八 綜合布線系統的規劃構思

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八 綜合布線系統的規劃構思

在太倉廠區建設中，綜合布線系統成為整個廠區基礎建設中的重要組成部分。根據“百年大計，質量第一”的精神，綜合布線系統從長遠考慮，同時兼顧了傳輸性能好、擴展容易、安裝方便、維護簡潔等多方面的因素，采用德特威勒自產的綜合布線產品，將綜合布線系統敷設到了整個廠區中任何一個可能用到綜合布線系統的地方。

根據指導原則，綜合布線系統在規劃時就需考慮各智能系統的應用需求，同時發揮自己本身的特性，使綜合布線系統真正能夠擔當起“綜合”的重任。

1 擔負的使命

在這個項目中，綜合布線系統的規劃擔負著多個使命。

1)能夠滿足應用的需求（甲方）

綜合布線系統作為各種智能系統的底層傳輸平臺，肩負著整個廠區信息傳輸的重擔，意味著萬一綜合布線系統癱瘓，將會導致整個廠區運營的徹底中斷！為此，作為在這個項目中的甲方弱電規劃人員，對各種智能系統的傳輸能力、可靠性和網絡隔離需求都有明確的規劃，并留有充足的裕量以備萬一發生未知的演變時，能夠快速改變線路以適應新的格局。

事實上，通過上述對各個智能系統的分析，以及對辦公區和廠區綜合布線系統應用的分析，已經可以清晰地形成整個廠區的綜合布線系統總規劃。

2)形成一個遍布全廠區的演示環境（銷售支持）

作為一個綜合布線系統的產品制造商，如果能將自己的廠區變成一個全方位的綜合布線系統演示環境，對于來訪者而言，在同一個環境中能夠看到被考察的產品是怎樣被造出來的，是怎樣安裝的，又是發揮了什么樣的作用。這是他們最希望的考察結果，也是最容易使考察者相信廠商綜合實力的方法。考察就是考察實力，作為廠商，當然應該讓貴賓們看到自己在各方面的實力。

與遍布全廠的演示環境對應的，還有一個位于辦公區公共區域內的演示中心，在那里濃縮了德特威勒的產品、技術精華，也配備了另一些面向會議環境的應用系統（當然，這些系統也是疊加在綜合布線系統的平臺之上），并擁有多功能的會議/培訓室，可以進行講解和模型測試……

作為制造工廠，除了提供完美的產品外，更重要的是要為銷售人員提供強大的后臺支撐與保障實力，讓他們敢于帶考察者來廠考察。同時，當銷售人員遇到技術問題時，當配合銷售的應用工程師們突發奇想時，工廠就成為他們找到最切合實際的解決方案的理想場所。所以，工廠的另一個作用是成為產品銷售過程中的堅強后盾。

3)能夠找到更好的搭配組合（工程服務）

對于工程服務而言，工程師見過的場景越多、自己的動手能力越強、自身的理論素質越高，意味著能夠提供的工程服務質量越好，再配以一定的語言表達能力和觀察能力，將能夠為客戶提供最佳的工程服務。

這次工廠從上海、蘇州遷至太倉，整個廠區全部重新建設，涉及工廠環境、辦公環境和會議室環境，這些環境的綜合布線規劃、設計和實施，對于德特威勒的產品和對外宣傳的理論（智能建筑、數據中心）而言是一個非常好的實踐機會。與此同時，如果能夠利用這次機會將一些有設想而不可能拿客戶當試驗品的構思嘗試著去實現，那將會對今后的應用技術支持和工程服務帶來重大幫助。

在這次的建設過程中，一批原本從事乙方的工程師們嘗試著甲方的感覺；一些常規的布線方式在這里被推翻，形成了新的構思；一些隱藏在核心機房中無法被外界看到的施工工藝亮相在考察者面前……

3)對自己的產品進行測試（長期質量跟蹤）

制造廠生產的產品是否能夠經得起時間的考驗？是否能夠經得起酷暑和嚴寒的多次交替而不改變其性能？在這次的廠區演示中心的建設過程中，對每一種纜線與連接件之間的有效組合進行了排列，并采用多樣本數的方式安裝在演示中心內，以期通過定期測試獲取相關的數據，并采用統計分析方式計算出其中心值和方差。

作為一家負責任的制造廠商，將不但關心出廠時的品質，還得關心使用若干年后的品質。當德特威勒對外宣布自己的產品系統質保時間可以達到25年時，德特威勒就需要有這個底氣，而這個底氣的來源就是長期的跟蹤測試。

圖29 在配線架標簽框中的插入式標簽（激光打印機打印）

2.綜合布線系統的框架結構

德特威勒廠區內的綜合布線系統框架結構采用的是中國國標GB 50311-2007的標準結構，即七大組成部分的結構：

★配線子系統；

★干線子系統；

★建筑群子系統；

★工作區；

★進線間；

★設備間；

★管理。

根據IT部門的要求及各智能系統的需求，形成了以下的規劃。

1）配線子系統

以纜線長度90米為極限，設置弱電間。在廠區內需設若干個弱電間，對廠區內所有的區域以纜線長度90米為基數，進行全覆蓋。

2）干線子系統

各弱電間至雙數據中心之間，形成全星型結構的干線子系統，以降低系統故障所帶來的損失。

3）建筑群子系統

在數據中心與門衛室配線架之間，形成建筑群子系統。

4）工作區

所有辦公區域、終端設備所在位置、預留點位均為工作區。

5）進線間

在建筑群子系統進入建筑物的位置上，設進線間。在此處，進行室內外纜線之間的轉換，如果建筑群子系統中有銅纜或金屬鎧裝光纜，則在此處完成防雷保護和接地。

6）設備間

兩個互為備份的數據中心均設有綜合布線系統的建筑群主配線架和建筑物主配線架，并將各弱電系統的服務器均設置在其中一個數據中心內。

7（管理

為了實現和演示綜合布線系統的管理功能，需進行以下設定。

（1）在纜線、面板、配線架、跳線上設標簽，要求標簽的壽命能夠達到10年以上。其中，纜線和跳線標簽為黏貼式，面板、配線架標簽為插入式（更換方便、字跡清楚、平整度好、物美價廉）。

（2）跳線可以在機柜內的配線架之間、配線架與網絡交換機之間根據需要進行連接；

（3）部分機柜采用智能布線管理系統（即“電子配線架”），形成各種不同的產品組合，在保障應用需求的同時，實現演示所需要的多種組合搭配。

當依據標準時，規劃工作并不困難，對于德特威勒廠區而言，無非是把標準與現實的應用和演示相結合而已。不過這說起來簡單，真正要想做好這個規劃，可不是一天或兩天能夠完成的，因為在規劃的同時就要想到實現的可能性以及可能遇到的、甚至是難以逾越的困難。如果能在規劃中繞開困難，那將為設計師和工程實施帶來非常大的便利。

3 基于產品的規劃

在綜合布線系統中，如果采用歸納方法，可以發現綜合布線系統的產品分為7類（見圖30），當然市場上見到的有些產品是這7類產品的組合體，如電子配線架就是配線架與管理、跳線與管理的組合體。

綜合布線系統工程應用的基本原理是：纜線分為隱藏在天花上、墻體內、地板下的隱蔽部分和暴露在人們視野中的公開部分。在沒有鼠害和機械傷害的前提下，隱蔽部分將永遠不會損壞（材料老化屬于產品問題，不屬于工程應用問題），而公開部分會因人、家具、設備等在無意識中接觸纜線引發多次彎折而導致公開部分的纜線損壞，從而引發傳輸故障。既然隱蔽部分不會損壞，而公開部分易于損壞，那就在隱蔽部分與公開部分的交界面上將纜線斷開，將隱蔽部分用面板、配線架和機柜永遠封閉在人們難以接觸到的空間內；公開部分則使用跳線，一旦折斷立即可以非常容易地更換；而隱蔽部分與公開部分之間的纜線轉接則采用連接器件（銅纜是RJ45 型/非RJ45型模塊和110配線架，光纖是光纖連接器/光纖尾纖），并使用面板、配線架將隱蔽部分完全封閉起來，讓人們無法從纜線出口處接觸到隱蔽部分的纜線。

根據這一思路，可以將7類綜合布線產品分成3個大類：傳輸、保障和管理類。傳輸類產品包含纜線、連接件和跳線，它們可以形成永久鏈路和信道（信息傳輸的通道），電流和光能夠在其中傳導，是真正用于信息傳輸的部件。保障類產品是綜合布線系統中用于支撐各種連接件和封閉墻面、機柜以保護纜線（雙絞線、光纜）作用的產品，如：面板（含墻面、地面、桌面等）、配線架（含：銅纜配線架、光纖配線架、通用配線架等）、箱柜、跳線管理器等等。管理類產品則包含與機電工程通用的標簽標識、布線管理軟件、智能布線管理系統等。

基于這一原理，結合本項目的實際情況，可以形成具體的產品規劃。

圖30 綜合布線系統的產品分類

圖31 3類大對數雙絞線電纜

1）纜線

無論是配線子系統、干線子系統還是建筑群子系統，其構造都是信道（信息傳輸的通道），故此它的核心部件都是纜線，只有纜線能夠完成長距離的信息傳輸。這些纜線中包含著四對八芯水平雙絞線、各種芯數的光纜和傳輸語音的大對數雙絞線電纜。可以說，這些纜線是綜合布線系統作為高速信息公路的“路基”。

在這一項目中，根據各個智能系統的傳輸需求、根據辦公區和廠區綜合布線系統的應用需求，可以制定以下切實可行的規劃。

（1）水平雙絞線

由各弱電間通往各工作區、各臺設備（包括攝像機、無線AP等）的纜線，即配線子系統，全部采用水平雙絞線。水平雙絞線的作用除了傳輸信息外，部分水平雙絞線信道還要承擔供電（POE）的使命。

7類/超7類屏蔽雙絞線主要用于辦公區、會議室和演示中心。由于在演示中心內設有213cm（84英寸）的4K觸摸屏，配以軟件和高性能服務器后可以實現多窗口視頻任意顯示，所以7類/超7類屏蔽布線產品的超高屏蔽性能和傳輸帶寬（根據香農定理，帶寬和EMC是傳輸速率的兩大關鍵參數）成為保證信息正常傳輸的“基石”。

社會上有一種說法，認為七類/超七類雙絞線的施工是難以達到性能參數的。對于德特威勒而言，這一說法并不成立，因為德特威勒早在2001年已經開始在中國銷售七類/超七類綜合布線產品，而相應的施工公司也在德特威勒的配合下完美地完成了施工任務，并且確保了測試合格。2009年，中國大眾大連變速箱廠的一組工程照片曾經在多家媒體中轉載，那就是一組采用七類/超七類綜合布線產品后的施工現場照片，可以說其工程質量和美觀度甚至超過了大量的常規布線產品工程。

在車間和倉庫中采用的是超六類水平雙絞線，其目的也在于工程體驗，讓德特威勒的工程師們不但要掌握高端的七類/超七類布線系統的施工經驗，也要掌握六類/超六類布線系統的施工要點。

事實上，各種水平雙絞線的施工方法是一樣的，無非是彎曲半徑、受力、彎折、大圈等一些細節需要根據規范進行而已。從電子學角度看，對于低端產品而言，即使偏離規范也不至于影響應用（當然測試的參數自然會差些）；而對于高端產品而言，偏離規范就意味著測試可能會不合格，因為應用高端產品的綜合布線工程必然要經過嚴格的性能測試。

由于德特威勒的8類雙絞線是在該項目的規劃期間剛剛研發成功的，相應的8類軟跳線還沒有完成研發，所以在規劃中將8類列入演示中心區域內“未來可增補”的纜線范圍。

（2）石英光纖光纜

在各弱電間之間和弱電間與主機房之間的距離大多超過100米，即使選用雙絞線也不能用于以太網的傳輸，所以這一部分全部選用光纜。它涉及廠房建筑內的干線子系統和廠房至門衛室的建筑群子系統。

由于這些光纜將用于辦公網、生產網和各種智能子系統，盡管相當多的智能子系統供應商都說自己的產品能夠與其他廠商的產品共用同一套網絡，但出于謹慎和對大流量（如辦公網中的硬盤備份等）所可能造成的阻塞考慮，在規劃中對各個系統都進行了纖芯級物理隔離，即每一個網絡和每一個智能子系統都能夠得到2芯光纜的支持，至于在運行中是混合網絡、虛擬網隔離還是物理隔離，則可以根據系統調試而定，不列入綜合布線系統規劃和設計的范疇。根據德特威勒廠區的網絡和智能系統分析，選用12芯光纜可以滿足應用的需求，因為有些系統可以并網（如：無線局域網可以與辦公網、生產網并網，門禁可以與在線巡更、考勤并網……），而且各個弱電間所擔負的網絡和智能子系統也并不相同。

圖32 超6類F/FTP屏蔽雙絞線

圖33 室內光纜

為了防范萬一，主干光纜系統還采用了單多模冗余備份的規劃，即每一個光纖通道都采用12芯多模光纜+12芯單模光纜的方式，可以考慮在平時采用OM3/OM4萬兆多模光纜以降低網絡設備的造價，有必要采用單模光纜以滿足電信接入的需求或更高等級的傳輸要求（40G、100G或400G），如果出現傳輸芯數不夠等問題，都可以借助于單多模互為冗余的備用纖芯予以解決。

至于光纜的傳輸能力，則全部考慮選用能夠傳輸萬兆以太網以上等級的產品，即多模中的OM3/OM4和單模中的G.652D（德特威勒不生產G.652C級光纜）。由于前述水平雙絞線的最低檔次已經達到超六類，這種雙絞線能夠傳輸萬兆以太網，所以光纜的最低傳輸能力不能低于10Gbps，這時能夠支持少量的雙絞線上傳輸10Gbps，大量的雙絞線傳輸百兆或千兆以太網的場景。萬一出現某一路干線子系統所屬的雙絞線全部傳輸萬兆以太網時（數年后有可能會出現，那時不可能重新布線），可以借助于冗余部分的G.652D單模光纜來滿足傳輸需求，因為它的傳輸能力足以支持40G以太網、100G以太網和400G以太網（以德特威勒廠區的光纜長度為限）。

（3）語音主干

3類大對數電纜是主機房與各弱電間之間的語音傳輸主干纜線。由于語音（即電話）的網絡帶寬僅需3.3kHz，而3類的網絡帶寬已經達到16MHz，遠超過語音所需要的帶寬，所以沒有考慮采用更高等級的5類大對數雙絞線電纜。

2）連接件

連接件是纜線與跳線之間的連接器件。由于跳線暴露在人們面前，容易被碰傷或折斷，所以為了保證系統能夠持久耐用，所以綜合布線系統在墻面和機柜平面上特意將纜線一分為二，天花上、墻壁內、地板下的纜線通過橋架、電線管、面板、配線架進行了全方位的保護，使它們即使敷設了20年也不會損壞，而暴露的跳線則允許更換。為此，連接件就成為內外交接的紐帶，成為綜合布線系統中重要的組成部分。

在本項目中既然使用了銅質的雙絞線和石英玻璃的光纖光纜，為了達到活動連接的目的，自然得使用各種銅纜連接器（RJ45模塊、非RJ45模塊、110配線架、防雷配線架等）和光纖連接器（以LC、MPO/MTP為主）。由于常規的布線配置并不屬于規劃的范疇，所以在規劃階段，僅對關鍵點進行相應的規劃。

圖34 超6類屏蔽模塊

（4）銅纜連接器

由于水平雙絞線采用的是超六類雙絞線和七類/超七類雙絞線，所以對選擇的模塊需要進行規劃。

由于車間內生產設備的網絡接口目前都是RJ45型，而且辦公區的網卡也基本上都是RJ45口，所以在辦公區、車間和倉庫的所有水平雙絞線連接的模塊都選用RJ45型模塊。只有在演示中心，才為7類/超7類配備GG45模塊和TERA模塊，使質量跟蹤測試能夠達到600/1000MHz以上的等級。

5)光纖連接器

本項目的光纖連接器件主選雙芯LC和MPO/MTP，第一代（ST）和第二代（SC）的光纖連接器件全部放棄。為了便于日后的管理，光纖連接全部采用活動連接，即使用光纖耦合器作為連接部件和隨時可以插拔的連接方式。

3）跳線、集束跳線和預端接纜線

跳線是綜合布線中最常見的、暴露在外、最容易損壞的纜線，它的兩端是RJ45插頭（水晶頭）、非RJ45插頭或光纖連接器，而其中的芯線則普遍采用了不易折斷的芯線材料，如多股銅導線等。

當把多根跳線集合成束后，就形成了集束跳線。所以集束跳線可以認為是普通銅跳線的集合體。

預端接銅纜與集束跳線的差異是兩端的RJ45插頭（水晶頭）更換成了模塊，當然也可以是一端為插頭另一端為插座的結構。由此可以認為，預端接銅纜是一種特殊構造的集束型跳線，用于兩個配線架之間的互聯。

預端接光纜從某種角度上可以認為是多芯光纖跳線，因為它的結構除了芯數多于2芯外，與光纖跳線的使用功能基本相近，無非是用途和目的不相同。所以從便于理解角度看，可以近似地認為預端接光纜是一類特殊構造的光纖跳線。

在本項目中，將根據具體設計、機柜的美觀，選擇相應的跳線類產品。但在演示中心內，各類跳線都會采用。

圖35 雙口平插面板

4）面板

在規劃中，出于美觀、運維和實用的考慮，將全部采用墻面暗裝型86面板。其中，將根據應用需求，選用兩種造型的面板（平插面板和斜插面板）。

（1）平插面板

在墻面安裝、大開間辦公室屏風和墻面100mm高度的裝飾線槽中安裝的面板將全部采用平插面板。

盡管有些辦公室中會需要4個信息模塊，但將采用2個雙口面板而不是使用1個四口面板，其原因在于雙口面板背后預留的雙絞線比較長，能夠保證端接質量達到或超過性能測試的指標；而四口面板背后預留的雙絞線長度太短，端接時難以保證端接質量，可能會出現測試不合格或勉強合格的現象。所以出于工程質量的考慮，將全部選用單口或雙口面板，這也符合國家標準《綜合布線系統工程設計規劃》（GB 50311-2007）中的規定。

（2）斜插面板

當綜合布線的面板外罩防水罩殼（參見下述環境規劃中的內容）時，考慮到跳線的彎曲程度不宜過大，所以將選用斜插面板。

在演示中心的演示大廳內，各種面板都將會安裝和演示。

5）配線架

配線架是面板的集合體，在本項目中所用配線架均為48cm（19英寸）標準尺寸的配線架。

德特威勒的銅纜配線架具有三種等級：一體化配線架（模塊不可拆卸型）；易安裝型配線架（模塊從背后拆裝；便于在安裝過程中隨時更換）和易維護型配線架（模塊可以從背后或正面單個拆裝）。由于采用一體化配線架或采用易維護型配線架對于總造價的影響很小（不含模塊的易維護型配線架僅占總價的1.1%，所以兩種配線架對于總價的差異最多為0.2～0.3%，可以忽略不計），所以，全部選用了易維護型配線架，以確保今后在運維時能夠在機柜正面拆裝模塊，而不再需要將配線架整體拆下來維護或進入機柜內部進行模塊拆裝。

6）箱柜

圖36 雙口斜插面板

圖37 24口帶有機玻璃標簽框的易維護型配線架（每個模塊均可單獨從正面或背面拆裝）

圖38 冰火兩重天：跳線裸露與隱藏

箱柜的作用是儲物，綜合布線系統中的箱柜類產品主要是機柜、壁掛箱、跳線管理器等。它們的明面作用是安裝配線架和保護跳線，暗藏作用是保護配線架后側通往工作區的纜線，使之能夠在有效生命周期的20年內不會被破壞，所以全封閉的箱柜類產品達到20年系統質保的重要一環。

在本項目中，各主機房和弱電間全部采用了42U標準機柜，在演示中心配套的“迷你數據中心”內，還對冷通道添加了通道移門和旋轉天窗（防火噴淋時使用）。

在技術支持過程中，有些客戶曾經提到：在維護時有時會無意中碰傷跳線，導致維護工作量增大。為此，在本項目中所有配線架和網絡設備下方均配備了全封閉式水平跳線管理器，而機柜也相應地配備了垂直跳線線槽，使所有的跳線均能被隱藏起來，使機柜正面的跳線僅暴露出插入網絡設備和配線架的插頭，這時跳線將不再會被無意中碰上而導致損壞，使維護工作量明顯下降，同時機柜正面也不會因跳線的“不屈服”而導致美觀度下降。

（未完待續）