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物联网工程布线技术单元八垂直和建筑群子系统的设计和安装技术主要内容8.1垂直子系统的设计和安装技术8.2建筑群子系统的设计和安装技术8.3典型行业应用案例8.4工程经验8.5练习题8.6实训项目：光纤熔接实训1.了解工程布线中垂直和建筑群子系统的设计思路和方法。2.通过实训掌握安装和施工技术。重点8.1垂直子系统的设计和安装技术8.1.1垂直子系统的基本概念和工程应用垂直子系统连接设备间子系统和管理间子系统。它是建筑物内综合布线的主干缆线，垂直子系统一般使用光缆传输。图8-1为垂直子系统示意图。垂直子系统的布线也是一个星型结构，从建筑物设备间向各个楼层的管理间布线，实现大楼信息流的纵向连接，图8-2为垂直子系统布线原理图。图8-1垂直子系统示意图图8-2垂直子系统布线原理图8.1垂直子系统的设计和安装技术8.1.2垂直子系统的设计原则1.星形拓扑结构原则2.保证传输速率原则垂直子系统首先考虑传输速率，一般选用光缆。3.无转接点原则垂直子系统中的光缆或者电缆路由比较短，而且跨越楼层或者区域，布线路由中不允许有接头或者CP集合点等各种转接点。4.语音和数据电缆、控制电缆分开原则语音电缆一般使用大对数电缆，数据一般使用光缆，在基本型综合布线系统中也常常使用双绞线电缆，监控系统使用同轴电缆，门禁系统和报警系统往往使用双绞线电缆或者组合电缆实现信号传输控制与供电。语音电缆工作电压一般高于数据电缆工作电压，为了防止语音传输对数据传输的干扰，必须遵守语音电缆和数据电缆分开的原则。5.大弧度拐弯原则垂直子系统对数据传输速率要求高，涉及终端用户多，因此在设计时，垂直子系统的缆线应该垂直安装，如果在路由中间或者出口处需要拐弯时，必须设计大弧度拐弯。8.1垂直子系统的设计和安装技术8.1.3垂直子系统的设计步骤和方法垂直子系统的设计步骤如图8-3所示。图8-3垂直子系统设计步骤1.需求分析2.技术交流重点了解每个楼层的具体用途、重点需求、运行环境等因素。3.阅读建筑物图纸通过阅读建筑物图纸掌握建筑物的竖井位置、设备间和管理间位置及土建结构、强电路径，重点掌握在垂直子系统路由上的电器设备、电源插座、暗埋管线等。8.1垂直子系统的设计和安装技术8.1.3垂直子系统的设计步骤和方法4.规划和设计1）确定缆线类型根据布线环境和综合布线系统设计等级，确定缆线类型为光缆或铜缆。根据工程实际需求，确定所需的电缆总对数和光纤总芯数，并留有适当的备份。主干缆线宜设置电缆与光缆，并互为备份路由。2）垂直子系统路径的选择垂直子系统主干缆线应选择最短、最安全和最经济的路由，根据建筑物结构以及建筑物内预留的电缆孔、电缆井等通道位置确定。建筑物内一般有封闭型和开放型两类通道，宜选择带门的封闭型通道。3）缆线容量配置（1）语音业务，大对数主干电缆应按每一个电话8位模块通用插座配置1对线，并在总需求线对的基础上至少预留约10％备用线对。（2）对于数据业务每个交换机至少应该配置1个主干端口。主干端口为电端口时按4对线容量，为光端口时则按2芯光纤容量配置。（3）当工作区至电信间的水平光缆延伸至设备间的光配线设备(BD／CD)时，主干光缆的容量应包括所延伸的水平光缆。8.1垂直子系统的设计和安装技术8.1.3垂直子系统的设计步骤和方法4.规划和设计4）垂直子系统线缆敷设保护方式（1）缆线不得布放在电梯或供水、气、暖管道和强电竖井中。（2）电信间、设备间、进线间之间干线通道应沟通。5）垂直子系统干线线缆交接干线电缆、干线光缆布线的交接不应多于两次。从楼层配线架到建筑群配线架之间只应通过一个配线架，即建筑物配线架（在设备间内）。当综合布线只用一级干线布线进行配线时，放置干线配线架的二级交接间可以并入楼层配线间。6）垂直子系统干线线缆端接干线电缆可采用点对点端接，也可采用分支递减端接连接，如图8-4和图8-5。图8-4干线电缆点对点端接方式图8-5干线电缆分支接合方式8.1垂直子系统的设计和安装技术4.规划和设计7）确定垂直子系统通道规模通常使用的垂直子系统通道是由一连串穿过管理间地板且垂直对准的通道组成，如图8-6所示。确定垂直子系统的通道规模,主要就是确定垂直通道和配线间的数目。如果给定楼层的所有信息插座都在配线间的75m范围之内，那么采用单干线接线系统。如果有部分信息插座超出配线间的75m范围之外，那就要采用双通道干线子系统，或者采用经分支电缆与设备间相连的二级交接间。如果同一幢大楼的管理间上下不对齐，则可采用大小合适的线缆管道系统将其连通，如图8-7所示。5.完成材料规格和数量统计表图8-7双干线电缆通道图8-6穿过弱电间地板的线缆井和线缆孔8.1.3垂直子系统的设计步骤和方法8.1垂直子系统的设计和安装技术垂直子系统布线必须选择缆线最短、最安全和最经济的路由，同时考虑未来扩展需要。设计和施工时，一般应预留冗余信道。1.标准规定GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》国家标准第6章要求：垂直子系统垂直通道穿过楼板时宜采用电缆竖井方式。也可采用电缆孔、管槽的方式，电缆竖井的位置应上、下对齐。2.垂直子系统线缆选择根据建筑物的结构特点以及应用系统的类型，决定干线线缆的类型。在垂直子系统设计中常用多模光缆和单模光缆、4对双绞线电缆、大对数对绞电缆等，在住宅楼也会用到75Ω有线电视同轴电缆。目前，针对电话语音传输一般采用3类大对数对绞电缆(25对、50对、100对等规格)，针对数据和图像传输采用光缆或5类以上4对双绞线电缆以及5类大对数对绞电缆，针对有线电视信号的传输采用75Ω同轴电缆。6类网络布线系统通常使用6类4对双绞线电缆或光缆作为主干线缆。在选择主干线缆时，还要考虑主干线缆的长度限制，如5类以上4对双绞线电缆在应用于100Mb/s的高速网络系统时，电缆长度不宜超过90m，否则宜选用光缆。8.1.4垂直子系统安装技术8.1垂直子系统的设计和安装技术3.垂直子系统布线通道的选择垂直型的干线布线路由主要采用电缆孔和电缆井两种方法。对于单层平面建筑物水平型的干线布线路由主要用金属管道和电缆托架两种方法。干线子系统垂直通道有三种方式可供选择：1）电缆孔方式电缆捆在钢绳上，钢绳固定在墙上已铆好的金属条上，见图8-8。2）管道方式包括明管或暗管敷设。3）电缆竖井方式竖井的具体大小要根据所布线的干线电缆数量而定，如图8-9所示。电缆井比电缆孔更为灵活，可以让各种粗细不一的电缆以任何方式布设通过。但在建筑物内开电缆井造价较高，而且不使用的电缆井很难防火。8.1.4垂直子系统安装技术图8-9电缆竖井方式图8-8电缆孔方法8.1垂直子系统的设计和安装技术4.垂直子系统线缆容量的计算在确定每层楼的干线线缆类型和数量时，要根据楼层水平子系统所有的各个语音、数据、图像等信息插座的数量来进行计算：（1）语音干线缆线，一个电话信息插座至少配1个线对。（2）计算机网络干线线缆的线对容量计算原则是：电缆干线按24个信息插座配2对对绞线，每一个交换机或交换机群配4对对绞线；光缆干线按每48个信息插座配2芯光纤。（3）信息插座较少时，可多个楼层共用交换机，并合并计算芯数。（4）如有光纤到用户桌面的情况，光缆直接从设备间引至用户桌面，干线光缆芯数应不包含这种情况下的光缆芯数。（5）主干系统应留有足够的余量，以作为主干链路的备份。5.垂直子系统缆线的绑扎垂直子系统敷设缆线时，应对缆线进行绑扎。对绞电缆、光缆及其他信号电缆应根据缆线的类别、数量、缆径、缆线芯数分束绑扎,绑扎间距不宜大于1.5米。绑扎缆线时应特别注意按照楼层进行分组绑扎。8.1.4垂直子系统安装技术8.1垂直子系统的设计和安装技术6.线缆敷设要求1）光缆光缆敷设时不应该绞结。光缆在室内布线时要走线槽。光缆在地下管道中穿过时要用钢管或者PVC管。光缆需要拐弯时，其曲率半径不得小于300毫米。光缆的室外裸露部分要加铁管保护，铁管要固定牢固。光缆不要拉得太紧或太松，并要有一定的膨胀收缩余量。光缆埋地时，要加铁管保护。2）双绞线双绞线敷设时要横平竖直，走桥架或者线槽，不要扭曲。双绞线的两端点要标号。双绞线的室外部分要加套管，严禁搭接在树干上。双绞线不要拐硬弯。在竖井中敷设缆线时一般有两种方式，向下垂放电缆和向上牵引电缆。相比较而言，向下垂放比较容易。8.1.4垂直子系统安装技术8.1垂直子系统的设计和安装技术6.线缆敷设要求3）向下垂放线缆的方法和步骤（1）把线缆卷轴放到最顶层。（2）在离房子开口3～4米处安装线缆卷轴，并从卷轴顶部馈线。（3）在线缆卷轴处安排布线施工人员，每层楼上要有一个工人，以便牵引下垂的线缆。（4）旋转卷轴，将线缆从卷轴上拉出。（5）将拉出的线缆引导进竖井中的孔洞。在此之前，先在孔洞中安放一个塑料的套管状保护物，以防止孔洞不光滑的边缘擦破线缆的外皮。（6）慢慢地从卷轴上放缆并进入孔洞向下垂放，注意速度不要过快。（7）继续放线，直到下一层布线人员将线缆牵引到下一个孔洞。（8）按前面的步骤继续慢慢地放线，直至线缆到达指定楼层进入横向通道。8.1.4垂直子系统安装技术8.1垂直子系统的设计和安装技术6.线缆敷设要求4）向上牵引线缆的方法和步骤向上牵引线缆需要使用电动牵引绞车，其主要步骤如下：（1）按照线缆的质量，选定绞车型号，并按说明书操作，首先往绞车中穿一条绳子。（2）启动绞车，并往下垂放一条拉绳，直到安放线缆的底层。（3）如果缆上有一个拉眼，则将绳子连接到此拉眼上。（4）启动绞车，慢慢地将线缆通过各层的孔向上牵引。（5）缆的末端到达顶层时，停止绞车。（6）在地板孔边沿上用夹具将线缆固定。（7）当所有连接制作好之后，从绞车上释放线缆的末端。8.1.4垂直子系统安装技术8.2建筑群子系统设计和安装技术建筑群子系统也称为楼宇子系统，主要实现建筑物与建筑物之间的通信连接，一般采用光缆并配置光纤配线架等相应设备，它支持建筑物之间通信所需的硬件，包括缆线、端接设备和电气保护装置。设计时应考虑布线系统周围的环境，确定建筑物之间的传输介质和路由，并使线路长度符合相关网络标准规定。8.2.1建筑群子系统基本概念和工程应用图8-10建筑群子系统实际案例图8.2建筑群子系统设计和安装技术1.地下埋管原则建筑群子系统的室外缆线，一般通过建筑物进线间进入大楼内部的设备间，室外距离比较长，设计时一般选用地埋管道穿线或者电缆沟敷设方式。也有在特殊场合使用直埋方式，或者架空方式。2.远离高温管道原则避免高温损坏缆线或者缩短缆线的寿命。3.远离强电原则避免对网路系统的电磁干扰。4.预留原则方便未来升级和维护。5.管道抗压原则地埋管道穿越园区道路时，必须使用钢管或者抗压PVC管。6.大拐弯原则实际施工时，一般在拐弯处设立接线井，方便拉线和后期维护。8.2.2建筑群子系统的设计原则8.2建筑群子系统设计和安装技术1.需求分析1）确定敷设现场的特点2）确定电缆系统的一般参数3）确定建筑物的电缆入口4）确定明显障碍物的位置5）确定主电缆路由和备用电缆路由6）选择所需电缆的类型和规格7）确定每种选择方案所需的劳务成本8）确定每种选择方案的材料成本9）选择最经济、最实用的设计方案2.技术交流重点了解每条路径上的电路、水路、气路的安装位置3.阅读建筑物图纸8.2.3建筑群子系统的设计步骤和方法8.2建筑群子系统设计和安装技术4.设计要求1）考虑环境美化要求建筑群干线电缆尽量采用地下管道或电缆沟敷设方式。因客观原因最后选用了架空布线方式的，也要尽量选用原已架空布设的电话线或有线电视电缆的路由。2）考虑建筑群未来发展需要3）路由的选择应尽量选择距离短、线路平直的路由。应考虑原有已铺设的地下各种管道，在管道内应与电力线缆分开敷设，并保持一定间距。4）电缆引入要求干线光缆引入建筑物时，应以地下引入为主，如果采用架空方式，应尽量采取隐蔽方式引入。5）干线电缆、光缆交接要求建筑群的主干光缆布线的交接不应多于两次。8.2.3建筑群子系统的设计步骤和方法8.2建筑群子系统设计和安装技术4.设计要求6）建筑群子系统缆线的选择建筑群子系统敷设的缆线类型及数量由连接应用