结构化布线系统

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结构化布线系统(Structured Cabling System,SCS)

目录

什么是结构化布线系统[1]

  结构化布线系统是一种模块化的、能够支持任何用户选择的语音、数据、图形图像应用的、灵活性的建筑物或建筑群的信息传输系统系统应能支持语音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输,支持UTP、光纤STP同轴电缆等各种传输载体,支持多用户多类型产品的应用,支持高速网络的应用。

结构化布线系统的特点[2]

  结构化布线系统所使用的传输介质、布线设备和接插组件都是标准化的,这也是目前所推行的比较先进的布线方式。结构化布线系统有许多特点:

  1)结构化布线系统具有良好的综合性和兼容性

  结构化布线系统集语音、数据、图像与监控等设备于一体,并将多种终端设备的插头、插座标准化,能够满足不同厂商生产的终端设备的需要,即任一插座都能够连接不同类型的设备,能综合和兼容不同系统。

  2)结构化布线系统适应性强,使用灵活

  由于传输介质、连线、配线组件都是标准化的,因此在任何网络系统的环境之下,不会因为使用了不同的设备而需要与厂商协调,也不会因为增加设备、改变设备的位置或类型等而重新布线,而只需要在配线架上对相关部位改变一跳线就可以了。也就是说,改变跳线关系就能改变系统组成和服务功能,以满足建筑物多种弱电系统对传输平台的要求,从而大大减少了在线路的布放及管理上耗费的时间和经济上的开销。同时,结构化布线系统实用、方便,一次投资长期受益。

  3)结构化布线系统易于扩容,便于维护

  结构化布线系统采用模块化设计,并使用积木式标准组件,易于扩充与重新配置。当需要扩容时,只需增加配线设备和扩容部分的新增布线,实施起来非常方便,而且不影响整个系统的正常运行,做到了既不影响原有系统的工作又能保护原有系统的投资。由于结构化布线系统具有积木式的特点,其系统性能稳定、维护方便,某一模块出现故障时不影响其他模块工作,而且很容易通过监测系统迅速发现故障。

  4)结构化布线系统具有科学性和经济实用性

  结构化布线系统的设计标准、所使用的标准化组网部件,以及检测功能和施工工具都符合国际标准,是目前先进可靠的技术。由于它的开放性,能够满足不同用户的需求。结构化布线系统构成了智能化建筑的基础,是智能化建筑的神经系统。

结构化布线系统的组成[3]

  结构化布线系统分为6个子系统:工作区子系统、水平子系统、干线子系统、设备间子系统、管理子系统和建筑群子系统。

  1.工作区子系统

  工作区子系统是由终端设备到信息插座的整个区域,用于将用户终端设备连接到布线系统,主要包括信息插座、跳线、适配器。信息插座的安装分为嵌入式和表面安装两种方式,信息插座通常安装在工作间四周的墙壁下方,距地面30cm,也有的安装在用户办公桌上。通常一个信息插座需要9m2的空间。

  2.水平子系统

  水平子系统是结构化综合布线系统中连接用户工作区与布线系统主干的子系统,由每层配线间至信息插座的配线电缆和工作区用的信息插座等组成。在结构化综合布线系统中,水平子系统起着支线的作用,它将所有用户端通过一些连接件连接到配线设备上。

  水平布线的布线通道有两种:一种是暗管预埋、墙面引线方式;另一种是地下管槽、地面引线的方式。

  3.管理子系统

  管理子系统是结构化布线系统中对布线电缆进行端接及配线管理的子系统,通常设置在楼层的接线间内。

  管理子系统由各种交连设备(双绞线跳线架、光纤跳线架)以及集线器和交换机等交换设备组成。交连设备通过水平子系统连接到各个工作区的信息插座上,集线器或交换机与交连设备之间通过短线缆互连,这些短线被称为跳线。

  4.干线子系统

  干线子系统是结构化综合布线系统中连接各管理间、设备间的子系统,又称垂直子系统。综合布线系统的干线可根据距离的远近和用户对传输速率及传输质量的要求,选择多对数双绞线或光缆。一般在楼内的语音通信采用三类的大对数双绞线作为主干;数据通信可以采用高品质的五类双绞线,也可以采用光缆;如果电磁干扰严重,则推荐采用光缆作为数据主干。在做干线子系统的设计时,首先要确定每一层楼的干线需求,总结出整座楼的干线总体需求,确定干线电缆的种类及其大小尺寸,然后确定干线电缆的路由通道。

  5.设备间子系统

  设备间子系统主要用来安放网络关键设备,地位十分重要。并非每一个综合布线系统都有设备间子系统,但在大型建筑物中一般是有的,而且有时还不止一个。设备间子系统中的电话、数据、计算机主机设备及其保安配线设备宜设在一个房内。必要时,也可以分别设置,但程控交换机及计算机主机房距离设备间不宜太远。设备间的位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定。在设备间子系统的设计和安装过程中还需要综合考虑配电系统(不间断电源uPs)和安全因素(设备接地等)。

  6.建筑群子系统

  建筑群子系统是结构化综合布线系统中由连接楼群之间的通信传输介质及各种支持设备组成的子系统。建筑群子系统也称为户外子系统,其传输介质除了各种有线手段之外,还可包含其他无线通信手段,如微波、无线电通信等。

  户外电缆在进入大楼时通常在入口处经过一次转接接入户内系统,在转接处可以加上电器保护设备。现代化电话通信系统中通信线路在进入楼群时一般都考虑这一点,主要是为避免因雷击或与高压线接触而给人和设备安全带来的损失。建筑群子系统布线方式有以下几种:地下管道敷设方式、直埋沟内敷设方式和架空等。不同方式各有其优缺点。

结构化布线系统的设备和部件[2]

  结构化布线系统需要的设备和部件很多,它们大体上可分为传输介质之间的连接部件和配线接续设备等几类。

  连接部件是结构化布线系统的重要组成部分,主要包括配线架或接续设备和各种传输介质的连接硬件。

  1)配线架

  配线架在结构化布线系统中起着非常重要的作用,建筑群主干线布线系统、建筑物主干线布线系统和垂直布线系统等都需要配线架。配线架由各种跳线板与跳线组成。它能够方便地调整各个区域内的线路连接关系。当需要调整布线系统时,通过配线架系统的跳线即可重新配置布线的连接顺序。它不仅能够将一个用户端子跳接到另一个用户端子或者设备上,而且能够将整个楼层的布线线路跳接到另一个线路上。跳线的种类很多,如光纤跳线、线缆跳线等。为了操作方便,线缆配线架大多采用无焊接的连接方法。

  2)双绞线连接设备

  双绞线布线系统中的连接部件主要是RJ-45,此外还有用户的信息接插座或叫通信引出端子,用于与终端设备相连接。

  3)同轴电缆连接设备

  同轴电缆布线中需要的连接部件比较多。例如,粗同轴电缆中使用的N系列连接器(包括阴、阳);N系列桶形连接器、粗转细转换器(包括阴、阳);N系列端接器等。其中,端接器有N系列和BNC系列两种,其阻值大小是由所用电缆的阻抗特性决定的。目前的粗电缆和细电缆的电阻都是50Ω。通常,工作站发送的信息从连接工作站的BNC头向两边的传输介质传送,一直到网络的两个端头。端接器的作用就是吸收到传输介质端头的信号,使其不被反射回传,从而保证整个网络正常工作。细同轴电缆中使用的连接器有BNC连接器、BNCT型连接器、BNC桶形连接器和BNC端接器等。

  4)光缆连接设备

  光缆布线中需要的连接设备有光缆配线架、光纤连接器和光电转换器等。

  此外,还可能用到中继器、集线器(hub)、收发器和收发器电缆等连接设备,以及连接收发器使用的DB-15接头(包括阴、阳)等。

结构化布线系统标准[4]

  智能化建筑已逐步发展成为一种产业,如同计算机、建筑一样,它也必须有标准。目前,已出台的结构化布线系统及其产品、线缆、测试标准主要有:

  ①EIA/TIA568商用建筑物电信布线标准。

  ②ISO/ECll801国际标准。

  ③EIA/TIATSB67非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范。

  ④欧洲标准:EN5016、50168、50169分别为水平配线电缆、跳线和终端连接电缆以及垂直配线电缆标准。

结构化布线系统的应用场合[2]

  结构化布线系统是一套标准的配线系统,它是信息高速公路向办公环境和家庭环境的延伸。它的应用场合是广泛的,尤其适合智能化建筑或者集中先进技术装备的建筑群体使用。结构化布线系统的适用场合主要有以下几种:

  1)智能化建筑

  在智能化建筑和高级住宅小区中,通常拥有相当数量的先进设备,其通信容量大,自动化程度高。非结构化布线难以满足其技术指标和发展的需要。利用结构化布线系统可以很好地满足用户需求。

  2)商业贸易公司或单位

  它覆盖的领域包括:商务贸易中心、商业大厦等;银行保险公司证券公司金融机构;宾馆、饭店服务行业

  3)机关、办公类的单位

  它覆盖的领域包括:政府机关、企事业单位、群众团体、公司机关等办公大楼或综合型大厦等。

结构化布线系统的应用环境[5]

  结构化布线系统主要应用在以下3种环境中:建筑物综合布线系统、智能大楼布线系统与工业布线系统。

  1.建筑物综合布线系统

  建筑物综合布线系统一般具有很好的开放式结构,采用模块化结构,具有良好的可扩展性、很高的灵活性等特点。传输介质主要采用非屏蔽双绞线与光纤混合结构,可以连接建筑物及建筑物群中的各种设备与网络系统,包括语音设备、数据通信设备、交换设备、传真设备和局域网系统。

  (1)建筑物综合布线系统的主要应用范围。

  商务环境,如商业银行股票市场、饭店、零售商店;

  办公室环境,如公司律师事务所、小型商务中心;

  建筑群环境,如大学校园、公司建筑物群、政府机构;

  交通运输环境,如航空港、火车站、交通运输中心、出租车调度中心;

  卫生及保健环境,如医院、急救中心等。

  最初,建筑物综合布线系统一般采用非屏蔽双绞线来支持低速语音及数据信号。但是,随着局域网技术的发展,一般是采用光缆与非屏蔽双绞线混合的连接方式。在设计建筑物综合布线系统时,应根据建筑物的结构、对传输速度的要求及节点数量,来选择适当的传输介质与结构。

  (2)建筑物综合布线系统的主要特点

  ①由于建筑物综合布线系统支持各种系统与设备的集成,能与现有的语音、数据系统一起工作,因此可以保护用户在硬件、软件以及培训方面的投资。

  ②建筑物综合布线系统有助于将分散的布线系统,合并到统一的、标准的布线系统中。

  ③建筑物综合布线系统的结构化设计,使得用户自己能容易地排除故障,增强了系统安全性,便于管理。同时,使用网络管理软件,网络管理员能够准确地跟踪布线系统中设备的迁移与变化,并能对某些故障进行监测和显示。

  ④采用高性能的非屏蔽双绞线与光纤的建筑物综合布线系统,能够支持高达lOOMbps甚至更高的数据传输速率。

  2.智能大楼布线系统

  随着办公自动化技术发展,办公大楼内网络布线的可靠性已经成为困扰人们的一个重要问题。传统的布线方式已难以适应人们的要求,智能大楼布线系统就是在这种情况下发展起来的。

  智能大楼布线系统采用开放式、模块化结构,具有很高的灵活性,能连接语音、数据、图像以及各种楼宇控制与管理装置,从而为用户提供一个高效、可靠的应用环境。智能大楼布线系统是一套构筑在大楼中的基本运行系统,用于大楼内的各种操作与控制系统内的信息共享

  建造智能大楼布线系统需要使用一套完整的产品,其中包括双绞线、光缆、匹配器、接线箱、电子装置、保安设备、安装维护工具、管理软件等。它的模块化设计使得用户在系统扩充、更新设置时,布线系统可以不变或只做很小的变化,从而大大降低了用户对大楼的维护费用。

  3.工业布线系统

  工业布线系统是专门为工业环境设计的布线标准与设备。一个现代化工厂必须有一套先进的工业通信网络,才能适应生产自动化、管理现代化,以及计算机集成制造系统(CIMS)的通信需要。一套先进的工业网络系统可以将工厂的自动控制设备、企业管理系统、通信与数据处理结合起来,从而大大提高生产效率产品质量,提高工厂的设计、生产销售与管理水平,能够产生明显的经济效益

  工业布线系统用来解决工业厂房中信息传输的特殊要求,可以满足工业环境中数据传输的需要。针对工厂环境中存在强干扰的特点,工业布线系统一般要用双层网络结构来提高系统运行的稳定性。工业布线系统的主要特点有:

  (1)采用光纤作为连接工业环境中各种通信设备的传输介质,提高了数据传输速率与抗干扰能力,确保在复杂的工厂环境中各种数据的传输要求;

  (2)模块化结构使得网络设备与结构的变化对结构化布线系统的影响降到最低,可以将声音、数据、视频设备及网络管理有机地组合,以适应未来工业发展对数据传输的要求;

  (3)工业布线系统使用户可以容易地进行故障诊断与恢复,以便提高系统的可维护性与可靠性。

结构化布线系统的检查验收[6]

  1.施工材料的检查

  ①双绞线、光缆是否按方案规定的要求购买。

  ②塑料槽管、金属槽是否按方案规定的要求购买。

  ③机房设备如机柜、集线器、接线面板是否按方案规定的要求购买。

  ④信息模块、插座、盖是否按方案规定的要求购买。

  2.设备的安装检查

  ①机柜与配线面板的的安装检查:在机柜安装时要检查机柜安装的位置是否正确,规格、型号、外观是否符合要求;跳线制作是否规范,配线面板的接线是否美观整洁。

  ②信息模板的安装检查:信息插座安装的位置是否规范;信息插座、盖安装是否平、直、正;信息插座、盖是否用螺丝拧紧;标志是否齐全。

  3.双绞线电缆和光缆的安装检查

  ①桥架和线槽的安装检查:位置是否正确;安装是否符合要求;接地是否正确。

  ②线缆布设检查:线缆规格、路由是否正确;线缆的标号是否正确;线缆拐弯处是否符合规范;竖井的线槽、线固定是否牢靠;是否存在裸线。

  4.室外光缆的布线检查

  ①架空布线检查:架设竖杆位置是否正确;吊线规格、垂度、高度是否符合要求;卡挂钩的间隔是否符合要求。

  ②管道布线检查:使用的管孔、管孔位置是否合适;线缆规格是否符合要求;线缆走向路由是否正确;防护设施是否得当。

  ③挖沟布线(直埋)检查:光缆规格是否符合要求;敷设位置、深度是否合适;是否加了防护铁管;回填时是否复原与夯实。

  ④隧道线缆布线检查:线缆规格是否符合要求;安装位置、路由是否正确;设计是否符合规范。

  5.线缆终端的安装检查

  ①信息插座安装是否符合规范。

  ②配线架压线是否符合规范。

  ③光纤头制作是否符合要求。

  ④光纤插座是否符合规范。

  ⑤各类路线是否符合规范。

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参考文献

  1. 向隅等编著.计算机网络基础.清华大学出版社,2009.04.
  2. 2.0 2.1 2.2 王畅等主编.计算机网络技术.清华大学出版社,2011.09.
  3. 乔正洪,徐卫军,陈海燕主编.网络工程师考试同步辅导 考点串讲、真题详解与强化训练.清华大学出版社,2011.05.
  4. 王协瑞,潘军编.网络技术学习指导.高等教育出版社,2006年7月.
  5. 王宏宇,张学兵主编.电子商务网络技术.武汉理工大学出版社,2010.05.
  6. 楼桦主编.计算机通信及网络.北京师范大学出版社,2010.08.
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