現代綜合布線系統設計要點與難點

2020-02-10 12:01:36

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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、保安監控室、空調自控室等設在大樓1層;電話及電腦設備間設在大樓 2 層。變配電房、發電機房、水泵房、冷凍機房等設在大樓東側的附屬設備用房內。
　　為滿足外方的使用要求，實現大樓智能化辦公和管理，本工程設置綜合布線系統。該系統主要支持電話通信和計算機通信，系統組網要求具備較好的兼容性、開放性和靈活性。
　　2 設計要點
　　本工程電話語音及電腦數據系統構成綜合布線系統，該系統由工作區子系統、配線子系統、干線子系統、管理子系統及設備間子系統等組成。
　　根據外方實際需求，全樓共設有語音信息點276 個(其中 1 層 42 個，2 層 76 個，3 層 97 個，4層61個);數據信息點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。
　　系統按增強型配置，其設計要點如下：
　　1) 每個工作區(10m2)設置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據應用。
　　2) 每個工作區的水平配線采用2條4對六類非屏蔽雙絞線。
　　3) 每個工作區的語音干線電纜采用三類大對數(100對)銅纜、數據干線電纜采用六類4對非屏蔽雙絞電纜。
　　4) 水平配線，先沿走道吊頂內的弱電金屬線槽(GXC-65)敷設，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，沿弱電豎井內的弱電金屬線槽(200 × 100)敷設。
　　5) 主配線架(MDF)設在系統設備間內，樓層配線架(IDF)設在各層弱電豎井間內。主配線架端接語音和數據干線電纜，管理全樓各信息點，層配線架管理本層各信息點。
　　6) 電話、電腦主機房設備間設在大樓2層，內設程控數字用戶電話交換機、計算機主機、網絡交叉連接設備等。
　　7) 網絡拓撲結構形式采用兩級星形，以實現整個系統在連接、配置上的靈活性。系統內部形成局域網，對外可接入Internet(因特網)。
　　3 網絡拓撲結構
　　本系統網絡拓撲結構形式采用兩級星形，其結構特點是：由一個中心主節點(主配線架)向外輻射延伸到各從節點(樓層配線架)，再由從節點(樓層配線架)向外輻射延伸到各目標節點(信息插座)。由于每一條鏈路(相鄰節點間的連接線路)均與其它線路相對獨立，所以布線系統設計是一種模塊化的設計。
　　主節點采用集中式訪問控制方式，它可與各從節點直接通信，而從節點之間必須經過主節點轉接才能通信。因此，主節點的信息處理量大，對控制設備要求高，而從節點的信息處理負擔相對較小。
　　這種星形拓撲結構具有以下優點：
　　1) 維護管理容易。由于星形拓撲結構的所有信息通信都要經過中心主節點來支配，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備，而不影響其它終端設備。因此配置靈活、操作方便、適應性強。
　　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中隔離。
　　4) 網絡平均延時小。因終端設備到中心處理機有直接通路，故網絡平均延時小。
　　5) 利于結構化布線。模塊化的系統設計為結構化布線提供了便利條件。
　　當然，星形拓撲結構存在線纜較長、安裝量大的缺點。同時系統依賴于中心主節點，若中心處理系統發生故障，將造成全網癱瘓，故要求中心信息處理設備的可靠性和冗余度都很高。
　　隨著幀中繼與信元交換技術的發展，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)為代表的網絡中心處理系統的可靠性越來越高，因此綜合布線系統主要采用星形拓撲結構。
　　系統網絡拓撲結構見圖1.

　　4 自適應網絡交換機的應用
　　為實現設計要求，并保證系統具有高可靠性、高穩定性，本設計采用了 3COM 公司具備創新技術的SuperStack 3 Switch 4400 交換機作為主交換機。這是一款可網管、可感知應用(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)劃分定義的24口10M/100Mbps自適應快速智能以太網交換設備。該設備具有千兆光纖模塊或千兆銅纜模塊及堆疊的插槽，可根據未來發展需要，增加千兆光纖模塊或千兆銅纜模塊、堆疊模塊套件，極易快速實現升級。

　　設計采用 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自適應端口加 2 個 1 0 M / 1 0 0 M /1000M bps自適應端口，其性能簡介如下：

　　1) 靈活性。兩個內置千兆端口提供簡便的千兆銅介質連接，可提高連接的靈活性和堆疊能力。
　　2) 彈性。支持快速生成樹協議、鏈路集合(用于千兆端口)和冗余電源，可實現不間斷運行。
　　3) 高速率。轉發速率高達660萬/s個數據包(26端口)。
　　4) 管理簡便。3COM NetworkSupervisor可配置、映射和監控系統，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升級的能力。
　　考慮網絡系統余量不低于10%，另加 3 臺 3COM16794(8 口)10M/100Mbps 自適應交換機以增加系統冗余度。
　　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，故主交換機采用 1 臺 3COM 4400 型 10M/100Mbps自適應交換機，主數據配線架選用 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，按設計要求分為 76 個數據點及76 個語音點。用3 臺3COM4200及2臺8口10M/100Mbps自適應交換機，共有89口可用數據出口，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，因此其語音及數據設備全部放入 2層主機房2m 高主機柜內。
　　5.2 1層配線架1IDF
　　1層共84個信息點，按設計要求分為42個數據點及 42 個語音點;采用 2 臺 3COM4200 型 10M/100Mbps 自適應交換機，共有 50 口可用數據出口，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。
　　5.3 3層配線架3IDF
　　3 層共 194 個信息點，按設計要求分為 97個數據點及 97 個語音點;采用 4 臺 3COM4200 型及 1 臺8口10M/100Mbps自適應交換機，共有107口可用數據出口，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。
　　5.4 4層配線架4IDF
　　4 層共 122 個信息點，按設計要求分為 61個數據點及 61 個語音點。采用 3 臺 3COM4200 型 10M/100Mbps 自適應交換機，共有 75 口可用數據出口，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。
　　自適應網絡交換機的配置見圖 1;語音及數據配線架配置見圖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(可實現接入368門分機電話)、4塊中繼板(可實現32 路中繼接入)、計費及管理控制軟件。
　　另考慮其高可靠性，增設一套電腦及12V 65A.h蓄電池4節，以滿足日常管理及市電斷電時繼續使用的要求。
　　由當地電信公司引來100條外線(含32條中繼線)，其中 68 條外線為直撥，不需經過程控電話交換機，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路中繼板。368 路分機線由交換機用戶板引出經 400 對 AVAYA 語音配線架，按設計的分區要求，由 CAT3(三類)100對大對數電纜接入相對應樓層 AVAYA 語音配線架，再經 CAT6(六類)UTP 雙絞線接入各終端信息模塊。
　　系統主要設備材料清單，見表1.

　　7 系統供電、接地及防火要求

　　7.1供電要求
　　本設計由大樓變配電所的低壓配電柜專門供給綜合布線系統二路獨立電源，一用一備，在電話及電腦主機房設備間內設置雙電源切換專用盤。供交換機用的交流220V電源線應單獨穿管敷設，不能與語音及數據信號線共管或共線槽敷設。
　　7.2接地及防火要求
　　綜合布線系統的接地，設計采用聯合接地方式，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鋼筋作接地裝置，要求其接地電阻不大于 1 Ω，否則應增設人工接地體。
　　設計中另在主機房內設置專用接地端子板，用專用接地干線引至接地體;主機房設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保持連續的電氣連接，并應在兩端有良好的接地;
　　電纜引入大樓時，其金屬護套應有良好的接地，并采用氣體放電管保護器作過壓保護，采用能夠自復的保護器作過流保護。系統布線采用LSHF-FR低煙無鹵阻燃型電纜，以達到防火要求。

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