,符合相關國際標準,并通過國際質量安全標準,硬件主要是指:

① 雙絞線一般用于配線子系統,可轉輸數據、話音。

② 光纜,主要用于建筑群間和主干線子系統,容量大、失真小、安全性好、傳遞信息質量高。

③ 配線架,主要有電纜和光纜兩種:一般分主配線架和中間配線架。

④ 標準信息插座,全部按標準制造,插座分埋入型、地毯型、桌上型和通用型四種標準,型號為RJ45,采用8芯接線,(符合ISDN標準)。

⑤ 適配器。

⑥ 光電轉換設備。

⑦ 系統保護設備,如限壓器、限流器、避雷器及接地裝置等。

上述PDS系統硬件,其中傳輸介質是尤為重要,目前主要是銅芯雙絞線和光纖。雙絞線在通信自動化與辦公自動化個系統內傳遞信息占有重要地位,因為選用它作數據(交換)信息傳遞可使布線系統與其他通信技術所用布線相統一,這意味著整個單位內部只需一個布線系統即可,這大大方便了用戶。實際上,應根據具體網絡工程,合理選擇雙絞線。光纖則作為網絡主干及高速傳輸網絡,因為它頻帶寬,抗干擾能力強,且傳輸距離長。當今,室內光纖一般選用多模光纖,其特性是光耦合率高,纖芯對準要求較寬松。

4、綜合布線系統的特點及應用

綜合布線系統(PDS)是信息技術和信息產業高速大規模發展的產物,是布線系統的一項重大革新,它和傳統布線比較,具有明顯的優越性,具體表現在以下六方面:

4.1兼容特性,是指其設備或程序可以用于多種系統。延用傳統的布線方式,使各個系統的布線互不相容,管線擁擠不堪,規格不同,配線插接頭型號各異所構成的網絡內的管線與插接件彼此不同而不能互相兼容,一旦要改變終端機或話音設備位置,勢必重新敷設新的管線和插接件。而PDS不存在上述問題,它將語音、數據信號的配線統一設計規劃,采用統一的傳輸線、信息插接件等,把不同信號綜合到一套標準布線系統,同時,該系統比傳統布線大為簡化,不存在重復投資,節約大量資金。

4.2開放特性。對于傳統布線,一旦選定了某種設備,也選定了布線方式和傳輸介質,如要更換一種設備,原有布線將全部更換,這對已完工的布線作上述更換,既極為麻煩,而又增加大量資金。而PDS布線由于采用開放式體系結構,符合國際標準,對現有著名廠商的品牌均屬開放的,當然對通信協議也同樣是開放的。

4.3靈活性。傳統布線各系統是封閉的,體系結構是固定的,若增減設備十分困難。而PDS系統,如上述所有傳遞信息線路均為通用的,即每條可傳送話音傳真、多用戶終端。所用系統內的設備(計算機、終端、網絡集散器、HUB或MAU、電話、傳真)的開通及變動無需改變布線,只要有設備間或管理間作相應的跳線操作,此外須改動的設備就被接入到指定系統中去當然,系統組網也靈活多樣了。

4.4可靠特性。傳統布線各系統互不兼容,因此在一個建筑物內存在多種布線方式,形成各系統交叉干擾,這樣各個系統可靠性降低,勢必影響到整個建筑系統的可靠性。PDS布線采用高品質的材料和組合壓接方式構成一套標準高的信息網絡,所有線纜與器件均通過國際上的各種標準,保證PDS的電氣性能。PDS全部使用物理星形拓撲結構,任何一條線路若有故障不影響其他線路,從而提高了可靠性,各系統采用同一傳輸介質,互為備用,又提高了備用冗余。

4.5經濟特性。PDS設計信息點時要求按規劃容量,留有適當的發展容量,因此,就整體布線系統而言,按規劃設計所做經濟分析表明,PDS會比傳統的價格性能比為優,后期運行維護及管理費也會下降。

4.6先進特性。當信息時代快速發展,數據傳遞和話音傳送并駕齊驅,多媒體技術的迅速掘起,如仍采用傳統布線,在技術上落后。PDS采用雙絞線與光纖混合布置方式是比較科學和經濟的方式。

目前PDS系統八芯雙絞線配置,話音采用3類比絞線,數據交換采用5類雙絞線,有的工程也有全部5類線,數據傳遞速率可達155Mbps,有的用戶需求更高,選用光纖桌面布線,光纜作干線時可設計為500M帶寬,為以后發展留余地。

4.7PDS還有以下特點:

即實用性強,靈活性好,實行模塊(結構化),即插接件用結構積木式標準件,使用與維護均帶來方便,可擴充性強,可擴充新技術設備及信息,包括互連設備和網絡管理產品。
5.綜合布線設計的若干問題
5.1PDS的設計對象,指的是PDS系統系統內容納哪些信息,哪些對象,理論上講可以容納話音:電話、傳真、音響(廣播);數據:計算機信號、公共數據信息;圖像:各種電視信號、監視信號;控制:溫度、壓力、流量、水位以及煙霧等各類控制信號。但實際工程,至少在目前技術條件和工程實際需要多為前兩種話音和數據,原因是多方面,其中值得注意的話音的未端裝置和計算機網絡的終端用戶裝置往往是要變動的,有的是常變動的,因此采用PDS系統及其跳選功能,很容易在不改動原有的敷線條件下滿足用戶的需求。此外,本來可用同軸電纜可靠傳輸電視信號,若改用綜合布線,則要增設昂貴的轉換器;對消防報警信號用普通雙絞線已達到要求,若改用綜合布線,經過配線架再次終接,也無此必要。因此集成化的要求應視實際需要來定。

5.2PDS采用模塊化設計

PDS采用模塊化設計,易于在配線上擴充和重新組合,設計采用星形結構并與電信工程以及規程所遵循的建筑物配線一致。在星形結構中,工作站是由中心節點向外增設,同時,由于一條線與其他線路無關,因此改動或重新布置主設備,只與此相關的那條線路有關。另外模塊化星形結構設計使系統中心故障分析變得十分簡易,當發生故障時,可迅速找到故障并加經排除,PDS它支持IBM,WAN,TOKEN RING,ETHERNET,FDDI等計算機網絡系統以及未來ATM技術。

5.3PDS設計采用傳輸介質

PDS布線系統一般采用雙絞線作為傳輸介質,它以直徑為0.511mm(24AWG)雙絞銅線為線徑。在工程中選擇線纜前要了解其傳輸速度,以目前PDS工程中常用有3類和5類,3類傳輸速度為1Mbps,2對,主要用于話音傳遞;5類傳輸速度為100-155Mbps,2-4對,主要用于高速率信息傳遞,如數據交換;有的工程考慮到以后話音和數據傳遞的變化,若投資又允許,也有全部采用5類的。如要傳輸高頻寬帶信號,可選用6類及7類布線或選擇光纖作為傳輸介質。因此可按工程對頻寬,傳輸速率及對系統安全等條件,作出經濟技術的綜合分析,從而彈性選擇傳輸介質。

PDS布線選用某一種傳輸介質,可以適用連接不同品牌的通信與電腦裝置,不存在某一品牌布線只能用相當的話音和電腦交換裝置。

5.4綜合布線系統屏蔽線(F﹒T﹒P)與(U﹒T﹒P)的討論,指在智能建筑工程中,采用綜合布線存在屏蔽兩種線型的區別。屏蔽線是在非屏蔽線外部加上一層金屬作屏蔽層而構成的,目的在提高傳輸信息的安全性,加強抗干擾能力。但同時也帶來安裝使用等方面的復雜性,接地不良反而事得其反,影響信息傳遞,而且造價也會增加。因此,沒有強的干擾源或傳輸信息的特殊要求,并非一定要選屏蔽線。總之,應結合具體工程來分析。另外,許多PDS系統采用非屏蔽線,如北美地區過去大多用(U﹒T﹒P),事實證明可以用在高速網絡。而采用屏蔽線(F﹒T﹒P)主要在歐洲如法國和德國,這里原因比較多,包括涉及這些國家的消費觀念和歷史原因,即使如此,德、法兩國也只有一半以上用(F﹒T﹒P),其他歐洲國家采用較多的仍是(U﹒T﹒P)。另外,有的廠商還推出5類鋁箔/銅網雙層屏蔽雙絞線(S-FTP)。值得注意的是有些地方,已采用金屬管穿線纜敷設時,一般不必再選(F﹒T﹒P)了。至于有些場合消防要求,可以選用低煙、阻燃零鹵型線纜。無論哪一種品牌PDS布線,均應附合國際有關標準。

5.5對綜合布線系統的基本要求

對綜合布線系統設計提出基本要求,主要是根據高層綜合樓宇通信與數據交換的需要而提出的,主要是以下六點:

① 應滿足通信自動化與辦公自動化的需要,即滿足話音與數據網絡的廣泛要求;

② 應采用簡明、價廉與快速的結構,以將任何插座互連主網絡;

③ 適應各種符合標準的品牌設備互連入網運行;

④ 電纜的敷設與管理應符合PDS系統設計要求;

⑤ 在PDS系統中,應提供多個互連點,即插座;

⑥ 應滿足當前和將來網絡的要求。

5.6有關綜合布線的國內外標準,主要是以下五種:

① 國內標準(中國工程建設標準化協會標準):即CECS 72197;(建筑與建筑群綜合布線系統,工程設計規范);CECS89:97(建筑與建筑群綜合布線系統,工程施工與驗收規范);

② 國際標準,主要是ISO/IEC 11801; ISO/IEC CD14673;

③ 美國標準:ANSI/TIA/EIA如EIA/TIA 568A;

④ 歐洲標準:EN 50173。

⑤ 防火等級分聚氯乙烯(PVS): UL 1666, CMR, FT, IEC 332-1等;低煙零鹵素(UL 1581,IEC 332-1等;填實敷設級(Plenum):UL 910, CMP, FT6。

⑥ PDS為傳統電纜護套,具有防火特性。但一旦燃燒會產生有毒及腐蝕氣體,為此,又三研制出低煙PVC護套,它采用非鹵素材料,它只會產生少量的煙,且燃燒時基本無鹵素產生。

6.關于千兆位以太網的布線

隨著信息工程的高速發展,高速網絡也被人們提出來了,以廣州某綜合高層樓宇規劃信息點為例作簡要說明,規劃容量總計約15000點,數據點約占60%,即計算機約為9000臺,其中大多是10Mbps的以太網用戶。而需要千兆位以太網、100Mbps或155Mbps的大型服務器或高端工作站是十分少的,采用5類線纜就可滿足。至于確實要用到622Mbps的桌面工作站是極為有限的,大家知道實際一般662Mbps ATM OC12, 均用在主干上。盡管如此,不論用于主干或者桌面,使用光纖可能更合理和現實。隨著對傳輸信息其要求不斷提高,以及光纖成本的逐漸下降,除了光纖成為綜合布線系統被選用于主干/水平及工作各個組成部分外,還可以將光纖連到桌面。采用光纖確實具有銅纜所不具備的長處。

7.布線系統工程的設計、安裝及調試

在我國綜合布線工程發展很快,一些大中城市發展尤其迅速,但從已竣工后使用情況看,有的用的好或者比較好,有的差或比較差,有的甚至不能正常運行,有的只能打電話,數據交換無法進行。其原因是多方面的,情況也比較復雜,但也有一些共同之外;有的設計不好,因為設計單位沒有掌握PDS技術,設計方法存在問題,設備材料選擇上不當;有的安裝不好,不按規范施工,因為對PDS工程施工要求很高,如有一工程首先選擇屏蔽線是個問題,而在安裝時又沒有正確解決屏蔽線接地問題,后來采取了措施,勉強投運又花了不少錢,工期也拖了很長;安裝單位的技術隊伍的水平和素質很重要,要有一定的技術,又要有良好的素質,包括好的職業道德;至于安裝到后期,開始轉入調試結束后,一般應作三個月以上試運行階段,以便考核整個布線工程;在此階段還要認真做好文檔工作,提出測試報告和竣工所需的文件,這些一般均應通過工程驗收部門審定認可。

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