【知识目标】

n  识记：综合布线系统七个部分的设计要求、综合布线系统的使用工具；

n  领会：国标GB50311-2007中的第三部分系统设计的内容。

 

 

 

【技能目标】

n  能够根据具体任务进行需求分析；

n  能够设计综合布线七个部分；

n  在设计过程中能够正确选型综合布线系统产品和使用工具；

n  能编写材料规格和数量统计表。

任务一 工作区设计

【任务陈述】

根据经贸综合实训楼各个办公室的功能，熟悉工作区的设计思路和方法，用Visio画出设计图，掌握工作区的设计原则、标准与流程，以及所用产品及使用工具。

 

【知识准备】

1.工作区的基本概念                                 

在GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》中，明确规定了综合布线系统工程“工作区”的基本概念，工作区就是“一个独立的需要设置终端设备(TE)的区域宜划分为一个工作区。工作区应由配线子系统的信息插座模块(TO)延伸到终端设备处的连接缆线及适配器组成”。

综合布线系统工作区的应用，在智能建筑中随处可见，就是安装在建筑物墙面或者地面的各种信息插座，有单口插座，也有双口插座，图3-2为工作区示意图。

1. 工作区适配器的选用规定    

工作区适配器的选用宜符合下列规定：                 

      设备的连接插座应与连接电缆的插头匹配，不同的插座与插头之间应加装适配器。

      在连接使用信号的数模转换，光、电转换，数据传输速率转换等相应的装置时，采用适配器。

      对于网络规程的兼容，采用协议转换适配器。

      各种不同的终端设备或适配器均安装在工作区的适当位置，并应考虑现场的电源与接地。

2. 工作区的软件使用工具

（1）AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美国Autodesk公司首次于1982年开发的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设计。现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有良好的用户界面，通过交互菜单或命令行方式便可以进行各种操作。

（2）Visio 便于IT和商务专业人员就复杂信息、系统和流程进行可视化处理、分析和交流的软件。

3. 工作区的硬件使用工具

（1）水晶头

RJ45连接器，RJ11连接器俗称水晶头，是组建网络最基本的元件。分为屏蔽水晶头，非屏蔽水晶头,如图3-3，3-4 所示。每一个RJ45连接器共有8个引脚，称为8P(Positions)，其中第1只引脚的位置是固定的。图3-6所示为RJ45连接器。

RJ11接口和RJ45接口很类似，但只有4根针脚（RJ45为8根）。在计算机系统中，RJ11主要用来联接modem调制解调器。RJ11通常指的是6个位置(6针)模块化的插孔或插头。如图3-5 所示。

在购买RJ45连接器时，还需要注意接触金属片的镀金厚度，通常一类线和二类线的RJ45连接器的镀金属厚度非常薄，如果要将RJ45连接器使用在三类线的10Mb/s网络或五类线的100Mb/s网络中，那么最好购买金属片镀金较厚的RJ45连接器，这样才能满足传输速率的要求。

（2）双绞线

双绞线（在GB50311-2007中称为对绞线，在一般综合布线工程中俗称双绞线）是局域网布线中最常用的一种传输介质，是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕（一般以逆时针缠绕）在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。每根铜导线的绝缘层上分别涂有不同的颜色，以示区别。

双绞线按品种分为屏蔽双绞线(ShieldedTwisted Pair，STP)与非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP)，如图3-7所示。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层。非屏蔽双绞线（UnshieldedTwistedPair，缩写UTP）是一种数据传输线，由四对不同颜色的传输线所组成，广泛用于以太网路和电话线中。非屏蔽双绞线电缆最早在1881年被用于贝尔发明的电话系统中。1900年美国的电话线网络亦主要由UTP所组成，由电话公司所拥有。

双绞线按照线类分类如表3-1所示：

                         表3-1 双绞线分类

                                                                       

类别	传输频率	带宽	应用场合
一类线		750kHZ	语音传输
二类线	4Mbps	1MHZ	4M令牌网
三类线	10Mbps	16MHz	10M以太网、语音传输
四类线	16Mbps	20MHz	令牌局域网、10M\100M以太网。
五类线	100Mbps	100MHz	100M\1000M以太网、语音传输
超五类线	1000Mbps	1000MHz	100M\1000M以太网、语音传输
六类线	1Gbps	1000MHz	1000M以太网
七类线	10Gbps	600MHz	10G以太网

因为现五类线和六类线使用比较广泛，以下做详细介绍：

  超五类线：超5类具有衰减小，串扰少，并且具有更高的衰减与串扰的比值（ACR）和信噪比（Structural Return Loss）、更小的时延误差，性能得到很大提高。超5类线主要用于千兆位以太网（1000Mbps）。

  六类线：该类电缆的传输频率为1MHz～250MHz，六类布线系统在200MHz时综合衰减串扰比（PS-ACR）应该有较大的余量，它提供2倍于超五类的带宽。六类布线的传输性能远远高于超五类标准，最适用于传输速率高于1000Mbps的应用。六类与超五类的一个重要的不同点在于：改善了在串扰以及回波损耗方面的性能，对于新一代全双工的高速网络应用而言，优良的回波损耗性能是极重要的。六类标准中取消了基本链路模型，布线标准采用星形的拓扑结构，要求的布线距离为：永久链路的长度不能超过90m，信道长度不能超过100m。

每条双绞线通过两端安装的RJ45连接器将交换机、路由器、计算机等设备连接起来。5类非屏蔽双绞线中共有8根导线（4对线），实际只用了其中的4根导线。每条双绞线最大长度为100m。如图3-8所示.

（3）同轴电缆

同轴电缆(Coaxial cable)是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成。同轴电缆不可绞接，各部分是通过低损耗的50 或75欧姆连接器连接的。连接器在物理性能上与电缆相匹配。

①     同轴电缆分为粗缆和细缆两种

粗缆(RG-11 A/U)：直径为1.27厘米，最大传输距离达到500米。粗缆的阻抗是75Ω。 它的弹性较差，不适合在室内狭窄的环境内架设，而且RG-11连接头的制作方式也相对要复杂许多，并不能直接与电脑连接，它需要通过一个转接器转成AUI接头，然后再接到电脑上。由于粗缆的强度较强，最大传输距离也比细缆长，因此粗缆的主要用途是扮演网络主干的角色，用来连接数个由细缆所结成的网络。

细缆(RG-58 A/U)的直径为0.26厘米，缆线总长不要超过185米，否则信号将严重衰减。细缆的阻抗是50Ω。使用时与50Ω终端电阻、T型连接器、BNC接头与网卡相连，线材价格和连接头成本都比较便宜，十分适合架设终端设备较为集中的小型以太网络。

②     同轴电缆按信号频率分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆

      基带同轴电缆

同轴电缆以硬铜线为芯，外包一层绝缘材料。这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又覆盖一层保护性材料。有两种广泛使用的同轴电缆。一种是50欧姆电缆，用于数字传输，由于多用于基带传输，也叫基带同轴电缆；另一种是75欧姆电缆，用于模拟传输，即下一节要讲的宽带同轴电缆。这种区别是由历史原因造成的，而不是由于技术原因或生产厂家。

同轴电缆的这种结构，使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。同轴电缆的带宽取决于电缆长度。1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。还可以使用更长的电缆，但是传输率要降低或使用中间放大器。目前，同轴电缆大量被光纤取代，但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。

  宽带同轴电缆 

使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。“宽带”这个词来源于电话业，指比4kHz宽的频带。然而在计算机网络中，“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。 由于宽带网使用标准的有线电视技术，可使用的频带高达300MHz（常常到450MHz）；由于使用模拟信号，需要在接口处安放一个电子设备，用以把进入网络的比特流转换为模拟信号，并把网络输出的信号再转换成比特流。 

宽带系统又分为多个信道，电视广播通常占用6MHz信道。每个信道可用于模拟电视、CD质量声音(1.4Mb/s)或3Mb/s的数字比特流。电视和数据可在一条电缆上混合传输。

③     同轴电缆连接器分为细缆连接器和粗缆连接器

细同轴电缆的连接器有以下几种：

  网络接口适配器

网络中每个结点需要一块提供BNC接口的以太网卡、便协式适配器或PCMCIA卡。

  BNC-T型连接器 

细缆Ethernet上的每个结点通过T型连接器与网络进行连接，它水平方向的两个插头用于连接两段细缆，与之垂直的插口与网络接口适配器上的BNC连接器相连，如图3-9所示。

  电缆系统

用于连接细缆以太网的电缆系统。

  BNC 终端匹配器

BNC 50欧姆的终端匹配器安装在干线段的两端，用于防止电子信号的反射。干线段电缆两端的终端匹配器必须有一个接地细缆，将细缆切断，两头装上BNC头，然后接在T型连接器两端，如图3-7所示。 

粗同轴电缆连接器有以下几种：

  网络接口适配器

网络中每个结点需要一块提供AUI接口的以太网卡、便提式适配器或PCMCIA卡。 

  收发器(Transceiver)

粗缆以太网上的每个结点通过安装在干线电缆上的外部收发器与网络进行连接。在连接粗缆以太网时,用户可以选择任何一种标准的以太网(IEEE802.3)类型的外部收发器。

  收发器电缆

用于连接结点和外部收发器，常称为AUI电缆。

  电缆系统连接粗缆以太网的电缆系统包括:  

·N-系列连接器插头:安装在粗缆段的两端。 

·N-系列桶型连接器:用于连接两段粗缆。 

·N-系列终端匹配器:N-系列50欧姆的终端匹配器安装在干线电缆段的两端,用于防止电子信号的反射。干线电缆段两端的终端匹配器必须有一个接地。

（4）光纤

光纤由一组光导纤维组成，而光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。

光导纤维导芯外包一层玻璃同心层构成圆柱体，包层比导芯的折射率低，使光线全反射至导芯内，经过多次反射，达到传导光波的目的，如图3-10所示。

光纤的终接与接续应采用下列方式：

  光纤与连接器件连接可采用尾纤熔接、现场研磨和机械转接方式；

  光纤与光纤接续可采用熔接和光边接子（机械）连接方式。

在网络工程中，一般用62.5μm/125μm规格的多模光缆。在户外布线距离大于2公里的情况下一般选用单模光缆。

光纤连接器，是光纤与光纤之间进行可拆卸（活动）连接的器件，它把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤连接器的基本要求。在一定程度上，光纤连接器影响了光传输系统的可靠性和各项性能。光纤连接器也称光纤耦合器，如图3-11所示。

（5）信息插座

无论是大中型网络的综合布线，还是SOHO和家庭网络的组建，都会涉及到信息插座的端接操作。借助于信息插座，不仅方便计算机等设备的移动，使布线系统变得更加规范和灵活，而且也更加美观、方便，不会影响房间原有的布局和风格。通常情况下，信息插座的安装位置距离地面的高度为30~1250px。一般是安装在墙面上的，也有桌面型和地面型的，如图3-12～14所示。接口分为单口、双口和多口型。

5. 图纸的识读

图纸等设计文件中使用的图形符号一般按照相关设计图册进行，使用统一的图形符号，设计图纸是给建筑单位、业主和技术人员阅读的技术文件，必须让大家能够看懂，这点非常重要。俗话说“图纸是工程师的语言”，就是这个道理。一般认为“工程标准就是工程图纸的语法”，“设计图册就是典型语句”。因此，一个合格的设计师应该非常熟悉这些标准和图册，也必须能够熟练应用这些标准和图册。图3-15为经贸综合实训楼二楼建筑图。

6. 认识点数统计表

工作区信息点点数统计表简称点数表，是设计和统计信息点数量的基本工具和手段。

编制信息点数量统计表目的是快速准确的统计建筑物的信息点。设计人员为了快速合计和方便制表，一般使用Microsoft Excel工作表软件进行。编制点数统计表的要点如下：

• 表格设计合理。要求表格打印成文本后，表格的宽度和文字大小合理，特别是文字不能太大或者太小。

• 数据正确。每个工作区都必须填写数字，要求数量正确，没有遗漏信息点和多出信息点。对于没有信息点的工作区或者房间填写数字0，表明已经分析过该工作区。

• 文件名称正确。作为工程技术文件，文件名称必须准确，能够直接反映该文件内容。

• 签字和日期正确。作为工程技术文件，编写、审核、审定、批准等人员签字非常重要，如果没有签字就无法确认该文件的有效性，也没有人对文件负责，更没有人敢使用。日期直接反映文件的有效性，因为在实际应用中，可能会经常修改技术文件，一般是最新日期的文件替代以前日期的文件。

初步设计的主要工作是完成点数表，初步设计的程序是在需求分析和技术交流的基础上，首先确定每个房间或者区域的信息点位置和数量，然后制作和填写点数统计表。

点数统计表的做法是首先按照楼层，然后按照房间或者区域逐层逐房间的规划和设计网络数据、语音信息点数，再把每个房间规划的信息点数量填写到点数统计表对应的位置。每层填写完毕，就能够统计出该层的信息点数，全部楼层填写完毕，就能统计出该建筑物的信息点数。

点数统计表能够一次准确和清楚的表示和统计出建筑物的信息点数量。点数表的制作方法为，利用Excel工作表软件进行，一般常用的表格格式为房间按照行表示，楼层按列表示。

【工程经验】

工作区在进行设计时，可参考如下工程经验：

1.优先选用标准双口插座

一般情况下，信息插座宜选用标准尺寸双口插座。标准的插座面板的尺寸为长86mm，宽86mm。

2. 墙面插座高度要求

在墙面安装的信息插座底线距离地面高度为300mm，在学生宿舍家居遮挡等特殊应用情况下信息插座的高度也可以设置在写字台以上位置。

3.地面插座材质要求

在地面设置的信息插座必须选用金属面板，并且具有抗压防水功能。

4.信息插座与终端设备距离

GB50311-2007规定，为了保证传输速率和使用方便及美观，信息插座与计算机等终端设备的距离宜保持在5米范围内。

5.信息插座模块与终端设备网卡接口类型一致原则

GB50311-2007规定，插座内安装的信息模块必须与计算机、网络打印机、电话机等终端设备内安装的网卡类型一致。例如：终端计算机为光模块网卡时，信息插座内必须安装对应的光模块。计算机为六类网卡时，信息插座内必须安装对应的六类模块。

6.数量配套

一般工程中大多数使用双口面板，也有少量的单口、三口和四口面板。因此在设计时必须准确计算工程使用的信息模块数量、信息插座数量、面板数量等。

7.配置电源插座距离

在信息插座附近必须设置电源插座，减少设备跳线的长度。

 

【任务实施】

工作区设计的流程一般如图3-16所示：

图3-18是经贸综合实训一楼的功能布局图，经贸实训综合楼一楼是包括单人办公室、多人办公室、会议室、展室、大厅等多种应用。我们以实训综合楼一楼101的实训主任室为例，说明单人办公室信息点的设计。

1. 需求分析

（1）功能分析

实训主任办公室设计1人使用，因此按照单人办公室设计信息点。主任事务繁忙，因此数据和语音需求非常重要，而且这些需求也很频繁和持续，需要经常召开或参加一些网络会议和电话会议，同时实训主任也是学校关键岗位，在信息点设计时要特别关注。

（2）确定信息点数量（制作点数表）

实训主任室应分配2个数据信息点和2个语音信息点，因此我们对主任室设计两个双口信息插座，每个插座安装1个RJ45数据口，1个RJ11语音口。

在填写点数统计表时，从楼层的第一个房间或者区域开始，逐间分析需求和划分工作区，确认信息点数量和大概位置。在每个工作区首先确定网络数据信息点的数量，然后考虑电话语音信息点的数量，同时还要考虑其他控制设备的需要，例如：在门厅和重要办公室入口位置考虑设置指纹考勤机、门警系统网络接口等。表格中对于不需要设置信息点的位置不能空白，而是填写0。

下面通过点数统计表实际编写过程来学习和掌握编制方法，具体编制步骤和方法如下：

1）创建工作表

2）编制表格，填写栏目内容

首先在表格第一行填写文件名称，第二行填写房间或者区域编号，第三行填写数据点和语音点。一般数据点在左栏，语音点在右栏，其余行对应楼层，注意每个楼层按照两行，其中一行为数据点，一行为语音点，同时填写楼层号，楼层号一般按照第一行为顶层，最后一行为一层，最后两行为合计。然后编制列，第一列为楼层编号，其余为房间编号，最右边两列为合计。

3）填写数据和语音信息点数量

在每个工作区首先确定网络数据信息点的数量，然后考虑语音信息点的数量，同时还要考虑其它智能化和控制设备的需要，例如：在门厅要考虑指纹考勤机、门警系统等网络接口。表格中对于不需要设置信息点的位置不能空白，而是填写0，表示已经考虑过这个点。图3-17为已经填写好的表格。

4）合计数量

首先按照行统计出每个房间的数据点和语音点，注意把数据点和语音点的合计数量放在不同的列中。然后统计列数据，注意把数据点和语音点的合计数量应该放在不同的行中，最后进行合计。如图3-18所示。这样就完成了点数统计表，既能反映每个房间或者区域的信息点，也能看到每个楼层的信息点，还有垂直方向信息点的合计数据，全面清楚的反映了全部信息点。最后注明单位及时间。

5）打印和签字盖章

完成信息点数量统计表编写后，打印该文件，并且签字确认，如果正式提交时必须盖章。

点数统计表在工程实践中是常用的统计和分析方法，也适合监控系统、楼控系统等设备比较多的各种工程应用。

（3）信息点位置

主任室办公桌靠墙摆放，我们就把1个双口信息插座设计在办公桌旁边的墙面，距离窗户墙面3.0米，距离地面高度0.30米，用网络跳线与电脑连接，用语音跳线与电话机连接。另1个双口信息插座设计在沙发旁边的墙面，距离门口墙面1.0米，方便在办公室召开小型会议时就近使用电脑，也可以坐在沙发上召开电话会议。

2. 设计图绘制

一般建筑设计院提供的建筑物设计图纸中，根据建筑物的土建结构、强电路径、弱电路径，特别是主要电器设备和电源插座的安装位置，综合布线路径上的电器设备、电源插座、暗埋管线进行记录或者标记，确定详细的具体位置和尺寸，正确处理配线子系统布线与电路、水路、气路和电器设备的直接交叉或者路径冲突等问题进行二次施工详图设计。如图3-18所示。

①  创建文件绘图文件

②  绘制配线设备图形

③  设计网络连接关系

④  添加设备图形符号和说明

⑤  设计说明

⑥  设计标题栏

3. 现场勘查

在完成施工设计详图之后，还不能完成整个图纸的设计。必须通过对实训主任办公室的现场勘察，校对之前的设计图纸。现场勘察人员须标明现场与设计图之间的任何差别，提出修正方案。

4. 施工图绘制

施工图设计就是规定布线路由在建筑物中安装的具体位置，因为布线路由取决于建筑物结构和功能，布线管道一般安装在建筑立柱和墙体中，一般使用平面图。如图3-19所示。

 图3-19 施工图

5. 完成材料规格和数量统计表

完成以上步骤后，我们就能清楚的确定该工作区的材料规格和数量，具体表3-3:

表3-3 实训楼主任办公室材料规格和数量统计表

                                                                     

序号	材料名称	型号/规格	数量	单位	厂家/品牌	使用说明
1	信息插座底盒	86系列，金属,镀锌	2	个	西元	土建施工   墙内安装
2	信息插座面板	86系列，双口，白色塑料	2	个	西元	弱电施工安装
3	信息插座模块	网络模块，RJ45,非屏蔽，六类	2	个	西元	弱电施工安装1个/面板
4	信息插座模块	语音模块，RJ11	2	个	西元	弱电施工安装1个/面板

【项目实训】

一、综合布线工程信息点数统计表制作实训

要求使用Excel软件编制，信息点设置合理，表格设计合理、数量正确、项目名称准确、签字和日期完整。

1. 实训目的

l 通过工作区信息点数量统计表项目实训，掌握工作区信息点数量的设计要点和统计方法。

l 熟练掌握信息点数统计表的设计和应用方法。

l 训练工程数据表格的制作方法和能力。

2. 实训内容

（1）   完成网络综合布线系统工程信息点的设计。

（2）   使用 Excel工作表软件完成点数统计表。

（3）   参照本单元介绍设计。

3. 实训步骤

（1）   分析项目用途，归类。例如：教学楼、电信间、会议室等。

（2）   工作区分类和编号。

（3）   制作点数统计表。

（4）   填写点数统计表。

（5）   打印点数统计表。

4. 实训报告要求

（1）  掌握点数统计表制作方法，计算出全部信息点的数量和规格。

（2）  掌握  Excel工作表软件在工程技术中的应用。

二、编制材料统计表

要求按照表3-4格式，编制该工程项目材料统计表。要求材料名称正确，规格/型号合理，数量合理，用途说明清楚，品种齐全，没有漏项或者多余项目。

表3-4  项目名称

                                         

序号	材料名称	型号或规格	数量	单位	品牌或厂家	说明

编制人：                                     时间：

1. 实训目的

（1）通过编制材料统计表实训，掌握材料统计表的编制要求和方法。

（2）掌握材料统计表在工程技术中的作用。

2. 实训内容

（1）完成西元网络培训中心综合楼建筑的材料统计表编制。

（2）参照本单元介绍设计。

3. 实训步骤

第一步：文件命名和表头设计

第二步：填写序号栏

第三步：根据使用的材料，填写材料名称栏

第四步：根据使用的材料规格，填写材料型号或规格栏

第五步：根据使用的材料数量，填写材料数量栏

第六步：填写材料单位栏

第七步：填写材料品牌或厂家栏

第八步：填写说明栏

第九步：填写编制者信息

第十步：打印材料统计表

4. 实训报告要求

（1）分析材料统计表编制要求。

（2）材料统计表包含有哪些信息。

【任务拓展】

多人办公室工作区设计

刚刚我们设计了单人办室，现在我们再来设计一个多人办公室。

我们定义多人办公室为大于4人工作的独立房间，现在多人办公室一般使用隔断分割成工位。下面我们以光华综合实训楼一楼111房间行政办公室为例说明多人办公室工作区设计。设计步骤按照图3-18工作区设计流程进行。

按照以上确定的内容，设计施工设计详图，如图3-20所示。