图书馆综合布线系统设计.docx
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图书馆综合布线系统设计
河北经贸大学图书馆综合布线系统设计
一、综合布线系统的概况
智能建筑综合布线的定义：
建筑物与建筑群综合布线系统（PDS），又称开放式布线系统（OCS），也称建筑物结构化综合布线系统（SCS）。
按照功能则可称为综合布线系统，是建筑智能系统工作的重要组成部分。
建筑智能系统成为一项重要的工程项目和工作技术。
综合布线系统的特点：
其优越性主要表现在兼容特性、开放特性、灵活性、可靠特性、经济特性、先进特性等几个方面。
二、经贸图书馆大楼综合布线系统的需求分析
图书馆依托现代信息技术大力发展的同时也对其建筑技术或设备提出了新的要求。
图书馆建筑的综合布线仅是其中一例。
图书馆大楼综合布线系统的目标是：
为图书馆计算机网络系统数据、图像及控制信号提供统一的传输线路、设备接口和高质量的传输性能。
全面实现图书馆管理的智能化、集成化，把图书馆计算机通信网络建成一个高起点、高标准、功能设施一流、且具有高开放性和平滑升级性的网络平台。
作为图书馆大楼智能化系统的基础平台——综合布线系统将为整个图书馆的语音通信、宽带数据、图像联网、图书馆管理系统及网站建设提供高质量的传输通道。
图书馆大楼内的各个功能区通过高性能的结构化综合布线系统连接起来，组成一套具备高传输带宽的、结构化的信息高速公路。
2.1工程概况
中心机房设在5楼，是整个大楼的语音/数据中心。
依据招标要求：
大楼信息点总数为500点，采用超5类布线系统，部份点位采用光缆到桌。
作为信息传输基础的综合布线系统，其设计的重点是：
以中心机房为核心，将办公楼的各楼层配线架用光缆和大对数电缆与中心机房联成一个有机的整体，使系统具备稳定可靠、高速率、标准、开放、灵活、适用、可扩展的性能特点，从而满足新办公楼不同形式的应用要求。
2.2应用需求分析
作为信息传输基础的综合布线系统，必须支持现在以及未来语音、数据、视频会议、控制等信息高速传输的要求，为新闻采集、编辑、传送、出版等系列工作走向信息化、网络化奠定基础。
要想建立一套高效的信息网络，必须有一套完整的高品质综合布线系统！
针对用户的需求和本布线工程的性质，我们推荐使用美国AVAYASYSTIMAX®SCS结构化布线系统。
这是一套针对宽带综合数字业务网需求而特别设计的高品质布线系统，符合中华人民共和国邮电部部颁布线标准“大楼通信结构化布线系统规范”，一经推入市场便立即获得了全球广泛的响应。
AVAYA公司的SYSTIMAX.SCS是一个端对端的全套布线解决方案，所有产品都是由AVAYA公司独家研发、生产，而没有任何一种产品是由其他厂家OEM生产的，这就充分保证了产品性能的完整性和优良的匹配性。
根据要求及建筑平面图纸，我们对目前及将来智能化的应用作以下分析：
1.总体需求
◇满足主干1000Mbps,水平100Mbps交换到桌面的网络传输要求；
◇主干光纤的配置冗余备份，满足将来扩展的需要；
◇满足与电信及自身专网的连接；
◇信息点功能可随需要灵活调整；
◇兼容不同厂家、不同品牌的网络设备；
2.功能需求：
本设计中的综合布线系统应当能满足下述通信需要：
◇电话；
◇计算机网络；
◇具备实现BAS、CAS、OAS、SCS等系统网络集成的条件；
◇具备实现视频传输的条件；
◇其他符合布线标准的信号、数据传输；
3.性能需求：
有服务效率、服务质量、网络吞吐率、网络响应时间、数据传输速度、资源利用率、可靠性、性能/价格比等；
◇根据本工程的特殊性，语音点和数据点使用相同的传输介质，即统一使用超5类4对双绞电缆，以实现语音、数据相互备份的需要；
◇对于网络主干，数据通信介质全部使用光纤，语音通信主干使用大对数电缆；光缆和大对数电缆均留有余量；
◇对于其他系统数据传输，可采用超5类双绞线或专用线缆；
◇支持目前水平100M、主干1000M的网络应用，及未来扩展的需要；
4.环境需求：
主要指地理分布，用户数量及其位置，用户之间的距离，用户群的组织特点，还有特殊的限制（如电缆等介质的布线是否有禁区）等；本工程中，布线主要在室内，在工地现场勘测时没有发现有特殊限制等。
5.其他子系统（如办公自动化系统，设备控制系统等）对网络系统提出的要求；
6.设计约束：
遵守其他标准，各行业的特点对网络的特殊要求，投资对布线设计的影响等。
2.3信息点需求
依据要求：
大楼各办公室的语音点和数据点已作了明确的数量要求，设计时按标书要求将信息点合理分布至各房间合适位置。
我方建议在一楼售饭台增加1个双口信息插座，用于今后‘一卡通消费管理’；在地下停车场出入口位置增设1个双口信息插座，用于‘停车场管理系统’。
详细信息点统计见下表：
信息点位统计表
序号楼层楼层功能说明数据点语音点合计楼层配线间备注
1地下层2FD1FD1配线间设在二层控制室
2一层85
3二层102
4三层105
5四层120MDMD配线间设在五层机房,既是楼层配线间，也是主配线间。
6五层88
7顶帽2
8总计504
在本方案中，我们共配置了504个信息点；其中168个语音点，336个数据点。
语音点和数据点互为备份。
2.4配线间的划分及设置
如上表所示，在水平信息点数量及点位确定的前提下，根据建筑的长宽尺寸及信息点线缆长度≤90米的要求，对配线间作出如下配置：
FD1楼层配线间－设在二楼弱电井的202室，负责管理1层、2层、3层的信息点；
MD总配线间－设在5楼中心机房，负责管理4层、5层、顶层的信息点，及整个大
楼的主干光缆、主干电缆；MD配线架既是主配线架，也是楼层配线架，是整个综合布线系统的汇集中心。
2.5系统的设计目标
考虑到综合布线系统对一次性施工的要求较高，为保证综合布线系统的先进性、适用性、稳定性和可靠性，并适应未来计算机网络快速发展的要求，在本次规划设计中我们选用了高品质的AVAYA布线产品。
综合目前各布线厂家的解决方案和发展趋势，我们推荐使用的美国AVAYA超5类布线产品可以很好地保证目前和将来的应用需求，易于网络升级，避免系统在短期内步入技术落后的淘汰周期，最大限度地保护用户投资。
我们的设计目标：
选择先进、高品质的综合布线产品，以高的性能指标、好的工艺性能确保综合布线系统能够满足智能化系统应用的要求；
使用光纤作为系统主干，冗余配置，提高系统宽带并防止电磁干扰，适应未来发展；
主干光缆可支持1Gbps以上的网络数据传输速率，水平超5类电缆可支持100Mbps以上的网络数据传输速率；
星型的拓扑结构，支持各种形式的网络应用；
为办公楼提供全方位的应用平台，支持办公网络设备、各种采编设备及保安设备等的系统集成；
以机柜型配线系统为核心，努力提高系统的可靠性和安全性；
综合考虑各智能系统对综合布线系统的要求，为各弱电系统集成提供传输通道；
具有开放式的结构，能与众多厂家的产品兼容，具有模块化、可扩展、面向用户的特点；
能完全满足现在以及今后在语音、数据及影像通信方面的需求，能将语音、数据与影像等方面的通信融于一体，可应用于各种局域网络（LAN）；能适应将来网络结构的更改或设备的扩充；
三、系统功能
本设计提出的综合布线系统实现了图书馆设备的网络物理层上的相互联系，满足系统间信息共享的要求，为图书馆集中管理以及与Internet的连接建立了基础设施。
具体来说，本方案设计的布线系统可以支持以下各类应用及设备。
话音：
程控交换机、电话、传真等。
数据：
快速以太网、千兆以太网、1.2GATM、TCP/IP、INTERNET、INTRANET等。
视频：
闭路电视监控、电视会议、可视图文、自动控制等音、视频和控制信号。
四、系统设计依据及设计原则
1.设计原则。
（1）先进性。
布线系统的设计目标决定了系统必须采用先进的方法和设备，即要反映当今的水平，又应具有发展的潜力。
由于布线系统是一项在规定时间内投入运行的工程，因此系统所涉及的技术必须是成熟和先进的。
（2）开放性。
布线系统应具有开放性。
一方面布线系统能适应不同功能的要求，同时又能支持不同厂家相应的设备。
（3）实用性。
布线系统在现在和将来能适应技术的发展，实现资料和语音通信。
（4）灵活性。
布线系统应能满足灵活通用的要求。
（5）模块化。
布线系统中，除固定于建筑物中的线缆外，其余所有接插件均是模块化的标准件。
（6）扩充性。
布线系统是要能扩充的，以便将来要扩展时，可以方便地将设备扩充进去。
2.设计依据。
EIA/TIA-568民用建筑线缆标准、EIA/TIA-569民用建筑通信信道和空间标准、EIA/TIA-607民用建筑中通信接地标准、GB/T7427-87通信光缆的一般要求、IEEE802.3总线局域网国际标准、TPDDI铜线分布式资料接口局域网标准、ATM异步传输网标准、RS232，X.21，RS422RS485等异步和同步标准等。
五、各子系统设计方案
1.连接方式。
E：
设备C：
连接点T：
终端设备
2.设计等级。
综合布线系统为了满足高质量的高频宽带信号，所以在设计时，参照综合型设计标准，综合型设计标准适用于建筑物配置标准较高的场所，采用有线非屏蔽双绞线的组网方式。
3.结构化布线系统的结构。
根据需求，结构化布线系统分解成以下五个模块进行设计：
工作区子系统、水平布线子系统、管理子系统、主干子系统、设备子系统。
1.垂直主干子系统设计
主干子系统（也称垂直子系统，RiserBackboneSubsystem）是建筑物内综合布线系统的主干部分，指从主配线架（BD）至楼层配线架（FD，FloorDistributor）之间的缆线及配套设施组成的系统。
两端分别敷设到设备间子系统或管理子系统及各个楼层水平子系统引入口处，提供各楼层电信室、设备室和引入口设施之间的互联，实现主配线架与楼层配线架的连接。
图书馆主干布线应当采用光缆，以构建吉比特或10吉比特网络，适应大量用户并发访问及多媒体数据传输所导致的带宽需求。
（1）敷设路由和方式。
如果图书馆内预留有电信井或电信间，那么应当将主千光缆敷设在其中的桥架内。
否则，可以在建筑物水平中心位置垂直安装一个专用管道，用于楼层之间的光缆布线。
电信管道应当选择在水平中心位置，以保证水平布线的距离最短，不会超过双绞线所允许的100m最大传输距离。
（2）布线材料。
①光缆。
图书馆的垂直布线系统应当选择室内光缆。
室内光缆的抗拉强度较小，保护层较差，但也更轻便、更经济。
由于建筑物主干布线的距离通常部比较短，建议选择使用8~12芯50/125μm室内多模光纤，以实现吉比特或10吉比特的传输速率。
②光缆配线架。
各楼层光缆配线架主要用于连接垂直主干光缆（如果水平布线也使用光缆时，也可并入该终端盒），因此需要的光纤端口数量较少，大致为6~8个。
建筑物主光缆配线架用于连接各楼层光缆配线架，需要的光纤端口数量较多，大致为楼层数×8。
当一个光缆配线架不敷使用时，可以采用多个终端盒为光缆提供接口。
光纤适配器被固定于光纤终端盒内或信息插座上，用于实现光纤连接器之间的连接，并保证光纤之间保持正确的对准角度。
2.管理子系统设计
管理子系统设置在各楼层的设备间内，由配线架、接插软线和理线器、机柜等装置组成，主要功能是实现配线管理及功能变换，连接水平于系统和主干子系统。
管理是针对设备间和工作区的配线设备和缆线按一定规模进行标志和记录的规定，内容包括管理方式、标识、色标、交叉连接等。
管理子系统采用交连和互联等方式管理垂直电缆和各楼层水平布线子系统的电缆，为连接其他子系统提供手段。
布线系统的灵活性和优势主要体现在管理子系统上。
管理子系统采用单跳线方式，使用双绞线或光纤软跳线实现网络设备与跳线板之间的跳接。
只要简单地跳一下线，即可完成任何结构化布线的信息插座对任何一类智能系统的连接。
"一插一拔"，既方便、稳定，又便于管理。
所有切换、更改、扩展和线路维护均可在配线柜内迅速完成，极大地方便了线路重新布置和网络终端连接的调整。
（1）设计要求。
图书馆各楼层均应设置电信间。
电信间内使用标准机柜，并根据信息点的数量安装双绞线和光纤配线架。
管理子系统在实施时要求如下。
●综合布线系统管理间、设备间里的设备全部安装在标准19英寸宽的机柜内。
设备主要包括支持双绞线的RJ-45标准接口跳线盘、支持语音系统的IDC连接模块及布线框、辅助性的导线架等。
●机柜或机架的垂直偏差度不大于3mm，安装应牢固。
各类接线模块应完整，安装就位，标志齐全，面板应保持在一个水平面上。
安装机架、配线设备及金属钢管应符合设计要求，并保持良好的电气连接。
（2）布线产品。
①配线架。
配线架用于在设备间终接水平布线电缆。
配线架应当根据楼层内信息点的数量选择24口或48口。
另外，配线架必须与水平布线电缆采用同一标准，或者全部为超5类非屏蔽系统，或者全部为6类非屏蔽系统。
②跳线。
管理子系统所使用的跳线有两类，即光纤跳线和双绞线跳线。
光纤跳线用于实现光纤终端盒与汇聚交换机或核心交换机的连接，应用于垂直主干布线和建筑群布线。
交换机光纤端口大多为SC端口（GBIC模块）或LC端口（SFP模块），而光纤终端盒刚采用ST适配器，因此光纤也应当分别采用SC-ST光纤跳线和STLC光纤跳线。
另外，由于垂直主干布线采用多50/125μm多模光纤，而建筑群布线采用9/125μm单模光纤，因此应当根据布线光缆的型号选择与之相匹配的光纤跳线。
双绞线跳线用于实现水平布线配线架与工作组交换机的连接。
跳线应当选择与配线架、水平布线完全相同的布线系统，并执行相同的布线标准（建议采用T568B标准）。
建议采用不同颜色的跳线区分不同的用户组。
③理线器。
理线器用于整理跳线，使之变得整齐、条理。
④桥架。
桥架用于水平和主干的架空式布线，适用于信息点数量较多的布线场合。
垂直主干布线建议选择槽式桥架，其封闭式结构适用于无天花板或电磁干扰比较严重的布线环境。
⑤机架。
机架用于固定配线架和光缆配线架，实现线缆管理，并节约占地空间。
⑥标签。
标签贴在机柜和配线架上，用于标识所有端口所处的位置，便于日后的管理与维护。
⑦扎带。
扎带用于捆扎、固定和整理线缆，便综合布线系统更加整齐、利落。
双绞线、室外光缆和室内光缆应当分别使用不同类型的尼龙扎带，前者宜使用硬质扎带，而后者则宜使用软质扎带。
3.水平子系统设计
水平子系统（HorizontalSubsystem）局限于同一楼层的布线系统，指由每个楼层配线架（FD）至工作区信息插座（TO,TelecommunicationsOutlet）之间的线缆、信息插座、转接点及配套设施组成的系统。
水平线缆的一端与管理子系统（每个配线间的配线设备）相连，另一端与工作区子系统的信息插座相连，以便用户通过跳线连接各种终端设备，实现与网络的连接。
考虑到应用需求的不断增长，图书馆水平子系统建议采用6类4对非屏蔽双绞线连接各工作区的信息插座与木层配线间的配线架。
水平子系统应当按楼层各工作区的要求设置信息插座的数量和位置，设计并布放相应数量的水平线路。
为了简化施工程序，水平子系统的管路和缆线的设计和施工应当与建筑物同步进行。
（1）敷设方式。
由于图书馆楼道内装饰有天花板，并且信息点数量较多，因此应当借助开放式桥架以架空方式实施布线。
（2）布线产品。
①双绞线。
水平布线电缆应选用6类非屏蔽双绞线提供更高的数据传输宽带，适用于更丰富、更复杂的网络应用，考虑到布线经济问题。
拥有大量信息点的电子阅读室也可采用超5类非屏蔽双绞线。
②开放式桥架。
由于水平布线隐藏于楼道天花板内，为了便于布线施工。
线路的维护和信息点数量的扩充，可采用开放式桥架实现双绞线的敷设。
图1所示为固定于楼道天花板上的开放式架。
4.设备间子系统设计
设备间子系统（EquipmentRoomSubsystem）是建筑物中的电信设备、计算机网络设备及建筑物配线设备（BD）安装的地点，同时也是网络管理的场所，由设备间电缆、连接器和相关支撑硬件组成，将公用系统设各的各种不同设备连接在一起。
图1开放式桥架
（1）设计要求。
设备间是一个安放共用通信装置的场所，是通信设施、配线设备所在地，也是线路管理的集中点。
设备间子系统由引入建筑的线缆、各种公共设备（如网络服务器、各种控制系统、网络互联设备、监控设备）和其他连接设备（如主配线架）等组成，把建筑物内公共系统需要相互连接的各种不同设备集中连接在一起，完成各个楼层水平子系统之间的通信线路的调配、连接和测试，并建立与其他建筑物的连接，形成对外传输的通道。
每个楼层的电信间事实上也是一个设备间。
原因很简单，因为每个楼层都要设置1台以上的接入层交换机，借助水平布线和工作区布线（采用双绞线）实现与本楼层每台计算机的接入。
同时，借助垂直主干布线（采用多模光绳）实现与汇聚交换机的连接，从而实现楼宇内所有计算机之间的相互连接。
除此之外，图书馆还应当单独设置一个主设备间，，用于安装汇聚交换机、网络服务器、网络存储设备等网络产品。
设备间之间的互联拓扑结构如图2所示。
图2设备间
（2）布线方式。
设备间内线缆的敷设采用两种方式，一是采用开放式桥架，敷设水平子系统和垂直子系统的进室线缆;二是在防静电地板下敷设，用于设备间内的网络综合布线及网络设备之间的互联。
（3）布线产品。
①机柜。
机柜被用于安装和固定配线袋、服务器和网络设备。
机柜通常采用全封闭结构，具有增强电磁屏蔽、削弱设备工作噪音、减少设备地面面积占用等优点。
对于一些高档机柜，还具备空气过滤功能，以提高精密设备工作环境质量。
机柜标准尺寸为19英寸，与机架式交换机、服务器等尺寸是一致的。
机柜的深度一般为800mm-2000mm，根据机柜内设备的尺寸而定。
常见的成品机柜深度为800mm和1000mm，前者用于安装机架式网络设备，后者用于安装机架式服务器。
机柜高度一般为700mm-2400mm，根据机柜内设各的数量和规格而定。
常见成品高度为1600mm和2000mm。
机柜内设备安装所占用高度用一个特殊的单位"U"表示，1U=44.45mm。
使用19英寸标准机柜的设备面板一般都是按nu规格制造，对于一些非标准设备，大多可以通过附加适配挡板装入19英寸机箱并固定。
常见的机柜规格有20U、30U、35U和40U等几种。
②网络设备。
楼层设备间的网络设备主要是接入层交换机。
由于垂直主干布线采用光缆，因此接入层交换机必须拥有吉比特光纤端口。
图书馆主设备间的网络设备主要是汇聚层交换机，向下用于连接各楼层的接入层交换机，向上实现与核心交换机的互联。
由于图书馆内往往拥有数百台计算机，因此汇聚层交换机应当选用模块化三层交换机。
另外，考虑到图书馆本身的特殊性，还应当配置认证服务器、web服务器、视频服务器、文件存储服务器、数据库服务器等网络服务器。
5.工作区子系统设计
工作区是指包括办公室、写字间、作业问、机房等需要电话、计算机或其他终端设备（如网络打印机、网络摄像头等）等设施的区域和相应设备的统称。
工作区子系统（WorkAreaSubsystem）处于用户终端设备（如电话、计算机、打印机等）和水平子系统的信息插座（TO）之间，起着桥梁的作用。
该子系统由终端设备至信息插座之间的连接器件组成，包括跳线、连接器或适配器等，实现用户终端与网络的有效连接。
工作区子系统的布线一般是非永久性的，用户根据工作需要可以随时移动、增加或减少，既便于连接，也易于管理。
根据标准的综合布线系统设计，在每个信息插座旁边要求有1个单相电源插座，以备计算机或其他有源设备使用，信息插座与电源插座间距不得小于20cm。
墙面型信息插座通常安装在离地面30cm处。
室内的布线主要包括高架地板布放式和埋入式两种布线万式，根据不同的应用环境选择使用。
①高架地板布放式。
图书馆主设备间、电子阅览室及其他安装昂贵电子设备的场合应当采用高架防静电地板，此时应采用高架地板布放方式。
该万式施工简单、管理方便、布线美观，并且可以随时扩充。
先在高架地板下安装布线管槽，然后将缆线穿入管槽，再分别连接至安装于地板的信息插座和配线架即可。
电子阅览室信息点设计和计算机的排放如图3所示。
图3电子阅览室信息点设计
②埋入式
所谓埋入式，是指将线缆传入PVC槽内，或者买入地板垫层中或墙壁内，适用于办公室、书库、检索大厅、研究室或其他信息点数量较少的场所。
图书馆施工时，必须在墙内预先设计并埋设布线管槽。
对于大开间的办公场所或检索大厅，除了可以将信息插座埋入墙壁内，还可以依据实际需要埋入地板中。
六防雷接地
1.设计依据及原则
1.1设计依据
建筑物防雷设计规范BG50057-94
电子计算机机房设计规范GB50174-93
JGJ/T16-92民用建筑电器设计规范
计算站场地安全要求GB9361-88
1.2设计原则
由于机房雷电防护系统对所保护系统的业务正常运行具有非常重要的作用,因此雷电防护系统应具备先进性、可靠性、易维护、易升级等方面的突出特性。
防雷工程设计及设备的选择应遵从以下的原则：
可靠性原则
设计系统雷电防护工程应最先考虑的问题就是可靠性。
在工程的设计中不一定要求最先进，但一定要用最成熟可靠的产品和技术，有些新技术确实在某些方面有优势，但还需要更多的时间去考验，在网络系统的雷电防护中应选择被广泛应用和证实的可靠产品和技术。
实用性原则
本着一切从用户实际角度出发，配置防雷保护系统不是给用户花钱，而是在保护用户的投资，保证网络系统的正确运行；实用性就是能够最大限度的满足实际工作要求，从实际应用的角度来看，这个性能更加重要。
开放性、可扩充、可维护性原则
雷电防护技术是不断发展变化的，为了保证用户的投资，所选产品必须符合国际标准及流行的工业标准，这样才能对网络的未来发展提供保证。
经济性原则
整个防雷保护的建设要坚持实用为主，根据投资的强度选择有实用价值，在满足系统需求和前提下，应尽可能选用性能价格最好，可靠性高、可维护性好的产品，选用性能价格比高的设备，尽快投入使用，并使整个系统能安全可靠地运行，以便节省投资，以最低成本来完成计算机网络系统防护的建设。
2.雷电的入侵和危害
具体地说，雷电防护工作的第一步就是首先应确认雷害侵入计算机系统的各种途径，（即了解客户的实际需求），在这个基础上，依据系统雷电防护的
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