白永生

（北京市科技建筑设计院）

1 引言

综合布线系统是指按标准、统一及便捷的方式将建筑物(或建筑群)内各种系统的通信及控制线路，如网络、电话、监控、电源和照明等系统在一个平台上管理的系统。因此，综合布线系统是一种标准通用的信息传输系统。随着科技与经济发展，民用及工业建筑对综合布线系统的集成化要求不断提高，综合布线系统逐步从单一对数据，电话信号的传输，发展到对保安监控、等多种分散控制系统进行综合管理。综合布线系统的结构如下：

1）工作区子系统；

2）水平子系统；

3）垂直子系统；

4）管理子系统；

5）设备间子系统；

6）建筑群子系统。

依据工程实际情况确定是否设置建筑群子系统，除此外其余5个系统为常设子系统。

本文将通过对综合布线系统设计思路的介绍，针对目前几种常规的布线方式进行归纳总结，让读者对综合布线系统有初步的认识并掌握基本的设计方法。

2 综合布线系统设计深度

不同厂家网络设备特点会略有不同，系统的深化需要专业厂家进行二次设计，所以电气专业施工图设计主要依据《建筑工程设计文件编制深度规定》（2008年版）4.5.11条，其中对于其他系统设计图深度要求如下：

1）各系统的系统框图；

2）说明各设备定位安装、线路型号规格、及敷设要求；

3）配合承包方了解建筑设备情况及要求，对承包方提供的深化设计图纸审查其内容。

其中第一、第二点为设计点，第三点为配合点，针对设计点的要求下文将从综合布线系统的点位统计、线材选型、子系统构架模式、网络设备选型等进行重点介绍。

3 综合布线系统常用设备

3.1 配线架

配线架是用来方便管理的设备，常用的配线架有双绞线配线架（MDF和IDF）和光纤配线架（LIU）。双绞线配线架的作用是在管理子系统中将双绞线进行交叉互换改变地址端口，光纤配线架的作用是在管理子系统中将光缆进行连接。通过配线架跳线避免了在交换机上插拔时可能引起的交换机端口损坏，通常在主配线间设置主配线架（MDF）和各分配线间设置楼层配线架（IDF），位置设置在交换机之后。

3.2 路由器

当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成判断网络地址和信息交换，因此路由器一般设于网络进户处，通俗理解其作用就是连接不同网段或网络之间进行翻译的设备，且功能比交换机更加丰富，价格也更昂贵，但相应端口较交换机少，速度较慢。

3.3 集线器（HUB）和交换机（Switch）

这两种设备的使用功能基本是一样的，原理完全不同。集线器（HUB）是一种工作在物理层的设备，它并不提供数据交换的功能，它相当于一根线缆把各个网络用户连接起来，各用户共享带宽，所有设备相互交替使用，常用于局域网，由于设备间通信会发生冲突，所以网速较慢。交换机是工作在第二层即数据链路层的一种设备，它根据地址对数据帧进行转发，能够在任意两个网络用户之间提供一条数据通道，即交换的功能，防止了冲突的产生，能够满足目前用户对数据高速交换的需求。交换机可以通俗理解为仍然是一根网线，但实现多个用户分别使用自己的地址上网，一般设置于路由器之后配线架之前。

4 综合布线系统的网络构架

总体采用三层架构设计，即核心层、汇聚层和接入层的星型拓扑结构。网络中直接面向用户信息点的连接网络称为接入层，与之对应的交换机称之为接入层交换机；接入层的目的是允许用户信息点连接到网络，因此接入层交换机具有成本较低和端口数量多的特性。位于接入层和核心层之间的网络部分称为汇聚层，与之对应的交换机称之为汇聚层交换机，一般中小型工程入户交换机即为汇聚层交换机，与建筑群子系统的核心层交换机进行星型拓扑连接；汇聚层是多台接入层交换机的汇聚点，能够处理来自接入交换机的所有通信量，并提供到核心层的上行链接，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能要求更少的端口。建筑群或一个大型网络的主干部分称为核心层，与之对应的交换机称之为核心层交换机，核心层的主要目的在于通过高速通信，提供可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有最高的可靠性和通讯量。

下面分别介绍几种常见的综合布线系统。

4.1 主干铜缆加光纤类型系统

目前最常用的设计方式，整个布线系统选用星型结构。

4.1.1 设备间子系统

语音及数据干线由外线引入至网络机房内，引入处设置避雷器，防护雷电流的入侵。入户的数据网络设置路由器，进行内外网络的数据交换，在路由器后设置防火墙，为防护阻止来自 Internet 的入侵。电话进线的语音信息进入程控交换机进行本地交换，网络进线的数据信息进入核心交换机进行本地交换，交换后信号经跳线分别配入数据总配线架和语音总配线架。

4.1.2 垂直子系统

该系统数据部分采用多模光纤设计，主干速度最高可达10G，根据其应用及传输距离等因素，采用2×6芯或2×8芯多模光缆。垂直干线子系统语音部分采用大对数UTP线缆，一般采用三类25对、50对、100对等大对数铜缆。

4.1.3 管理子系统

楼层配线设备，设于各层弱电竖井内。楼层光纤配线架如进线为6芯或8芯光纤则采用12口光纤配线架即可，若考虑允余的情况如进线为2×6芯或2×8芯光纤则采用24口光纤配线架即可。

4.1.4 水平子系统

水平布线子系统采用超五类以上的4对UTP非屏蔽铜芯双绞线，由各信息点自信息插座引至楼层弱电竖井处的楼层配线架（IDF），建议至语音及数据点均采用同种介质进行布线，以可以达到语音与数据点的灵活互换的功能。

4.1.5 建筑群子系统

建筑室外在各建筑物间传输一般采用6芯或8芯的室外单模光缆传输，也可以支持未来10G以上的网络应用，与楼内传输速度保持一致。如图1所示。

4.2 设备网系统

设备网系统为综合布线系统的一种表现形式。大型公共建筑项目尤其是商业写字楼等，由于内部的系统众多，一般会将综合布线系统划分为两个独立的网络——信息网络和设备网络部分，将电话网络和安防楼控等分别组网，设置两套综合布线系统。信息网部分一般由通信运营商实施，施工图设计时预留管线和设备位置即可，由运营商进行深化设计及安装；而将数字视频监控、数字广播、信息发布、楼宇自控等物业自己控制的综合布线内容单独组成设备网，更便于管理和维护。设备网的综合布线系统独立设置交换机及配线架，系统图构架如图2所示。

4.3 无源光网络( PON)系统

一种新兴的布线系统，主要特点是全光纤系统及光纤到户（FTTH）。

图1 光纤及大对数电缆综合布线系统图

图2 设备网综合布线系统图

4.3.1 系统组成

系统主要由 OLT(光纤线路终端)局端设备、ODN(光分配网络)交接设备和 ONU(光纤网络单元)用户端设备等组成。

4.3.2 组网形式

接入光缆网建议采用环形+树形的组网模式，主干节点（OLT）之间采用环形的组网模式，主干节点（OLT）至纤网络单元（OUN）之间宜采用树形结构的组网模式。

4.3.3 系统设计思路

在OLT和ONU之间是光分配网络ODN，不设置有源电子设备。ODN分为光缆终端子系统、引入光缆子系统、配线光缆子系统、主干光缆子系统和中心机房子系统5部分。无源光网络系统使用单模光纤将语音、数据、电视等信号连接到OLT，然后OLT通过POS（光分路器）将光信号输入到ONU。POS是一个双向宽带的无源器件，有一个输入端和多个输出端口，实现多个用户同时共享一根单模光纤。ONU提供数据、语音等多种多媒体业务，在用户端用来接入最终的使用设备，如目前住宅的光纤入户就是PON的典型应用，其中光猫即为ONU。一般一个OLT可接32个POS，一个POS分 光 器 有 从 1∶2、1∶4、1∶8、1∶16、1∶32、1∶64 等 多 种， 而ONU最大可接32个用户，因此，一个OLT最大可负载1024个用户。如图3所示。

4.4 无源光网络系统在住宅小区中的应用

4.4.1 设计原则

每2000户左右考虑设置一个光纤交接箱，每30户左右设置一个光分配箱，每64户最少预估1芯光纤。家用ONU尽量安装在用户终端弱电多媒体箱内，入户光缆终端设置在盒内以加强对光纤接头的保护。

4.4.2 不同类型住宅类型的设计思路

1）别墅小区：采用小区一级集中分光，每条链路只设一个分光点，由OLT分光器集中安装在小区的光交接箱内，各别墅统一由小区光交接箱单独配出，集中的分光对维护和故障检测较简单，故障面较小，但线路相对较多。

2）小高层住宅小区：一级分光器集中安装在小区的光交接箱内，在单元楼内设置二级分光器，安装在住宅单元的光分配箱内，光分配箱一般设于单元弱电间，由光分配器箱内分光器配光纤给各户ONU。由于分光点较多，链路衰耗较大，且从光网络管理的角度考虑，分光点多且分散对维护和故障检测较困难。

3）高层住宅小区：采用一级分散分光，将OLT分光器集中安装在单元的光交接箱内，光交接箱设于单元弱电间，楼内每隔几层（建议三层）设置一个光分配箱。光分配箱安装在弱电竖井内，由光分配器箱内分光器配光纤给本区域内各户ONU。如图4所示。

图3 无源光网络( PON)系统

图4 住宅无源光网络系统(FTTH)

5 综合布线系统设备间的要求

5.1 综合布线系统中的楼层接线间

按0.6m×0.6m 1个机柜的外形尺寸计算，考虑到背后开门检修的0.6m空间，柜前0.8m规范要求，设备间按尺寸为：0.6m+0.6m+0.6m+0.6m=2.4m的宽向尺寸，0.6m+0.6m+0.8m=2.0m的进深尺寸。所以设备间净面积建议大于2×2.4=4.8m2，同规范要求的不小于5m2接近。所以其建议尺寸是2×2.5=5m2，设备间的净高度建议不低于为2.4m，门的大小建议高为2.1m，宽0.7～1m，向外开，如为双扇门建议为宽2.5m。在设备间尽量将机柜放在靠近竖井的位置，在柜子上方宜装有通风口，用于设备通风；PON系统所需的OLT光交换机房面积一般不宜小于10m2，宽度不小于3m，机房梁下净高不低于2.4m。

5.2 电源配置

在配线间内应至少设置2个为本系统专用的220V电压，10A电流单相三孔电源插座。如果配线间内放置其他网络设备，则应根据接线间内放置设备的供电需求，配有另外的10A单相三孔电源插座的专用线路。此线路不宜与其他设备合用，且优先采用UPS电源直接供电，以确保对设备的供电及电源的质量。

5.3 综合布线或电信主机房

应综合考虑楼宇自动化(BA)、监控安防等系统的传输要求，结合工程的具体条件，统筹兼顾。综合布线总机房面积宜不小于50㎡，中心管理机房由通信运营商完成二次设计和布置，一般项目按只有一家运营商来设计。

5.4 机柜设置

每个42U机柜一般可以按不超过配出240个数据点进行估算，如一个区域有400点的数据设备，需考虑两个普通48cm（19英寸）42U机柜。

5.5 设备间数量

以半径90m和不超过500点来考虑设置一个设备间，如果超过上述要求增设一个。

5.6 通风要求

一般可以按每小时换气5次给通风专业提供条件。

6 综合布线系统数据语音点位估算

估算主要依据建设方要求或设计任务书，如无类似的建设方要求，作为概算条件或系统设备选择依据可按下述条件估算：

1）商业类型：（1）商铺范围包括零售商铺、餐厅、咖啡厅、健身、美容、娱乐等，可按一个商铺设置4个语音、1个数据点，可分隔出售的商铺按建设方设计标准预留点位，但预留至商业内部的弱电箱体内即可，不需单独绘制到末端；（2）商场收银台设置4个语音3个数据点；（3）展示区设置1个语音1个数据点；（4）促销区设置2个语音2个数据点；（5）消防控制室内除满足设备使用功能外，另外设置1个语音1个数据点；（6）顾客咨询台设置2个语音2个数据点；（7）后勤办公区区内工位设置1个语音1个数据点；（8）复印区设置2个语音2个数据点；（9）办公区会议室设置2个语音2个数据点；（10）停车场收费处设置1个语言和1个数据点；（11）在餐厅、咖啡厅及商场大堂及休息厅内按覆盖半径设置为无线网络阶级接入点，方便顾客进行无线上网；（12）大面积商业用房按每50m2间2个电话点、1个数据点预留。

2）住宅公寓类根据JGJ 242-2011《住宅建筑电气设计规范》中相关要求设计点位即可。

3）信息中心等数据设备密集场所：每3～5㎡设置1个数据点。

4）会议、展览等建筑：每16～25㎡设置1个数据点。

5）体育场馆、火车站、候机楼等建筑：每100㎡左右设置1个数据点。

6）医院类型建筑：诊室一般按每人1个数据点，每房间分配1个电话点；候诊区设置两组以上双口网络电话信息插座；挂号、收费、取药窗口一般每个窗口分配1个数据点和1个电话点；手术、重症监护等区域，每间设置4个以上数据点；病房一般床位分配1个数据点，每房间分配1个电话点。

7）普通办公类建筑：每5～10m2为一个工作区，每个工作区按1个信息点1个语音点（双出口信息插座）预留。

7 布线

1）根据TIA-568标准，由配线架至信息插座布线系统基本线路的最大长度为90m，算上跳线距离的最大长度为100m，从插座到工作区可以有3～5m的距离。

2）光纤的选择，以常规铜缆加光纤系统为例，如果水平子系统采用网线，配线架之前的垂直子系统建议采用多模光纤；如果系统只有数据和语音一般可以按照1对使用、1对备用、1对冗余来考虑。1对光纤为一进一出两芯，所以仅设置数据语音系统时，则最少要采用6芯多模光纤。对于重要的数据网络需要考虑双重冗余备份，即两倍冗余，则需采用8芯多模光纤。如果系统除了数据语音的要求还要考虑视频监控、数字广播、信息发布等系统的要求，则一般是在6芯光缆的基础上翻倍使用，即最少采用两根6芯多模光纤，同理考虑两倍冗余，即选择两根8芯多模光纤，此种做法比较有前瞻性和且能满足未来发展的需要。

3）线缆槽盒的估算：按设计末端的n根之和（网线或光纤截面之和）×50%（大对数电缆）或30%（单芯光纤线）取整数选取线槽即可。

4）干线大对数电缆及多模光纤的选择：（1）语音部分可以按1对线1个号码来计算，在这个基础上增加10%～20%的备用余量。（2）数据部分可以按：集线器（HUB）或路由器（SW）每4组设置为1群，每1群采用1根8芯网线或是1对光纤输入，同时设置备用线1根。每48个数据信息插座需要配置2根光纤。例如，1条4芯光缆通过HUB可以连接96个数据信息插座。

8 设备布置

1）信息及语音插座与其旁边电源插座应保持30cm的距离，如果信息或电源有一方采用了钢管，则距离可以缩小。信息及语音插座和电源插座的低边距地板水平面一般为30cm。

2）CP集合点的设置，用于大开间办公一般采用设置CP集合点的做法。CP集合点可以为区域交换机也可以为网线过线盒，采用光纤配入内置区域交换机或大对数电缆配入过线盒内预留即可，一般设置于吊顶内，待二次装修时另行敷设配出管线至末端即可。

9 结束语

本文主要介绍了常见的综合布线系统图的设计思路和设计中一些注意事项。由于目前综合布线技术发展太快，施工图设计单位很难紧跟技术的发展。综合布线一般需要弱电厂家进行二次深化设计，故本文着重介绍几种常用综合布线系统的设计深度和理念，对于一些设计中常用的预估点位、线缆选择、建筑条件做了一个概述。技术日新月异但常见系统的设计骨架变化并不大，所以望本文对设计师综合布线系统的总体设计能起到举一反三的作用。

【1】中国建筑标准设计研究院.全国民用建筑工程设计技术措施（电气）[M].北京：中国计划出版社，2003.

【2】北京市建筑设计研究院.建筑电气专业技术措施[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

【3】余明辉，陈兵，何益新.综合布线技术与工程[M].北京：高等教育出版社，2008.