运城学院学生宿舍区综合布线系统设计

网络工程项目设计
课程论文
——学生宿舍区综合布线系统设计
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摘要 (3)
第一章智能学校的功能及实现技术 (4)
1.1宿舍网络系统 (4)
1.2 校园网设计方案 (4)
1.3 Internet接入 (4)
1.4宿舍区通迅系统 (5)
1.4.1程控电话交换机 (5)
1.4.2无线通信 (5)
1.4 3卫星通信接口 (5)
1.5校园内部有线电视系统 (5)
1.6机电设备管理（BA）系统 (5)
1.7宿舍园区安全防范及报警系统 (6)
1.8综合布线系统 (6)
第二章综合布线系统设计分析 (7)
2.1总体规划 (7)
2.2系统设计 (7)
2.3综合布线系统设计要领 (9)
第三章布线系统的设计要点 (11)
第四章综合布线要点 (13)
4.1宿舍布线 (13)
4.2综合布线通道传输的性能指标 (14)
4.2.1平衡电缆传输信道性能指标 (14)
4.2.2光缆传输信道性能指标 (16)
第五章构建宿舍网的优化布置 (18)
5.1 网络扩容需求 (18)
5.2 综合布线系统介绍 (18)
5.3 综合布线设计 (20)
网络扩容需要 (18)
综合布线系统介绍 (18)
综合布线设计 (20)
致谢 (23)
参考文献 (24)
运城学院学生宿舍区综合布线系统设计
摘要
21世纪人类社会步入信息时代，随着多媒体技术和网络技术的迅猛发展，人们追求着更安全舒适的生活方式。

目前，正在兴起的智能化建筑是信息时代的必然产物，是高科技与现代建筑的巧妙结合，它是以建筑为平台，兼备建筑设备、办公自动化及通信网络系统，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境。

智能建筑的概念正向多个领域渗透，其中智能校园便是从智能建筑的基本含义中扩展出来的，其服务的对象是教师和学生，服务的目的是为学生提供一个高效、舒适、便利以及安全的学习环境。

随着信息时代的来临，信息网络在我国正处于飞速发展的阶段。

学校作为教育的前沿重地，为我国未来信息化人才提供重要的学习环境。

因此，校园网络的规模和应用水平将是体现学校教学环境和科研力量的重要组成部分。

近年来，国家对校园信息化建设日益重视，许多学校都新建或升级了校园信息网络。

而构建优化的综合布线系统能为校园网提供坚实的物理基础。

宿舍综合布线系统(PDS)是楼宇和园区范围内, 在统一的传输介质上建立的可以连接电话、计算机、会议电视和监视电视等设备的结构化信息传输系统。

PDS使用标准的双绞线和光纤, 支持高速率的数据传输。

它包括一系列专用的插座和连接硬件, 使用户可以把设备连到标准的话音/数据信息插座上, 使安装、维护、升级和扩展都非常方便, 并节省费用。

PDS使用星型拓扑结构, 使系统的集中管理成为可能, 也使每个信息点的故障、改动或增加不影响其他的信息点。

而在高校的校园网中, 随着个人计算机的普及, 学生宿舍也已经开始接入高校的校园网, 本文将介绍综合布线系统在校园宿舍网中的应用。

关键词:宿舍综合布线、校园网、综合布线系统(PDS)
第一章智能学校的功能及实现技术
1.1 宿舍网络系统
拥有一套完整实用的校园网是智能学校必不可少的硬件基础。

宿舍网络，顾名思义，就是把学校的学生宿舍与相应的行政管理机构、实验楼、图书馆、教学设施等连接起来，进行通信，实现信息共享和高效管理，并且可以通过中心服务器和Internet连接访问外部资源的一个覆盖校园的网络。

其建网的指导思想是：利用校园网的交互性、个性化、资源共享等特点，突破教学在时间、地域和年龄上的限制，使学生真正成为教学的主体，发挥学生学习的主动性。

同时，为教学管理、科研管理、行政管理和后勤管理提供一个理想的平台。

1.2 校园网设计方案
（1）网络结构：校园网主干采用千兆以太网技术（第三层交换），呈星型结构。

二级交换机采用快速以太网交换机，服务器采用千兆网卡，二级交换机100M到桌面；
（2）网络设备：主干网络采用第三层交换机；二级快速以太网交换机；
各种网络应用服务器；路由器；UPS电源；若干台微机及各种备份设备；
（3）软件选择：电子邮件系统、网管软件、自动备份软件、办公自动
化软件及其它网络应用和开发软件。

1.3 Internet接入
在学校网络中心，通过一条DDN专线，将校园网接入中国教育科研网Cernet，从而进入国际互联网Internet。

通过一台代理服务器作为校园
内部网与Internet的桥梁，校园内部的计算机通过网络中的代理服务器访问Internet。

校园网与Internet互连后，校园网用户在权限允许的范围内可以使用Internet上的Web访问、Ｅmail收发、FTP、Telnet、BBS、新闻组、讨论组、个人主页等服务。

校园网站连接Internet，用于宣传学校形象、教学信息发布、提供信息查询等，也是网上教学的渠道。

1.4 宿舍区通迅系统
1.4.1 程控电话交换机
直拨电话：一部分用于行政办公及物业管理，另一部分用于宿舍区之间主要交通要道、每栋楼的大门口与园区管理中心的紧急联络。

内部电话：主要用于宿舍内部各宿舍之间的联系。

1.4.2 无线通信
建立较小范围内的收发基站（半径正好能够覆盖整个园区），实现整个校园内部无线手机、话筒、外语学习广播、寻呼机的无线通讯。

1.4.3 卫星通信接口
该系统作为有线网的补充，建立起园区师生与国内、国外进行语音、数据、图像通信的传输通路，以便进行国内外校际教学科研交流。

1.5 校园内部有线电视系统
校园内部有线电视系统是丰富师生校园生活、为教学服务的重要手段。

由于Internet的飞速发展，使得有线电视网络从单向广播式网络向双向交互式网络方向发展。

电视节目来源可以是校园电视台的现场直播或录像，也可以是自行接收的卫星电视节目。

由于是双向传输网络，系统具有上行控制信号传输功能，可以在需要的时候直接点播存放在多媒体教学服务器上的视频信号。

1.6 机电设备管理（BA）系统
宿舍内部有许多公共设施或设备，如水泵、变配电、通风、照明、电梯等。

这些设备本身既是学校管理监测的难点，又往往都是耗能大户，为提高这些设备的物业管理水平，智能校园在设计中采用了机电设备管理系统。

设备运行状况由中央计算机监控、记录，管理人员无需亲临现场，即可自动实现对电力、供热、供水等能源的使用、调节与管理，使各种设备始终运行于最佳状态，在达到节能目的的同时，为师生的学习、生活提供舒适的环境。

机电设备管理系统的基本功能：BA中央监控系统提供与园区网络系统
接口；供配电监控；给排水监控；公共照明（包括宿舍区公共场所照明及泛光照明和楼道照明）的控制；校园广播及紧急插播要求与安全保卫、消防联动；电梯运行监测。

1.7 宿舍园区安全防范及报警系统
宿舍区安全防范报警系统是智能校园实现安全管理的重要系统，主要包括：闭路电视监控、周界防范及巡更系统、防盗报警、出入口控制、消防报警等。

对宿舍楼宇出入口进行监视与控制，校内师生与保安人员配备不同级别的IC智能卡，对校园师生出入宿舍区进行身份鉴别、确认，及出入信息登记，并提供师生出入宿舍区信息的登记及查询功能。

1.8 综合布线系统
智能校园内有大量的系统及设备，综合布线系统设计必需综合考虑通信系统、闭路电视系统、机电设备管理系统、报警系统、计算机网络等系
统的信息交互需求，采用先进的、高性能的、灵活的、经济的结构化布线
设备，使系统的集中管理水平达到最合理的利用和实施状态。

为支持大量多媒体应用所需的带宽，并考虑未来发展的需要，楼群布线：≥1000M带宽；楼宇内部布线：≥100M带宽；户内布线：≥10M带宽。

总之，智能校园的设计是通过对宿舍区结构、系统、服务、管理以及它们之间内在联系的优化考虑，在先进的计算机技术、通信技术、控制技
术及IC卡技术的基础上，采用系统集成方法，逐步建立起一个沟通校园
内部及校园与外部社会的多媒体综合信息交互系统，真正把大学园区建成
一个智能化的教学科研科技中心。

第二章综合布线系统设计分析
2.1 总体规划
一般来说，国际信息通信标准是随着科学技术的发展，逐步修订、完善的。

综合布线系统也是随着新技术的发展和新产品的问世，逐步完善而
趋向成熟。

我们在设计智能化建筑物PDS期间，要提出并研究近期和长远
的需求是非常必要的。

目前，国际上各综合布线产品都只提出15年质量保证体系，并没有提出多少年投资保证。

为了保护建筑物投资者的利益，我
们可采取“总体规划，分布实施，水平布线尽量一步到位”。

主干线大多
数都设置在建筑物弱电井，更换或扩充比较省事；水平布线是在建筑物的
天花板内或管道里，施工费比初始投资的材料费高。

如果更换水平布线，
要损坏建筑结构，影响整体美观。

因此，我们在设计水平布线，尽量选用
档次较高的线缆及连接件，缩短布线周期。

2.2 系统设计
综台布线是智能校园建设中的一项新兴技术工程项目，它不完全是建筑工程中的“弱电”工程。

智能化宿舍是由智能化建筑环境内系统集成中心利用综合布线系统连接和控制“3A”系统组成的。

布线系统设计是否合理，直接影响到“3A”
的功能。

(3A即楼宇自动化—Building Automation、办公自动化—Office Automation、通信自动化—Communication Automation)。

设计与实现一个合理综合布线系统一般有六个步骤：
1、获取建筑物平面图；
2、分析用户需求；
3、系统结构设计；
4、布线路由设计；
5、绘制布线施工图；
6、编制布线用料清单。

星型拓扑结构布线方式，具有多元化的功能，可以使任一子系统单独地布线，每一子系统均为一独立的单元组，更改任一子系统时，均不会影
响其它子系统。

一个完善确定设计的布线走线系统，其目标是，在既定时间以外，允许在有新需求的集成过程中，不必再去进行水平布线，损坏建筑装饰而影
响审美。

为了使智能校园中的宿舍园区的工程设计具体化，根据实际需要，我
们将综合布线系统分为三个设计等级：
一、基本型
适用于综合布线系统中配置标准较低的场合，用铜芯电缆组网。

基本型综合布线系统配置：
(1)每个工作区(站)有一个信息插座；
(2)每个工作区(站)的配线电缆为一条4对双绞线，引至楼层配线架；
(3)完全采用夹接式交接硬件；
(4)每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备间总配线架电线)至
少有2对双绞线。

二、增强型
适用于综合布线系统中中等配置标难的场合，用铜芯电缆组网。

增强型综台布线系统配置：
(1)每个工作区(站)有两个以上信息插座；
(2)每个工作区(站)的配线电缆均为一条独立的4对双绞线，引至楼层配
线架；
(3)采用夹接式(110A系列)或接插式(110P系列)交接硬件；
(4)每个工作区(站)的干线电缆(即楼层配线架至设备问总配线架)至少有 3对双绞线。

三、综合型
适用于综合布线系统中配置标准较高的场合，用光缆和铜芯电缆混合组网。

综合型综合布线系统配登：
(1)在基本型和增强型综合布线系统的基础上增设光缆系统；
(2)在每个基本型工作区的干线电缆中至少配有2对双绞线；
(3)在每个增强型工作区的干线电缆中至少有3对双绞线。

综合布线系统应能满足所支持的数据系统的传输速率要求，并应选用相应等级的传输缆线和设备。

综合布线系统应能满足所支持的语音、数据、图像系统的传输标准要求。

综合布线系统所有设备之间连接端子、塑料绝缘的电缆或、电缆环箍应有色标。

不仅各个线对是用颜色识别的，而只线束组也使用同一图表中的色标。

这样有利于维护检修。

这也是综合布线系统的特点之一。

所有基本型、增强型、综合型综合布线系统都能支持语音、数据、图像等系统，能随工程的需要转向更高功能的布线系统。

它们之间的主要区别在于：
①支持语音和数据服务所采用的方式；
②在移动和重新布局时实施线路管理的灵活性。

1．基本型综台布线系统的特点
(1)是一种富有价格竞争力的综合布线方案，能支持所有语音和数据的应用；
(2)应用于语音、语音／数据或高速数据；
(3)便于技术人员管理；
(4)采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护；
(5)能支持多种计算机系统数据的传输。

2．增强型综合布线系统的特点
增强型综合布线系统不仅具有增强功能．而且还可提供发展余地。

它支持语音和数据应用，并可按需要利用端子板进行管理。

(1)每个工作区行二个信息插座，不仅机动灵活，而且功能齐全，
(2)任何—个信息插座都可提供语音和高速数据应用；
(3)按需要可利用端子板进行管理；
(4)是一个能为多个数据设备制造部门环境服务的经济有效的综合布线方案
(5)采用气体放电管式过压保护和能够自复的过流保护。

3．综合型综合布线系统的特点
综合型综合布线系统的主要特点是引入光缆，可适用于规模较大的建筑物或建筑群，其余特点与基本型或增强型相同。

2.3综合布线系统设计要领
1．在PDS设计起始阶段，设计人员要作到：
（1）评估用户的通信要求和计算机网络要；
（2）评估用户楼宇控制设备自动化程度
（3）评估安装设施的实际建筑物或建筑群环境和结构
（4）确定通信、计算机网络、楼宇控制所使用的传输介质
2．将初步的系统设汁方案和预算成本通知用户单位。

3.在收到最后合同批准书后，完成以下的系统配置、布局蓝图和文档记录:
（1）电缆线路由文档
（2）光缆分配及管理
（3）布局和接合细节
（4）光缆链路，损耗预算
（5）施工许可证
（6）订货信
如同任何一个工程一样，系统设计方案和施工图的详细程度将随工程项目复杂程度而异，并与合同条款、可用资源及工期有关。

设计文档一定要齐全，以便能检验指定的PDS设计等级是否符合所规定的标准。

而且在验收系统符合全部设计要求之前，必须备有这种设计文档。

4．应始终确保已完成合同规定的光缆链路一致性测试，而且光缆链路损耗是
可接受的。

介质及连接硬件的性能规格
在结构化布线系统中,布线硬件主要包括:配线架、传输介质、通信插座、插座板、线槽和管道等。

1)介质
主要有双绞线和光纤,在我国主要采用双绞线与光缆混合使用的方法。

光纤主要用于高质量信息传输及主干连接,按信号传送方式可分为多模光纤和单模光纤两种,线径为62.5/125微米。

在水平连接上主要使用多模光纤,在垂直主干上主要使用单模光纤。

2)接头及插座
在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。

插座的管脚组合为 :1&2、3&6、4&5、7&8。

我国基本上采用北美的结构化布线策略,即使用双绞线十光纤的混合布线方式。

双绞线又分为屏蔽线与非屏蔽线两种。

屏蔽系统是为了保证在有干扰环境下系统的传输性能。

抗干扰性能包括两个方面,即系统抵御外来电磁干扰的能力和系统本身向外发射电磁干扰的能力,对于后者,欧洲通过了电磁兼容性测试标准EMC规范。

实现屏蔽的一般方法是在连接硬件外层包上金属屏蔽层以滤除不必要的电磁波。

现已有STP及S-STP两种不同结构的屏蔽线供选择。

屏蔽系统的屏蔽层应该接地。

在频率低于1MHz时,一点接地即可。

当频率高于1MHz时,EMC认为最好在多个位置接地。

通常的做法是在每隔波长十分之一的长度处接地,且接地线的长度应小于波长的十二分之一。

如果接地不良(接地电阻过大、拦地电位不均衡等),就会产生电势差,这样,将构成保证屏蔽系统性能的障碍和隐患。

值得注意的是，屏蔽电缆不能决定系统的整体EMC性能。

屏蔽系统的整体性取决于系统中最弱的元器伯。

如跳接面板、连接器信息口、设备等。

因此,若屏蔽线在安装过程中出现袭缝,则构成子屏蔽系统中最危险的环节。

第三章布线系统的设计与施工
在整个网络项目工程总投资中，布线所占的比例不到5%，但结构化布线却是支持高带宽应用和未来应用升级换代的重要保障。

而且相比其它网络配置如PC，软件和LAN的产品，布线的寿命是最长的。

所以不仅仅是"大楼起，布线上"，布线系统不但成为智能大厦等大环境布线的必然之选，在中小网络环境中也得到普遍的应用，成为一种应用潮流。

结构化综合布线系统(Structured Cabling Systems,缩写SCS)采用模块化设计和分层星型拓扑结构。

它能适应任何大楼或建筑物的布线系统。

其代表产品是建筑与建筑群综合布线系统(Premises Distribution System,缩写PDS)。

另外，还有两种先进的系统，即智能大楼布线系统(IBS)和工业布线系统(IDS)。

它们的原理和设计方法基本相同，差别是PDS以商务环境和办公自动化环境为主。

PDS一般采用模块化设计和物理分层星型拓扑结构，传输语音、数据、图像以及各类控制信号。

PDS的结构可分6个独立的子系统(模块)。

1.工作区(终端)子系统(WORK AREA SURSYSTEM)
工作区布线子系统由终端设备到信息插座的连线(或软线)组线，它包括装配软线、连接器和连接所需的扩展软线，并在终端设备和I／O之间搭桥，信息插座有墙上、地上、桌上、软基型多种，标准有RJ45／RJ11的单、双、多孔等各种类型。

2.水平布线子系统(HORIZONTAL SUBSYSTEM)
水平布线子系统将电缆从楼层配线架连接到各用户工作区上的信息插座上，一般处在同一楼层。

通常可以采用5类8芯4对双绞线，符合或超过EIA／TIA 一568标准。

3.垂直干线子系统(RISER BACKBONE SURSYSTEM)
垂直干线子系统指各楼层配线架与主配线架间的大对数多芯铜缆或光缆组成，或二者混用。

它是综合布线系统的神经中枢，其主要功能是将主配线架系统与各楼层配线架系统连接起来。

4.管理子系统(ADMINISTRATION SUBSYSTEM)
管理子系统由楼层配线架组成。

其主要功能是将垂直干缆线与各楼层水平布线子系统相连接。

布线系统的优势和灵活性主要体现在管理子系统上，只要简单地跳一下线就可完成任何一个结构化布线系统的信息插座以对任何一类智能系统的连接，极大地方便了线路重新布局和网络终端的调整。

光纤连接时，要用光纤接续箱(LIU)，箱内可有多个ST连接器安装孔,箱体箱内的线路弯曲设计应符合62．5／125微米多模光纤的弯曲度要求，光纤接头用STII，由陶瓷材料制成，最大信号衰减小于0．2dB，光耦合器可作为多模光纤与网络设备或光纤接续装置上的连接，配线架和光纤接续箱通常设在弱电井或设备间内，用来连接其它子系统，并对它们通过跳线进行管理。

5.设备间子系统(EQUIPMENT SUBSYSTEM)
设备间子系统由主配线架和各公共设备组成。

它的主要功能是将各种公共设备(如计算机主机、数字程控交换机、各种控制系统、网络互连设备)等与主配线架连接起来。

该子系统还包括电气保护装置等。

6.建筑群向连接子系统(CAMPUS BACKBONE SUBSY5TEM)
该子系统是指主楼宇中的主配线架延伸到另外一些建筑物的主配线架的连接系统。

与垂直子系统类似，通常采用光缆或大对数铜缆连接。

它是整个布线系统的一部分(包括传输介质)并支持提供楼群之间通信所需的硬件，其中有电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备。

第四章综合布线要点
4.1宿舍布线
互联时代的软硬件非常重要，但是它们稳定运行的基础——宿舍更重要。

宿舍应具有高可用性，高可靠性、高安全性、可扩容性和网络资源丰富等特点。

以下将着重介绍宿舍布线。

宿舍的布线系统直接影响到未来宿舍的功能，一般布线系统要求布防距离尽量短而整齐，排列有序，具体的方式有“田”字形和“井”字形两种。

其中：“田”字形较适用于环形宿舍布局，“井”字形较适用于纵横式宿舍布局。

它的位置可安排在地板下和吊顶两个地方，各有特点，下面分别加以论述：
1、地板布线：这是一种最常见的布线方式，它充分利用了地板下的空间，但要注意地板下漏水、鼠害和散热，还应保证在每个机柜下方开凿相应的穿线孔（包括地板和线槽）。

2、吊顶布线：该布线方式特别适合于经常需要布线的宿舍，目前也非常流行，此方式中吊顶内包含了各种布线电源、弱电布线，在每个机柜上方开凿相应的穿线孔（包括地板和线槽），当然也要注意漏水、鼠害和散热。

具体布线的内容有：电源布线、弱电布线和接地布线，其中电源布线和弱电布线均放在金属布线槽内，具体的金属布线槽尺寸可根据线量的多少并考虑一定的发展余地（一般为100×50或50×50）。

电源线槽和弱电线槽之间的距离应保持至少5厘米以上，互相之间不能穿越，以防止相互之间的电磁干扰。

下面将一一加以阐述：
1、电源布线：在新宿舍装修进行电源布线时，应根据整个宿舍的布局和UPS 的容量来安排，在规划中的每个机柜和设备附近，安排相应的电源插座，插座的容量应根据接入设备的功率来定，并留有一定的冗余，一般为10A或15A。

电源的线径应根据电源插座的容量并留有一定的容量来选购。

2、弱电布线：弱电布线中主要包括同轴细缆、五类网线和电话线等，布线时应注意在每个机柜、设备后面都有相应的线缆，并应考虑以后的发展需要，各种线缆应分门别类用尼龙编织带捆扎好。

3、接地布线：由于新宿舍内都是高性能的计算机和网络通讯设备，故对接
地有着严格的要求，接地也是消除公共阻抗，防止电容耦合干扰，保护设备和人员的安全，保证计算机系统稳定可靠运行的重要措施。

在宿舍地板下应布置信号接地用的铜排，以供宿舍内各种接地需要,铜排再以专线方式接入该处的弱电信号接地系统。

关于6类线缆布线施工，应特别注意以下几点:
1、如果在2个终端间有多余的线缆，应该按照需要的长度将其剪断，而不应将其卷起并捆绑起来。

2、线缆的接头处反缠绕开的线段的距离不应超过2cm，过长会引起较大的近端串扰。

3、在接头处，线缆的外保护层需要压在接头内而不能在接头外。

虽然在线缆受到外界拉力时整个线缆均会受力，但若外保护层压在接头外，则受力的将主要是线缆和接头连接的金属部分。

4、在线缆接线施工时，线缆的拉力是有一定限制的，一般为9kg左右。

过大的拉力会破坏线缆对绞的匀称性。

由于六类线缆的外径要比一般的五类线粗，为了避免线缆的缠绕（特别是在弯头处），在管线设计时一定要注意管径的填充度，一般内径20mm的线管以放2根六类线为宜。

4.2综合布线通道传输的性能指标
4.2.1平衡电缆传输信道性能指标
按照国际布线标准ISO/IEC11801：1995（E），给出平衡电缆传输通道（Balanced cabling links）的参数。

除非特别强调，这些参数适应于屏蔽和非屏蔽平衡电缆的传输通道。

描述平衡电缆通道传输性能的电气特性参数有直流环路电阻、特性阻抗、衰减、近端串扰损耗、衰减与串扰之比、结构回波损耗、传输延迟等，与通道长度有关的参数，如衰减、直流环路电阻、传输延迟等；与电缆纽距有关的参数有特性阻抗、衰减、近端串扰损耗和结构回波等。

不过，电缆一旦成形，这些参数只与电缆及相关连接硬件的安装工艺有关。

1）特性阻抗
特性阻抗是电缆及相关连接硬件组成的传输通道的主要特性。

它根据信号传输的物理特性，形成对信号传输的阻碍作用，它用电阻与电抗一起来描述称。