第3章

　　水平子系統(tǒng)的設計與安裝

　　本章要點：

　　掌握水平子系統(tǒng)的基本概念；

　　熟悉水平子系統(tǒng)的設計原則和設計步驟；

　　熟悉水平子系統(tǒng)纜線的選擇，掌握纜線長度的計算方法；

　　熟悉水平子系統(tǒng)的各種布線方式，掌握管槽、纜線的敷設技巧。

　　3.1基 本 概 念

　　水平子系統(tǒng)是由連接各辦公區(qū)的信息插座及各樓層配線架之間的線纜構成的,在GB 50311��2007國家標準中也稱為配線子系統(tǒng)。水平子系統(tǒng)一般在同一個樓層上，是從工作區(qū)的信息插座開始到管理間子系統(tǒng)的配線架，由用戶信息插座、水平電纜和配線設備等組成，如圖3��1所示。

　　圖3��1水平子系統(tǒng)示意圖

　　水平子系統(tǒng)的設計涉及水平布線子系統(tǒng)的傳輸介質及組件的集成，水平布線子系統(tǒng)的傳輸介質包括銅纜和光纜，組件包括8針腳模塊插座以及光纖插座，它們被用來連接工作區(qū)的銅纜和光纜。

　　3.2設 計 原 則

　　在水平子系統(tǒng)的設計中，一般遵循下列原則。

　　1. 性價比最高原則

　　這是因為水平子系統(tǒng)范圍廣、布線長、材料用量大，對工程總造價和質量有比較大的影響。

　　2. 預埋管原則

　　認真分析布線路由和距離，確定纜線的走向和位置。新建建筑物優(yōu)先考慮在建筑物梁和立柱中預埋穿線管，舊樓改造或者裝修時考慮在墻面刻槽埋管或者墻面明裝線槽。因為在新建建筑物中預埋線管的成本比明裝布管、槽的成本低，工期短，外觀美觀。

　　3. 水平纜線最短原則

　　為了保證水平纜線最短原則，一般把樓層管理間設置在信息點居中的房間，保證水平纜線最短。對于樓道長度超過100m的樓層，或者信息點比較密集時，可以在同一層設置多個管理間，這樣既能節(jié)約成本，又能降低施工難度，因為布線距離短時，線管和電纜也短，拐彎減少，布線拉力也小一些。

　　4. 水平纜線最長原則

　　按照GB 50311國家標準規(guī)定，銅纜雙絞線電纜的信道長度不超過100m，水平纜線長度一般不超過90m。因此在前期設計時，水平纜線最長不宜超過90m。

　　5. 避讓強電原則

　　一般盡量避免水平纜線與36V以上強電供電線路平行走線。在工程設計和施工中，一般原則為網絡布線避讓強電布線。

　　如果確實需要平行走線時，應保持一定的距離，一般非屏蔽網絡雙絞線電纜與強電電纜距離大于30cm，屏蔽網絡雙絞線電纜與強電電纜距離大于7cm。

　　如果需要近距離平行布線甚至交叉跨越布線時，需要用金屬管保護網絡布線。

　　6. 地面無障礙原則

　　在設計和施工中，必須堅持地面無障礙原則。一般考慮在吊頂上布線，樓板和墻面預埋布線等。對于管理間和設備間等需要大量地面布線的場合，可以增加抗靜電地板，在地板下布線。

　　3.3設 計 步 驟

　　水平子系統(tǒng)的設計步驟一般為：

　�。�1） 需求分析。根據用戶對建筑物綜合布線系統(tǒng)提出的近期和遠期設備需求來分析。

　�。�2） 閱讀建筑物圖紙。根據建筑物建筑平面圖，確定建筑物信息插座的數(shù)量類型及安裝位置。

　�。�3） 規(guī)劃和設計。確定每個布線區(qū)的布線方式及布線路由圖。

　�。�4） 材料統(tǒng)計。確定每個布線區(qū)的電纜類型及計算電纜長度，為確認的水平布線子系統(tǒng)訂購電纜和其他材料。

　　一般工作流程如圖3��2所示。

　　圖3��2水平子系統(tǒng)設計步驟

　　3.3.1需求分析

　　需求分析對水平子系統(tǒng)的設計尤為重要，因為水平子系統(tǒng)是綜合布線工程中最大的一個子系統(tǒng)，使用材料最多，工期最長，投資最大，也直接決定每個信息點的穩(wěn)定性和傳輸速度，對后續(xù)水平子系統(tǒng)的施工是非常重要的，也直接影響網絡綜合布線工程的質量、工期，甚至影響最終工程造價。

　　智能建筑往往各個樓層功能不同，甚至同一個樓層不同區(qū)域的功能也不同，建筑結構也不同，這就需要針對每個樓層，甚至每個區(qū)域布線路由進行分析和設計。例如，地下停車場、商場、餐廳、寫字樓、賓館等樓層信息點的水平子系統(tǒng)有非常大的區(qū)別。

　　由于水平子系統(tǒng)往往覆蓋每個樓層的立面和平面，布線路徑也經常與照明線路、電器設備線路、電器插座、消防線路、暖氣或者空調線路有多次的交叉或者并行，因此不僅要與技術負責人交流，也要與項目或者行政負責人進行交流。在交流中重點了解每個信息點路徑上的電路、水路、氣路和電器設備的安裝位置等詳細信息。在交流過程中必須進行詳細的書面記錄，每次交流結束后要及時整理書面記錄。

　　3.3.2閱讀建筑物圖紙

　　認真閱讀建筑物設計圖紙是不能省略的程序，通過閱讀建筑物圖紙掌握建筑物的土建結構、強電路徑、弱電路徑，特別是主要電器設備和電源插座的安裝位置（在第2章工作區(qū)子系統(tǒng)的設計中已經講解了電源插座的規(guī)劃和設計），重點掌握在綜合布線路徑上的電器設備、電源插座和暗埋管線等。在閱讀圖紙時，進行記錄或者標記，正確處理水平子系統(tǒng)布線與電路、水路、氣路和電器設備的直接交叉或者路徑沖突問題。

　　3.3.3規(guī)劃和設計

　　1. 水平子系統(tǒng)的拓撲結構

　　建筑綜合布線系統(tǒng)從整體布局上來看是分級星型拓撲結構，當然水平部分在應用上有所區(qū)別。例如，在語音應用中，電纜的連接方式是星型結構，但在計算機網絡應用中的拓撲結構并不一定是星型結構，它可以通過在水平配線架上的跳接來實現(xiàn)各種網絡結構的應用。因此，水平布線應采用星型拓撲結構，如圖3��3所示。從圖中可以看出，水平子系統(tǒng)的線纜一端與工作區(qū)的信息插座端接，另一端與樓層配線間的配線架連接。

　　圖3��3水平子系統(tǒng)拓撲圖

　　2. 水平子系統(tǒng)的布線距離規(guī)定

　　GB 50311��2007國家標準對于水平子系統(tǒng)的線纜長度做了統(tǒng)一規(guī)定，如圖3��4所示。

　　圖3��4水平電纜和信道長度

　　水平子系統(tǒng)的長度應符合以下要求：

　　（1） 在電纜水平子系統(tǒng)中，信道最大長度不應大于100m。其中水平電纜長度不大于90m，一端工作區(qū)設備連接跳線不大于５m，另一端設備間（電信間）的跳線不大于５m。

　�。�2） 信道總長度（包括綜合布線系統(tǒng)的水平纜線和建筑物主干纜線及建筑群主干三部分纜線之和）不應大于2000m。

　�。�3） 建筑物或建筑群配線設備之間(FD與BD、FD與CD、BD與BD、BD與CD之間)組成的信道出現(xiàn)4個連接器件時，主干纜線的長度不應小于15m。

　　具體要求如表3��1所示。

　　表3��1水平子系統(tǒng)各段纜線長度限值表

　　電纜總長度/m 水平布線電纜H/m 工作區(qū)電纜w/m 電信間跳線和設備電纜D/m

　　100 9055

　　998595

　　9880135

　　9775175

　　9770225

　　3. CP集合點的設置

　　對大多數(shù)企業(yè)來說，模塊化的辦公室已經越來越流行。模塊化辦公的基礎依賴一種結構化布線安裝方法，它既可以滿足日后頻繁的移動、增加和變更（MAC），而又無須重新敷設連至電信間的所有水平線纜。為此，設計者需要在水平線纜通道內提供一個靠近辦公區(qū)域的集合點或多用戶電信插座盒，使將來布線系統(tǒng)的重新配置離工作區(qū)更近。

　　ANSI TIA/EIA 568 B.1商用建筑物電信布線標準給集合點(Consolidation Point，CP)下的定義是： 連接建筑物通道的水平線纜和連至家具通道的水平線纜之間的對接位置。CP是水平電纜的轉接點，不設跳線，也不接有源設備； 同一個水平電纜不允許超過一個CP或同時存在轉接點（TP）； 從CP引出的水平電纜必須接于工作區(qū)的信息插座或多用戶信息插座上（北美標準ANSI TIA/EIA 568中有TP(Transition Point)和CP，國際標準ISO/IEC 11801中只有TP）。

　　為了便于變更，集合點應該安裝在一個容易被技術人員訪問的地方。而集合點經常安裝在一個帶鎖的箱體內，如西蒙的CPEV，此配線箱可以被固定在靠近工作區(qū)的柱子或墻壁上。配線箱內的對接一般通過將來自電信間的線纜端接在S110（增強5類）或S210（6類）連接架上來完成。在集合點和工作區(qū)插座之間使用實心雙絞線，線纜的集合點端一般使用S110 或S210現(xiàn)場制作插頭接到連接架上，而工作區(qū)端則直接卡接到插座背面。

　　在某些時候，必須把集合點安裝在吊頂內或架空地板下的特殊設計密閉箱體內，此時的安裝空間會比較局促，特別是在架空地板的環(huán)境下，因此需要使用薄型箱體及使用模塊化插座。連接集合點到工作區(qū)時，需要使用單端RJ��45接頭（使用實心線纜）的模塊化跳線。模塊化插頭端插入集合點的插座/配線架，另一端卡接到工作區(qū)插座的背面。

　　為了保證增強5類或更高的系統(tǒng)性能，西蒙推薦使用工廠原裝和測試過的單端模塊化跳線，比如IC5（增強5類）或IC6（6類）。另外，集合點并不僅限于雙絞線，銅纜集合點節(jié)省時間和節(jié)約開支的優(yōu)勢同樣適用于采用光纖到桌面的用戶。

　　CP的設置需要注意以下幾點。

　　（1） 如果在水平布線系統(tǒng)施工中，需要增加CP集合點時，同一個水平電纜上只允許一個CP集合點，而且CP集合點與FD配線架之間水平線纜的長度應大于15m。CP配線設備容量宜以滿足12個工作區(qū)信息插座需求設置。

　　（2） CP集合點的端接模塊或者配線設備應安裝在墻體或柱子等建筑物固定的位置，不允許隨意放置在線槽或者線管內，更不允許暴露在外邊。

　�。�3） CP集合點只允許在實際布線施工中應用，規(guī)范了纜線端接做法，適合解決布線施工中個別線纜穿線困難時中間接續(xù)，實際施工中盡量避免出現(xiàn)CP集合點。在前期項目設計中不允許出現(xiàn)CP集合點。

　　4. 布線方式

　　水平子系統(tǒng)纜線的路徑在新建筑物設計時易采取暗埋管線，這種設計簡單明了，安裝、維護都比較方便，工程造價也低。一般可分為三種： 直接埋管方式； 吊頂內線槽和支管方式； 適合大開間的地面線槽方式。其他布線方式都是這三種方式的改良型和綜合型。

　　舊建筑（如住宅樓、老式辦公室、廠房）進行改造或者需要增加網絡布線系統(tǒng)時，一般采取明裝布線方式。一般將機柜安裝在每個單元的中間樓層，然后沿墻面安裝PVC線槽到每戶門上方墻面固定插座。

　　已經入住的住宅樓需要增加信息插座時，一般設計在樓道，位于入戶門上方。這是因為每個住戶家里的布局和裝飾結構不同，進入室內施工不方便。

　　3.3.4材料統(tǒng)計

　　1. 線纜用量的估算

　　（1） 確定信息插座的數(shù)量。根據建筑物的平面圖，計算出每層樓的工作區(qū)數(shù)量，以及整個建筑物的工作區(qū)總數(shù)量，并充分考慮用戶對綜合布線系統(tǒng)信息量的需求后，決定該建筑物所采用的設計等級，估算出整個建筑物信息點的總數(shù)。

　�。�2） 確定水平子系統(tǒng)的布線路由。根據建筑物的用途、建筑物平面設計圖、樓層配線間的位置及樓層配線間所服務的區(qū)域、轉接點的位置、水平子系統(tǒng)的布線方式以及信息插座的安裝位置，設計水平子系統(tǒng)布線路由圖。

　　（3） 確定水平子系統(tǒng)線纜類型。綜合布線設計的原則是向用戶提供支持語音、數(shù)據傳輸、視頻圖像應用的傳輸通道。按照水平子系統(tǒng)對線纜及長度的要求，在水平區(qū)段，即樓層配線間到工作區(qū)的信息插座之間，應優(yōu)先選擇4對雙絞線電纜，在配線間與轉接點之間可選25對雙絞線電纜。這種雙絞線電纜具有支持語音和數(shù)據傳輸要求所需的物理特性和電氣特性。因為水平電纜不易更換，所以在選擇水平電纜時應按照用戶的長遠需求配置較高類型的雙絞線電纜。

　�。�4） 水平電纜用量的估算。

　　目前，國際與國內生產的雙絞線長度不等，一般從90m到5km。另外，雙絞線電纜可以以箱為單位訂購，并有兩種裝箱形式： 卷盤形式和卷筒形式。水平子系統(tǒng)的雙絞線電纜一般以箱訂購，而每箱的電纜長度為305m(1000ft)，如有特殊需求時，可按需要的長度訂購。

　　布線前要估算一下線纜的用量，可采用公式3.1進行計算。

　　C=［0.55(L+S)+6］(IO)（3.1）

　　其中，L為配線架連接最遠信息點（IO）的距離； S為配線架連接最近信息點的距離； 6為余量，可根據需要調整（纜線布放時應該考慮兩端的預留，方便理線和端接。在管理間電纜預留長度一般為3～6m，工作區(qū)為0.3～0.6m； 光纜在設備端預留長度一般為5～10m。有特殊要求的應按設計要求預留長度）。

　　這個公式只算出平均線纜的長度C，然后用305除以C，得到一箱線纜可以布幾個點（余數(shù)只舍不入），再用樓層總點數(shù)除以這個值，得到此樓層所需的線纜箱數(shù)即可（因為材料表中的線纜單位是箱而不是米）。

　　水平子系統(tǒng)電纜的數(shù)量按照設計用電纜工作單所需電纜數(shù)量訂購。

　　2. 線纜估算舉例

　　已知某學生宿舍樓有7層，每層有12個房間，要求每個房間安裝兩個計算機網絡接口，以實現(xiàn)100M接入校園網絡。為了方便計算機網絡管理，每層樓中間的樓梯間設置一個配線間，各房間信息插座連接的水平線纜均連接至樓層管理間內。根據現(xiàn)場測量知道每個樓層最遠的信息點到配線間的距離為70m，每個樓層最近的信息點到配線間的距離為10m。請確定該幢樓應選用的水平布線線纜的類型并估算出整幢樓所需的水平布線線纜用量。實施布線工程應訂購多少箱電纜？

　　解答： 由題目可知每層樓的布線結構相同，因此只須計算出一層樓的水平布線線纜數(shù)量即可以計算整棟樓的用線量。

　　要實現(xiàn)100Mbps傳輸率，樓內的布線應采用超5類4對非屏蔽雙絞線。

　　樓層信息點數(shù)N=12×2=24（個）

　　一個樓層用線量C=［0.55(70+10)+6］×24=1200m

　　整棟樓的用線量S=7×1200=8400m

　　訂購電纜箱數(shù)M=INT（8400/305）=28（箱）

　　3.4施 工 技 術

　　3.4.1水平子系統(tǒng)布線方式

　　水平布線是將線纜從配線間連接到工作區(qū)的信息插座上。而對于綜合布線系統(tǒng)設計工程師來說，要根據建筑物的結構特點，從布線路由最短、工程造價最低、施工方便及布線規(guī)范等諸多方面考慮，才能設計出合理的、實用的布線系統(tǒng)。

　　在新的建筑物中，所有的管線都是預埋的(包括強電電纜、樓宇控制電纜、消防電纜、保安監(jiān)控電纜和有線電視電纜等)，所以建筑物內的預埋管道就比較多，往往要遇到一些具體問題，所以在綜合布線系統(tǒng)設計時，應考慮并與相應的專業(yè)設計人員相配和，選取最佳的水平布線方式。

　　水平子系統(tǒng)的布線方式一般可分為三種： 直接埋管方式； 吊頂內線槽和支管方式； 適合大開間的地面線槽方式。其他布線方式都是這三種方式的改良型和綜合型。

　　1. 直接埋管方式

　　直接埋管布線由一系列密封在混凝土中的金屬布線管道組成，如圖3��5所示。這些金屬管道從樓層管理間向信息插座的位置輻射。根據通信和電源布線要求、地板厚度和占用的地板空間等條件，直接埋管布線方式可以采用厚壁鍍鋅管或薄型電線管。

　　老式建筑物由于布設的線纜較少，因此一般埋設的管道直徑較小，最好只布放一條水平電纜。如果要考慮經濟性，一條管道也可布放多條水平電纜�，F(xiàn)代建筑物增加了計算機網絡、有線電視等多種應用系統(tǒng)，需要布設的水平電纜會比較多，因此推薦使用SC鍍鋅鋼管和阻燃高強度PVC管�？紤]到方便于以后的線路調整和維護，管道內布設的電纜應占管道截面積的30%~50%，每根直接埋管在30m處加裝線纜過渡盒，且不能超過兩個90度彎頭。預埋在墻體中間暗管的最大管外徑不宜超過50mm，預埋在樓板中暗埋管的最大管外徑不宜超過25mm，室外管道進入建筑物的最大管外徑不宜超過100mm，如圖3��6所示。

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