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復雜局域網的綜合布線設計與施工
發布時間:2021-08-06   瀏覽:440次

在企業局域網中,特別是在一些規模較大、結構較復雜的局域網組建中,綜合布線是整個網絡組建過程中至關重要的一部分,關系著整個網絡組建的成敗。一般來說,由于網絡綜合布線的復雜性,首先要進行詳細的布線系統設計,然后再按照設計圖紙和要求進行施工。這樣才能做到有的放矢,嚴格按照設計要求施工,滿足用戶的需求。

一、綜合布線的3個主要階段

在一個大規模的建筑群中進行綜合布線是一項復雜的系統工程,它需要逐步實施。以下是對綜合布線工程的幾個主要階段的簡要說明。

1.系統設計階段

布線系統設計將對整個布線過程產生決定性的影響,故設計者應認真審慎,做好充分的調查研究,并收集與相應建筑物有關的資料,如建筑圖紙資料、裝修圖紙資料及其他工程的資料。如果該建筑物原來已有布線,則還要收集原布線方面的資料等。然后充分結合經濟因素、應用需求、施工進度要求等因素綜合考慮。

如果大樓尚在籌建之中就提出綜合布線的要求,則可以根據整體布局、走線的需求對建筑物的設計提出特定的要求,如提出上下樓層間走線的通道規格、預埋一些管道等,這些都可為日后的綜合布線提供方便。有些可以同步進行的布線工作,能在建筑物設計圖中體現出來,以便在施工的同時就把一些布線在前期工程中完成,免除許多后期施工的弊端,減少重復勞動,提高工作效率,做到合理易行。

在原有建筑物基礎上與室內裝潢工程同步進行綜合布線的情況不一樣,必須根據實際勘察并掌握原有建筑物的資料及裝潢設計情況重新進行設計。布線設計與裝潢設計之間必須保持相互溝通,這為雙方的工作提供了方便。

一般設計中選材用料、設備檔次及布局安排與用戶的應用需求和資金投入有直接的關系。如用戶資金較為緊張,則可以選擇一些中庸的解決方案,在線材和設備選購上更應注意性價比,信息接入點分布也可以采用相對集中的方式,這樣可以減少線材和設備的投入數量,達到節省資金的目的。如果用戶經濟較為寬裕,對布線的要求較高,可以選擇更高性能的線材和設備,信息接入點也盡可能做到分布均勻,并適當超前,以備用戶日后的擴展。

2.施工階段

在具體的綜合布線施工階段中,因可能涉及多方因素,包括與用戶和建筑、裝潢施工單位的溝通,以及施工現場的指揮,同時還需要掌握全面的標準和技術,所以指揮人員必須有較高素質。

如果裝潢與布線施工同時開展,一般來說要求布線施工隊伍進場的時間較早,先把許多能做的準備性工作做好,如在墻上挖溝、打鉆,敷設管道等。為爭取主動,布線施工單位應該爭取盡早開工,并有計劃地進行施工,如可以先選典型地方做一些試驗,以確定具體施工的一些細節,這樣可以為下面工程的全面落實展開提供經驗和問題解決辦法。遇到問題盡早處理解決,一時無法解決的問題可由設計人員根據現場的施工情況提出相應的補充和修改方案。

例如,在某大樓的綜合布線工程施工中,由于前期準備工作較晚,而且決策人員對具體使用什么類型的材料在思想上準備不足,加上現場指揮人員經驗不足,結果進度非常緩慢。同時,可能由于經驗和技術的不足,不能處理好一些技術上的問題,使得整個布線工程困難重重。再如,建筑物的隔墻所用的一般是空心磚,如果采用的方法不當,或者用力過大,很可能使整塊磚破碎,不僅使自己施工困難,而且會引起裝潢部門的不滿,使兩者間的關系非常不協調。由于相互之間配合得很不好,使得布線進程跟不上裝潢的進度,雙方的矛盾很可能會進一步激化,影響整體進度。所以,在這種情況下,首先需要與裝潢施工隊搞好關系(甚至包括下面的具體施工人員),使項目在協調的氛圍下進行,只有這樣,后面的許多工作才可彼此協調,同步進行。

另外,在施工時一定要考慮到拉線時的困難,要采用口徑合理的管道,特別是在轉彎較多的情況下必須盡量留出空隙,充分考慮下一步驟的工作。在拉線時兩端要做好標記,并且按一定的方法將其分成一束束扎好,以減少下一步的整理工作。

線纜都布放到位后,一般要等裝潢施工隊的其他工作(如粉刷)完成之后方可進行下一步的工作,如做模塊、上面板等。如果模塊在粉刷之前安裝好了,則在粉刷時石灰水等一些液體可能會浸入模塊,從而引起質量問題,造成返工。同樣過早上面板,則會把面板弄臟,增加下一步的清潔工作量。

3.檢查驗收階段

布線工作完成之后要對各信息點進行測試檢查。一般可采用FLUKE等專用儀器進行測試,根據各信息點的標記圖進行一一測試,若發現有問題則可先做記錄,等全部測完之后再對個別有問題的地方進行檢查。測試的同時做好標號工作,把各點號碼在信息點處及配線架處用標簽紙標明,并在平面圖上注明,以便今后對系統進行管理、使用及維護。如圖3-14所示的就是一個機柜中的設備和線材的標注。

一般驗收都是在兩頭發現問題,這可能是配線架沒做好,也可能是模塊沒做好,還有一種可能就是上面板時螺釘鉆入網線造成短路現象等。

全部測試完成之后,對平面圖進行清理,做出完全正確的標號圖,以備查用。這時就可以交由用戶驗收了。用戶在驗收時,由于水平和設備的原因,一般會要求施工方提供測試技術人員和設備,這時施工方一定要如數提供。當然因為布線施工也是有保修期(長達10年以上)的,所以用戶的測試驗收也只是抽驗,只要求施工方承諾在實際網絡安裝時發現問題要及時解決。而且測試也不能發現所有潛在的問題,測試就是在全面展開具體應用時,在真實的網絡環境中進行。另外,整個施工圖紙和標號圖都應該給用戶一份。

二、綜合布線注意事項

綜合布線是一項系統工程,其中的學問非常大。下面是筆者從實際布線工程中總結的幾點經驗。

1.布線產品品牌專一

布線所用到的網絡產品,例如,普通五類雙絞線或者水晶頭等,傳輸的都是微弱信號,稍有不慎就可能會影響網絡通信的整體性能。雖然各個不同的廠家所生產的布線產品在性能和質量上有些差異,如有的廠家生產的網線質量比較好,有的廠家生產的水晶頭使用效果比較好,有的廠家生產出來的網絡接口模塊也不錯,但是筆者仍然建議在同一個布線系統中采用同一個品牌的布線產品,因為這樣可以保證大限度地兼容。

不少布線者常常簡單地認為,如果把那些"好"的網絡產品組合起來進行布線,會使網絡信號衰減幅度降到小,達到通信效果。其實這樣的認識是不正確的,因為不同廠家的網絡產品其內部材料的阻抗是不一樣的,阻抗中的細微差別都可能對高速網絡的信號衰減產生很大的影響,從而影響整個網絡系統的通信質量。實踐證明,混用不同廠家產品布線對速度在10Mbps以下的網絡交換影響很小,但如果是100Mbps或者更高速的網絡系統就會有明顯影響。所以采用同一個廠家生產的網絡產品進行布線。

2.布線前合理設計,布線后嚴格測試

這是一個工作習慣問題。良好的工作習慣的重要性,在網絡布線中更能得到體現。布線前的合理規劃能大大提高網絡的效率,反之會嚴重影響網絡效率。

在設計階段,未充分考慮信息系統用戶的需要,有時情況會很糟糕。例如,連接電話和計算機到建筑物的電纜干線可以得到保證,然而其他的建筑物系統或者設備,如傳真機、時鐘、安全與火警系統、電梯、物業部門系統等的連接卻常常被忽視了。為了避免發生這種情況,可以編寫一份詳細的信息系統和設備的核查清單,并在系統設計之前,把它提供給每一個部門主管,讓他們參與補充。通過這種方法,就能避免上述情況的發生。

但事實上這種情況又很難保證不再發生,因為隨著用戶業務量的增長和業務性質的轉變,員工的使用需要也會有所改變。員工的辦公位置會在部門內部或部門之間進行調整,部門也會變換布置。所設計的電纜設施應當能應付這些狀況,好的辦法是規劃適用于所有設備的通用電纜設施。未使用的空間也應當鋪設電纜,以備將來使用的需要,每一個工作間的電纜設施應當能滿足任何用戶的需要。例如,一個工作站的設置既應滿足使用一部電話和一臺連接到本地網的PC的財務人員的需要,也應滿足使用電話、調制解調器及可上網的PC與共享打印機的研發人員的需要。

施工完成后,除了用常見的Ping命令測試網絡是否暢通外,再用一些瞬時突發的大吞吐量網絡交換來進行測試。因為Ping命令檢查的只是網絡是否連通,若網絡的流量很低,問題不大,但當網絡流量很高時,就可能出現很難上網的情況。

3.正確理解規定中對通道100m的定義

大家都知道五類、超五類和六類線的單段網線長度不能超過100m,在ANSI/EIA/TIA-568標準中都有規定。但這里要正確理解這100m的含義。按照標準規定,這100m應該是對水平段整個傳輸通道,即管理子系統+水平子系統+工作區子系統,除去管理子系統的交叉連接和工作區連接電纜需要的10m外,預埋的水平子系統實際大長度通常只有90m,也就是傳輸基本鏈路長度。

還可以這樣簡單理解:就是從工作區網絡適配器RJ-45端口至近的有源連接設備(交換機等)的整個傳輸通道為100m(包括跳線)。

4.正確選擇各部分通信電纜線材

在實際的綜合布線工程中,用戶往往重視的只是計算機網絡,或者眼前的應用,而對一些重要但又不很明顯的需求或未來應用缺乏足夠的重視。如大樓中預建的布線電纜結構與實際要用的電纜設施不匹配,這樣會造成極大的工期延誤及費用增長。建筑師和電器工程公司通常不熟悉各類線材的規格與要求,以及美國電子工業協會和美國通信工業協會(EIA/TIA)對建筑物內的電纜結構如穿線管、電纜盤和設備房等所設置的設計參數,如果設計不符合規格要求,結果可能會由于已有的穿線管不能容納需要安裝的所有電纜,而要再增加穿線管,或者穿線管的彎曲部分太多及沒有連接盒,造成電纜穿線困難,或者使用了電纜盤和連接盒,卻使得水平電纜的長度超出了五類線的要求

三、綜合布線接地

說到綜合布線接地,許多讀者朋友就感到迷惑了,他們會有以下疑問:怎么平常進行的雙絞線布線沒有接地???從這一點就可以看出,許多用戶,甚至是網管員都不清楚網絡布線中的接地,對其重要性更是一無所知。其實這是由工作經驗不足或者職責所限決定的,因為他們根本沒有進行過綜合布線,如果有,也只是單一的網絡布線。

1.綜合布線的接地類型

由于綜合布線針對的是一整棟建筑物,甚至建筑群,所以它的接地不再是單一的地線問題,而是包括多個層次的接地系統。根據商業建筑物接地和接線要求的規定,綜合布線系統的接地類型包括接地線、接地母線、接地干線、主接地母線(總接地端子)、接地引入線和接地體6個部分,這6個部分所對應的安裝位置可以說是從高到低(相對建筑物來說),如果劃分層次,那就是由低到高。但要注意并不是所有綜合布線系統都必須全面具備這6種接地類型。下面按照上述接地線所作用的層次分別予以簡單介紹。

(1)接地線

接地線也就是通常所說的地線,它是連接在設備上的低層次的一種接地類型,也是整個接地系統的終端部分。接地線直接作用每一個具體的節點,接地線的兩端分別連接的是節點設備和下面將要介紹的接地母線,也就是整個接地系統的下一個更高層次。

有過銅軸電纜布線經驗的朋友一定還記得,在銅軸電纜環形布線中,每一條線的兩端都有一個阻抗匹配端子,而阻抗匹配端子通常要求與地相連的金屬物連接(通常是與計算機金屬機殼或金屬窗連接),這就是接地,連接匹配端子與計算機機殼或金屬窗的線就是接地線。當然這里所介紹的接地線的作用雖然一樣,但它連接的不再是計算機機殼或金屬窗,而是更高層次的接地系統。要求所有接地線均為銅質絕緣導線(銅質阻抗較小,主要是為了接地良好),其截面應不小于4mm2,而且應盡量采用錫焊接。通常在用屏蔽雙絞電纜布線時,信息插座的接地可用電纜的屏蔽層作為接地線連至每層的配線柜。當綜合布線的電纜采用穿鋼管或金屬線槽敷設時,就不必另外接地了,鋼管或金屬線槽就可起到接地作用,但要求它們保持良好的電氣連接,在兩端同樣應具有良好的接地。

(2)接地母線

接地母線也稱層接地端子,從其名字也可以看出,它是一條專門用于樓層內的公用接地端子。它的一端要直接與后面將要介紹的接地干線連接,另一端當然是與本樓層配線架、配線柜、鋼管或金屬線槽等設施所連接的接地線連接。它屬于一個中間層次,比上面介紹的接地線高一個層次,而比下面介紹的接地干線又要低一個層次。

接地母線通常與樓層內水平布線系統并排安裝,用于整個樓層布線系統的公用接地。接地母線應為銅母線,其小的尺寸應為6mm(厚)×50mm(寬),長度視工程實際需要來確定。接地母線應采用電鍍錫以減小接觸電阻(不要手工綁接)。

(3)接地干線

接地干線用于集中連接不同樓層的接地母線,很明顯又比上面介紹的接地母線高一個層次。它是用于同一建筑物不同樓層之間的公用接地,通常垂直安裝在不同樓層之間。在進行接地干線的設計時,應充分考慮建筑物的結構形式、建筑物的大小及綜合布線的路由與空間配置,并與綜合布線電纜干線的敷設相協調。接地干線應安裝在不受物理和機械損傷的保護處,建筑物內的水管及金屬電纜屏蔽層不能作為接地干線使用。接地干線采用專門的屏蔽層保護,如裝入鋼管中。當建筑物中使用兩個或多個垂直接地干線時,垂直接地干線間每隔三層其頂層需用與接地干線等截面的絕緣導線相焊接。接地干線應為絕緣銅芯導線,小截面應不小于16mm2。

(4)主接地母線(總接地端子)

主接地母線又稱"總接地端子",它是用于整棟建筑物公共接地的,又比上面的接地干線高一個層次。一般每棟建筑物只需一個主接地母線,它的一端連接的是接地干線,另一端連接的是保護器類裝置,也采用專門的屏蔽護套。但要注意,如果整個建筑物中只有一條接地干線,則這個主接地母線也就沒必要了,接地干線同時起到主接地母線的作用。主接地母線作為綜合布線接地系統中接地干線及設備接地線的轉接點,其理想位置宜設于外線引入間或建筑配線間。主接地母線應布置在直線路徑上,同時考慮從保護器到主接地母線的焊接導線不宜過長。接地引入線(下面將介紹)、接地干線、直流配電屏接地線、外線引入間的所有接地線,以及與主接地母線位于同一配線間的所有綜合布線用的金屬架均應與主接地母線很好地焊接。當外線引入電纜配有屏蔽或穿金屬保護管時,此屏蔽和金屬管也應焊接至主接地母線。主接地母線應采用銅母線,其小截面尺寸為6mm(厚)×100mm(寬),長度可視工程實際需要而定。與接地母線一樣,主接地母線也應盡量采用電鍍錫以減小接觸電阻。

(5)接地引入線

接地引入線指保護器裝置與接地體(下面將要介紹)之間的連接線,這個比較容易理解。為了達到良好的接地效果,接地引入線宜采用40mm(寬)×4mm(厚)或50mm(寬)×5mm(厚)的鍍鋅扁鋼;同時接地引入線應做絕緣防腐處理,在其出土部位應有防機械損傷措施,且不宜與暖氣管道同處埋放。

(6)接地體

接地體實際上是用來起到平常接地中所說的"大地"作用的,分為自然接地體和人工接地體兩種。自然接地體有常年與水接觸的鋼筋混凝土水工建筑物的表層鋼筋、壓力鋼管及閘門、攔污柵的金屬埋設件、留在地下或水中的金屬體等。而人工接地體通常是指人為在地下埋設的鋼材制品和銅板制品。在鋼材制品埋設中又分垂直安裝接地體和水平安裝接地體兩種。

接地系統中的垂直接地體,宜采用長度不小于2.5m的熱鍍鋅鋼材(也可根據埋設地網的土質及地理情況決定垂直接地體的長度)、銅包鋼,或者采用新型的接地電極。垂直接地體間距一般應大于5m,具體可以根據地網大小、施工情況來確定。地網四角的連接處應埋設垂直接地體。接地系統中的水平接地體一般采用熱鍍鋅扁鋼,水平接地體應與垂直接地體焊接連通。

接地體一般采用熱鍍鋅鋼材或者銅材,采用熱鍍鋅鋼材時其規格要求如下。

鋼管壁厚:應不小于3.5mm。

角鋼:應不小于50mm×50mm×5mm。

扁鋼:應不小于40mm×4mm。

圓鋼直徑:應不小于8mm。

當綜合布線采用單獨接地系統時,一般采用人工接地體,并應滿足以下條件。

距離工頻低壓交流供電系統的接地體不宜小于10m。

距離建筑物防雷系統的接地體不應小于2m。

接地電阻不應大于40。

當綜合布線采用聯合接地系統時,一般利用建筑物基礎內鋼筋網作為自然接地體,其接地電阻應小于1。在實際應用中通常采用聯合接地系統。

2.注意事項

安全接地也就是以大地電位為參考電位的大范圍的等電位聯結。在一般概念中認為接地指的是接大地,不接大地就是違反了電氣安全的基本要求,這一概念有局限性。例如,飛機飛行中極少發生電擊事故和電氣火災,但飛機并沒有接大地,原因就是飛機中的用電安全不是靠接大地,而是靠等電位聯結來保證在飛機內以機身電位為基準電位來作等電位聯結。由于飛機內范圍很小,即使在絕緣損壞的事故情況下電位差也很小,因此飛機上的電氣安全是得到有效保證的。人生活在地球上,因此往往需要與地球等電位,即將電氣系統和電氣設備外殼與地球聯結,這就是常說的"接地"。飛機上可用接線端子與機身聯結,而在地球上則需用接地極作為接線端子與其聯結。

進行綜合布線系統的接地設計應注意以下幾個問題。

(1)一個完整的屏蔽系統要求處處屏蔽,一個連續的、完整的屏蔽路徑才能達到用戶預期的效果。因此,如果選擇采用屏蔽系統,那么除了電纜外,模塊、配線架等連接件都需要使用屏蔽的,同時再輔以金屬橋架和管道。

靜電屏蔽的原理是在屏蔽罩接地后干擾電流經屏蔽外層流入大地,因此屏蔽層的妥善接地十分重要,否則不但不能減少干擾,反而會引入更多的干擾。端接時金屬錫箔很容易撕裂,因此在剝線時應注意不要破壞屏蔽層。端接時應盡量減少屏蔽層中接地線的剝開長度,因為剝開長度越短,引起的電感越少,接地效果也越好?,F場接地時,建議采用單點接地的方法,避免多點接地引起電壓回路。

(2)屏蔽層的配線設備端應接地,用戶端視具體情況接地,兩端的接地應盡量連接至同一接地體。當接地系統中存在兩個不同的接地體時,其接地電位差的均方根值應不大于1V(有效值)。

(3)當電纜從建筑物外面進入建筑物內部時容易受到雷擊、電源觸地、電源感應電勢或地電勢上浮等外界因素的影響,這就必須采用保護器。

(4)綜合布線系統的過壓保護裝置宜選用氣體放電管保護器。因為氣體放電管保護器的陶瓷外殼內密封有兩個電極,其間有放電間隙,并充有惰性氣體。當兩個電極之間的電位差超過250V交流電壓或700V雷電浪涌電壓時,氣體放電管開始出現電弧,為導體和地電極之間提供了一條導電通路。

(5)綜合布線系統的過流保護宜選用能夠自復的保護器。由于電纜上可能出現各種不同規格的電壓,如果連接設備為其提供了對地的低阻通路,則不足以使過壓保護器運作,而其產生的電流卻可能損壞設備或引起著火。

(6)在設計接地系統時,應充分考慮使線路在處于以下任何一種危險環境中的情況下,都有過壓或過流保護:交流50Hz電壓超過250V、工作電壓超過250V的電源線路觸地、較大的雷擊、地電勢上升到250V以上等。

上面介紹了一些在綜合布線系統接地方面的主要知識,看似容易,實施起來卻不易。其實綜合布線的接地是一個系統問題,需要綜合考慮,而不應單獨基于某一臺機器,或一臺設備,甚至一個樓層來考慮。只有這樣,整個布線系統的接地系統才能真正有效。