1、智能建筑的结构化布线系统设计摘要：全文简单的介绍了智能建筑的概念并系统的介绍了综合布线系统的概括及发展史；系统特点、组成；结构的特点及标准；设计方案；应用及要注意的问题，全文共五章。具体内容分配如下：第 1 章对智能建筑做了简单的介绍，阐述了智能建筑的概述、概论以及它的组成；第 2章主要是针对综合布线的背景、简介及特点做了基本介绍；第 3 章叙述了综合布线的组成及标准；第 4 章对综合布线的拓扑结构，做了详细介绍，及简单的讲述了综合布线的总体设计方案；第 5 章主要讲了综合布线系统可支持的系统及对综合布线的应用，并对此举例说明综合布线的重要性以及简单讲述了在综合布线中要注意的问题，对于综合布线
2、的未来发展做了简单的阐述。关键词：智能建筑 综合布线 系统 应用1 智能建筑的概论1.1 智能建筑的概述自 20 世纪 80 年代以来，随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，尤其是 Interent 技术的发展，人类已迈入了信息数字化和网络化的智能型信息社会，国民经济信息化、信息数字化、全球化、设备智能化已经成为知识经济的主要特征。在数字化的信息社会中，人类对其赖以修养生息的居住条件和办公环境提出了更高的要求，希望能足不出户就可进行办公、消费、学习、娱乐和思想交流等。这就使得能便利的完成文字、声音、图像等信息传输的智能建筑应运而生了。1.2 智能建筑的概念智能建筑是指利用系统集成的方法将计算
3、机技术、通信技术、图形显示技术、控制技术与建筑技术有机结合，通过对设备的自动监控、对信息资源的统一管理和对使用者的信息服务及其与建筑的优化组合，形成能够适应信息社会发展需要，具有安全、高效、节能、舒适、便利、和灵活变换特点的建筑。1.3 智能建筑的组成智能建筑通常由以下五大部分构成，即楼宇自动化系统（ Building Automation System， BAS） ，办公自动化系统（ Office Automation System， OAS） ，通信自动化系统（ Communication Automation System， CAS） ，综合布线系统（ Generic Cabling S
4、ystem， GCS）和系统集成中心（ System Integrated Center， SIC） 。1.4 智能建筑与综合布线系统的关系综合布线系统是智能建筑中必不可少的基础设施，为智能建筑的主人或用户服务，是智能建筑不可分割的整体。综合布线系统还是衡量智能建筑智能化程度的重要标志，主要是从综合布线系统承载信息的种类和能力、各类信息点的分布情况来衡量。智能建筑是通过综合布线系统来实现中央处理设备（如通信设备、计算机及其他设备等）与各种终端的相互连接，从而形成完整配套的整体，实现智能建筑高度智能化的目的，因此综合布线系统的质量直接影响智能建筑的综合性能。智能建筑的功能只有通过综合布线系统才能
5、实现。综合布线系统是一个模块化、灵活性极高的建筑物及建筑群内的信息载体，是智能建筑内的一条信息高速公路，是实现智能建筑 “3A”功能的保证。2 结构化布线的概述2.1 背景情况“智能建筑 ”需要 “综合布线 ”作为神经系统，需要信息技术的支持。综合布线是建筑物或建筑群内信息网络的基础传输通道。综合布线同样发展历史很短，由于其克服了传统系统的严重缺点，也得到了迅速发展。目前建筑业，特别是以综合楼为代表的办公型建筑、教育建筑、科研建筑、旅游建筑、文娱建筑、博览建筑、体育建筑、医疗建筑、交通建筑、邮电建筑、商业建筑、金融、保险建筑以及家庭住宅等各类建筑的智能化要求，以及信息产业将逐渐成为国家经济很重
6、要的支持因素。2.2 结构化布线的简介建筑物综合布线系统（ Premises Distribution System,PDS）又称为开放式布线系统（ Open Cabling System， OCS） ，它是一种在建筑物和建筑群中传输综合数据的网络系统。它把建筑物内的语音交换、智能数据处理设备及其它广义的数据通信设施相互连接起来，并通过必要的网络通信设备与建筑物外部公用数据网络或电话网络相连。其系统组成包括所有建筑物及建筑群内部用以连接以上设备的线缆和相关的布线器件及连接器件。2.3 综合布线的特点综合布线系统是一个全新的概念，它与传统布线系统相比较，具有许多突出的优点，主要表现为：综合性、先
7、进性、开放性、灵活性、可靠性和经济性。2.3.1.综合性综合性是综合布线系统最突出的特点。它通过统一的规划和设计，采用统一的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等将语音信号、数据信号与监控设备的图像信号综合到一套标准的布线系统中，不仅解决了建筑物中语音、数据、视频信号的兼容问题，而且布线系统的设计、安装、调试可一次完成，大大减少了重复费用，系统维护也更方便。实施后的布线系统，将能够在现在和将来适应新技术的发展。2.3.2 先进性和可靠性综合布线系统采用极富弹性的布线概念，以光纤与双绞线混合布线方式极为合理地组成一套完整的布线系统，所有布线均采用世界上最新通信标准，信息通道均按宽带综合业务数字网
8、的设计标准，按 8 芯双绞线配置，通过 5 类双绞线，数据最大传输速率可达到 155Mbps。对于某些特殊用户需求，可将光纤铺到桌面。干线光缆的高度带特性为将来的发展提供了足够的裕量，通过主干通道可同时传输多路实时多媒体信息，同时物理星形的布线方式为将来发展交换网络奠定了坚实的基础。应用系统布线全部采用点到点端接，任何一条链路故障均不影响其他链路的运行，保证了可靠性2.3.3 开放性综合布线已经有严格国际标准，中国已于 1995 年制定了相应工程规范，在工程设计时严格按照有关设计标准，包括 IEEE802 标准、 EIA/TIA工业标准及国际商务建筑布线标准、安装与设计规范、中国建筑电气设计规
9、范、工业企业通信设计规范等进行设计。保证综合布线系统可按同一标准与各种设备相匹配，最大限度地支持其在智能建筑中的应用。综合布线系统由于采用开放式体系结构，符合多种国际标准，布线系统是开放可扩充的，以便将来有更大的发展时，很容易将设备扩充进去。当设备扩充与重新安置时，只需通过简单的跳线便可重新构筑系统。2.3.4 灵活性综合布线系统通过精心设计和准备，使得用最小的附加布线与变化来实现系统的搬迁等。布线系统中，除去敷设在建筑内的缆线外，其余所有的接插件都应是积木式的标准件，以方便管理和使用。综合布线系统通过其开放式结构来连接系统，只需用双绞线或光缆作为传输介质。布线系统能够满足灵活应用的要求，即任
10、一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、终端或电话、传真机。2.3.5 经济性衡量一个建筑产品的经济性，应从两个方面考虑，即初投资与性能价格比。在满足应用要求的基础，尽可能降低造价。综合布线就是一种既具有良好的初投资特性，又具有很高的性能价格比的高科技产品。3 综合布线的组成与标准3.1 综合布线的组成综合布线是开放式结构，综合布线系统采用模块化设计方式，便于配线上的扩充和重新组建。综合布线系统由 6 个独立的子系统组 成，为使任何一个系统独立进入系统中，采用星形拓扑结构。 6 个子系统分别称：工作区子系统（ Work Location） 、水平子系统（ Horizontal） 、干
11、线子系统（ Back-bone） 、设备间子系统（ Equipment） 、管理子系统（ Administration） 、建筑群子系统（ Cam-pus） 。如下图 3-1 所示：图 3-1 综合布线子系统图3.1.1 工作区子系统它由用户工作区信息插座以外延伸到工作站终端设备处的连接线缆、适配器等组成。它将用户终端与网络连接起来，终端设备可以是电话机、微机和数据终端，也可以是传感器、探测器、摄像机、扬声器等为便于有源终端设备的使用，信息插座附近设置单向三孔电源插座，信息插座与电源插座布局见下图 3-2：信 息 插 座 电 源 插 座 地 面图 3-2 信息插座与电源插座布局图3.1.2 水
12、平子系统水平子系统也就是楼层配线子系统，它由每层配线架 IDF 至信息插座之间的线缆、信息插座（含转接点及配套设施）组成它将楼层内的每个信息点与楼层配线架 IDF 相连。水平配线一般宜采用非屏蔽八芯线缆，在有些需要屏蔽的场合应采用屏蔽八芯线缆，见下图 3-3：弱 电 竖 井 信 息 口 终 端 设 备图 3-3 信息口与弱电竖井的连接EPQ 为有源设备。工作区、跳线区及设备电缆总和不超过 10 米，即 A+B+E10 米当需要有转换接点的情况，布线距离见下图 3-4：转 接 点 弱 电 竖 井 图 3-4 弱电竖井的转接连接3.1.3 干线子系统干线子系统是由设备间的配线设备 MDF 至各楼层
13、配线架 IDF 之间的连接电缆组成，它是建筑物的主干电缆，是楼层间垂直（或水平）干线电缆的统称，语音网宜采用三类大对数电缆，数据网宜采用光缆。按照EIA/TIA568 标准和 SO/IEC11801 国际布线标准。3.1.4 管理子系统管理子系统设置在楼层配线间，它由楼层配线架、转换插座、跳线等组成提供了与其它子系统连接的手段，也可以用于设备间子系统，调整管理子系统的交接就有可能安排或重新安排线路路由，使得传输线路能够延伸到楼内各个工作区，所以说只要调整管理子系统的交接，就可以管理整个用户终端，从而实现了综合布线系统的灵活性楼层配线间是管理子系统的管理和操作的场所，有无源设备和有源设备，因此做
14、智能大楼的设计时，楼层配线间的几何尺寸不能太小，并要留有单相电源插座楼层配线间面积参见表 3-1： 工作区数量（个）数量（个） 面积：深（ m） *宽（ m）200 1 1.2*1.5201-400 1 1.2*2.1401-600 1 1.2*2.7600 2 1.2*2.73.1.5 设备间子系统对于每一幢大楼来说，设备间设置大楼的进出线设备、网络互连设备、主配线架，也可以放置电话及计算机主机，它把公共系统的各种不同设备（如计算机主机、数字程控用户交换机、楼宇自控设备等通信或电子设备）互连起来，它是整个建筑的主要布线区在较大型的智能建筑物中，一般将计算机主机、数字程控用户交换机、楼宇自控设
15、备分别设置机房，遵照国家规范设计好设备间子系统的各个部分。3.1.6 建筑群子系统楼群配线架与其它建筑物的大楼配线架之间的缆线及配套设备设施组成的系统称为建筑群子系统， 。它将邻近的各建筑物内的综合布线系统形成一个统一的整体。建筑群数据网主干线选用光缆，语音网主干线缆一般应选用大对数电缆综合布线管道与其它管线及干扰源之间的距离见表 3-1 及表 3-2对绞电缆与其它管线最小净距 表 3-2管线种类 平行净距 垂直交叉净距（ m） （ m）避雷引下线 1 0.3保护地线 0.05 0.02热力管（不包封） 0.5 0.5热力管 （包封） 0.3 0.3给水管 0.15 0.02煤气管 0.3 0
16、.023.2 综合布线的标准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，也必须有标准规范。目前，已出台的综合布线系统及其产品、线缆、测试标准主要有： EIA/TIA 568 商用建筑物电信布线标准；ISO/IEC 11801 Internatinonal Standard；EIA/TIA TSB 67 非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范；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。我国已于 1995 年 3 月由中国工程建设标准化协会批准了 建筑与建筑群综合布线系统设计规范 ，标志着综合布线系统在我国也开始走向正规化、
17、标准化。 1997 9 9邮电部发布了 中国人民共和国通信行业标准 大楼通信综合布线系统 4 综合布线系统中的拓扑结构及总体方案4.1 拓扑结构综合布线系统中有两类结点，即转接点和访问结点。建筑物配线架、楼层配线架及其有源设备等属于转接点，它们在布线系统中只是转接和交换传送信息。设备间的系统集成设备和信息插座所连接的终端设备是访问结点，它们是信息传送的源结点和目标结点。一个信息点即可以连接一台数据或语言设备，也可以连接一台图像设备，还可以连接一个传感器4.1.1 常用的拓扑结构见图 4-1（ a） (b) (c) (d) (e)(a)星状拓扑结构 (b)环状拓扑结构 （ c）总线拓扑结构 （
18、d）网状拓扑结构 （ e）树状拓扑结构图 3-1 综合布线系统常见的拓扑结构星状拓扑结构是综合布线系统中最为常用的网络拓扑结构。对于由多个建筑物构成的大规模综合布线系统来说，系统存在建筑群配线架、建筑物配线架和楼层配线架。为实现系统的灵活布线和满足系统通信速度发展要求，通常采用星状拓扑结构。星状拓扑结构由一个中心主结点（主配线架）向外辐射到各从结点（楼层配线架） 。由于每一条从中心结点到从中心结点的线路均与其它线路相对独立，所以布线系统设计是一种模块化设计，主结点采用集中式访问控制策略。下图是一种改进的星状拓扑结构，该拓扑结构实际上是一种网状星形拓扑结构，它在两个建筑物配线架之间（ BD 与
19、BD 之间） 、楼层配线架之间（ FD 与 FD 之间）用电缆或光纤连接，构成分级的星状拓扑结构。提高了系统的可靠性，同时也提高了系统的造价和维护难度。4.1.2 拓扑结构的选择原则总体而言，拓扑结构的选择应综合考虑系统吞吐量、响应时间、可靠性、接口特性、软件开销、建筑结构以及经济性要求。具体选择时应注意以下基本原则：（ 1）可靠性。要保障系统中一个结点出现故障不能使整个布线系统瘫痪，要保障故障容易检测和隔离（ 2）灵活性。要保障系统可以方便地移动、增加或删除与水平布线相连接的信息点（ 3）可扩充性。要保障系统未来扩充发展的需要，路由要短，同时要保障安全，应便于扩充与安装，4.1.3 综合布线
20、系统功能结构（ 1）通用电缆的功能元件。建筑群交接器件（ CD）；建筑群主干电缆、建筑群主干光缆；建筑物交接器件（ BD）；建筑物主干电缆、建筑物主干光缆；楼层交换器件（ FD）；水平电缆、水平光缆；转结点（任选）（ CP）；信息插座或通信出口（ TO）。这些功能元件连接在一起，形成子系统。（ 2）电缆子系统。综合布线有三个子系统：建筑群主干线、建筑物主干线和水平电缆线。电缆子系统连接在一起，形成如图 5-22 所示的综合布线结构。分配器将提供电缆的配置方法，以便形成总线、星状和环状等不同的布局。（ 3）建筑群主干线电缆子系统。建筑群主干电缆子系统由 CD 延伸到单独建筑物中布置的 BD。它包
21、括建筑群主干线电缆、建筑物主干电缆的机械终端（在 CD 和 BD 及 CD 的交叉接线点，建筑群主干电缆还可以连接BD）（ 4）建筑物主干电缆子系统。建筑物主干电缆子系统由 BD 延伸到FD。该子系统包括建筑物主干电缆、建筑物主干电缆的机械终端（在 BD和 FD 处）以及 BD 处的交叉接线。建筑物主干电缆没有 TP，铜主干电缆也应没有接头（ 5）水平电缆子系统。水平电缆子系统由 FD 延伸到 TO。该子系统包括有水平电缆、 FD 处的水电缆的终端、 FD 和 TO 处的交叉接线。从 FD到 TO 的水平电缆应是连续的。如果需要，在 FD 和任一 TO 之间允许有CP。应保持水平电缆的传输特性
22、曲线。 CP 处的进线和出线对和光纤应保持 1： 1 对应连接。 CP 处的所有电缆元件应以机械方法进行终接。 CP 不得用作管理点（即不得用作交叉接线），并且此处不得布置专门的应用设备。（ 6）工作区电缆。工作区电缆将 CP 连接到终端设备。它是非永久性的、专用的，因此不属于国际标准范围。关于工作区电缆长度和传输性能已作了假设，这些假设在相关时进行了鉴别。4.2 综合布线的总体方案详见下图 4-4服 务 器 服 务 器电 脑 机 房 主 配 线 架单 孔 信 息 插座 双 孔 信 息 插 座图 4-4 综合布线系统总体方案注：1. 这个布线系统是灵活的星形的物理结构，它可以通过不同的适配器或
23、网络设备构成不同的逻辑结构，既适合于电话系统的需求，又适合计算机网络系统、保安监视系统、楼宇自动控制的要求，整个布线系统为两级星形结构。这样便实现了整个布线系统在连接、配置上的灵活性2. 图中省略掉 LIU,HUB 等设备5 综合布线的应用5.1 综合布线可支持系统可支持下列系统：1.全数字式程控交换机系统；2.语音信箱、电子信箱、语音应答和可视图文系统；3.建筑物内无绳电话通信系统、可视电话、电视会议系统；4.卫星通信系统；5.建筑物内信息管理系统、办公自动化系统、监控系统（楼宇自动化管理）6.建筑物内、外各信息传输网络管理系统；7.共用天线电视系统、公共广播传呼系统8.火灾报警与消防联动控
24、制系统；9.公共安全管理系统，其中包括：（ 1）保安监视电视系统；（ 2）防盗报警系统；（ 3）出入口控制系统（ 4）安保人员巡更系统；（ 5）访客对讲及其报警系统；（ 6）汽车库综合管理系统；（ 7）计算机安全综合管理系统。5.3 综合布线相关问题1.在考虑要连接的其它系统时，要充分考虑到工程的性质、功能、环境条件、用户要求和土建要求，从技术质量、产品供货、投资等方面综合考虑。综合布线系统的费用要包括：设备费用、材料（线缆、管材、线槽）费、系统所占用的土建面积其中有（弱电竖井、设备间、控制室） 、管理人员的多少等。2.要具有开放性、可扩性和可靠性的特点。综合布线系统通常要采用模块化的灵活结构
25、。3.系统设备用电要有可靠的交流电源供电，为了保证供电的可靠性，需要采用双电源供电方式，并考虑备用电源。4.要有良好的接地5.在易燃的区域和大楼竖井内没有用钢管保护的电缆或光缆，已采用防火和防毒的电缆。6 结论通过本课题对于综合布线的应用有了进一步的理解，综合布线的重要性完全体现在智能建筑的各个方面，布线系统的特点、组成、标准等通过本课题展现在眼前， 楼宇综合布线系统 (PDS)是现代化大楼内部的 “信息高速公路 ”，是信息高速公路在现代大楼内的延伸。人们将后工业时代的环保意识和安全舒适的内容注入到智能化工程的设计思想，在继承节能、高效的原则基础上，对人的活动空间、温湿度、光照等舒适性因素进行
26、了更加细化和优化的智能管理。具有楼宇自动化系统的建筑物提供舒适的工作环境，以及综合性自动化监控管理功能。智能建筑不仅仅可为人们提供舒适、便利的环境，还具有可持续发展的节能功效。智能建筑应该成为人类与自然和谐共存，可持续发展的建筑。参考文献1 建筑工程设计施工系列图集 北京：中国建材工业出版社， 20032 薛松 . 智能建筑与综合布线系统 .北京：人民邮电出版社， 20023 郑强，么达 智能建筑设计与施工图集（ 2） 中国建筑工业出版社，20024 薛松石。 智能建筑设计与施工图集（ 3） 北京：中国建筑工业出版社， 20025 景政刚。智能建筑设计与施工图集（ 4） 北京：中国建筑工业出版社，20036 朱立彤，孙兰 智能建筑设计与施工图集（ 5）中国建筑工业出版社，20037 孙景芝， 建筑智能化系统概论 高等教育出版社， 20058 智能建筑弱电工程设计施工图集 北京 中国建筑标准设计研究所出版
