办公楼的社会功能决定了它不仅是一个信息的接收者, 还是一个传播者。因此, 对综合布线系统提出了更高的要求。本次设计以两栋办公楼为研究对象, 办公楼为两栋4层建筑, 建筑物高度为16 m, 每栋建筑面积为4 008 m2。综合布线系统从工作区子系统、配线子系统、干线子系统、设备间、管理、建筑群6个子系统分别进行模块化设计[1], 设计步骤如图1所示[2]。

图1 综合布线系统设计步骤   下载原图

办公楼的结构设计采用多模光缆、双绞线, 支持最远的距离, 设备间设在一层中部, 该层不设置配线间, 其余各层均设置一个楼层配线间。由于水平线缆长度均不超过90 m, 因此不设置二级交接间, 该综合布线系统的结构如图2所示[3]。

图2 综合布线系统的结构   下载原图

工作区子系统即指建筑物内水平范围的个人办公区域, 是放置应用系统终端设备的地方, 信息插座是工作区的核心组成部分。它将用户的通信设备连接到综合布线系统的信息插座上。该系统的硬件包括信息插座、面板、连接软线以及适配器或连接器等。

工作区内总信息点数量M的计算[4]:

M=S/P×N。 (1)

式中:S为整个布线区域工作区的面积;P为单个工作区的服务面积;N为当个工作区的配置的信息点个数。例如A栋一楼某办公室面积是50 m2, N可以取值为2, 按上述方法计算, 可设置10个信息点, 如图3所示。

图3 办公室信息点分布   下载原图

以A栋二层为例, M=S/P×N=1 000/10×2=200。统计各楼层信息点的数量, 如表1所示。

表1 A栋楼层信息点和线缆统计 导出到EXCEL

如果配置单孔信息插座, 则信息插座的数量应与信息点的数量相当。如果配置双孔插座, 则信息插座数量是信息点数量的一半。本设计中选用双孔插座, 数量为:

M=N× (1+3%) =340× (1+3%) ≈350只。 (2)

式中:M表示信息模块的总需求量;N表示信息点的总量;3%表示富余量。

m=n×4× (1+ 15%) 。 (3)

式中:m表示RJ-45接头的总需求量;n表示信息点的总量;15%表示留有的富余。

m=680×4× (1+ 15%) =2856只。 (4)

六类信息模块采用CommScope MPS100E-262, 可支持2.4Gbps的数据网络通讯及多媒体通信, 语音和数据点采用同种介质布线, 可以实现两者的灵活互换。工作区内的信息插座采用CommScope嵌入式 (暗装) RJ-45信息插座, 每个信息插座都配置一个墙盒或底盒。安装距离地面30 cm以上, 信息插座和终端设备的距离保持在5 m以内, 其布线路由采用埋入式。

配线子系统采用星型拓扑结构, 主节点为楼层配线架FD, 分节点为各通信端TO, 如图4所示。楼层配线间设置在该楼层中部, 布线采用CommScope六类100Ω非屏蔽双绞线, 从配线间向两边敷设, 负责本楼层的信息点。布线路由采用先走吊顶桥架再走线槽的方式。

由于配线间设置在楼层中部, 单根线缆的长度不超过90 m, 故每个楼层只设置一个配线间。信息插座至配线间最远距离约40 m, 信息插座至配线间最近距离约4 m。由此可知每个楼层用线量计算:

C=[0.55× (F+N) +6]×n。 (5)

式中:C表示每个楼层的用线量;F表示信息插座至配线间最远距离;N表示信息插座至配线间最近距离;n表示每楼层信息插座的数量;0.55表示备用系数;6表示端接容差, 所以水平系统的总用线量大约为10 268 m, 如表1所示。

电缆的订购采用常规305 m (1 000ft) 包装形式, 305 m÷50 m=6.1根/箱, 即实际上每箱电缆只能布放6个信息点, 实际上订购57箱。

图4 星型拓扑结构   下载原图

干线子系统是数据传输的“大动脉”, 是综合布线工程中最重要的一个子系统, 由设备间提供建筑中最重要的主干线路, 是整个大楼的信息交通枢纽。它一端端接于设备间的主配线架上, 另一端端接于楼层配线间的分配线架上, 它决定了每个信息点的稳定性和传输速率。

干线线缆采用六芯多模光纤, 每层光缆长度:

L= (主配线间到竖井距离+层高) × (1+10%) +6 =16 m; (6)

光缆需要总量=楼层配线间的总数×实际光缆平均长度=16×3=48 m。 (7)

干线线缆的敷设采用星型拓扑结构、电缆井的敷设方式, 点对点端接, 每根干线线缆直接延伸至各楼层配线架, 如图4所示。

设备间是大楼放置综合布线线缆和相关连接硬件及其应用系统设备的场所, 本系统设备间设置在一层中部, 以获得更大的服务面积。它把电信部门的中继线和公共系统设备 (PBX) 等连接起来。其使用面积不得为20 m2。设备间设备采用110DW2-100配线架和600A2光纤配线架, 光纤接口选择常用的ST系列。如图5所示, 其中MDF为主配线架, 也是A栋一楼楼层配线架, 设置在一楼设备间内, 负责管理全部信息点, 及整栋大楼的垂直系统的主干线缆, FD为楼层配线架, 设置在弱电井旁, 负责管理本楼层的信息点。

管理子系统由楼层配线间、设备间线缆、配线架及相关接插跳线等组成, 以配线架为主, 用以局端对前端信息点进行模块化管理。所有楼层的线路都由光纤或电缆连接到这里汇聚, 前端的信息点通过六类线缆进入配线间后首先进入配线架, 然后用RJ45接口跳线连接配线架与交换机。由于楼层信息点数量不大于200个, 配线长度在90 m范围以内, 故每层设置一个管理间[5]。

由于设备间设置在一层, 所以该层不设配线间, 其余各楼层信息点均不超过200个, 各设置一个配线间, 每个配线间内配置模块化卡接式110DW2-100配线架2台, FCP3系列光纤配线架1台, 配线间语音点、数据点均采用19英寸机柜安装配线设备。

在建筑群子系统的光纤选择中, 考虑到单模传输优于多模传输, 选择 G652A型8.3/125 μm单模光纤, 支持40 Gbit/s系统的距离为2 km, 且针对办公楼其传输距离的要求不高。

本设计中建筑群设备间位于A栋一层中部, 布线方式采用直埋布线。

图5 综合布线系统图   下载原图

按照国家相关标准, 本文通过系统结构设计、线路的敷设、设备选型与布置、线缆选型与用量等完成了两栋办公楼综合布线的设计。该系统通过外部网络引至大楼一层设备间的建筑物配线架上, 由配线架引至各层弱电井中的楼层配线架, 然后再由楼层配线架分配到各工作区。本次设计线缆采用光纤和铜缆混合的形式。干线子系统采用六芯室外多模光纤传输, 配线子系统采用六类非屏蔽双绞线 (CAT6、UTP) [6], 其带宽扩展到250 MHz, 最大速率可以达到1 000 Mbps, 抗干扰能力极强, 能更有效地减低串音干扰, 使语音、数据及图像传输更清晰、更有效、更安全, 保证了综合布线系统满足办公楼的需求, 为其他办公楼综合布线系统的设计提供实例参考。