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1、第 2 章 综合布线系统 GCS 综合布线系统伴随着智能建筑的发 展而崛起 它是智能建筑的 智能 得 以实现的 神经网络 综合布线系统 能满足智能建筑各种信号传输的需要 是智能建筑的基础设施之一 GCS 可满足的通信业务主要有 模拟与数字的语音传输 高速与低速的数据传输 传真机 图形终端 绘图仪等图像资料的 传输 电视视频信号与安全监视视频信号的传输 建筑物安全报警与控制系统传感器信号的 传输 2 1 综合布线系统概念 建筑物或建筑群内的设备都是应用 户的要求而设置的 它包括电话交换 计算机 视频设备 采暖通风空调传感 器 消防系统 闭路电视监视系统以及 能源控制系统等等 在传统上 上述系 统
2、设备都是以各系统满足不同应用的需 求设计 安装的 其结果导致难以对建 筑物内的各线路系统进行有效管理 综合布线系统 GCS Generic CablingSystem 是建筑物或建筑群内 部之间的一种传输网络 它能使建筑物 或建筑群内部的电话 电视 计算机 办公自动化设备 通信网络设备 各种 测控设备以及信息家电等设备之间彼此 相连 并能接入外部公共通信网络 换 句话说 在一套综合布线系统中 可以 传输多种信号 包括语音 数据 视频 监控等信号 综合布线系统一般由以下的部件组成 传输介质 跳线与对接的配线架硬件 插座 插头 接头 转换适配器 信号传输及转换设备 电气保护设备 支持硬件 如测试工
3、具等 2 2 综合布线系统的特点 1 综合性 兼容性好 传统的专业布线方式 需要使用不 同的电缆 电线 接续设备和其他器材 技术性能差别极大 难以互相通用 彼 此不能兼容 综合布线系统具有综合所 有系统和互相兼容的特点 采用光缆或 高质量的双绞线和连接硬件 能满足不 同生产厂家终端设备传输信号的需要 2 灵活性 适应性强 采用传统的专业布线系统时 如需 改变终端设备的位置和数量 必须敷设 新的缆线和安装新的设备 且在施工中 有可能使相邻的线对发生传送信号中断 或质量下降 增加工程投资和施工时间 因此 传统的专业布线系统的灵活性和 适应性差 在综合布线系统中任何信息 点都能连接不同类型的终端设备
4、 当设 备数量和位置发生变化时 只需采用简 单的插接 便可实现新的配置 3 便于今后扩建和维护管理 综合布线系统的网络结构一般采用星 形结构 各条线路独立 在改建或扩建 时互不影响 综合布线系统的所有布线部件采用 积木式的标准件和模块化设计 因此 部件容易更换 便于隔离和排除障碍 且采用集中管理方式 有利于测试和维 修 节约维护费用和提高工作效率 4 技术经济合理 综合布线系统各个部分都采用高质 量材料和标准化部件 并按照标准严格 施工和检测 保证系统技术性能优良可 靠 满足目前和今后通信需要 且在维 护管理中减少维修工作 节省维护费用 虽然综合布线系统初期投资较高 但可 统一施工 统一布线走
5、向 节省系统使 用的建筑物空间 方便用户使用和业主 维护 从综合布线系统的整个使用期来 看 比传统布线更加经济 2 3 综合布线系统的构成 根据 2000 年 7 月发布的智能建筑设 计国家标准 GB T50314 2000 综合 布线系统结构的设计可以划分为 4 个独立 的子系统 每一个子系统均可视为各自 独立组的单元组 一旦需要更改其中任 一子系统时 不会影响到其他的子系统 这 4 个子系统依次为 水平子系统 垂直 干线子系统 工作区子系统 建筑群子 系统 设备间子系统 1 垂直干线子系统 垂直干线子系统由建筑物内所有的 垂直 干线多对数线缆所组成 即由多对 数铜缆 同轴电缆和多模光缆以及
6、连接 光缆的相关支撑硬件所组成 提供设备 间总 主 配线架 箱 与干线接线间楼层配 线架 箱 之间的干线路由 粗 钢 筋 竖 井 配 线 架 配 线 架 大 对 数 电 缆 或 光 纤 P B X H O S T 主 机 房 2 水平子系统 水平子系统由每一个工作区的信息 插座开始 经水平布置一直到管理区的 内侧配线架的线缆所组成 水平布线线 缆均沿大楼的地面或吊平顶中布线 最 大水平线缆长度不超过 90m 线 槽 G 2 0 或 G 2 5 管 暗 装 铁 盒 水平线槽 内穿水平线或光纤 吊顶 预埋铁管 由电话 计算 机引出的 RJ45 接头 信息插座 包括 面板 模块和铁 盒 办 公 间
7、隔 段 3 工作区子系统 工作区子系统由工作区内的终端设 备连接到信息插座的连接线缆所组成 它包括带有多芯插头的连接线缆和连接 器 适配器 起到工作区的终端设备与信 息插座插入孔之间的连接匹配作用 4 建筑群子系统 建筑群子系统将一个建筑物中的线 缆延伸到建筑物群的另一些建筑物中的 通信设备和装置上 它由电缆 光缆和 入楼处线缆上过流过压的电气保护设备 等相关硬件所组成 5 设备间子系统 设备间子系统是一个集中化设备区 连接系统公共设备 如 PBX 局域网 LAN 主机 建筑自动化和保安系统 及通过垂直干线子系统连接至管理子系 统 系统布置 平面图 A0414 V D V D A0401 V
8、D V D V D V D A0402 V D V D A0403 A0404 V D V D V D V D V D V D A04013 A04012 A0405 V D V D IDF V D V D A04011 V D V D A0406 A0410 V D V D A0409 V D V D V D V D A0408 V D V D A0407 系统布置 系统图 F4 F14 X14 F3 X8 F2 X8 F1 X8 PABX NCC 2 4 综合布线系统的传输介质 2 4 1 双绞线 1 双绞线的结构与特点 双绞线是由按规则螺旋结构排列的两根绝 缘线组成 线是铜质的或者是用铜
9、包着钢的 铜线可以提供良好的传导率 钢线可以用于有 强度要求的场合 把 2 根线对扭在一块可使各线 之间的电磁干扰最小 与其他传输介质相比 在传输距离 信道带宽和数据传输率等方面受 到一定的限制 但价格比较便宜 双绞线既可 用于传输模拟信号 也可通过调制解调用于传 输数字信号 2 双绞线的种类及应用 3 类 UTP 16MHz 支持 10Mbit s 以太网 4 类 UTP 20MHz 非 屏 蔽 双 绞 线 双绞线 5 类 UTP 100MHz 支持 100Mbit s 以太网 超 5 类 UTP 155MHz 支持千兆以太网 6 类 UTP 200MHz 支持千兆以太网 3 类 STP 1
10、6MHz 屏蔽双绞线 5 类 STP 100MHz 7 类 STP 1000MHz 双绞线的种类及应用 2 4 2 光纤 1 光纤与光缆 光纤是由纤芯 包层及保护性涂覆层组成 纤芯是一种比头发丝还细的 50 100 m 柔软 并能传导光线的介质 由于纤芯的折射率高于 包层的折射率 使得光信号被包围在光纤内进 行 从而达到传输信息的目的 为保护光纡的 传输性能和机械性能免受环境变化的影响 根 据实际应用的需要 选择不同聚合材料或钢带 防护层及防水材料将光纤包覆起来 就形成了 光缆 2 光缆的特点 光缆较之电缆具有以下优点 光缆信息容量大 数据传输率可达几百万到数 十亿 bit s 一根筷子粗细的
11、光缆可容纳数万路 电话和数百路电视信号 光缆信号传输衰减小 通信距离比电缆大得多 传输距离可达 1000km 以上 光缆耐辐射 各种设备产生的电磁辐射对它不 起作用 外界环境对信息传输没有影响 而且 信息传输过程中也没有向外的电磁辐射 因此 可避免外界窃听 安全可靠 保密性能好 2 4 3 同轴电缆 同轴电缆允许在较宽的频率范围内工作 其结 构是一个空心外部圆柱形导体围裹着一个内部的 导体 内部导体可以是单股实心线也可以是绞合 线 外部导体可以是单股线也可以是编织线 内 部导体用规则间隔的绝缘环或者用固体绝缘材料 固定 外部导体用一个罩或者屏蔽层覆盖 广泛应用于计算机网络中的两类同轴电缆分 别
12、是 50 和 75 50 同轴电缆只用于数字信号 的传输 75 的同轴电缆用于频分多路复用的模 拟信号传输 还用于不使用频分多路复用的高速 数字信号传输和模拟信号传输 价格介于双绞线 和光纤之间 2 5 综合布线系统的技术经济分析 GCS 越来越被人们认同并且采用 除 了因为它有优越的兼容性 开放性 可 靠性 前瞻性以外 同时还因为它具有 良好的经济性 衡量一个建筑产品的经济性 应该 从两个方面加以考虑 即初投资与性能 价格比 GCS 与传统的布线方式相比 就 是一种既具有良好的安装投资特性 又 具有极高的性能价格比的高科技产品 2 5 1 综合布线系统的初投资特性 虽然 GCS 设备价格比较
13、高 但由于 GCS 是将原来的相互独立 互不兼容的若 干布线系统 集中成为一套完整的布线 系统 并由一个施工单位完成几乎全部 弱电线缆的布线 这样可省去大量的重 复劳动和设备占用 使布线周期大大缩 短 初投资 传统布线 GCS 布线 1 2 3 4 5 系统个数 GCS 和传统布线初投资特性比较 从图中可见 当系统个数是 1 个时 传统布线方式的投资约为综合布线的一 半 但当系统个数增加时 传统布线方 式投资就增加得很快 而 GCS 的初投资较 大 但当系统的个数增加时 它却沿着 一条斜率很缓的曲线上升 2 5 2 综合布线系统性能价格比 1 一座大厦在设计和建设期往往有许多 不可知的情况 只
14、有当用户确定后 才知 道计算机网络配置和集团电话的需求 采 用标准的 GCS 布线后 只需将电话或计算 机接人早已敷设在墙壁上的标准信息插座 然后在同层的弱电室的跳线架做相应跳线 操作 就可解决用户的需求 2 大厦的使用者 当需要把设备 从一个房间搬迁到另一层的房间去 或 者在一个房间中增加其他新的设备时 同样只要在原插口作简单的分线处理 然后在同层弱电室和总设备间做跳线操 作 很快就可以实现这些新增加的需求 而不需要重新布线 如果采用光纤 超五类和三类线缆混 合的 GCS 布线方式 可以解决诸如三维多 媒体的传输和用户对 ISDN 千兆以太网的 需求 可以实现大厦与未来全球信息高速 公路的接
15、轨等具有前瞻性的需求 根据世 界电脑与通讯的发展 它足可以保证 10 年 甚至更长时期内技术的先进性 性价比 GCS 布线 传统布线 时间 GCS 和传统布线性能价格比 传统布线方式和 GCS 布线方式的性 能价格比的经济学曲线如图所示 从图 中可以看到 随着时间的推移 GCS 布线 方式的曲线是上升的 传统布线方式的 曲线是下降的 这样形成一个剪刀差 时间越长 两种布线方式的性能价格比 的差距越大 性能价格比的另一方面体现在远期 投资上 一栋大楼竣工后 要花费相当 大的费用使大楼正常运转 据美国一家 调查公司对 400 家大公司的 400 栋办公大 楼在 40 年内各项费用的比较情况的统计
16、结果表明 初始投资 即结构费用 只占 11 而运行费用占 50 变更费用占 25 2 6 综合布线系统的发展趋势 1 从低速率向高速率方向发展 主流计算机局域网从 20 世纪 80 年代的 10Mbit s 以太网 20 世纪 90 年代的快速以 太网到世纪之交的千兆以太网 网络提速 很快 为了支持建筑物内 LAN 的升级 综 合布线系统也随之不断升级 2 从数据语音信号传输向各种信 号综合传输方向发展 虽然目前智能建 筑综合布线系统的应用主要是数据和语 音信号的传输 但不断发展的综合布线 系统产品会越来越多地支持各种弱电信 号的综合传输 如西蒙公司 2019 年推出 的 TBIC 集成布线系统 可以集成数据 语音和 BA 监控信号 3 从智能大厦向智能小区方向发展 智 能小区布线将成为布线系统的新热点 这其中 有两个原因 一是标准已经成熟 2019 年 9 月 TIA EIATR 委员会的 TR 41 8 2 工作组正 式修订及更新了小区布线的标准 并重新命名 为 EIA TIA570 A 小区电讯布线标准 另外一 个原因是市场的推动 有越来越多的家庭办公 或在家上网 并且多数家庭已
