【任务陈述】
根据经贸综合实训楼各个办公室的功能，熟悉配线子系统的设计思路和方法，用Visio画出综合布线设计图，掌握配线子系统的设计原则、标准与流程。
【知识准备】
1. 配线子系统的基本概念
在GB50311-2007国家标准中,配线子系统应由工作区的信息插座模块、信息插座模块至电信间配线设备(FD)的配线电缆和光缆、电信间的配线设备及设备缆线和跳线等组成。如图所示。配线子系统一般在同一个楼层上，是从工作区的信息插座开始到电信间子系统的配线架，由用户信息插座、配线电缆、配线设备等组成。由于配线子系统最为复杂、布线路由长、拐弯多、造价高、安装施工时网络电缆承受拉力大，因此配线子系统的设计和安装质量直接影响信息传输速率，也是网络应用系统最为重要组成部分。图3-21为配线子系统的示意图。
目前，网络应用系统全部采用星型拓扑结构，直接体现在配线子系统，也就是从楼层电信间直接向各个信息点布线。一般采用非屏蔽双绞线，如果有磁场干扰或信息保密需要时，须安装屏蔽双绞线或者全部采用光缆。
如果在配线布线系统施工中，需要增加CP集合点时，同一个配线电缆上只允许一个CP集合点，而且CP集合点与FD配线架之间配线线缆的长度应大于15m。
CP集合点的端接模块或者配线设备应安装在墙体或柱子等建筑物固定的位置，不允许随意放置在线槽或者线管内，更不允许暴露在外边。
CP集合点只允许在实际布线施工中应用，规范了缆线端接做法，适合解决布线施工中个别线缆穿线困难时中间接续，实际施工中尽量避免出现CP集合点。在前期项目设计中不允许出现CP集合点。如图3-22所示。
配线子系统的拓扑结构
配线子系统为星型结构，如图2-23所示。每个信息点都必须通过一根独立的缆线与楼层电信间的配线架连接，然后通过跳线与交换机连接。
配线子系统在设计的过程中，首先需确定以下几点：
（1）方向
配线子系统的路由应尽量沿着建筑物的墙、柱、梁及楼板的方向架设。
（2）荷载计算
计算桥架内承载线缆的重量和数量。一般线槽（管）内允许穿线的最大面积70%，同时考虑线缆之间的间隙和拐弯等因素，考虑浪费空间40-50%。因此容纳双绞线根数计算公式如下：
N=槽(管)截面积×70%×(40-50%)/线缆截面积
其中：N--表示容纳双绞线最多数量；
70%表示布线标准规定允许的空间；
40%-50%表示线缆之间浪费的空间。
例1：30X16线槽容纳双绞线最多数量计算如下：
N=线槽截面积×70%×50%/线缆截面积
=（28X14）×70%×50%/（62*3.14/4）
=10根
说明：上述计算的是使用30X16PVC线槽铺设网线时，槽内容纳网线的数量。
具体计算分解如下：
30X16线槽的截面积是：长×宽=28×14=392平方mm；
70%是布线允许的使用空间；
50%是线缆之间的空隙浪费的空间；
线缆的直径D为6mm，它的截面积是：∏D2/4=62×3.14/4=28.26。
例2：Φ40 PVC线管容纳双绞线最多数量计算如下：
N=线管截面积×70%×40%/线缆截面积
=（36.6×36.6×3.14/4）×70%×40%/（6×6×3.14/4）
=10.4根
说明：上述计算的是使用Φ40PVC线管铺设网线时，管内容纳网线的数量是10根。
具体计算分解如下：
Φ40PVC线管的截面积是：∏D2/4=36.6×36.6×3.14/4=1051.56平方mm；
70%是布线允许的使用空间；
40%是线缆之间的空隙浪费的空间；
线缆的直径D为6mm，它的截面积是：∏D2/4=62×3.14/4=28.26。
(3)确定桥架的宽度：根据布放电缆条数、电缆直径及电缆的间距来确定电缆桥架的型号、规格,托臂的长度,支柱的长度、间距,桥架的宽度和层数。
3. 配线子系统的硬件使用工具
（1）桥架
桥架的材质一般钢制材质和铝合金材质为主，其它还有PVC之类的。钢制材质和铝合金材质的荷载等级2-5，2-6所示。
表3-5 钢制电缆桥架的额定均布荷载等级
| 荷载等级 | A | B | C | D |
| 额定均布荷载（KN/m） | 0.5 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
表3-6 铝合金电缆桥架的额定均布荷载等级
| 荷载等级 | A | A1 | B | C | D |
| 额定均布荷载（KN/m） | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
电缆桥架由支架、托臂和安装附件等组成，分为槽式、托盘式、梯级式和网格式等结构。配线子系统设计时，应根据弱电各个系统，的电缆类型、数量，合理选定适用的桥架。
槽式电缆桥架，是一种全封闭型电缆桥架，它最适用于敷设计算机电缆、通信电缆、热电偶电缆及其它高灵敏系统的控制电缆的屏蔽干扰和重腐蚀环境中电缆的防护都有较好的效果。如图3-24所示。
托盘式电缆桥架，是应用最为广泛的一种桥架设备。它具有很多优异的特点，重量轻，载荷大，造型美观、结构简单，而且安装方便等优点，它不但适用于动力电缆的安装，而且也适用于控制电缆的敷设等。如图3-25所示。
梯级式电缆桥架，具重量轻、成本低、造型别致、安装方便、散热、透气性好等特点，它适用于一般直径较大电缆的铺设，特别适用于高、底压动力电缆的铺设。如图3-26所示。
金属网格式电缆桥架，适用于电力、通讯电缆布线. 是做为传统桥架的延伸。如图3-27所示。
（2）线槽
线槽又名走线槽、配线槽、行线槽，是用来将电源线、数据线等线材规范整理，固定在墙上或者天花板上的布线工具。线槽一般有塑料和金属两种材质，可以起到不同的作用。一般有塑料材质和金属材质两种（如图3-28，3-29所示），可以起到不同的作用。
常见线槽种类包括：绝缘配线槽、拨开式配线槽、迷你型配线槽、分隔型配线槽、室内装潢配线槽、一体式绝缘配线槽、电话配线槽、日式电话配线槽、明线配线槽、圆形配线管、展览会用隔板配线槽、圆形地板配线槽、软式圆形地板配线槽、盖式配线槽。
（3）线管
线管是综合布线工程中不可缺少的配件，综合布线工程中常用的线管主要有：
PVC线管（Φ40/Φ20）——水平布线使用。
PVC管卡（Φ40/Φ20）——固定Φ40线圈。
PVC接头（Φ40/Φ20）——与同规格线管连接处配套使用。
PVC弯头（Φ40）——与同规格线管拐弯处配套使用。
PVC三通（Φ40）——与同规格线管连接处配套使用。
线管一般有塑料材质和金属材质，可以起到不同的作用。
塑料线管
全称“建筑用绝缘电工套管”，执行标准：JG 3050-1998。分为两类：一类是白色的硬质PVC胶管，防腐蚀、防漏电、穿电线用的管子。一类是HDPE波纹管做“电工套管”，质优价廉，美观便捷。如图3-30，2-31 所示。
金属线管
一般用作电线、电缆、自动化仪表信号的电线电缆保护管，直径规格从3毫米到150毫米。主要用于精密光学尺之传感线路保护、工业传感器线路保护，具有良好的柔软性、耐蚀性、耐高温、耐磨损、抗拉性。
（4）堵头
堵头，又称螺纹堵头,补芯,就是把管道中不需要的口堵起来，起到封闭作用。如图3-32所示。与盲板、封头及管帽有相同性制造标准：GB/T 14383,BS 3799,ASME B16.11
（5）三通、四通
三通、四通都为管件、管道连接件。如图所示。三通又叫管件三通或者三通管件，三通接头，用在主管道要分支管处。等径三通的接管端部均为相同的尺寸；异径的三通的主管接管尺寸相同，而支管的接管尺寸小于主管的接管尺寸。如图3-33所示。
四通又叫管件四通或者四通管件，四通接头，用在主管道要分支管处。四通有等径和异径之分，等径四通的接管端部均为相同的尺寸；异径的四通的主管接管尺寸相同，而支管的接管尺寸小于主管的接管尺寸。四通是用于管道分支处的一种管件。对于采用无缝管制造四通来讲，目前通常所采用的工艺有液压胀形和热压成形两种。如图3-34所示。
4. 配线子系统缆线长度的计算
由于场地的不确定性和流动性等因素，需按以下公式计算缆线的长度。
C=(102-H)／1.2
W=C-5
式中 C=W+D——工作区电缆、电信间跳线和设备电缆的长度之和；
D——电信间跳线和设备电缆的总长度；
W——工作区电缆的最大长度，且W≤22m；
H——配线电缆的长度
各段缆线长度可按表2-7选用。
表2-7各段缆线长度限值
| 工作区电缆W(m) | 电信间跳线和设备电缆D(m) | 配线布线电缆 H(m) | 电缆总长度(m) |
| 5 | 5 | 90 | 100 |
| 9 | 5 | 85 | 99 |
| 13 | 5 | 80 | 98 |
| 17 | 5 | 75 | 97 |
| 22 | 5 | 70 | 97 |
5. 管槽内缆线的布放根数
在配线布线系统中，缆线必须安装在线槽或者线管内。
l 在建筑物墙或者地面内暗埋布线时，一般选择线管，不允许使用线槽。
l 在建筑物墙面明装布线时，一般选择线槽，很少使用线管。
l 在楼道或者吊顶上长距离集中布线时，一般选择桥架。
l 选择线槽时，建议宽高之比为2：1，这样布出的线槽较为美观、大方。
选择线管时，建议使用满足布线根数需要的最小直径线管，这样能够降低布线成本。
缆线布放在管与线槽内的管径与截面利用率，应根据不同类型的缆线做不同的选择。管内穿放大对数电缆或4芯以上光缆时，直线管路的管径利用率应为50%～60%，弯管路的管径利用率应为40%～50%。管内穿放4对对绞电缆或4芯光缆时，截面利用率应为25%～35%。布放缆线在线槽内的截面利用率应为30%～50%。
常规通用线槽内布放缆线的最大条数表可以按照表3-8进行选择。
表3-8线槽规格型号与容纳双绞线最多条数表
| 线槽／桥架类型 | 线槽／桥架规格/mm | 容纳双绞线最多条数 | 截面利用率 |
| Pvc | 20×10 | 2 | 30% |
| Pvc | 25×12.5 | 4 | 30% |
| Pvc | 30×16 | 7 | 30% |
| Pvc | 39×18 | 12 | 30% |
| 金属、pvc | 50×25 | 18 | 30% |
| 金属、pvc | 60×22 | 23 | 30% |
| 金属、pvc | 75×50 | 40 | 30% |
| 金属、pvc | 80×50 | 50 | 30% |
| 金属、pvc | 100×50 | 60 | 30% |
| 金属、pvc | 100×80 | 80 | 30% |
| 金属、pvc | 150×75 | 100 | 30% |
| 金属、pvc | 200×100 | 150 | 30% |
常规通用线管内布放缆线的最大条数表可以按照表3-9进行选择。
表3-9线管规格型号与容纳的双绞线最多条数表
| 线管类型 | 线管规格/mm | 容纳双绞线最多条数 | 截面利用率 | |
| Pvc、金属 | 16 | 2 | 30% | |
| Pvc | 20 | 3 | 30% | |
| Pvc、金属 | 25 | 5 | 30% | |
| Pvc、金属 | 32 | 7 | 30% | |
| Pvc | 40 | 11 | 30% | |
| Pvc、金属 | 50 | 15 | 30% | |
| Pvc、金属 | 63 | 23 | 30% | |
| Pvc | 80 | 30 | 30% | |
| Pvc | 100 | 40 | 30% | |
6. 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。作者认为“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。
【工程经验】
配线子系统在进行设计时，可参考如下工程经验：
1.路由设计
在配线子系统设计中，保证配线子系统缆线最短原则，一般把楼层电信间设置在信息点居中的房间，保证配线子系统缆线路由最短。对于楼道长度超过100米的楼层，或者信息点比较密集时，可以在同一层设置多个电信间，这样既能节约成本，又能降低施工难度，因为布线距离短时，线管和电缆也短，拐弯减少，布线拉力也小一些。
2.电缆信道长度
GB50311-2007国家标准中规定，双绞线的信道长度不能超过100m，因此配线子系统中双绞线长度一般不超过90米。如图3-37所示。
3.避让强电
一般尽量避免配线缆线与36伏以上强电供电线路平行走线。在工程设计和施工中，一般原则为网络布线避让强电布线。
如果确实需要平行走线时，应保持一定的距离，一般非屏蔽网络双绞线电缆与强电电缆距离大于为30厘米，屏蔽网络双绞线电缆与强点电缆距离大于7厘米。
如果需要近距离平行布线甚至交叉跨越布线时，需要用金属管保护网络布线。
4.地面无障碍
在设计和施工中，必须坚持地面无障碍原则。一般考虑在吊顶上布线，楼板和墙面预埋布线等。对于电信间和设备间等需要大量地面布线的场合，可以增加抗静电地板，在地板下布线。
【任务实施】
配线子系统设计的步骤一般为，首先进行需求分析，与用户进行充分的技术交流和了解建筑物用途，然后要认真阅读建筑物设计图纸，根据设计图纸进行现场勘查，再根据现场勘查的结果，绘制施工图纸，完成点数统计表，确认信息点位置和数量，确定每个信息点的配线布线路径，最后确定布线材料规格和数量，列出材料规格和数量统计表。一般工作流程如图3-35所示。
1. 需求分析
根据标书的内容进行需求分析，需求分析是对配线子系统的设计尤为重要，因为配线子系统是综合布线工程中最大的一个子系统，使用材料最多，工期最长，投资最大，也直接决定每个信息点的稳定性和传输速度。主要涉及布线距离、布线路径、布线方式、避让强电和材料的选择等，对后续配线子系统的施工是非常重要的，也直接影响网络综合布线工程的质量、工期，甚至影响最终工程造价。
需求分析首先按照楼层进行分析，分析每个楼层的设备间到信息点的布线距离、布线路径，逐步明确和确认每个工作区信息点的布线距离和路径。
在需求分析过程中，除了分析现场实际情况外，与用户进行技术交流也是非常必要的。由于配线子系统往往覆盖每个楼层的立面和平面，布线路径也经常与照明线路、电器设备线路、电器插座、消防线路、暖气或者空调线路有多次的交叉或者并行，因此不仅要与技术负责人交流，也要与项目或者行政负责人进行交流。在交流中重点了解每个信息点路径上的电路、水路、气路和电器设备的安装位置等详细信息。在交流过程中必须进行详细的书面记录，每次交流结束后要及时整理书面记录。
电信间的功能分析围绕单个楼层或者附近楼层的信息点数量和布线距离进行，各个楼层的电信间最好安装在同一个位置，也可以考虑功能不同的楼层安装在不同的位置。根据点数统计表分析每个楼层的信息点总数，然后估算每个信息点的缆线长度，特别注意最远信息点的缆线长度，列出最远和最近信息点缆线的长度，宜把电信间布置在信息点的中间位置，同时保证各个信息点双绞线的长度不要超过90米。
电信间的位置直接决定水平子系统的缆线长度，也直接决定工程总造价。为了降低工程造价，降低施工难度，也可以在同一个楼层设立多个分电信间。
（1）电信间数量的确定
每个楼层一般宜至少设置1个电信间（电信间）。如果特殊情况下，每层信息点数量较少，且水平缆线长度不大于90m情况下，宜几个楼层合设一个电信间。电信间数量的设置宜按照以下原则：
如果该层信息点数量不大于400个，水平缆线长度在90m范围以内，宜设置一个电信间，当超出这个范围时宜设两个或多个电信间。
在实际工程应用中，为了方便管理和保证网络传输速度或者节约布线成本，例如，学生公寓，信息点密集，使用时间集中，楼道很长，也可以按照100—200个信息点设置一个电信间，将电信间机柜明装在楼道。
（2）电信间的面积
GB 50311中规定电信间的使用面积不应小于5m2，也可根据工程中配线管理和网络管理的容量进行调整。一般新建楼房都有专门的垂直竖井，楼层的电信间基本都设计在建筑物竖井内，面积在3 m2左右。在一般小型网络工程中电信间也可能只是一个网络机柜。
一般旧楼增加网络综合布线系统时，可以将电信间选择在楼道中间位置的办公室，也可以采取壁挂式机柜直接明装在楼道，作为楼层电信间。
电信间安装落地式机柜时，机柜前面的净空不应小于800mm，后面的净空不应小于600mm，方便施工和维修。安装壁挂式机柜时，一般在楼道安装高度不小于1.8m。
（3）电信间的电源要求
电信间应提供不少于两个220V带保护接地的单相电源插座。
电信间如果安装电信管理或其它信息网络管理设备时，管理供电应符合相应的设计要求。
（4）电信间门要求
电信间应采用外开丙级防火门，门宽大于0.7m。
（5）电信间环境要求
电信间内温度应为10～35℃，相对湿度宜为20％～80％。一般应该考虑网络交换机等设备发热对电信间温度的影响，在夏季必须保持电信间温度不超过35℃。
2. 设计图绘制
建筑物主干布线子系统的缆线较多，且路由集中，是综合布线系统的重要骨干线路，索取和认真阅读建筑物设计图纸是不能省略的程序，通过阅读建筑群总平面图和单体图掌握建筑物的土建结构、强电路径、弱电路径，重点掌握在综合布线路径上的强电管道、给（排）水管道、其它暗埋管线等。在阅读图纸时，进行记录或者标记，正确处理建筑群子系统布线与电路、水路、气路和电器设备的直接交叉或者路径冲突问题。
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
校对设计图纸，标明现场与设计图之间的差别，提出处理方案。
4. 施工图绘制
（1）创建文件绘图文件
（2）绘制建筑物截面图
（3）确定信息点位置
（4）确定电信间位置
（5）确定干线子系统路由
（6）绘制局部放大图
（7）添加文字说明
（8）添加设计说明
（9）填写标题栏
如图3-36所示。
5. 材料规格和数量统计表
综合布线配线子系统材料的概算是指根据施工图纸核算材料使用数量，然后计算造价，这就要求我们熟悉施工图纸，掌握定额。
对于配线子系统材料的计算，我们首先确定施工使用布线材料类型，列出一个简单的统计表，统计表主要是针对某个项目分别列出了各层使用的材料的名称，对数量进行统计，避免计算材料时漏项，方便材料的核算。如表3-10所示。
表3-10 配线子系统材料统计表
|
信息点 | 超五类双绞线(m) | PVC(40mm)线槽（个） | (40mm)堵头（个） | (40mm)三通（个）
| （40mm）四通（个） | 插座 底盒（个） | 双口面板（个） | 超五类模块（个） |
| 101 | 16.6 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 102 | 14.6 | 5.2 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 103 | 11.6 | 2 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 |
| 104 | 13.4 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| … | …… | …… | …… | …… | …… | …… | …… | |
| 401 | 5 | 5.2 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 402 | 2 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 |
| 合计 | 86 | 36.8 | 8个 | 1个 | 1个 | 12个 | 12个 | 24个 |
【任务拓展】
西元研发楼一楼的配线子系统图纸设计
图为该基地研发楼一层功能布局图，研发楼一层是园区建筑物信息点最多，应用最广泛的一个楼层，其中有单人办公室、集体办公室、会议室、展室、大厅等多种应用。如图3-38所示。
