八 综合布线系统的规划构思



八 综合布线系统的规划构思

在太仓厂区建设中，综合布线系统成为整个厂区基础建设中的重要组成部分。根据“百年大计，质量第一”的精神，综合布线系统从长远考虑，同时兼顾了传输性能好、扩展容易、安装方便、维护简洁等多方面的因素，采用德特威勒自产的综合布线产品，将综合布线系统敷设到了整个厂区中任何一个可能用到综合布线系统的地方。

根据指导原则，综合布线系统在规划时就需考虑各智能系统的应用需求，同时发挥自己本身的特性，使综合布线系统真正能够担当起“综合”的重任。

1 担负的使命

在这个项目中，综合布线系统的规划担负着多个使命。

1)能够满足应用的需求（甲方）

综合布线系统作为各种智能系统的底层传输平台，肩负着整个厂区信息传输的重担，意味着万一综合布线系统瘫痪，将会导致整个厂区运营的彻底中断！为此，作为在这个项目中的甲方弱电规划人员，对各种智能系统的传输能力、可靠性和网络隔离需求都有明确的规划，并留有充足的裕量以备万一发生未知的演变时，能够快速改变线路以适应新的格局。

事实上，通过上述对各个智能系统的分析，以及对办公区和厂区综合布线系统应用的分析，已经可以清晰地形成整个厂区的综合布线系统总规划。

2)形成一个遍布全厂区的演示环境（销售支持）

作为一个综合布线系统的产品制造商，如果能将自己的厂区变成一个全方位的综合布线系统演示环境，对于来访者而言，在同一个环境中能够看到被考察的产品是怎样被造出来的，是怎样安装的，又是发挥了什么样的作用。这是他们最希望的考察结果，也是最容易使考察者相信厂商综合实力的方法。考察就是考察实力，作为厂商，当然应该让贵宾们看到自己在各方面的实力。

与遍布全厂的演示环境对应的，还有一个位于办公区公共区域内的演示中心，在那里浓缩了德特威勒的产品、技术精华，也配备了另一些面向会议环境的应用系统（当然，这些系统也是叠加在综合布线系统的平台之上），并拥有多功能的会议/培训室，可以进行讲解和模型测试……

作为制造工厂，除了提供完美的产品外，更重要的是要为销售人员提供强大的后台支撑与保障实力，让他们敢于带考察者来厂考察。同时，当销售人员遇到技术问题时，当配合销售的应用工程师们突发奇想时，工厂就成为他们找到最切合实际的解决方案的理想场所。所以，工厂的另一个作用是成为产品销售过程中的坚强后盾。

3)能够找到更好的搭配组合（工程服务）

对于工程服务而言，工程师见过的场景越多、自己的动手能力越强、自身的理论素质越高，意味着能够提供的工程服务质量越好，再配以一定的语言表达能力和观察能力，将能够为客户提供最佳的工程服务。

这次工厂从上海、苏州迁至太仓，整个厂区全部重新建设，涉及工厂环境、办公环境和会议室环境，这些环境的综合布线规划、设计和实施，对于德特威勒的产品和对外宣传的理论（智能建筑、数据中心）而言是一个非常好的实践机会。与此同时，如果能够利用这次机会将一些有设想而不可能拿客户当试验品的构思尝试着去实现，那将会对今后的应用技术支持和工程服务带来重大帮助。

在这次的建设过程中，一批原本从事乙方的工程师们尝试着甲方的感觉；一些常规的布线方式在这里被推翻，形成了新的构思；一些隐藏在核心机房中无法被外界看到的施工工艺亮相在考察者面前……

3)对自己的产品进行测试（长期质量跟踪）

制造厂生产的产品是否能够经得起时间的考验？是否能够经得起酷暑和严寒的多次交替而不改变其性能？在这次的厂区演示中心的建设过程中，对每一种缆线与连接件之间的有效组合进行了排列，并采用多样本数的方式安装在演示中心内，以期通过定期测试获取相关的数据，并采用统计分析方式计算出其中心值和方差。

作为一家负责任的制造厂商，将不但关心出厂时的品质，还得关心使用若干年后的品质。当德特威勒对外宣布自己的产品系统质保时间可以达到25年时，德特威勒就需要有这个底气，而这个底气的来源就是长期的跟踪测试。

图29 在配线架标签框中的插入式标签（激光打印机打印）

2.综合布线系统的框架结构

德特威勒厂区内的综合布线系统框架结构采用的是中国国标GB 50311-2007的标准结构，即七大组成部分的结构：

★配线子系统；

★干线子系统；

★建筑群子系统；

★工作区；

★进线间；

★设备间；

★管理。

根据IT部门的要求及各智能系统的需求，形成了以下的规划。

1）配线子系统

以缆线长度90米为极限，设置弱电间。在厂区内需设若干个弱电间，对厂区内所有的区域以缆线长度90米为基数，进行全覆盖。

2）干线子系统

各弱电间至双数据中心之间，形成全星型结构的干线子系统，以降低系统故障所带来的损失。

3）建筑群子系统

在数据中心与门卫室配线架之间，形成建筑群子系统。

4）工作区

所有办公区域、终端设备所在位置、预留点位均为工作区。

5）进线间

在建筑群子系统进入建筑物的位置上，设进线间。在此处，进行室内外缆线之间的转换，如果建筑群子系统中有铜缆或金属铠装光缆，则在此处完成防雷保护和接地。

6）设备间

两个互为备份的数据中心均设有综合布线系统的建筑群主配线架和建筑物主配线架，并将各弱电系统的服务器均设置在其中一个数据中心内。

7（管理

为了实现和演示综合布线系统的管理功能，需进行以下设定。

（1）在缆线、面板、配线架、跳线上设标签，要求标签的寿命能够达到10年以上。其中，缆线和跳线标签为黏贴式，面板、配线架标签为插入式（更换方便、字迹清楚、平整度好、物美价廉）。

（2）跳线可以在机柜内的配线架之间、配线架与网络交换机之间根据需要进行连接；

（3）部分机柜采用智能布线管理系统（即“电子配线架”），形成各种不同的产品组合，在保障应用需求的同时，实现演示所需要的多种组合搭配。

当依据标准时，规划工作并不困难，对于德特威勒厂区而言，无非是把标准与现实的应用和演示相结合而已。不过这说起来简单，真正要想做好这个规划，可不是一天或两天能够完成的，因为在规划的同时就要想到实现的可能性以及可能遇到的、甚至是难以逾越的困难。如果能在规划中绕开困难，那将为设计师和工程实施带来非常大的便利。

3 基于产品的规划

在综合布线系统中，如果采用归纳方法，可以发现综合布线系统的产品分为7类（见图30），当然市场上见到的有些产品是这7类产品的组合体，如电子配线架就是配线架与管理、跳线与管理的组合体。

综合布线系统工程应用的基本原理是：缆线分为隐藏在天花上、墙体内、地板下的隐蔽部分和暴露在人们视野中的公开部分。在没有鼠害和机械伤害的前提下，隐蔽部分将永远不会损坏（材料老化属于产品问题，不属于工程应用问题），而公开部分会因人、家具、设备等在无意识中接触缆线引发多次弯折而导致公开部分的缆线损坏，从而引发传输故障。既然隐蔽部分不会损坏，而公开部分易于损坏，那就在隐蔽部分与公开部分的交界面上将缆线断开，将隐蔽部分用面板、配线架和机柜永远封闭在人们难以接触到的空间内；公开部分则使用跳线，一旦折断立即可以非常容易地更换；而隐蔽部分与公开部分之间的缆线转接则采用连接器件（铜缆是RJ45 型/非RJ45型模块和110配线架，光纤是光纤连接器/光纤尾纤），并使用面板、配线架将隐蔽部分完全封闭起来，让人们无法从缆线出口处接触到隐蔽部分的缆线。

根据这一思路，可以将7类综合布线产品分成3个大类：传输、保障和管理类。传输类产品包含缆线、连接件和跳线，它们可以形成永久链路和信道（信息传输的通道），电流和光能够在其中传导，是真正用于信息传输的部件。保障类产品是综合布线系统中用于支撑各种连接件和封闭墙面、机柜以保护缆线（双绞线、光缆）作用的产品，如：面板（含墙面、地面、桌面等）、配线架（含：铜缆配线架、光纤配线架、通用配线架等）、箱柜、跳线管理器等等。管理类产品则包含与机电工程通用的标签标识、布线管理软件、智能布线管理系统等。

基于这一原理，结合本项目的实际情况，可以形成具体的产品规划。

图30 综合布线系统的产品分类

图31 3类大对数双绞线电缆

1）缆线

无论是配线子系统、干线子系统还是建筑群子系统，其构造都是信道（信息传输的通道），故此它的核心部件都是缆线，只有缆线能够完成长距离的信息传输。这些缆线中包含着四对八芯水平双绞线、各种芯数的光缆和传输语音的大对数双绞线电缆。可以说，这些缆线是综合布线系统作为高速信息公路的“路基”。

在这一项目中，根据各个智能系统的传输需求、根据办公区和厂区综合布线系统的应用需求，可以制定以下切实可行的规划。

（1）水平双绞线

由各弱电间通往各工作区、各台设备（包括摄像机、无线AP等）的缆线，即配线子系统，全部采用水平双绞线。水平双绞线的作用除了传输信息外，部分水平双绞线信道还要承担供电（POE）的使命。

7类/超7类屏蔽双绞线主要用于办公区、会议室和演示中心。由于在演示中心内设有213cm（84英寸）的4K触摸屏，配以软件和高性能服务器后可以实现多窗口视频任意显示，所以7类/超7类屏蔽布线产品的超高屏蔽性能和传输带宽（根据香农定理，带宽和EMC是传输速率的两大关键参数）成为保证信息正常传输的“基石”。

社会上有一种说法，认为七类/超七类双绞线的施工是难以达到性能参数的。对于德特威勒而言，这一说法并不成立，因为德特威勒早在2001年已经开始在中国销售七类/超七类综合布线产品，而相应的施工公司也在德特威勒的配合下完美地完成了施工任务，并且确保了测试合格。2009年，中国大众大连变速箱厂的一组工程照片曾经在多家媒体中转载，那就是一组采用七类/超七类综合布线产品后的施工现场照片，可以说其工程质量和美观度甚至超过了大量的常规布线产品工程。

在车间和仓库中采用的是超六类水平双绞线，其目的也在于工程体验，让德特威勒的工程师们不但要掌握高端的七类/超七类布线系统的施工经验，也要掌握六类/超六类布线系统的施工要点。

事实上，各种水平双绞线的施工方法是一样的，无非是弯曲半径、受力、弯折、大圈等一些细节需要根据规范进行而已。从电子学角度看，对于低端产品而言，即使偏离规范也不至于影响应用（当然测试的参数自然会差些）；而对于高端产品而言，偏离规范就意味着测试可能会不合格，因为应用高端产品的综合布线工程必然要经过严格的性能测试。

由于德特威勒的8类双绞线是在该项目的规划期间刚刚研发成功的，相应的8类软跳线还没有完成研发，所以在规划中将8类列入演示中心区域内“未来可增补”的缆线范围。

（2）石英光纤光缆

在各弱电间之间和弱电间与主机房之间的距离大多超过100米，即使选用双绞线也不能用于以太网的传输，所以这一部分全部选用光缆。它涉及厂房建筑内的干线子系统和厂房至门卫室的建筑群子系统。

由于这些光缆将用于办公网、生产网和各种智能子系统，尽管相当多的智能子系统供应商都说自己的产品能够与其他厂商的产品共用同一套网络，但出于谨慎和对大流量（如办公网中的硬盘备份等）所可能造成的阻塞考虑，在规划中对各个系统都进行了纤芯级物理隔离，即每一个网络和每一个智能子系统都能够得到2芯光缆的支持，至于在运行中是混合网络、虚拟网隔离还是物理隔离，则可以根据系统调试而定，不列入综合布线系统规划和设计的范畴。根据德特威勒厂区的网络和智能系统分析，选用12芯光缆可以满足应用的需求，因为有些系统可以并网（如：无线局域网可以与办公网、生产网并网，门禁可以与在线巡更、考勤并网……），而且各个弱电间所担负的网络和智能子系统也并不相同。

图32 超6类F/FTP屏蔽双绞线

图33 室内光缆

为了防范万一，主干光缆系统还采用了单多模冗余备份的规划，即每一个光纤通道都采用12芯多模光缆+12芯单模光缆的方式，可以考虑在平时采用OM3/OM4万兆多模光缆以降低网络设备的造价，有必要采用单模光缆以满足电信接入的需求或更高等级的传输要求（40G、100G或400G），如果出现传输芯数不够等问题，都可以借助于单多模互为冗余的备用纤芯予以解决。

至于光缆的传输能力，则全部考虑选用能够传输万兆以太网以上等级的产品，即多模中的OM3/OM4和单模中的G.652D（德特威勒不生产G.652C级光缆）。由于前述水平双绞线的最低档次已经达到超六类，这种双绞线能够传输万兆以太网，所以光缆的最低传输能力不能低于10Gbps，这时能够支持少量的双绞线上传输10Gbps，大量的双绞线传输百兆或千兆以太网的场景。万一出现某一路干线子系统所属的双绞线全部传输万兆以太网时（数年后有可能会出现，那时不可能重新布线），可以借助于冗余部分的G.652D单模光缆来满足传输需求，因为它的传输能力足以支持40G以太网、100G以太网和400G以太网（以德特威勒厂区的光缆长度为限）。

（3）语音主干

3类大对数电缆是主机房与各弱电间之间的语音传输主干缆线。由于语音（即电话）的网络带宽仅需3.3kHz，而3类的网络带宽已经达到16MHz，远超过语音所需要的带宽，所以没有考虑采用更高等级的5类大对数双绞线电缆。

2）连接件

连接件是缆线与跳线之间的连接器件。由于跳线暴露在人们面前，容易被碰伤或折断，所以为了保证系统能够持久耐用，所以综合布线系统在墙面和机柜平面上特意将缆线一分为二，天花上、墙壁内、地板下的缆线通过桥架、电线管、面板、配线架进行了全方位的保护，使它们即使敷设了20年也不会损坏，而暴露的跳线则允许更换。为此，连接件就成为内外交接的纽带，成为综合布线系统中重要的组成部分。

在本项目中既然使用了铜质的双绞线和石英玻璃的光纤光缆，为了达到活动连接的目的，自然得使用各种铜缆连接器（RJ45模块、非RJ45模块、110配线架、防雷配线架等）和光纤连接器（以LC、MPO/MTP为主）。由于常规的布线配置并不属于规划的范畴，所以在规划阶段，仅对关键点进行相应的规划。

图34 超6类屏蔽模块

（4）铜缆连接器

由于水平双绞线采用的是超六类双绞线和七类/超七类双绞线，所以对选择的模块需要进行规划。

由于车间内生产设备的网络接口目前都是RJ45型，而且办公区的网卡也基本上都是RJ45口，所以在办公区、车间和仓库的所有水平双绞线连接的模块都选用RJ45型模块。只有在演示中心，才为7类/超7类配备GG45模块和TERA模块，使质量跟踪测试能够达到600/1000MHz以上的等级。

5)光纤连接器

本项目的光纤连接器件主选双芯LC和MPO/MTP，第一代（ST）和第二代（SC）的光纤连接器件全部放弃。为了便于日后的管理，光纤连接全部采用活动连接，即使用光纤耦合器作为连接部件和随时可以插拔的连接方式。

3）跳线、集束跳线和预端接缆线

跳线是综合布线中最常见的、暴露在外、最容易损坏的缆线，它的两端是RJ45插头（水晶头）、非RJ45插头或光纤连接器，而其中的芯线则普遍采用了不易折断的芯线材料，如多股铜导线等。

当把多根跳线集合成束后，就形成了集束跳线。所以集束跳线可以认为是普通铜跳线的集合体。

预端接铜缆与集束跳线的差异是两端的RJ45插头（水晶头）更换成了模块，当然也可以是一端为插头另一端为插座的结构。由此可以认为，预端接铜缆是一种特殊构造的集束型跳线，用于两个配线架之间的互联。

预端接光缆从某种角度上可以认为是多芯光纤跳线，因为它的结构除了芯数多于2芯外，与光纤跳线的使用功能基本相近，无非是用途和目的不相同。所以从便于理解角度看，可以近似地认为预端接光缆是一类特殊构造的光纤跳线。

在本项目中，将根据具体设计、机柜的美观，选择相应的跳线类产品。但在演示中心内，各类跳线都会采用。

图35 双口平插面板

4）面板

在规划中，出于美观、运维和实用的考虑，将全部采用墙面暗装型86面板。其中，将根据应用需求，选用两种造型的面板（平插面板和斜插面板）。

（1）平插面板

在墙面安装、大开间办公室屏风和墙面100mm高度的装饰线槽中安装的面板将全部采用平插面板。

尽管有些办公室中会需要4个信息模块，但将采用2个双口面板而不是使用1个四口面板，其原因在于双口面板背后预留的双绞线比较长，能够保证端接质量达到或超过性能测试的指标；而四口面板背后预留的双绞线长度太短，端接时难以保证端接质量，可能会出现测试不合格或勉强合格的现象。所以出于工程质量的考虑，将全部选用单口或双口面板，这也符合国家标准《综合布线系统工程设计规划》（GB 50311-2007）中的规定。

（2）斜插面板

当综合布线的面板外罩防水罩壳（参见下述环境规划中的内容）时，考虑到跳线的弯曲程度不宜过大，所以将选用斜插面板。

在演示中心的演示大厅内，各种面板都将会安装和演示。

5）配线架

配线架是面板的集合体，在本项目中所用配线架均为48cm（19英寸）标准尺寸的配线架。

德特威勒的铜缆配线架具有三种等级：一体化配线架（模块不可拆卸型）；易安装型配线架（模块从背后拆装；便于在安装过程中随时更换）和易维护型配线架（模块可以从背后或正面单个拆装）。由于采用一体化配线架或采用易维护型配线架对于总造价的影响很小（不含模块的易维护型配线架仅占总价的1.1%，所以两种配线架对于总价的差异最多为0.2～0.3%，可以忽略不计），所以，全部选用了易维护型配线架，以确保今后在运维时能够在机柜正面拆装模块，而不再需要将配线架整体拆下来维护或进入机柜内部进行模块拆装。

6）箱柜

图36 双口斜插面板

图37 24口带有机玻璃标签框的易维护型配线架（每个模块均可单独从正面或背面拆装）

图38 冰火两重天：跳线裸露与隐藏

箱柜的作用是储物，综合布线系统中的箱柜类产品主要是机柜、壁挂箱、跳线管理器等。它们的明面作用是安装配线架和保护跳线，暗藏作用是保护配线架后侧通往工作区的缆线，使之能够在有效生命周期的20年内不会被破坏，所以全封闭的箱柜类产品达到20年系统质保的重要一环。

在本项目中，各主机房和弱电间全部采用了42U标准机柜，在演示中心配套的“迷你数据中心”内，还对冷通道添加了通道移门和旋转天窗（防火喷淋时使用）。

在技术支持过程中，有些客户曾经提到：在维护时有时会无意中碰伤跳线，导致维护工作量增大。为此，在本项目中所有配线架和网络设备下方均配备了全封闭式水平跳线管理器，而机柜也相应地配备了垂直跳线线槽，使所有的跳线均能被隐藏起来，使机柜正面的跳线仅暴露出插入网络设备和配线架的插头，这时跳线将不再会被无意中碰上而导致损坏，使维护工作量明显下降，同时机柜正面也不会因跳线的“不屈服”而导致美观度下降。

（未完待续）