智能建筑課件五

第2章綜合布線系統(tǒng)GCS

綜合布線系統(tǒng)伴隨著智能建筑的發(fā)展而崛起，它是智能建筑的“智能”得以實(shí)現(xiàn)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。綜合布線系統(tǒng)能滿足智能建筑各種信號(hào)傳輸?shù)男枰侵悄芙ㄖ幕A(chǔ)設(shè)施之一。

GCS可滿足的通信業(yè)務(wù)主要有：模擬與數(shù)字的語(yǔ)音傳輸；高速與低速的數(shù)據(jù)傳輸；傳真機(jī)、圖形終端、繪圖儀等圖像資料的傳輸；電視視頻信號(hào)與安全監(jiān)視視頻信號(hào)的傳輸；建筑物安全報(bào)警與控制系統(tǒng)傳感器信號(hào)的傳輸。

2．1綜合布線系統(tǒng)概念

建筑物或建筑群內(nèi)的設(shè)備都是應(yīng)用戶的要求而設(shè)置的，它包括電話交換、計(jì)算機(jī)、視頻設(shè)備、采暖通風(fēng)空調(diào)傳感器、消防系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)以及能源控制系統(tǒng)等等。在傳統(tǒng)上，上述系統(tǒng)設(shè)備都是以各系統(tǒng)滿足不同應(yīng)用的需求設(shè)計(jì)、安裝的，其結(jié)果導(dǎo)致難以對(duì)建筑物內(nèi)的各線路系統(tǒng)進(jìn)行有效管理。

綜合布線系統(tǒng)(GCS：GenericCablingSystem)是建筑物或建筑群內(nèi)部之間的一種傳輸網(wǎng)絡(luò)。它能使建筑物或建筑群內(nèi)部的電話、電視、計(jì)算機(jī)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、各種測(cè)控設(shè)備以及信息家電等設(shè)備之間彼此相連，并能接入外部公共通信網(wǎng)絡(luò)。換句話說(shuō)，在一套綜合布線系統(tǒng)中，可以傳輸多種信號(hào)，包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻、監(jiān)控等信號(hào)。

綜合布線系統(tǒng)一般由以下的部件組成：傳輸介質(zhì)；

跳線與對(duì)接的配線架硬件；

插座、插頭、接頭；

轉(zhuǎn)換適配器；

信號(hào)傳輸及轉(zhuǎn)換設(shè)備；

電氣保護(hù)設(shè)備；

支持硬件(如測(cè)試工具等)。

2．2綜合布線系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）綜合性、兼容性好傳統(tǒng)的專業(yè)布線方式，需要使用不同的電纜、電線、接續(xù)設(shè)備和其他器材，技術(shù)性能差別極大，難以互相通用，彼此不能兼容。綜合布線系統(tǒng)具有綜合所有系統(tǒng)和互相兼容的特點(diǎn)，采用光纜或高質(zhì)量的雙絞線和連接硬件，能滿足不同生產(chǎn)廠家終端設(shè)備傳輸信號(hào)的需要。

（2）靈活性、適應(yīng)性強(qiáng)采用傳統(tǒng)的專業(yè)布線系統(tǒng)時(shí)，如需改變終端設(shè)備的位置和數(shù)量，必須敷設(shè)新的纜線和安裝新的設(shè)備，且在施工中有可能使相鄰的線對(duì)發(fā)生傳送信號(hào)中斷或質(zhì)量下降。增加工程投資和施工時(shí)間，因此，傳統(tǒng)的專業(yè)布線系統(tǒng)的靈活性和適應(yīng)性差。在綜合布線系統(tǒng)中任何信息點(diǎn)都能連接不同類型的終端設(shè)備，當(dāng)設(shè)備數(shù)量和位置發(fā)生變化時(shí)，只需采用簡(jiǎn)單的插接，便可實(shí)現(xiàn)新的配置。

（3）便于今后擴(kuò)建和維護(hù)管理綜合布線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般采用星形結(jié)構(gòu)，各條線路獨(dú)立，在改建或擴(kuò)建時(shí)互不影響。綜合布線系統(tǒng)的所有布線部件采用積木式的標(biāo)準(zhǔn)件和模塊化設(shè)計(jì)。因此，部件容易更換，便于隔離和排除障礙，且采用集中管理方式，有利于測(cè)試和維修，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用和提高工作效率。

（4）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理綜合布線系統(tǒng)各個(gè)部分都采用高質(zhì)量材料和標(biāo)準(zhǔn)化部件，并按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格施工和檢測(cè)，保證系統(tǒng)技術(shù)性能優(yōu)良可靠，滿足目前和今后通信需要；且在維護(hù)管理中減少維修工作，節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。雖然綜合布線系統(tǒng)初期投資較高，但可統(tǒng)一施工，統(tǒng)一布線走向，節(jié)省系統(tǒng)使用的建筑物空間，方便用戶使用和業(yè)主維護(hù)，從綜合布線系統(tǒng)的整個(gè)使用期來(lái)看，比傳統(tǒng)布線更加經(jīng)濟(jì)。

2．3綜合布布線系系統(tǒng)的的構(gòu)成成根據(jù)2000年7月發(fā)布布的智智能建建筑設(shè)設(shè)計(jì)國(guó)國(guó)家標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(GB／T50314--2000)，綜合布布線系系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)的的設(shè)計(jì)計(jì)可以以劃分分為4個(gè)獨(dú)立立的子子系統(tǒng)統(tǒng)。每每一個(gè)個(gè)子系系統(tǒng)均均可視視為各各自獨(dú)獨(dú)立組組的單單元組組，一一旦需需要更更改其其中任任一子子系統(tǒng)統(tǒng)時(shí)，，不會(huì)會(huì)影響響到其其他的的子系系統(tǒng)。。這4個(gè)子系系統(tǒng)依依次為為：水平子子系統(tǒng)統(tǒng)、垂垂直干干線子子系統(tǒng)統(tǒng)、工工作區(qū)區(qū)子系系統(tǒng)、、建筑筑群子子系統(tǒng)統(tǒng)。（1））垂直直干線線子系系統(tǒng)垂直干干線子子系統(tǒng)統(tǒng)由建建筑物物內(nèi)所所有的的(垂直)干線多多對(duì)數(shù)數(shù)線纜纜所組組成，，即由由多對(duì)對(duì)數(shù)銅銅纜、、同軸軸電纜纜和多多模光光纜以以及連連接光光纜的的相關(guān)關(guān)支撐撐硬件件所組組成，，提供供設(shè)備備間總總(主)配線架架(箱)與干線線接線線間樓樓層配配線架架(箱)之間的的干線線路由由。（2））水平平子系系統(tǒng)水平子子系統(tǒng)統(tǒng)由每每一個(gè)個(gè)工作作區(qū)的的信息息插座座開(kāi)始始，經(jīng)經(jīng)水平平布置置一直直到管管理區(qū)區(qū)的內(nèi)內(nèi)側(cè)配配線架架的線線纜所所組成成；水水平布布線線線纜均均沿大大樓的的地面面或吊吊平頂頂中布布線，，最大水水平線線纜長(zhǎng)長(zhǎng)度不不超過(guò)過(guò)90m。（3））工作作區(qū)子子系統(tǒng)統(tǒng)工作區(qū)區(qū)子系系統(tǒng)由由工作作區(qū)內(nèi)內(nèi)的終終端設(shè)設(shè)備連連接到到信息息插座座的連連接線線纜所所組成成。它它包括括帶有有多芯芯插頭頭的連連接線線纜和和連接接器(適配器器)，起到到工作作區(qū)的的終端端設(shè)備備與信信息插插座插插入孔孔之間間的連連接匹匹配作作用。。（4））建筑筑群子子系統(tǒng)統(tǒng)建筑群群子系系統(tǒng)將將一個(gè)個(gè)建筑筑物中中的線線纜延延伸到到建筑筑物群群的另另一些些建筑筑物中中的通通信設(shè)設(shè)備和和裝置置上，，它由由電纜纜、光光纜和和入樓樓處線線纜上上過(guò)流流過(guò)壓壓的電電氣保保護(hù)設(shè)設(shè)備等等相關(guān)關(guān)硬件件所組組成。。2．4綜合布布線系系統(tǒng)的的傳輸輸介質(zhì)質(zhì)2．4．1雙絞線線（1））雙絞絞線的的結(jié)構(gòu)構(gòu)與特特點(diǎn)雙絞線線是由由按規(guī)規(guī)則螺螺旋結(jié)結(jié)構(gòu)排排列的的兩根根絕緣緣線組組成。。線是是銅質(zhì)質(zhì)的或或者是是用銅銅包著著鋼的的。銅線可可以提提供良良好的的傳導(dǎo)導(dǎo)率，，鋼線線可以以用于于有強(qiáng)強(qiáng)度要要求的的場(chǎng)合合。把把2根線對(duì)對(duì)扭在在一塊塊可使使各線線之間間的電電磁干干擾最最小。。與其其他傳傳輸介介質(zhì)相相比，，在傳傳輸距距離、、信道道帶寬寬和數(shù)數(shù)據(jù)傳傳輸率率等方方面受受到一一定的的限制制，但但價(jià)格格比較較便宜宜。雙雙絞線線既可可用于于傳輸輸模擬擬信號(hào)號(hào)，也也可通通過(guò)調(diào)調(diào)制解解調(diào)用用于傳傳輸數(shù)數(shù)字信信號(hào)。。（2））雙絞絞線的的種類類及應(yīng)應(yīng)用3類UTP(16MHz，支持10Mbit/s以太網(wǎng))4類UTP(20MHz)5類UTP(100MHz，支持100Mbit/s以太網(wǎng))超5類UTP(155MHz，支持千兆以太網(wǎng))6類UTP(200MHz，支持千兆以太網(wǎng))3類STP(16MHz)5類STP(100MHz)7類STP(1000MHz)非屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線雙絞線雙絞線的種類及應(yīng)用2．4．2光纖（1））光纖纖與光光纜光纖是是由纖纖芯、、包層層及保保護(hù)性性涂覆覆層組組成。。纖芯芯是一一種比比頭發(fā)發(fā)絲還還細(xì)的的(50—100μm)柔軟并并能傳傳導(dǎo)光光線的的介質(zhì)質(zhì)。由由于纖纖芯的的折射射率高高于包包層的的折射射率，，使得得光信信號(hào)被被包圍圍在光光纖內(nèi)內(nèi)進(jìn)行行，從從而達(dá)達(dá)到傳傳輸信信息的的目的的。為為保護(hù)護(hù)光紆紆的傳傳輸性性能和和機(jī)械械性能能免受受環(huán)境境變化化的影影響，，根據(jù)據(jù)實(shí)際際應(yīng)用用的需需要，，選擇擇不同同聚合合材料料或鋼鋼帶防防護(hù)層層及防防水材材料將將光纖纖包覆覆起來(lái)來(lái)，就就形成成了光光纜。。（2））光纜纜的特特點(diǎn)光纜較較之電電纜具具有以以下優(yōu)優(yōu)點(diǎn)：：光纜信信息容容量大大，數(shù)數(shù)據(jù)傳傳輸率率可達(dá)達(dá)幾百百萬(wàn)到到數(shù)十十億bit/s。一根筷筷子粗粗細(xì)的的光纜纜可容容納數(shù)數(shù)萬(wàn)路路電話話和數(shù)數(shù)百路路電視視信號(hào)號(hào)。光纜信信號(hào)傳傳輸衰衰減小小，通通信距距離比比電纜纜大得得多，，傳輸輸距離離可達(dá)達(dá)1000km以上。。光纜耐耐輻射射，各各種設(shè)設(shè)備產(chǎn)產(chǎn)生的的電磁磁輻射射對(duì)它它不起起作用用，外外界環(huán)環(huán)境對(duì)對(duì)信息息傳輸輸沒(méi)有有影響響，而而且信信息傳傳輸過(guò)過(guò)程中中也沒(méi)沒(méi)有向向外的的電磁磁輻射射，因因此可可避免免外界界竊聽(tīng)聽(tīng)，安安全可可靠，，保密密性能能好。。2．4．3同軸電電纜同軸電電纜允允許在在較寬寬的頻頻率范范圍內(nèi)內(nèi)工作作，其其結(jié)構(gòu)構(gòu)是一一個(gè)空空心外外部圓圓柱形形導(dǎo)體體圍裹裹著一一個(gè)內(nèi)內(nèi)部的的導(dǎo)體體。內(nèi)內(nèi)部導(dǎo)導(dǎo)體可可以是是單股股實(shí)心心線也也可以以是絞絞合線線；外外部導(dǎo)導(dǎo)體可可以是是單股股線也也可以以是編編織線線。內(nèi)內(nèi)部導(dǎo)導(dǎo)體用用規(guī)則則間隔隔的絕絕緣環(huán)環(huán)或者者用固固體絕絕緣材材料固固定。。外部部導(dǎo)體體用一一個(gè)罩罩或者者屏蔽蔽層覆覆蓋。。廣泛應(yīng)應(yīng)用于于計(jì)算算機(jī)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中中的兩兩類同同軸電電纜分分別是是：50Ω和75Ω。50ΩΩ同軸電電纜只只用于于數(shù)字字信號(hào)號(hào)的傳傳輸。。75Ω的同軸軸電纜纜用于于頻分分多路路復(fù)用用的模模擬信信號(hào)傳傳輸，，還用用于不不使用用頻分分多路路復(fù)用用的高高速數(shù)數(shù)字信信號(hào)傳傳輸和和模擬擬信號(hào)號(hào)傳輸輸。價(jià)價(jià)格介介于雙雙絞線線和光光纖之之間。。2．5綜合布布線系系統(tǒng)的的技術(shù)術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)分析析GCS越來(lái)越越被人人們認(rèn)認(rèn)同并并且采采用，，除了了因?yàn)闉樗杏袃?yōu)越越的兼兼容性性、開(kāi)開(kāi)放性性、可可靠性性、前前瞻性性以外外，同同時(shí)還還因?yàn)闉樗呔哂辛剂己玫牡慕?jīng)濟(jì)濟(jì)性。。衡量一一個(gè)建建筑產(chǎn)產(chǎn)品的的經(jīng)濟(jì)濟(jì)性，，應(yīng)該該從兩兩個(gè)方方面加加以考考慮，，即初初投資資與性性能價(jià)價(jià)格比比。GCS與傳統(tǒng)統(tǒng)的布布線方方式相相比，，就是是一種種既具具有良良好的的安裝裝投資資特性性，又又具有有極高高的性性能價(jià)價(jià)格比比的高高科技技產(chǎn)品品。2．5．1綜合布布線系系統(tǒng)的的初投投資特特性雖然GCS設(shè)備價(jià)價(jià)格比比較高高，但但由于于GCS是將原原來(lái)的的相互互獨(dú)立立、互互不兼兼容的的若干干布線線系統(tǒng)統(tǒng)，集集中成成為一一套完完整的的布線線系統(tǒng)統(tǒng)，并并由一一個(gè)施施工單單位完完成幾幾乎全全部弱弱電線線纜的的布線線。這這樣可可省去去大量量的重重復(fù)勞勞動(dòng)和和設(shè)備備占用用，使使布線線周期期大大大縮短短。12345系統(tǒng)個(gè)數(shù)初投資傳統(tǒng)布線GCS布線GCS和傳統(tǒng)布線初投資特性比較從圖中中可見(jiàn)見(jiàn)，當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)個(gè)數(shù)數(shù)是1個(gè)時(shí)，，傳統(tǒng)統(tǒng)布線線方式式的投投資約約為綜綜合布布線的的一半半。但但當(dāng)系系統(tǒng)個(gè)個(gè)數(shù)增增加時(shí)時(shí)，傳傳統(tǒng)布布線方方式投投資就就增加加得很很快，，而GCS的初投投資較較大，，但當(dāng)當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)的個(gè)個(gè)數(shù)增增加時(shí)時(shí)，它它卻沿沿著一一條斜斜率很很緩的的曲線線上升升。2．5．2綜合布布線系系統(tǒng)性性能價(jià)價(jià)格比比（1）一座座大廈廈在設(shè)設(shè)計(jì)和和建設(shè)設(shè)期往往往有有許多多不可可知的的情況況，只只有當(dāng)當(dāng)用戶戶確定定后，，才知知道計(jì)計(jì)算機(jī)機(jī)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)配置置和集集團(tuán)電電話的的需求求。采采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的GCS布線后，只只需將電話話或計(jì)算機(jī)機(jī)接人早已已敷設(shè)在墻墻壁上的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)信息插插座，然后后在同層的的弱電室的的跳線架做做相應(yīng)跳線線操作，就可可解決用戶戶的需求。。（2）大廈的使使用者，當(dāng)當(dāng)需要把設(shè)設(shè)備從一個(gè)個(gè)房間搬遷遷到另一層層的房間去去，或者在在一個(gè)房間間中增加其其他新的設(shè)設(shè)備時(shí)，同同樣只要在在原插口作作簡(jiǎn)單的分分線處理，，然后在同同層弱電室室和總設(shè)備備間做跳線線操作，很很快就可以以實(shí)現(xiàn)這些些新增加的的需求，而而不需要重重新布線。。如果采用光光纖、超五五類和三類類線纜混合合的GCS布線方式，，可以解決決諸如三維維多媒體的的傳輸和用用戶對(duì)ISDN、千兆以太網(wǎng)網(wǎng)的需求，，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)大廈與未未來(lái)全球信信息高速公公路的接軌軌等具有前前瞻性的需需求。根據(jù)據(jù)世界電腦腦與通訊的的發(fā)展，它它足可以保保證10年，甚至更更長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)內(nèi)技術(shù)的先先進(jìn)性。GCS布線傳統(tǒng)布線時(shí)間性價(jià)比GCS和傳統(tǒng)布線性能價(jià)格比傳統(tǒng)布線方方式和GCS布線方式的的性能價(jià)格格比的經(jīng)濟(jì)濟(jì)學(xué)曲線如如圖所示。。從圖中可可以看到，，隨著時(shí)間間的推移，，GCS布線方式的的曲線是上上升的，傳傳統(tǒng)布線方方式的曲線線是下降的的，這樣形形成一個(gè)剪剪刀差，時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，，兩種布線線方式的性性能價(jià)格比比的差距越越大。性能價(jià)格比比的另一方方面體現(xiàn)在在遠(yuǎn)期投資資上，一棟棟大樓竣工工后，要花花費(fèi)相當(dāng)大大的費(fèi)用使使大樓正常常運(yùn)轉(zhuǎn)。據(jù)據(jù)美國(guó)一家家調(diào)查公司司對(duì)400家大公司的的400棟辦公大樓樓在40年內(nèi)各項(xiàng)費(fèi)費(fèi)用的比較較情況的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表表明，初始始投資(即結(jié)構(gòu)費(fèi)用用)只占11％，而運(yùn)行行費(fèi)