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综合布线系统与建筑弱电系统的配合

2009-03-20 14:54:44  作者:王德秀  来源:《电气&智能建筑》  浏览次数:589  文字大小:【】【】【
简介:1 综合布线系统与自动化系统的配合   在安防工程建设、智能化建筑或智能化小区内配备有各种公用设施(如给水、排水、电力、燃气、电视、监控、报警、通信线路和计算机网络等系统)和相应设备(如建筑自动化控制系统),它们 ...
关键字:综合布线系统

1 综合布线系统与自动化系统的配合

  在安防工程建设、智能化建筑或智能化小区内配备有各种公用设施(如给水、排水、电力、燃气、电视、监控、报警、通信线路和计算机网络等系统)和相应设备(如建筑自动化控制系统),它们都是房屋建筑或小区内的基础设施,为建筑物或小区内的使用者服务,起到保证生产活动、居住生活和公共服务安全保障等作用。作为通信网络技术设施的联系纽带——综合布线系统,与建筑弱电各个子系统有密切关系,它们存在于同一个整体内,既是统一体,也有不同性。因此,在工程设计和安装施工时,必须与房屋建筑和其它设施的设计和施工单位配合协调,采取通盘考虑和妥善处理方式,及时解决问题,保证正常使用。

  建筑自动化与通信自动化和办公自动化共同组成了智能化建筑。建筑自动化系统(BA或BAS系统)是为了将安防工程建设、智能化建筑或建筑群体的智能化小区内的电力、照明、供水、空调、保安、监控、报警、运输等设备运行和能源使用等情况进行集中管理、分散控制成为现实。它把建筑内的空气调节系统、安防系统、给排水系统、供电系统、冷却水系统等集成为一个完整的高度自动化系统。建筑自动化通过对建筑物的结构、系统、服务、管理以及它们之间的内在联系进行最优化的考虑,使智能化建筑成为一个投资合理、管理高效、环境舒适和能源节省的办公、生活和居住的环境。

由于建筑自动化系统涉及许多专业和设备,因此,它们之间应互相密切配合协调。对于建筑自动化各个系统的各种设备均由所属系统考虑,在综合布线系统中主要是对它们需要传输信息的线路进行全面考虑。

1.1 关于信号传输线路的技术方案

1.1.1 集散型控制系统的基本组成

  建筑自动化各个自动控制系统的基本组成大都采取集中分散相结合的方式,简称为集散型控制系统(DDC系统是利用数字计算机实现现场直接控制的系统),如下图所示。
从图中可以看出,现场各种模拟物理量(如温度、湿度、压力和流量等)由相应的传感器的传感元件感应测得,经过变送器转变为电信号,此电信号可以是电流信号(如0~10mA),也可以是电压信号(如0~5V或0~10V)。电信号经过现场控制设备和内部模拟/数字转换器(A/D)将其转变为数字量通过通信传输线路输入计算机,再由计算机进行分析处理传感器接收的信息。当需对远端设备进行自动控制时,将控制信号发送经通信传输线路至执行元件实施。由于建筑自动化设备的类型和品种较多,所以传输信号形式也有所区别,在实际工程中应根据不同传输信号形式,采取不同的输入和输出方式,目前主要有以下四种:

(1)模拟量输入(AI)
  模拟量输入的物理量有温度、湿度、压力和流量等。它们是由相应的传感器中灵敏的传感元件测得。

(2)模拟量输出(AO)
模拟量输出的电信号有0~5V或0~10V间的电压或0~10mA、4~20mA间的电流。其输出的电压或电流的大小由控制软件决定。但在计算机内部处理的信号均是数字信号,所以模拟量信号必须经过系统内部数字/模拟转换器(D/A)产生。模拟量输出(AO)信号去控制风阀或水阀等的执行器动作。

(3)开关量输入(DI或BI)
以开关状态为输出的传感器,如水流开关、风速开关和压差开关等,它们直接与系统的输入通道相连,除可测开关状态外,还可直接测量脉冲信号、脉冲频率、高电平或低电平的脉冲宽度,或对脉冲个数进行计数。

(4)开关量输出(DO或BO)
开关量输出是数字量输出,由控制元件连接输出通道,通过驱动电路启动继电器或开关元件动作,也可驱动显示指示灯,输出信号可控制开关、交流接触器、变频器以及可控硅等执行元件动作。交流接触器是开启或关闭风机、水泵和压缩机等各种设备,具有控制性能的执行器。

  在集散型控制系统工程设计中,应根据不同的传输信号形式和输入及输出方式进行考虑。但是无论何种传输方式都需要通信传输线路,如果集散型控制系统中没有这个传输介质,其信号则无法传送,也就不能实现自动控制的功能。

  此外,在智能化小区中的建筑自动化系统中也有采用集散型控制系统,在楼外的通信传输线路可以经过公用通信网,也可以利用综合布线系统中的建筑群主干布线子系统的主干缆线。

  缆线的终端设备可以是建筑群配线架(CD)或建筑物配线架等,集散型控制系统通过局域网的缆线与分散在各现场的直接数字控制器(DDC)相连,形成既有集中,又分散的自动控制系统的网络。

1.1.2 传输信号线路的网络结构

  建筑自动化各个自动控制系统传输信号线路的网络结构,目前基本采用星形网络结构或总线形网络结构,其中总线形网络结构又分为设备链接和T形连接。星形网络结构需要的线对数量较多,其安全可靠程度高,且与发生障碍时,各个支部互不影响。相反,总线形网络结构无论采用设备链接或T形连接,线路的线对数量只需一对,但要求保证其安全运行难度较大。为了提高其通信网络的安全可靠程度,在综合布线系统中应适当考虑增加设备用路由或多条路由以及采取形成环形路由的方式,就变成星形网络结构和环形网络结构。在工程实施中应进行技术经济比较后,选定较为适宜的网络结构。

1.1.3 与综合布线系统的缆线合用方案

  在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中的建筑自动化各个系统,常用的设在现场有传感器或探测器等装置,在线路上传输的控制和监测等信号都为低电压或小电流的信号,主要是指24V以下的直流控制和监测信号,它们通常用于各种低电压控制、传送监测信号和灯光显示以及音响报警等情况,这种低压信号线路有时专供给分散设置的各种信号设备或电气装置作为远距离遥控或遥测线对使用。为了解决安防工程建设、智能化建筑和智能化小区内部,由于控制对象的分散设置和距离较远的传输需要,上述低压信号线路可以利用综合布线系统中的缆线进行传输,这种与综合布线系统缆线合用的技术方案,既能使屋内通信线路品种减少和信息网络结构简化;又能降低工程建设造价和日后维护费用;有利于安装施工和维护管理。

  综合布线系统的主要特点是具有高度的综合性、兼容性、通用性和灵活性。所以在理论上它应是可以综合各个系统的信息网络系统,是智能化建筑(小区)内的神经系统和基础设施,但不能过于高度综合,如过于强调综合,则难以符合实际需要和保证网络安全。因此,应根据各个系统的使用要求、网络结构、线路段落和具体条件考虑是否综合或怎样综合。

在统一考虑纳入综合布线系统的技术方案时,应注意以下几点:

(1)低电压信号除上述控制和监测信号外,不包括直流24V火灾报警、消防联防等信号。按照我国国家标准《火灾自动报警系统设计规定》GBJ116-88、《火灾自动报警系统施工验收规范》GB50166-92、《建筑设计防火规范》GBJ16-87、《高层民用建筑设计防火规范》GB50045—95、《人民防火工程设计防火规范》GBJ98-87、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-97和《民用建筑电气设计规范》JGJ
/T16-92等规定要求,火灾报警和消防专用的信号控制传输线路应单独设置,不得与建筑自动化各个系统的低压信号线路合用。因此,在综合布线系统中不应纳入这些通信传输线路,以保证消防通信网络安全运行。

(2)对于在传输信号的过程中有可能产生电缆线路短路、过压或过流等问题,必须采取切实有效的相应保护措施,不应因通信线路发生障碍或处理不当,造成交、直流高电压或大电流引入综合布线系统而损坏通信设备,造成更大的事故。

(3)由于建筑自动化各个系统中的设备类型和品种较多,传输信号不同,网络结构各异(一般为总线形或环形,少数有星形),缆线路由不一,电气特性和技术要求也有差别。尤其是各个系统的自动控制终端设备或低压信号传感装置的安装位置,与综合布线系统的通信引出端的位置有显著的不同。因此,在综合布线系统的所有缆线分布状况,很难与这些系统需要的缆线路由完全一致,应视实际需要进行确定。

1.2 建筑自动化系统传输信号线的选用

  由于建筑自动化各个系统中包含有各种设备,其控制、监测的信号和要求有所不同,所以它们的传输信号线采用什么传输介质是一个极为重要的课题。在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中,应根据它们的数据或信号的传输速率、客观环境、设备特点和工程费用等因素选用相应的缆线,而通常选用的传输信号线的类型和品种多数与综合布线系统所用基本相同或类似。其选择方法主要遵循以下原则:

  (1)当传送数据或信号的传输速率较低,且在智能化建筑内部距离不长的段落中敷设时,宜优先选用对绞线,其铜芯导线的直径(或截面积)应根据传输信号线路的最长距离和选定的传输速率确定。同轴电缆的品种和规格应根据布线的允许长度和信号的传输需要以及客观的敷设条件等因素,确定选用细线径同轴电缆或粗线径同轴电缆。除考虑今后发展需要外,当细线径同轴电缆可满足传输信号需要时,不宜选用粗线径同轴电缆,以节省铜金属消耗量和减少工程建设投资,一般情况下,不宜粗、细线径同轴电缆混合使用,如因工程特殊需要或利用原有电缆时,才允许混合使用。

  (2)当安防工程建设、智能化建筑或智能化小区的内部或周围环境存在电磁干扰源或因传输信号需要,为保证通信线路正常运行,可考虑采用具有屏蔽性能的缆线和相应的连接硬件以及采取切实有效的施工方法。在经过技术经济比较后,确实采用光缆合理时(如光通信部件价格适宜,网络要求采用屏蔽系统等),应选用光缆。光缆的光纤传输模式应根据网络结构需要来考虑,如安防工程建设、智能化建筑和智能化小区内部网络可采用多模光纤光缆;与公用通信网连接时,当公用通信网的线路为单模光纤光缆,则应选用单模光纤光缆,以利于光纤互相连接和保证传输质量。

1.3 传输信号线的安装施工

1.3.1 BAS系统的线缆类型和规格
在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中的建筑自动化(BAS)各个系统的传输线通常包括电源线、传输信号线和控制信号线三种,其规格品种如下:

  (1)电源线一般采用铜芯聚氯乙烯绝缘线,其型号为BV—500V,截面积为2.5mm2;
  
  (2)传输信号线路采用有50Ω、75Ω和93Ω等几种同轴电缆和对绞线(UTP或STP等型号);
  
  (3)控制信号线一般采用线芯截面积为1.0mm2或1.5mm2的普通铜芯导线或信号控制电缆。
从以上BAS系统的传输线路可以看出,只有信号传输线可以与综合布线系统综合利用,并且应统一考虑选用相应类型和品种的缆线。

1.3.2 传输信号线路的安装施工

  在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中,建筑自动化的信号传输线与综合布线系统融于一体时,其线路安装敷设应根据具体环境要求,统一考虑选用不同的建筑方式和相应的安装施工方法。

(1)在无特殊要求的场合,且使用对绞线时,应采用在暗敷的金属管中穿放方式;如有金属线槽或带有盖板的槽道(又称桥架)可以利用,且符合传送信号要求时,可采取线槽建筑方式。当是同轴电缆,且有防火要求的场合,应采用具有阻燃性能或非燃材料的管材(包括塑料管或金属管)穿放敷设。所有对绞线或同轴电缆都不应与其它线路同管穿放,尤其不应与电源线同管敷设。

(2)当建筑自动化系统的线路采取分期敷设时,传输信号线路所需的管路、线槽和桥架等设施,都应考虑适当预留发展余地以适应今后扩建需要。

(3)应尽量避免传输信号线路与电源线在无屏蔽的情况下长距离平行敷设,如必须安排,则在这两种线路之间的间距宜保持0.3m以上,以免影响正常信号传输。当采用在同一金属线槽内一起敷设时,它们之间应设置金属隔离件。

(4)在高层智能化建筑内建筑自动化系统的主干传输信号线路,如客观条件允许时,应在单独设置通信和弱电线路专用的电缆竖井或上升房中敷设。如必须与其它线路合用同一电缆竖井时,在电缆竖井中与其它线路平行敷设或安装位置,应统一综合考虑,并根据有关通信线路与其它线路的间距规定等要求处理。
如智能化建筑的楼层平面面积较大(超过1000m2)、或楼层长度超过100m时,宜设置两个电缆竖井,以便分别布置,有利于建筑自动化系统和通信综合布线系统线路的布置、敷设以及维护管理。

2 综合布线系统与计算机系统的配合

  作为信息的重要载体和传输途径通信网络的计算机网络系统(包括局域网、广域网和网间网等),将在信息化社会中发挥不可替代的作用。尤其是在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区工程中,而在综合布线系统工程设计和安装施工中,必须与计算机网络系统密切配合。

2.1 计算机系统的网络体系

计算机网络是电子计算机技术与通信技术逐步融合发展和日益密切结合的产物。
计算机网络系统无论其规模和功能要求如何,必须具备以下三个基本要素:

  (1)在计算机网络系统中至少有两台具有独立操作系统的计算机,且它们之间必须有共享资源的需求;

  (2)两台或多台计算机之间,必须有通信手段的传输线路,把它们互相连接成整体,形成计算机信息网络系统;

  (3)两台或多台计算机之间必须有互相通信的统一规则。计算机网络发展经历了从简单到复杂、从低级到高级、从只具有通信功能的单机系统到多机系统甚至发展到网络的一系列发展过程。在这个发展过程中实现了计算机网络的通信功能和资源共享。
计算机系统的网络分类方法较多,从网络地域范围可分为局域网(LAN)、广域网(WAN)和城域网(MAN)三种类型。

2.1.1 局域网(LAN)

  局域网是目前使用最普遍的网络。局域网一般指建立在某个单位内部并进行信息交换的专用网络,如一个学校、企业、医院和机关内部,甚至一栋办公楼或高层大厦内,将多台计算机、外围设备和数据库等互相连接组成计算机网络。局域网是计算机网络系统的重要基础,也是综合布线系统的主要服务对象。其主要特点如下:

  (1)局域网的覆盖范围不大,一般在几公里以内,其信息传输距离小于或等于10km;

  (2)一般采用的专用的传输介质组成网络,传输速率在1~100Mbit/s之间或更高;

  (3)多台计算机设备(一般为几十台至数百台之间)共享和使用统一的传输介质;

  (4)网络的布局和结构比较简单和规则,在单个局域网内部一般不存在交换节点和路由选择等问题。
  局域网的网络类型主要有三种,即以太网、令牌环网和令牌总线网,由硬件和软件两部分组成。

2.1.2 城域网(MAN)

  城域网也称“都市网”、“区域网”或“城市网”,是界于局域网和广域网之间的一种网络,一般是指在一个城市及其郊区范围内所建立的计算机网络系统,以实现信息传输和交换等功能要求。其使用对象和性质既可以是公用网,也可以是专用网。城域网的传输介质主要采用光纤光缆,数据传输速率一般大于或等于100Mbit/s。
城域网主要用作骨干网,采用光缆将同一个城市内分散于不同地点的计算机和数据库组成的局域网互相连接起来成为整体,这与广域网的作用有相似之处,但两者在实现方法和技术性能上有较大差别。城域网除用于计算机通信外,同时还可传输话音、图像等信息,成为一种综合利用的通信网,属于计算机通信网的范畴,但与综合业务数字网(ISDN)有所不同。

2.1.3 广域网(WAN)

  广域网是所有网络技术中发展最早的一种。是用通信线路将地理位置不同的两个或多个局域网互联形成的网络,是在一个广泛的地理范围内(如一个地区,也可超越城市和国家)所建立的计算机网络,一般为专用网络。当计算机网络之间信息传输距离大于10km,数据传输速率大于100Mbit/s时,宜采用广域网。广域网由通信子网和资源子网两个部分组成。

2.1.4 网络互联的形式

  互联主要有以下三种形式:(1)局域网与局域网互联;(2)局域网与城域网互联;(3)局域网与广域网互联。
  这三种计算机网络互联的体系,虽然其网络地域范围大小不同,但有相同的特点,即三种网络体系中都有局域网,这说明局域网是各种计算机网络系统的基本网络。在综合布线系统工程设计和安装施工过程中,应以局域网为基本服务对象,重视局域网的网络结构、用户信息实际需要和计算机的传输速率等重要环节,保证通信技术和计算机互相融合的网络系统正常运行。

2.2 计算机系统的网络拓扑结构

  在局域网中有各种设备,必须用传输介质把它们互相连接起来成为整体,形成整个网络组织系统,才能正常工作,这种网络组织系统称为网络拓扑结构,它是用传输介质互相联接各种设备的物理布局。目前,计算机系统局域网的网络拓扑结构主要有星形、环形、总线型和混合型四种。

2.2.1 星形网络拓扑结构

  星形网络拓扑结构是最古老的一种网络连接方式,且是目前使用最普遍的以太网星形网络结构,这种网络拓扑结构的主要特点是便于集中控制和维护管理,它在综合布线系统较为常用。

2.2.2 环形网络拓扑结构

  环形网络拓扑结构在局域网中使用较多,都为令牌环形网。这种网络结构中的传输介质是从一个端点用户计算机到另一个端点用户计算机,直到将所有端点的用户计算机连成环形。这种网络结构的特点是所需的传输介质的长度较短,布线方式简单、网络设备简化,消除了星形网络拓扑结构中各个端点用户计算机之间的通信必须依赖于中心系统(集线器)安全可靠性的缺点,提高了网络系统的安全可靠程度。

2.2.3 总结型网络拓扑结构

  总线型网络拓扑结构是使用同一个传输介质连接局域网中所有端点用户的一种方式,即连接端点用户的物理媒体由所有设备共享。这种网络拓扑结构具有传输介质长度短、工程造价低、端用户入网灵活简便,对布线系统的技术要求不高,扩建容易,端点或某个端点用户失效或增减不会影响其它端点或端点用户的通信,更不会发生影响全网工作等优点,所以在局域网中使用较为普遍。其缺点是使用时极不方便,一次仅允许一个端点用户发送数据,其它端点用户必须等待。

2.2.4 混合型网络拓扑结构

   混合型网络拓扑结构是综合上述三种基本结构演变而来,所以基本具有上述网络结构的特点和使用功能,也有相类似的优缺点。

2.2.5 光纤分布数据接口(FDDI)

  光纤分布数据接口(FDDI)是目前局域网中传输速率最高的一种,其传输速率高达100Mbit/s,它是一种高速局域网。FDDI的主要传输介质是光纤光缆,其网络具有定时令牌协议的特性,可以支持多种网络拓扑结构。FDDI可以单独作为一个局域网使用,通常多作为一个较大范围局域网的骨干网,或作为城域网(MAN)的基础。

2.2.6 网络拓扑结构的类型

(1)独立集中器型:由一个集中器和连接站组成,连接站可以是单连接站(SAS),也可以是双连接站(DAS)。

(2)逆向双环:逆向双环的网络拓扑结构适用于地理范围分布较广的企业或其它场合。

(3)集中器树:它是很多组用户设备需要连接在一起时可采用的网络结构,集中器按分层星形方式相连,其中一个集中器可作为树的根,起到集线器(HUB)的作用。这种网络拓扑结构的特点是增加或减少FDDI集中器、单连接站(SAS)或双连接站(DAS)、或改变其地理位置,都不会影响FDDI的工作。

(4)树型双环:在这种网络拓扑结构中集中器级连在一起,双环则处于企业或校园的最为重要的骨干位置,具有高度的容错特性,且是最为灵活、适应性强的网络拓扑结构。
综合布线系统必须在解决网络通信协议兼容性和网络连通性等问题的基础上,把以上的不同类型的局域网,按照网络通信协议和有关规定,相互连接成一个统一的网络,使综合布线系统真正具有较高的多种技术功能,便于用户使用和维护管理。

2.3 计算机系统和通信系统的配合

  由于安防工程建设、智能化建筑和智能化小区的建设规模、使用对象和业务性质等具体情况有所不同,计算机系统的网络拓扑结构、设备配置和缆线的敷设等也会有一定差异。同样,作为基础设施之一的综合布线系统也随之不同。

2.3.1 设备设置的位置

  在工程建设规模和房屋建筑面积较小的安防工程建设、智能化建筑中,因对智能化程度要求不高,计算机主机和通信系统的用户电话交换机的容量较小时,为了节省建筑面积和便于维护管理,可将计算机主机和用户电话交换机合设在同一个专用机房内;如安防工程建设、智能化建筑的平面布置可以分开安排,且有条件时,也可根据具体情况分别在各自的专用机房中装设。在智能化水平很高的大型安防工程建设、智能化建筑中,由于综合布线系统的建设规模较大和信息业务较多以及覆盖范围较广时,应将计算机、用户电话交换机和其它自动控制等设备(如安防工程建设、建筑自动化系统的各种控制中心),分别设置在各自的专用机房。

  在建筑群体的安防工程建设、智能化小区时,应根据计算机网络系统和电话通信系统的缆线分布状况,便于维护和管理等因素,选择位于智能化小区的地域中心处的智能化建筑内,装设计算机主机和用户电话交换机,对于采用合用机房或分设机房的方案应与智能化建筑的考虑因素基本类似。

2.3.2 通信线路传输介质的选用

  计算机网络系统线路的传输介质的选用,应满足计算机系统的传输速率的要求。当选用综合布线系统的类型时,应同时在设备和器材及缆线的选型中选用相应等级,以符合信息网络传输标准和有关规定。对于需要传送数据系统信息的场合,尤其是计算机系统的传输速率要求不一样,具体情况也有所不同。目前常用的有对绞线(又称双绞线)、对绞线对称电缆、同轴电缆和光缆等。

(1)对绞线(有时又称“双绞线”)
  对绞线是由两根铜金属导线互相按一定扭距绞合在一起的类似电话线的传输介质,每根线外加塑料绝缘层,并有色标作为标记。对绞线扭绞的目的是使对外电磁辐射和遭受外部电磁干扰减少到最小。对绞线按其电气特性不同而采取分级或分类,对此国外电气工业协会/电信工业协会(EIA/TIA)作出了相应的规定。对绞线的直径一般为0.4~0.65mm,常用的是0.5mm线径,两根线各自包在彩色塑料绝缘层内。如是多对对绞线时,外套护套构成对绞线对称电缆,其相邻线对间以不同的绞距扭绞,使线对间的相互干扰最小,以保证通信传输质量。在选用对绞线时,除必须考虑其应用范围和缆线类别外,还需考虑是否需要采用屏蔽结构。采用UTP或STP对绞线作为传输介质时,在设计和施工中都要考虑端到端的完整性,还要注意电磁兼容性(EMC)。

(2)同轴电缆
  同轴电缆是计算机网络系统中常用的传输介质,它的结构是由内部导体(或称中心导体)、环绕绝缘层、金属屏蔽网(外导体)和最外层的护套组成。具有屏蔽性能和频率特性均较好、抗干扰能力强等特点,通常能用于基带传输,也能进行高速率传输。在计算机系统的局域网中,常用的同轴电缆可分为两种基本类型,即基带同轴电缆和宽带同轴电缆。

(3)光纤光缆
  由于光纤光缆传输信息是光信号,不是电气信号,因此,光纤传输的信号不会遭受电磁干扰影响,光纤功率损失小,传输衰减小和宽带较大,所以光纤光缆不仅在目前极为经济实用,且能适应今后发展趋势。在综合布线系统中,建筑群或建筑物主干布线子系统都可使用光纤光缆作为传输介质,在水平布线子系统如有可能和需要时,也可使用光缆。光纤光缆有两种类型,即多模光纤光缆和单模光纤光缆。在综合布线系统中常用的光纤光缆按光纤直径和传输模式分有以下三种。

1)50μm(光纤直径)/125μm(包层直径)渐变型(有时称缓变型)多模光纤光缆(《通信用多模光纤系列》GB/T12357规定的A1a类),由于它允许传输的最大距离远小于62.5μm/125μm渐变增强型多模光纤光缆,因此,其使用范围受到限制,一般只限于短距离传输或原有的光纤光缆的纤芯直径为50μm/125μm或用户特别需要的场合使用。

2)62.5μm/125μm渐变增强型多模光纤光缆,其标称波长为850nm或1300nm(《通信用多模光纤系列》GB/T12357规定的A1b类),具有较高的光耦合效率,光纤对准要求不太严格,对于微弯曲或较大弯曲时,其损耗不太灵敏,所以具有有利于施工和维护等优点,目前在国内外的标准中均认为它是局域网中使用较为适宜的传输介质。因此,在安防工程建设、智能化建筑或智能化小区中的综合布线系统工程上较为广泛采用,已成为首选的光纤光缆。

3)8.3μm/125μm突变型单模光纤光缆(《通信用单模光纤系列》GB/T9771规定B1.1类),其标称波长为1300nm或1550nm,由于光纤的纤芯直径较小,与综合布线系统中最常用的半导体发光二极管(LED)驱动数据链路器件耦合时,会发生物理不兼容的问题,所以只有在经过技术经济比较后,确认适宜时才能采用。
在综合布线系统工程设计时,应根据安防工程建设、智能化建筑和智能化小区的用户性质、网络需要和敷设场合等的具体情况,选用相应品种、型号和结构的缆线。

2.3.3 通信线路的配备和设置

  在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中如设有计算机系统,其信息网络必须通过公用通信网与外界联网,这时必须配备和设置通信线路,这就涉及通信线路的数量和配备以及采取的建筑方式等,这些都需根据计算机系统对外业务的流量和流向的多少等情况来确定。

2.3.4 通信线路的敷设要求

  在安防工程建设和智能化建筑中,通信系统的线路和计算机系统采用联网的综合布线系统时,在工程设计中必须遵循通信和计算机两种系统的有关技术标准规定和要求进行考虑,以满足双方的需要。

(1)从安防工程建设及智能化建筑外面引入屋内的弱电电缆,包括通信系统和计算机系统的通信线路,要求在电缆引入处设有具有防止雷电袭击或碰触电力的保护性能设备和相应的技术措施,引入屋内的弱电电缆必须通过这些防护设备和技术措施,同时,要求引入电缆集中敷设,不宜采取与其它电缆(尤其是电力电缆)合用管路或槽道的敷设方式。

(2)通信系统和计算机系统所有缆线的安装敷设位置,不应过于靠近其它系统的缆线敷设,以保证通信安全。如双方均为电缆时,相互之间的隔离间距宜大于或等于0.5m。重要的骨干通信线路(例如建筑物主干布线子系统的缆线)一般不宜直接明敷,应采取穿放暗管或在槽道中敷设,以免遭受外力的机械损伤。

(3)在高层的安防工程建设和智能化建筑中如设有电缆竖井或上升房时,建筑物主干布线子系统的主干缆线宜在电缆竖井和上升房内敷设,并有一定的保护措施(如在槽道中敷设)。在电缆竖井或上升房内的电缆布置应统一合理安排,要求通信线路与电力电缆等有碍于通信安全的管线不应相邻敷设,以防干扰或引起危险等事故。

(4)计算机网络系统中的信息干线电缆与连接设备的连接和其它技术要求,应符合网络系统设计的标准规定,以节省房屋建筑面积,也有利于通信系统和计算机系统的网络相互连接的配合。

(5)通信系统和计算机系统的终端设备——通信引出端(信息插座)的位置,应便于用户使用和维护,宜设在距离顶棚一定距离或地面0.3m处,也可设在便于用户使用操作的地方,不宜与其它接线盒(如电力线插座)相邻或共用,且要有明显的区别标志(如话音和数据的标志),对于暂时不用或备用的通信引出端,应加封印和覆盖,以免误用或尘土进入。

(6)通信系统和计算机系统的信息网络中采用的各种传输介质(如电缆或光缆),在线路中间或非终端设备处应尽量减少接头,最好没有接头,以提高线路本身的传输质量。

(7)当不同规格或结构的信息传输介质相连接时,应根据网络系统要求采取相应措施,如是电缆宜采用电缆匹配器转接,电缆接头应为防水型的专用接头。

(8)在高层的安防工程建设和智能化建筑中设有电缆竖井或上升房,在其内部安装敷设综合布线系统的主干电缆或主干光缆时,应对它们穿过每个楼层的缆线洞孔处,采取分层隔断或严密堵封的防火措施。

3 综合布线系统与有线电视系统的配合

  在安防工程建设、智能化建筑或智能化小区内配备有各种公用设施(如给水、排水、电力、燃气、电视、监控、通信线路和计算机网络等系统)和相应设备(如建筑自动化控制系统)。作为通信网络技术设施的联系纽带,综合布线系统与房屋建筑、计算机网络以及其它系统有着密切关系,它们存在于同一个整体内,既是相辅相成、彼此结合的统一体,也有各自独立的不同性。因此,在工程设计和安装施工时,必须与房屋建筑和其它设施的设计和施工单位配合协调,采取全面考虑和妥善处理的方式,以保证达到正常使用的目的要求。

  在制订安防工程建设、智能化建筑和智能化小区内综合布线系统的技术方案中,除通信网络、计算机网络和建筑自动化系统外,还有有线电视系统(CATV)。为此,必须充分了解和掌握其使用特点、技术功能和今后发展趋势等情况,认真分析研究,以便选用技术先进、经济合理和切实可行的方案,达到密切配合、共同促进的目的。

3.1 有线电视系统的特点和通信网络的融合

从我国现有信息网络状况和今后的发展趋势来看,如能把通信网建成“一网多用、综合开发”的信息高速公路,就能更好地满足传送各种信息(包括通信、计算机和有线电视等系统)日益增长的需要。同样,在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中的综合布线系统也应具有传送话音、数据、文字和图像等各种信息的功能。

3.1.1 各种网络的特点

   目前,我国的电话通信网、计算机信息网和有线电视网是三个独立的运营网络,它们的传输速率和技术功能以及终端设备各不相同,且互相不能兼容。

(1)电话通信网
电话通信网中用户之间的互相通信,目前主要为话音通信。由于传送以话音通信的窄带业务为主,且因电话用户数量多,分布范围极广,通信业务的随机性大。采用的传输介质有各种类型、品种和规格的电缆和光纤光缆,也有采用无线微波和卫星通信等传输方式。

(2)计算机信息网(又称“计算机通信网或计算机网”)
  计算机系统要实现获得外界各种信息和共享信息资源,就必须利用公用的电话通信网组成大范围、长距离的计算机信息网。但它不同于电话通信网,目前在用户之间不设交换设备,且整体发展水平还较低。其典型的网络拓扑结构是总线型以太网、令牌环网等,且以地理范围较小的局域网为主。

(3)有线电视网
  有线电视网的声音和图像等信息都是单方向传递,用户只需购置接收设备(如黑白或彩色电视机),即可实现接收信息。目前,有线电视网光纤化已成为一种趋势,光纤/同轴电缆混合(HFC)系统以其频带宽、容量大、双向性、成本低、抗干扰性强等优点,已成为有线电视系统的主要模式。

3.1.2 与通信网的融合

  电话通信网、计算机信息网和有线电视网三种网络,在现阶段,它们的共性都是传递信息,不同的是信息类型(话音、数据和图像)、终端设备、服务方式、传播形式和网络结构等。而三网融合是“信息高速公路”网络发展的最终目标。但是在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区的综合布线系统工程中,应研究分析发展趋势,结合当前用户需求和工程实际情况,在设备和缆线的选型、网络结构组织和对外连接方式以及适应今后需要等问题上,尽量考虑采用相互配合、彼此融合的技术方案,为今后三网合一创造有利的条件和必要的基础。

3.2 与有线电视系统融合的技术方案

  在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中的综合布线系统工程设计时,要考虑与有线电视系统如何配合协调,更要重视互相融合的技术方案。
目前,在大城市和沿海大、中城市以及经济发达地区(包括全国大部分县城、乡镇),有相当多的家庭装有电话和有线电视系统,不少家庭都已购置或将要购置计算机,这已成为这些家庭必备的设施。为了适应当前信息需求急剧增长的形势,满足上述用户(包括农村)急需联网的要求,在这种场合采用综合布线系统是必须的基础设施。

3.2.1 传输通道的技术方案

  目前,按有线电视系统的使用频带,其频宽可分为300MHz、450MHz、550MHz和750MHz等。我国初期使用300MHz系统,随着电视台和卫星电视频道的不断增加,300MHz系统的容量已不能适应客观发展要求。早在1993~1994年,我国广播电视部门就在全国推广采用450MHz系统。因此,国内大部分城市有线电视网的带宽均为300MHz或450MHz,并采用同轴电缆作为传输通道(除主干网已采用光纤光缆)。发达国家已普遍采用550MHz,甚至是750MHz系统。

  从现有的有线电视HFC接入网的频率划分来看,目前尚无统一的国际标准。我国原邮电部于1997年12月发布,在1998年1月实施的《接入网技术体制》YDN061-1997内部标准(暂行规定)中,规定频谱资源采用低分割分配方案,将各种业务信息以及上行和下行信息划分到不同频段(如表1所示)。
从现有的有线电视系统来分析,由于它是单方向传输电视节目信号到用户,要实现数据通信等信息传输,关键是实现其传输双向性,使信号不仅能从外界传送到用户一端,还能从用户端将信号传送到外界。为此,目前通常需采用以下技术方案来解决。

(1)采用双电缆制,一条电缆用于发送,另一条电缆用于接收,这种技术方案必须另外新设一条电缆。这种技术方案具有扩建简便,与外界配合和协调少等优点,但存在工程建设费用高、增加维护工作量和维修费用等问题。

(2)采用频分多路复用技术方案,将物理信道划分多个逻辑通道,每个逻辑通道使用不同的频段进行传输,互相都不干扰,将其中的两个通道分别作为发送或接收通道,其余的仍可用于电视信号的传送。这种技术方案使可用带宽变窄,同时需要在线路中增加一些设备。为了保证反向传输信息的质量,在网络接口处还要作较大的改动,技术要求较高。
在具体工程中选用哪个技术方案,应根据实际网络要求和切实可行的条件来决定。

3.2.2 有线电视系统线路传输介质的选用

  当前,电话通信网的接入网主要是有线接入方式,且大都是以现有音频通信网的铜芯对绞导线市话电缆为主;计算机信息网的局域网通常采用传输介质的特性阻抗为50Ω同轴电缆和对绞线(UTP或STP);有线电视网的传输系统所用的传输介质有光纤光缆或特性阻抗为75Ω同轴电缆。可以看出,现在三网所用的传输介质是不一样的。目前,有线电视网常用的同轴电缆的具体情况如表2所示。

  目前,有线电视网干线部分的传输介质逐渐采用光纤光缆取代同轴电缆,这样提高了网络的技术特性,增加信息传输距离,减少网络设备,增加了网络安全可靠程度,便于安装施工、有利于维护管理和运营费用的降低。对于支线(引接到用户终端设备为止)部分的传输介质,有采用光缆的全部光纤网络或部分光纤和同轴电缆的混合网络(HFC)两种。HFC网络拓扑结构具有以下特点:

  (1)光缆将从前端一直延伸到每一个用户小区,并终端连接到光节点,用户小区内每个光节点一般有3~4个同轴电缆支路输出,光节点的主要功能是将干线光纤中继和同轴电缆之间的光信号转换为电信号。

  (2)前端到光节点的典型距离是25km,光节点到用户终端设备的距离一般要求小于2km。

  (3)HFC网络拓扑结构是一个以前端为中心,光纤延伸到小区,并以光节点为终点的星形网络布局,同时从光节点起用树形同轴电缆网络延伸并覆盖约500~2000户的用户小区。因此,HFC网络拓扑结构是一个星形——树形相结合的结构。这种网络结构的主要优点是各个用户小区相互独立,彼此不影响,网络中的任何一点失效不会造成大范围的影响,而只限定在一个小部分特定的用户群,所以这种节点式网络结构大大提高了网络系统安全可靠性,减少了维护费用和管理工作。因此,目前采用光纤/同轴混合网(HFC)较为普遍。在综布线系统中需结合具体工程实际来考虑,也可以采取逐步分期实现。

3.3 与有线电视系统工程的具体配合

  根据国家技术监督局和建设部联合发布的国家标准《有线电视系统工程技术规范》GB50200—94中的有关规定,在安防工程建设、智能化建筑和智能化小区中采用综合布线系统时,与有线电视系统工程的具体配合,应注意以下几点:

(1)关于有线电视系统的基本模式、主要技术指标、接收天线、分配网络、干线网络传输、机房设备、设备布置和部件安装及供电系统等部分,属于该系统的技术内容。对于同轴电缆等线路工程中的技术要求,(如在建筑之间或建筑内部的线路敷设等),应以综合布线系统的有关规范规定为准,如确有矛盾,需结合工程的具体条件研究解决。

(2)有线电视系统的同轴电缆引入屋内的防雷和接地部分,应符合国家标准《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85等的有关规定。

(3)有线电视系统工程中的传输信号线路安装施工的质量应按《有线电视工程技术规范》GB50200-94的要求进行检验。在综合布线系统设计和施工中也需遵循该标准规定办理。

(4)在智能化建筑内部的同轴电缆线路路由(包括计算机信息网和有线电视网的同轴电缆),应短直、稳定、安全可靠、便于维修检测,同轴电缆应远离容易遭受碰击、重压或损伤的场合,尽量减少与其它管线等障碍物交叉跨越的机会。

(5)在新建的且其内部装修要求较高的建筑物内,同轴电缆宜利用预埋的暗管或线槽敷设。已建成的且内部装修要求不高的建筑物内,同轴电缆应优先采用塑料线槽敷设,如因条件限制同轴电缆采用线码和线卡固定的明敷方式时,其电缆路由和位置应尽量选择隐蔽部位,注意电缆平直整齐,且还应尽量做到隐蔽美观。

(6)有线电视系统在屋内外的同轴电缆的施工部分内容,基本与屋内外综合布线系统的布线要求相同。有线电视系统的缆线所用各种安装部件必须美观实用、安装简便、牢固可靠和符合技术要求。

(7)有线电视系统的同轴电缆不得与电力电缆在同一线槽中敷设,或在同一接线箱中安装。各种缆线均采用明敷方式时,同轴电缆与电力电缆(或电力线路)的间距应大于等于0.3m。

上述内容应以有线电视系统和通信系统及计算机系统相互结合成整体考虑,全面进行测试、评价和验收,一般不能以局部网络的部分内容来评定其优劣。


 

责任编辑:guo


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