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數(shù)據(jù)機房綜合布線系統(tǒng)設(shè)計

     引言

      綜合布線系統(tǒng)采用標準化的語音、數(shù)據(jù)、圖像、監(jiān)控設(shè)備，各線綜合配置在一套標準的布線系統(tǒng)上，同一布線設(shè)計、安裝施工和集中治理維護。以屏蔽雙絞線和光纜為傳輸媒介，采用分層星型結(jié)構(gòu)，傳送速率高。

      近幾年來，跟著光通訊技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)通訊業(yè)務(wù)量不斷的進步，數(shù)據(jù)中央已經(jīng)進入以萬兆傳輸速率為標志的時代，這樣選擇一套先進的數(shù)據(jù)中央綜合布線系統(tǒng)是極其必要的，它將為今后一段時間內(nèi)的發(fā)展預留余量。

      相對于傳統(tǒng)樓宇結(jié)構(gòu)化布線，數(shù)據(jù)中央的布線技術(shù)具有更多的技術(shù)細節(jié)與應(yīng)用特征，在一棟建筑中，既有數(shù)據(jù)中央，又有其他功能性區(qū)域，怎樣把傳統(tǒng)綜合布線與數(shù)據(jù)中綜合布線有效的連接，組成一套高機能、高效率、整合優(yōu)化以及節(jié)能環(huán)保的布線系統(tǒng)是我們設(shè)計的重要方向。

      1 系統(tǒng)概述

      1.1 綜合布線系統(tǒng)簡介

      綜合布線系統(tǒng)(即結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng))等于一套用于建筑物或建筑群內(nèi)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，它將語音、數(shù)據(jù)、圖像等設(shè)備彼此相連，也使上述設(shè)備與外部通信數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相連接。綜合布線系統(tǒng)由各種系列的部件組成，包括傳輸介質(zhì)(含銅纜或光纖)，連路治理硬件(交叉連接區(qū)域和連接面板)，連接器，插座，適配器，電氣保護裝置(浪涌保護器及保護接地)以及支持的硬件(安裝治理系統(tǒng)的各類工具)。綜合布線系同一般由六個獨立的子系統(tǒng)組成：

      1.1.1 工作區(qū)子系統(tǒng)

      一個獨立的需要設(shè)置終端設(shè)備的區(qū)域宜劃分為一個工作區(qū)。工作區(qū)應(yīng)由配線(水平)布線系統(tǒng)的信息插座延伸到工作站終端設(shè)備處的連接電纜及適配器組成。

      1.1.2 水平子系統(tǒng)

      配線子系統(tǒng)應(yīng)由工作區(qū)的信息插座、信息插座至樓層配線設(shè)備(FD)的配線電纜或光纜、樓層配線設(shè)備和跳線等組成。

      1.1.3 電訊配線間子系統(tǒng)

      電訊配線間又稱為電信間，主要用于主干線與樓層水平線路的交換，電信間的數(shù)目及面積應(yīng)根據(jù)水平配線的長度和信息點數(shù)目綜合考慮。

      1.1.4 主干線子系統(tǒng)

      干線子系統(tǒng)應(yīng)由設(shè)備間的建筑物配線設(shè)備(BD)和跳線以及設(shè)備間至各樓層配線間的干線電纜組成。

      1.1.5 設(shè)備間子系統(tǒng)

      設(shè)備間是在每一幢大樓的適當?shù)攸c設(shè)置電信設(shè)備和計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以及建筑物配線設(shè)備，進行網(wǎng)絡(luò)治理的場所。對于綜合布線工程設(shè)計，設(shè)備間主要安裝建筑物配線設(shè)備(BD)。電話、計算機等各種主機設(shè)備及引入設(shè)備可合裝在一起。設(shè)備間內(nèi)的所有總配線設(shè)備應(yīng)用色標區(qū)別各類用途的配線區(qū)。設(shè)備間位置及大小應(yīng)根據(jù)設(shè)備的問題、規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)中央等因素，綜合考慮確定。

      1.1.6 建筑群子系統(tǒng)等

      建筑群子系統(tǒng)應(yīng)由連接各建筑物之間的綜合布線纜線、建筑群配線設(shè)備(CD)和跳線等組成。建筑群子系統(tǒng)宜采用地下管道或電纜溝的敷設(shè)方式。管道內(nèi)敷設(shè)的銅纜或光纜應(yīng)遵循電話管道和入孔的各項設(shè)計劃定。此外安裝時至少應(yīng)預留1～2 個備用管孔，以供擴充之用。如圖1 所示：

綜合布線系統(tǒng)示意圖(圖1)

      1.2 數(shù)據(jù)中央布線系統(tǒng)簡介

      數(shù)據(jù)中央布線包括核心數(shù)據(jù)機房內(nèi)布線和數(shù)據(jù)機房外布線和支持空間(數(shù)據(jù)機房外)。

      1.2.1 數(shù)據(jù)機房內(nèi)布線

      數(shù)據(jù)中央計算機房內(nèi)布線空間包含主配線區(qū)，水平配線區(qū)，區(qū)域配線區(qū)和設(shè)備配線區(qū)。

      主配線區(qū)包括主交叉連接(MC)配線設(shè)備，它是數(shù)據(jù)中央結(jié)構(gòu)化布線分配系統(tǒng)的中央配線點。當設(shè)備直接連接到主配線區(qū)時，主配線區(qū)可以包括水平交叉連接(HC)的配線設(shè)備。主配線區(qū)的配備主要服務(wù)于數(shù)據(jù)中央網(wǎng)絡(luò)的核心路由器、核心交換機、核心存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備和PBX 設(shè)備。主配線區(qū)位于計算機房內(nèi)部，為進步其安全性，主配線區(qū)也可以設(shè)置在計算機房內(nèi)的一個專屬空間內(nèi)。每一個數(shù)據(jù)中央應(yīng)該至少有一個主配線區(qū)。

      水平配線區(qū)用來服務(wù)于不直接連接到主配線區(qū)HC 的設(shè)備。水平配線區(qū)主要包括水平配線設(shè)備，為終端設(shè)備服務(wù)的局域網(wǎng)交換機、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)交換機和KVM 交換機。一個數(shù)據(jù)中央可以有設(shè)置于各個樓層的計算機機房，每一層至少含有一個水平配線區(qū)，假如設(shè)備配線區(qū)的設(shè)備間隔水平配線設(shè)備超過水平線纜長度限制的要求，可以設(shè)置多個水平配線區(qū)。

      在大型計算機房中，為了獲得在水平配線區(qū)與終端設(shè)備之間更高的配置靈活性，水平布線系統(tǒng)中可以包含一個可選擇的對接點，叫做區(qū)域配線區(qū)。區(qū)域配線區(qū)位于設(shè)備常常移動或變化的區(qū)域，可以采用機柜或機架，也可以是集合點(CP)完成線纜的連接，區(qū)域配線區(qū)也可以表現(xiàn)為連接多個相鄰設(shè)備的區(qū)域插座。

      設(shè)備配線區(qū)是分配給終端設(shè)備安裝的空間，可以包括計算機系統(tǒng)和通訊設(shè)備，服務(wù)器和存儲設(shè)備刀片服務(wù)器和服務(wù)器及外圍設(shè)備。設(shè)備配線區(qū)的水平線纜端接在固定于機柜或機架的連接硬件上。需為每個設(shè)備配線區(qū)的機柜或機架提供充夠數(shù)目的電源插座和連接硬件，使設(shè)備纜線和電源線的長度減少至短間隔。

      1.2.2 支持空間布線

      數(shù)據(jù)中央支持空間(計算機房外)布線空間包含進線間、電信間、行政治理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。

      進線間是數(shù)據(jù)中央結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)和外部配線及公用網(wǎng)絡(luò)之間接口與互通交接的場地，設(shè)置用于分界的連接硬件。進線間的設(shè)置主要用于電信線纜的接入和電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者通訊設(shè)備的放置。這些舉措措施在進線間內(nèi)經(jīng)由電信線纜交叉轉(zhuǎn)接，接入數(shù)據(jù)中央內(nèi)。

      電信間是數(shù)據(jù)中央內(nèi)支持計算機房以外的布線空間，包括行政治理區(qū)、輔助區(qū)和支持區(qū)。電信間用于安頓為數(shù)據(jù)中央的正常辦公及操縱維護支持提供本地數(shù)據(jù)、視頻和語音通訊服務(wù)的各種設(shè)備。數(shù)據(jù)中央電信間與建筑物電信間屬于功能相同，但服務(wù)對象不同的空間，建筑物電信間主要服務(wù)于樓層的配線舉措措施。

      行政治理區(qū)主要指用于辦公、衛(wèi)生、值班等目的場所。輔助區(qū)是用于電子信息設(shè)備和軟件的安裝、調(diào)試、維護、運行監(jiān)控和治理的場所。包括測試機房、監(jiān)控中央、備件庫、打印室、維修室、裝卸室、用戶工作室等區(qū)域。支持區(qū)是支持并保障完成信息處理過程和必要的技術(shù)功課的場所。包括變配電室、柴油發(fā)電機房、UPS 室、電池室、空調(diào)機房、動力站房、消防舉措措施用房、消防和安防控制室等。

      2 數(shù)據(jù)機房及測試區(qū)布線系統(tǒng)設(shè)計

      2.1 工程概況

      本工程為某通訊公司辦公樓建筑，總建筑面積67400 平方米，其中地上建筑面積46400 平方米，地下建筑面積21000 平方米。本建筑地下一、二層為汽車庫及設(shè)備用房;首層為大堂、接待、集中會議區(qū);二至四層為數(shù)據(jù)機房、測試機房及通訊測試區(qū)，其中機房總面積約9500 平方米;四至九層為通訊測試區(qū)及開敞辦公區(qū)。

      2.2 設(shè)計原則及使用方需求

      考慮到使用方的業(yè)務(wù)需求，本建筑整體采用結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮其兼容性、開放性、靈活性、可靠性、先進性、經(jīng)濟性的系統(tǒng)特點，合用于多種網(wǎng)絡(luò)布線方式。采用萬兆以太網(wǎng)通訊尺度和光纖與雙絞線混合的布線方式，為當前及未來網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供足夠的帶寬容量。要求測試區(qū)、辦公區(qū)光纖敷設(shè)到工位，完全支持10Gb/S 的傳輸速率。應(yīng)業(yè)主方要求，電話采用全數(shù)字IP 電話系統(tǒng)，本建筑應(yīng)能資源共享，實現(xiàn)三網(wǎng)合一技術(shù)。

      2.3 系統(tǒng)總體構(gòu)架

      本系統(tǒng)采用開放式星型拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計。本建筑地下一層設(shè)一個弱電機房(設(shè)備間)，配線設(shè)備安裝于此。外線由建筑所在地塊數(shù)據(jù)總中央的園區(qū)主配線架引來，數(shù)據(jù)、語音分別采用1 組12 芯室外單模光纜。有線電視前端機房引入本建筑弱電機房1 組6 芯室外光纜。

      由于水平鏈路線纜的傳輸間隔不能超過90 米，所以在建筑每層四角處各設(shè)一個弱電間(電信間)，安裝弱電設(shè)備及樓層交換機柜。數(shù)據(jù)機房強、弱電布線較為繁瑣，管線較多，在機房、測試區(qū)、辦公區(qū)建議土建做70mm 厚網(wǎng)絡(luò)地板，對弱電傳輸信道進行物理隔離，與監(jiān)控視頻電纜分開敷設(shè)，防止外部串擾。本樓綜合布線系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)圖如圖2 所示。

      建筑各層電信間與弱電豎井適用，測試區(qū)、開敞辦公區(qū)、會議區(qū)水平線纜采用50/125um 多模光纖。TSB 155 建議Cat6A UTP 線纜安裝時須進行捆扎，一捆不超過12 根。比擬之下Cat6A STP 線纜能夠節(jié)省更多的線槽、線管，線纜治理等安裝本錢，因此行政治理區(qū)、輔助區(qū)水平電纜采用(STP Cat.6A)6 類屏蔽雙絞線。水平線纜走道內(nèi)采用封鎖金屬橋架敷設(shè)，引至室內(nèi)轉(zhuǎn)為金屬保護管至信息插座或在網(wǎng)絡(luò)地板下敷設(shè)。

      辦公區(qū)、測試區(qū)末端按每個工位配三口信息地插面板，由電信間交換機配線架引來兩根(STP Cat.6A)6 類屏蔽雙絞線(每個工位)，一根供電腦及IP 電話使用，一根作為備用。會議室考慮預留雙口信息地插面板，頂板預留網(wǎng)絡(luò)信息接口。變配電室、UPS 室、動力站房預留電話信息點，消防兼安防控制室設(shè)置網(wǎng)絡(luò)及電話信息點。本建筑設(shè)置信息發(fā)布系統(tǒng)，治理者可通過該系統(tǒng)登陸服務(wù)器設(shè)計發(fā)布內(nèi)容，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至播放終端。因此在公共區(qū)域進口、會議室門口預留信息發(fā)布點。

      數(shù)據(jù)機房內(nèi)由封鎖金屬線槽引至主配線區(qū)，由主配線區(qū)至水平配線區(qū)在網(wǎng)絡(luò)地板下敷設(shè)完成。因為本建筑內(nèi)有測試區(qū)域，考慮到水平配線區(qū)域至終端設(shè)備的配置靈活性，測試機房內(nèi)設(shè)置區(qū)域配線區(qū)，區(qū)域配線區(qū)預留CP 集合點?；谘a償插入損耗對于傳輸指標的影響考慮，區(qū)域配線區(qū)的信息插座連接至設(shè)備線纜的最長間隔應(yīng)符合下面公式：

             Z=(102-H)/(1+D)-T≤22m

             H 是水平線纜的長度，它加上跳線長度要≤100m

             D 是跳線類型降級因子，對于24AWGSTP 電纜取0.2

             T 為水平交叉連接配線區(qū)跳線和設(shè)備電纜的長度總和水平布線系統(tǒng)信道(圖3)

      另外可以考慮線纜直徑變大，24AWG 改為23AWG，降低了插入損耗，增加設(shè)備布置的靈活性。

      數(shù)據(jù)機房東配線區(qū)連接水平配線區(qū)和電信間，它們之間的布線連接叫主干布線。主干線纜最長支持的傳輸間隔是和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用及采用何種的傳輸介質(zhì)有關(guān)的，為了縮短布線系統(tǒng)中的傳輸間隔，一般將主配線區(qū)設(shè)置在數(shù)據(jù)中央的中間位置。當實際布線間隔超過應(yīng)用要求間隔時，答應(yīng)水平配線間的直接連接。本工程主干線纜采用多模光纖，多模光纖在萬兆以太網(wǎng)中的傳輸間隔如表1 所示：

      從表中可以看出在10GBASE-LX4 的通信規(guī)格下，使用LZ 型光纖與50um/62.5um 多模光纖的傳輸間隔都為300m，但LZ 型光纖色散率低，零色散率為0.101ps/nm·km，因此不需要加光纖衰減補償裝置，可降低網(wǎng)絡(luò)布線本錢。

      圖4 為本建筑3 層主干布線路由平面圖，因為數(shù)據(jù)機房呈L 型，整體間隔較長，因此在設(shè)計時考慮將機房拆分成兩個分區(qū)，從電信間分別引路由至機房東配線區(qū)，使每個分區(qū)內(nèi)的主干線纜長度都應(yīng)能滿足上述標準的要求。

      數(shù)據(jù)機房內(nèi)的配線模式采用交叉連接，即在服務(wù)器和交換機之間多使用一個跳線盤，這樣當機房內(nèi)需要移動和更換設(shè)備時，只需改變跳線盤的跳線即可，服務(wù)器和交換機可是為永久鏈路。這樣可使布線操縱更加簡樸，便于治理。

      3 數(shù)據(jù)機房智能化布線治理系統(tǒng)

      隨著結(jié)構(gòu)化布線工程的普及和布線靈活性的不斷進步，用戶變更網(wǎng)絡(luò)連接或跳接的頻率也在進步，而布線系統(tǒng)是影響網(wǎng)絡(luò)故障的重要原因，如何能通過有效的辦法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)布線的實時治理，使網(wǎng)管職員有一個清楚的網(wǎng)絡(luò)維護工作界面呢？這就需要有布線治理。

      本工程使用智能化布線治理系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)機房、測試機房內(nèi)所有連接到TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行物聯(lián)化。分析儀可探測到服務(wù)器跳線回路的開閉情況，并連同端口的ID 傳送給上位機的系統(tǒng)軟件。通過該系統(tǒng)可實現(xiàn)監(jiān)控所有物理連接，并對數(shù)據(jù)進行實時更新，發(fā)現(xiàn)所有連接到TCP/IP 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，自動化的網(wǎng)絡(luò)治理。進步了網(wǎng)絡(luò)運行的安全性及網(wǎng)絡(luò)治理的效率。

      4 數(shù)據(jù)機房布線接地問題

     《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057-2010 中第6.3.4.5 條劃定：電子系統(tǒng)的所有外露導電物應(yīng)與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做功能性等電位連接。電子系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)獨立的接地裝置。向電子系統(tǒng)供電的配電箱的保護地線(PE 線)應(yīng)就近與建筑物的等電位連接網(wǎng)絡(luò)做等電位連接。

     《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》GB50343-2004 中第5.1.2條劃定：需要保護的電子信息系統(tǒng)必需采取等電位連接與接地保護措施;第5.2.5 條劃定：防雷接地應(yīng)與交流工作接地、直流工作接地、安全保護接地公用一組接地裝置，接地裝置的接地電阻值必需按接入設(shè)備中要求的最低值確定。

      通過上述規(guī)范要求，本建筑數(shù)據(jù)機房接地與建筑物防雷接地采用共用接地裝置，這樣做的好處是可以防止強電設(shè)備區(qū)泛起高電位時對電子設(shè)備區(qū)的放電擊穿。

      數(shù)據(jù)中央機房電子信息設(shè)備較密集，為了實現(xiàn)一個低阻抗的等電位接地網(wǎng)，在數(shù)據(jù)機房地板下安裝金屬網(wǎng)格，所有金屬設(shè)備外殼、橋架等分別就近連接到金屬網(wǎng)格，并且各金屬設(shè)備外殼間相互聯(lián)結(jié)形成網(wǎng)格狀的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)。等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格間距越小，對低頻信號的抗干擾能力越強，機房內(nèi)網(wǎng)格的水平間隔不應(yīng)超過3m。

      數(shù)據(jù)機房內(nèi)設(shè)接地母排，一端用40x4熱鍍鋅扁鋼與接地網(wǎng)格相連接，另一端與建筑物主鋼筋及電信間內(nèi)的接地干線相連接。

      5 結(jié)論

      數(shù)據(jù)中央建設(shè)是一個系統(tǒng)工程，它不僅取決于IT 技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動，而且也和建筑技術(shù)發(fā)展有關(guān)。信息技術(shù)與建筑技術(shù)的結(jié)合可以更有力地驅(qū)動數(shù)據(jù)中央的建設(shè)向前發(fā)展。

      在看到了但愿和前途的同時，綜合布線設(shè)計職員也應(yīng)不斷學習，把握新的產(chǎn)品技術(shù)知識，對數(shù)據(jù)中央機房建設(shè)的樞紐問題有更深入的了解，這其中包括布線系統(tǒng)的機能、空間利用、安全性、線纜治理等。但愿我們的設(shè)計能為數(shù)據(jù)中央的使用者提供的結(jié)構(gòu)化布線方案、帶來更多的便利及經(jīng)濟效益。

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