王永強 趙玉海 王 磊 吳 兵*

20世紀90年代我國開始推進信息化建設(shè)，在本世紀初已經(jīng)被人們廣泛接受并付諸實踐[1]。隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和應用，信息化已成為實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展和提高競爭力的重要保障。然而根據(jù)國外權(quán)威機構(gòu)的統(tǒng)計表明，總投資額不到整個系統(tǒng)10%的網(wǎng)絡(luò)布線會導致超過60%的網(wǎng)絡(luò)故障[2]。作為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)平臺，網(wǎng)絡(luò)布線的工程設(shè)計與施工是校園信息化建設(shè)的基礎(chǔ)保證。高校的實驗室是進行教學科研的重要場所，如何圓滿完成高校實驗室網(wǎng)絡(luò)布線的工程設(shè)計與施工是本部門的工作重心之一。

1 綜合布線系統(tǒng)的工程設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)是校園建筑物的傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，支持數(shù)據(jù)、語音、視頻等多種設(shè)備，其投資約占整個網(wǎng)絡(luò)投資的5%～7%。大樓的綜合布線、布線橋架、管道等都是基礎(chǔ)建設(shè)，作為基礎(chǔ)建設(shè)不僅要滿足現(xiàn)在的需要，還要考慮今后發(fā)展的需要，因此要做到一次投資長期收益。

1.1 基本要求及可能出現(xiàn)的故障分析

布線設(shè)計與布線質(zhì)量直接影響網(wǎng)絡(luò)的正常運行，安裝工藝是網(wǎng)絡(luò)布線的關(guān)鍵，例如網(wǎng)絡(luò)電纜，尤其是配線箱中的電纜，彎曲角度過于尖銳或捆綁過緊的位置容易產(chǎn)生近端串擾。多個子系統(tǒng)的線路復雜，需要相當?shù)墓こ淌┕ず凸芾斫?jīng)驗，否則會造成不堪設(shè)想的后果，如無法排除的干擾和很低的開通率；沒有完整的文檔資料導致的無法維修。高達50%～70%的網(wǎng)絡(luò)故障均由劣質(zhì)布線系統(tǒng)所引起，網(wǎng)絡(luò)鏈路的強度取決于最薄弱鏈接的質(zhì)量，任何一個系統(tǒng)部件包括接插件如果出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)可能會失去作用。網(wǎng)絡(luò)故障常分為兩類：一是連接故障，多是施工工藝或網(wǎng)絡(luò)意外損傷所致，如接線錯誤、短路開路；二是電氣特性故障，使信號傳輸達不到設(shè)計要求，導致數(shù)據(jù)的丟失或網(wǎng)絡(luò)性能的下降。

1.2 網(wǎng)絡(luò)布線工程設(shè)計流程

科學合理的綜合布線設(shè)計和管理對整個工程的實施具有重要意義，是后期信息化建設(shè)的關(guān)鍵步驟。網(wǎng)絡(luò)布線工程設(shè)計的基本流程如圖1所示，主要包括前期調(diào)研、方案設(shè)計、土建施工、技術(shù)安裝、網(wǎng)絡(luò)測試、文檔管理和故障維護等7個過程。

1.2.1 前期調(diào)研：詢問學校網(wǎng)絡(luò)需求，現(xiàn)場勘察建筑，根據(jù)建筑平面圖等結(jié)算線材用量，信息插座的數(shù)目和機柜定位、數(shù)量，做出布線調(diào)研報告。

1.2.2 方案設(shè)計：根據(jù)勘察數(shù)據(jù)做出布線材料預算表、工程進度安排表。

1.2.3 土建施工：協(xié)調(diào)施工單位與學校進行職責商談，提出布線許可，主要是鉆孔、布線、信息插座定位、機柜定位、做線纜標識。

1.2.4 技術(shù)安裝：主要是打信息模塊、打配線架、機柜內(nèi)部安裝。

1.2.5 網(wǎng)絡(luò)測試：一般測試采用12點測試儀，主要測試通斷情況；深層測試須用線纜測試儀，根據(jù)TSB—67標準，對接線圖、長度、衰減量、近端串擾和傳播延遲五方面數(shù)據(jù)測試，并打印出測試報告。

1.2.6 文檔管理：提供材料實際用量表、測試報告、樓層和樓群配線表，為日后維護提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1.2.7 故障維護：當線路出現(xiàn)故障時，快速響應。

1.3 工程設(shè)計中需要注意的關(guān)鍵問題

綜合布線系統(tǒng)一般由六個子系統(tǒng)構(gòu)成，分別是工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)以及建筑群子系統(tǒng)[3]。每個子系統(tǒng)都涉及若干個關(guān)鍵問題，它決定了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲缶嚯x、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率、連接設(shè)備的選擇和傳輸?shù)目杉嫒菪浴踩?、可靠性及有效性等，因此在綜合布線設(shè)計與施工過程中還需要注意以下4個方面的內(nèi)容。

1.3.1 工作區(qū)信息插座點數(shù)的確定

按規(guī)范要求的增強型或綜合型考慮，工作區(qū)內(nèi)連接線長度控制在3 m范圍內(nèi)，信息插座安裝在墻上，距地30 cm[4]。對于大空間的PDS設(shè)計，建議只引到室內(nèi)控制箱盒，留下兩條布線暗槽（電源與視頻各一條），待設(shè)備定位進入時，再作布置裝修，以免浪費材料。綜合布線的要求應在建筑設(shè)計圖中體現(xiàn)，以便施工時完成一些布線等前期工作，減少重復勞動。若在原建筑物基礎(chǔ)上與室內(nèi)裝潢同步進行布線，須根據(jù)原建筑物資料以及裝潢設(shè)計要求進行安排，布線設(shè)計與裝潢設(shè)計之間要相互溝通。

1.3.2 水平系統(tǒng)

圖1 網(wǎng)絡(luò)布線工程設(shè)計的基本流程

在進行水平系統(tǒng)的設(shè)計時，非屏蔽雙絞線（UTP）線纜長度的估算應≤90 m，可以考慮接插件、層配線架（FD）7～10 m的跳線。超過10 m，應從水平配線系統(tǒng)的90 m限額中減去。水平布線的方式要采用吊燈上線槽布線，若需要做地面線槽時，水平系統(tǒng)的設(shè)計要早點與結(jié)構(gòu)配合，使地面線槽與結(jié)構(gòu)施工同時進行，否則結(jié)構(gòu)層做完后，再施工地面線槽比較困難。水平布線時，1根水平電纜（UTP）可接2個信息模塊，1個插座安排2個信息模塊時，一般敷2根UTP，分別支持語音和數(shù)據(jù)。每個配線架的語音和數(shù)據(jù)骨干電纜要分開，每個主配線語音終端和數(shù)據(jù)終端也要相應分開。

1.3.3 垂直干線

垂直干線總對數(shù)的計算根據(jù)增強型每個工作區(qū)選定3對對絞線；綜合型每個工作區(qū)要在3對對絞線的基礎(chǔ)上再增加光纜系統(tǒng)來設(shè)計。在統(tǒng)計每層總對數(shù)的基礎(chǔ)上，再計算全部的雙絞線對數(shù)，夠25對或30對即算1根電纜。一般情況下，1根大對數(shù)電纜不跨層敷設(shè)，垂直干線系統(tǒng)的電纜根數(shù)就可確定，電纜長度根據(jù)在配電豎井及水平線槽的敷設(shè)長度也可確定。垂直干線的連接，按星形拓撲結(jié)構(gòu)，采用點對點端接方法，由設(shè)備間引來的垂直大對數(shù)電纜，一直接到層間配線架。

1.3.4 接地

布線系統(tǒng)需要良好的接地環(huán)節(jié)，一個不正確的接地系統(tǒng)可能是整個網(wǎng)絡(luò)的一個主要輻射干擾源。高頻信號傳輸至少要兩端都接地，而且必須是連續(xù)的。要提高信噪比，使噪聲減少到最小，線纜系統(tǒng)的重點部分應全屏蔽，線纜必須被終結(jié)在配線架的背后。

2 供電、變配電及照明系統(tǒng)的工程設(shè)計

在實驗室網(wǎng)絡(luò)布線工程設(shè)計的同時需要兼顧實驗室供電、變配電及照明系統(tǒng)的工程設(shè)計，為今后進一步的施工改造和實驗室工作的正常開展奠定基礎(chǔ)。

2.1 供電系統(tǒng)

供電系統(tǒng)要求全部管線到房間，而房間或大廳走廊的供電、照明細部要在裝修設(shè)計時一并完成，須做到配備末端配電盒。考慮到目前學校日常支出中電費比例較大和由于超負荷停電故障頻繁導致對教學工作的影響，因此用電負荷的計算準確與否對建筑的能源消耗至關(guān)重要。通常采用負荷密度法和需要系數(shù)相結(jié)合的作法進行估算，目前采用0.15 KVA/m2作為用電負荷的估算是適宜的，隨建筑物的體量和功能不同，還應當進行適當?shù)男拚?/p>

2.2 變配電系統(tǒng)

變配電室位置一般設(shè)在主樓底層，二路市電引入，室內(nèi)的配電環(huán)網(wǎng)柜要有二進二出二環(huán)路，以便向其他建筑送電。每路負擔可全部負荷，設(shè)母聯(lián)開關(guān)、手動切換，切換時可斷開部分非重要負荷。功率因數(shù)在變配電室集中補償，cosΦ＞0.9。供配電系統(tǒng)的較大負荷或重要負荷為放射式出線，照明及一般負荷用樹干式出線。照明干線選三相五線銅制線，在豎井內(nèi)明敷。插接箱內(nèi)的開關(guān)設(shè)分勵脫扣裝置，柜體上設(shè)電纜橋架，在機房內(nèi)明敷；走廊上或穿過房間時，走吊頂內(nèi)。采用空氣開關(guān)控制，每一樓層設(shè)開關(guān)集中控制盒。施工時，穿過砼梁的管子在梁的部位要用大一些管徑的套管，套在線管的外部來加強保護。預埋在砼柱中的盡量采用鋼管。穿線前要用鐵絲，后系一團布條清掃管內(nèi)雜物、積水，待地面做完后方可穿線。決不可預埋管的同時把線穿入，以免施工時水泥漿進入管內(nèi)，日后無法換線。

教師辦公室電源系統(tǒng)需要確保教師電腦人手一臺正常工作，室內(nèi)四壁均有電源插座，保證電風扇、飲水機、打印機、錄音機的使用；教室內(nèi)電源系統(tǒng)能確保多媒體設(shè)備及“三機一幕”的正常使用，講臺上、黑板旁有電源插座，室內(nèi)左右兩壁的電源插座，供電扇、飲水機及臨時電器使用。校長室、校園閉路教學系統(tǒng)、校園廣播音響系統(tǒng)、計算機教室、綜合電化教室、網(wǎng)絡(luò)控制室等設(shè)電源專線。

2.3 照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)中重要的是注意光源和節(jié)能燈具的選用。不同的環(huán)境下，如普通教室、實驗室、計算機教室、音樂欣賞室或多功能廳等的照度水平應控制在規(guī)范要求以內(nèi)，其照明箱、插座、燈具安裝和布置按規(guī)定制作。建筑物的主立面照明，采用專業(yè)廠家完成的方式。干線電纜一般用ZR-VV-T-1 KV聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套阻燃電力電纜；所有支線均選ZRBV-500 V阻燃導線，穿鍍鋅鋼管暗敷。

3 相關(guān)配套設(shè)施的工程設(shè)計

網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)是校園網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)，在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)布線方案時一定要結(jié)合校園網(wǎng)的信息化建設(shè)需求。校園網(wǎng)絡(luò)主要包括：計算機數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、電話語音網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等，是各種相關(guān)信息網(wǎng)絡(luò)的綜合體統(tǒng)稱。最新的國家規(guī)范《綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范（GB50311-2007）》中總則要求：綜合布線系統(tǒng)應與信息設(shè)施系統(tǒng)、信息化應用系統(tǒng)、公共安全系統(tǒng)、建筑設(shè)備管理系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，相互協(xié)調(diào)，并按照各系統(tǒng)信息的傳輸要求優(yōu)化設(shè)計[5]。下面是結(jié)合本學校的信息化建設(shè)，在網(wǎng)絡(luò)布線設(shè)計施工中一定要考慮的問題。

3.1 電教中心設(shè)計

電教中心是日常教學服務(wù)與設(shè)備管理之處，設(shè)計時應注意以下幾點：電教中心應設(shè)在校園干線綜合體的中間位置；盡可能靠近建筑物外線電纜引入?yún)^(qū)和網(wǎng)絡(luò)接口，靠近樓梯口；電教中心室內(nèi)溫度應保持在15～30oC，相對濕度30%～55%，室內(nèi)無塵土，通風良好，有較好的照明度；配備保險窗、消防設(shè)施，使用防火防盜門等；室內(nèi)有端接空間、備用電源，接地系統(tǒng)符合要求；確定電器插座的類型、數(shù)量、位置和電纜的類型、長度，要留有一定的余地。

3.2 網(wǎng)絡(luò)測試方案

測試中對于近端串擾的測試要進行雙向測試，決不能使用非標準測試方式，雖然快速測試在故障查找時是有效的，但在布線認證的測試中不可使用[6]。使用帶有近端串擾等電氣特性故障定位的測試儀器可立即對所測鏈路進行故障排除，否則由施工人員對布線逐點地檢測、修復。

學校網(wǎng)絡(luò)管理人員參與布線的認證測試并保留測試結(jié)果，如接線圖、鏈路長度、衰減、近端串擾、特性阻抗、傳輸延遲等數(shù)據(jù)，作為將來網(wǎng)絡(luò)管理的基準測試參數(shù)。建網(wǎng)時完整的布線測試和良好的文檔管理是保障網(wǎng)絡(luò)健康的最好辦法?？朔娎|故障的三個方法：第一、購買高性能的電纜，此處決不可吝嗇；第二、由質(zhì)量信譽高（有授權(quán)的）的安裝公司來負責施工；第三、認真測試布線。

3.3 建筑群外線設(shè)計

建筑群外線的設(shè)計通常有兩種常用做法：一是地下管道敷設(shè)，采用水泥管塊、PVC管和鋼管，敷設(shè)時按規(guī)定間距留有人孔井，管塊孔的選擇要留有備用余量；二是直埋，采用鎧裝銅纜或鎧裝光纜，地下直埋敷設(shè)，深度≥50 cm。

3.4 電視監(jiān)視設(shè)計

電視監(jiān)視設(shè)計最重要的是監(jiān)視點的選擇。攝像頭安置一般在多功能廳、綜合電化教室、電視演播室和首層出入口等處。當被監(jiān)視的空間范圍大、需調(diào)整距離的場所，要選用變焦鏡頭和遙控云臺，相反則選擇定焦鏡頭。

云臺控制一般為0～350 o轉(zhuǎn)角，黑白攝像機的目標最低照度在10 Lx以上，彩色攝像機的目標最低照度在50 Lx以上。在平面布線上，這部分電纜很多，要采用橋架和線槽。在進入攝像機位一段，建筑施工時要預留兩根SC25鍍鋅鋼管。

安裝過程中還應注意以下事項：避免鏡頭直對強光；注意支架安裝牢固；線纜走線合理、隱蔽（預先埋線），控制線與電源線盡量分開，接線處詳細標好記號，以便日后維修；注意電源線接地狀況；鏡頭安裝時要突出重點，不留死角、盲區(qū)。

3.5 有線電視系統(tǒng)的設(shè)計

有線電視系統(tǒng)的設(shè)計應滿足學校對節(jié)目頻道數(shù)量及內(nèi)容的要求，包括：本地有線電視臺電視節(jié)目及自辦教育節(jié)目。傳輸分配系統(tǒng)的設(shè)計，采用“分支—分配—分支”方式比較簡單靈活。干線用SYKV-75-12或SYKV-75-12-9，用戶線采用SYKV-75-5，距地面30 cm暗裝86出線盒，用戶電平控制在67±5 dB。分配器、分支器在電器豎井內(nèi)距地1.4 m明裝，豎井外使用盒裝，在吊頂上5 cm處，吊頂留檢修口。無吊頂處，距頂板30 cm明裝。

另外，設(shè)計施工時要為多媒體演播室、學校電視臺、校園廣播音響系統(tǒng)、文印打字室和食堂售飯菜系統(tǒng)等預留電源、各類端口及接頭。

4 結(jié)束語

實驗室網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)的工程設(shè)計是整個網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的藍圖和總體框架結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)工程設(shè)計的質(zhì)量將直接影響到網(wǎng)絡(luò)工程的質(zhì)量和性價比。在設(shè)計綜合布線系統(tǒng)方案時，應該從綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計原則出發(fā)，根據(jù)設(shè)計流程，在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)的詳細設(shè)計，以保證綜合布線系統(tǒng)工程的科學合理和便于執(zhí)行。

[1]張啟浩.涉密網(wǎng)絡(luò)布線工程設(shè)計與施工[J].智能建筑與城市信息，2010(3)：37-40.

[2]嚴瑋，張弛，孫喆.基于科研建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)智能化綜合布線管理技術(shù)應用[J].天津電力技術(shù)，2010(4)：6-8.

[3]沙晶晶.建設(shè)校園網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)[J].網(wǎng)絡(luò)與信息，2010(10)：46.

[4]趙潔.綜合布線系統(tǒng)淺析[J].電腦知識與技術(shù)，2010，36(6)：10274-10276.

[5]陳道存，劉鍇.智能靈活型校園網(wǎng)絡(luò)布線研究與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2010，19(6)：5169-5170，5172.

[6]祝榮興.綜合布線系統(tǒng)的設(shè)計與應用研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2010(11)：297-298.