综合布线系统在铁路领域的模块化设计

曹俊楠

【摘要】综合布线系统的模块化设计使得建筑物内或建筑群之间的信息传输通道具有极高的灵活性。它既能使语音、数据、图像设备和信息交换设备与其他信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部通信网络相连接。它还包括建筑物外部配线网络或电信线路与应用系统设备之间的所有缆线及相关的连接部件。综合布线由不同种类和规格的部件组成，其中包括：传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及电器保护设备等。这些部件可用来构建各种配线子系统，他们都有各自的具体用途，不仅易于安装实施，而且能随需求的变化而平稳升级。

【关键词】综合布线；铁路领域；模块化设计

引言

综合布线系统最初产生于八十年代初期的美国，是随着通信技术和计算机连网技术的发展而发展起来的，八十年代末期综合布线技术在设计、产品、标准、测试等方面取得了突飞猛进的发展；欧美许多发达国家对其特别重视，并先后制定标准对其进行规范，其中最为突出的有美国电子工业协会/电信工业协会制定的TIA/EIA 568A标准和国际标准化组织制定IS0/IEC 11801标准；这二个标准的制定对促进综合布线技术的普及和计算机网络技术的发展奠定了基础；我国对综合布线技术的推广应用也非常重视，并于1995年由中国工程建设标准化协会制定了国内第一部结合国情的综合布线标准：《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（CECS 72：95）；1997年该标准得到了进一步完善，其新标准《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（CECS 72：97）对抗干扰、防噪音、防火、防毒等关键技术方面作出了新的规定；同时《建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范》（89：97）也相继出台，这对规范我国综合布线产业无疑将产生积极的影响。

综合布线系统引入我国，由于各国产品类型不同，综合布线系统的定义是有差异的。我国原邮电部于1997年9月发布的YD/T 926.1-1997通信行业标准《大楼通信综合布线系统第一部分：总规范》中，对综合布线系统的定义为：“通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，它能支持多种应用系统。即使用户尚未确定具体的应用系统，也可进行布线系统的设计和安装，综合布线系统中不包括应用的各种设备。

1. 综合布線系统模块化设计的特点

同传统的布线比较，模块化设计的综合布线系统有着许多优越性，是传统布线所无法相比的。其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。

1.1兼容性

综合布线的首要特点是它的兼容性。所谓兼容性是指它自身是完全独立的，与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。

1.2开放性

对于传统的布线方式，只要用户选定了某种设备，也就选定了与之相适应的布线方式和传输媒体。如果更换另一设备，那么原来的布线就要全部更换。对于一个已经完工的建筑物，这种变化是十分困难的，要增加很多投资。

1.3灵活性

传统的布线方式是封闭的，其体系结构是固定的，若要迁移或增加设备，则相当困难麻烦，甚至是不可能的。

1.4可靠性

传统的布线方式由于各个应用系统互不兼容，因而在一个建筑物中往往要有多种布线方案。建筑系统的可靠性要由所选用的布线可靠性来保证，当各应用系统布线不当时，还会造成交叉干扰。

1.5先进性

综合布线采用光纤与对绞线混合布线方式，极为合理地构成一套完整的布线。所有布线均符合世界上多类通信标准，链路均按八芯对绞线配置。5类对绞线带宽可达100MHz，6类对绞线带宽可达250MHz。根据用户的需求可把光纤引到桌面（Fiber To The Desk）。语音干线部分采用铜缆，数据部分采用光缆，为同时传输多路实时信息提供足够的带宽容量。

1.6经济性

综合布线比传统布线更具经济性，主要是综合布线可适应相当长时间的用户需求，而传统布线改造则很费时间，耽误工作造成的经济损失无法用金钱计算。

2.综合布线系统的模块化设计

综合布线系统的模块化设计应是开放式星型拓扑结构，应能支持电话、数据、图文、图像等多媒体业务需求。

2.1工作区子系统

一个独立的需要设置终端设备的区域宜划分为一个工作区。工作区应由水平布线子系统的信息插座延伸到工作站终端设备处的连接缆线及适配器组成，如下图所示。

图1：工作区子系统

一个工作区的服务面积可按5-30平方米估算，或按建筑物不同的应用场合及功能需求调整面积的大小。每个工作区至少设置一个信息插座用来连接电话机或计算机终端设备，或按用户要求设置。

工作区内的每一个信息插座均应支持电话机、计算机、数据终端等设备的设置和安装。

2.2水平布线子系统

水平布线子系统应由工作区的信息插座、信息插座至楼层配线设备（FD）的配线电缆或光缆、楼层配线设备和设备缆线及跳线组成，如下图所示：

图2：水平布线子系统

2.3垂直干线子系统

垂直干线子系统应由设备间的建筑物配线设备（BD）和设备缆线及跳线以及设备间至各楼层配线间的干线缆线组成，如下图所示：

图3：垂直干线子系统

2.4管理子系统

管理子系统应对设备间、交换间和工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施，按一定的模式进行标识和标志，并且有记录文档。

2.5设备间子系统

设备间子系统是在每一幢大楼的适当地点设置电信设备和计算机网络设备，以及建筑物配线设备，进行网络管理的场所。对于综合布线工程设计，设备间主要安装建筑物配线设备（BD），电话、计算机等各种主机设备及引入设备可合装在一起。

设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等因素，综合考虑确定。

2.6建筑群子系统

建筑群子系统应由连接各建筑物之间的综合布线缆线、建筑群配线设备（BD）和设备缆线及跳线等组成，如下图所示。

图4建筑群子系统

建筑群主干缆线宜采用地下管道或电缆沟的敷设方式。管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和人孔的各项设计规定。此外安装时至少应预留1-2个备用管孔，以供扩充之用。

3.综合布线系统模块化设计的应用

以某工程项目中站区综合住宿楼、站区站修及列检综合住宿楼综合布线设计为例，满足电话、数据等业务需求。

3.1工作区子系统的设计

3.1.1信息模块

类型划分：RJ45（CAT5/CAT5e/CAT6）、RJ11 、FTTP等

屏蔽划分：UTP、FTP、SFTP等

3.1.2信息面板

类型划分：单口、双口、四口

3.1.3数据跳线

类型划分：CAT5、CAT5e、CAT6、FIBER、语音等

接口类型划分：RJ45-RJ45、RJ45-110（1对/2对/4对）、110-110（1对/2对/4对）等

屏蔽划分：UTP、FTP、SFTP等

长度划分：1米、2米、3米等

图5：工作区

3.2水平布线子系统的设计

3.2.1铜缆

类型划分：CAT3、CAT5、CAT5e、CAT6、HPVV等

屏蔽划分：UTP、FTP、SFTP等

阻燃等级划分：LSZH、CM、CMX、CMR、CMP等

3.2.2光缆

芯数划分：2芯、4芯等

传输模式划分：多模、单模（9、50、62.5/125）

阻燃等级划分：LSZH、OFNP、OFNR等

3.3垂直干线子系统的设计

3.3.1铜缆

语音应用：CAT3、CAT5、CAT5e、HPVV等

數据应用： CAT5、CAT5e、CAT6等

屏蔽划分：UTP、FTP等

3.3.2光缆

芯数划分：8芯、12芯等

传输模式划分：多模、单模（9、50、62.5/125）

阻燃等级划分：LSZH、OFNP、OFNR等

图6：垂直干线

3.4管理子系统的设计

3.4.1铜缆部分

语音应用 ：

CAT3、CAT5、CAT5e、CAT6（UTP/FTP）、HPVV；

110系列配线架 ；

快接式配线架（24口/48口）；

跳线：110-RJ45（1对/2对）、110-110（1对/2对/4对）、RJ45-RJ45 。

数据应用 ：

CAT5、CAT5e、CAT6（FTP/UTP）；

110系列配线架 ；

快接式配线架（24口/48口）；

跳线：110-RJ45（1对/2对）、110-110（1对/2对/4对）、RJ45-RJ45 。

3.4.2光缆部分

数据应用 ：

光纤配线架（墙装安装/机装安装）；

墙装：12口、24口 ；

机装：24口、48口、72口 。

光纤配线架配置：

面板（6口/12口/24口/48口）；

耦合器（单模/多模，ST/SC/LC/MT-RJ…）；

连接头（同上）；

尾纤（同上）；

跳线（单芯/双芯，单模/多模，ST/SC/LC/MT-RJ…）。

3.5设备间子系统的设计

3.5.1铜缆部分

语音应用：

CAT3、CAT5、CAT5e、CAT6（UTP/FTP）、HPVV；

110系列配线架（较多使用）；

快接式配线架（24口/48口）；

跳线：110-RJ45（1对/2对）、110-110（1对/2对/4对）、RJ45-RJ45 。

数据应用 ：

CAT5、CAT5e、CAT6、（FTP/UTP）；

110系列配线架（较少使用）；

快接式配线架（24口/48口）；

跳线：110-RJ45（1对/2对）、110-110（1对/2对/4对）、RJ45-RJ45 。

3.5.2光缆部分：

光纤配线架（墙装/机装）；

墙装：12口、24口；

机装：24口、48口、72口 。

光纤配线架配置：

面板（6口/12口/24口/48口）；

耦合器（单模、多模，ST/SC/LC/MT-RJ…）；

连接头（同上）；

尾纤（同上）；

跳线（单芯/双芯，单模/多模，ST/SC/LC/MT-RJ…）。

3.6建筑群子系统的设计

3.6.1铜缆

语音应用：

CAT3、CAT5、HPVV普通大对数电缆（室外型）等；

3.6.2光缆

数据应用：

8芯、12芯等；

多模、单模（9、50、62.5/125）；

室外轻型无金属、轻铠、重铠型（适用于架空/管道/直埋等安装方式）。

图7：建筑群

4.综合布线系统拓扑及设备柜内布置的设计

4.1系统拓扑的设计

众所周知，拓扑学是数学的一个分支，它是研究几何图形在一对一的双方连续变换下不变的性质，这种性质称为“拓扑性质”。网络拓扑结构是研究网络及其线图拓扑性质的理论，即网络结构图论，简称网络图论。线图是指一些点和线段集合成的图形，这里线段的长度和形状不是主要的，重要的是其互联关系。

综合布线系统的网络拓扑结构是由各种网络单元组成的，并按照技术性能要求和经济合理原则进行组合和配置。组合配置包含组合逻辑和配置形式，组合逻辑描述网络功能的体系结构；配置形式描述网络单元的邻接关系，即说明交换中心（或节点）和传输链路的连接情况。具体来说，综合布线系统的网络拓扑结构是一个网络布局的实际逻辑表示，这个网络是由各种布线部件、导线、电缆、光缆和连接硬件等组成。逻辑拓扑一般不考虑网络的物理性能（如缆线的路由和设备的位置等），只用拓扑来描述常用的几何图形状态。在综合布线系统中，常用的网络拓扑结构有星型、环型、总线型、树型和网状型，其中以星型网络拓扑结构使用最多。综合布线系统采用哪种网络拓扑结构应根据工程范围、建设规模、用户需要、对外配合和设备配置等各种因素综合研究确定。

4.2设备柜内布置的设计

建筑群配线架（CD）、建筑物配线架（BD）和楼层配线架（FD）分别属于建筑群主干布线子系统。建筑物主干布线子系统和水平布线子系统，因此，在综合布线系统中，应注意它们之间必须互相匹配、彼此衔接，不应存在矛盾和脱节。例如设备的规格容量。技术性能和装设位置都要求按照布线系统的需要总体考虑，既要便于使用，又要利于维护检修和日常管理。

5.结束语

综合布线系统是随着科学技术的不断进步而迅速发展起来的，其应用范围和技术内涵正逐步擴大和拓宽，涉及面也极广。目前传输媒质的铜芯对绞线已有七类产品问世，其标准尚未正式公布，结合我国国情，是否可从超五类线直接采用光纤或其它技术方案来解决。总之，综合布线系统是21世纪中信息网络系统的基础部分，其覆盖范围之广、使用场合之多是目前难以估计的。

根据不通网络应用的需要，在各个工程项目设计中对于综合布线系统提出了更高的要求，促使综合布线系统工程技术进一步发展。因此，在采用综合布线系统时，必须及时了解其发展动态，密切注意现行的有关标准规定，结合工程实际的需要来考虑，以求尽量满足客观的要求。

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