第10章通信机房及线缆系统设计课件.ppt
2023/1/22,现代通信工程设计,第十章 通信机房及线缆系统设计 电子信息系统机房设计规范对各类机房设计做了相应的规定，其主要内容有：机房分级与性能要求、机房位置及设备布置、环境要求、建筑与结构、空气调节、电气、电磁屏蔽、机房布线、机房监控与安全防范、给水排水、消防。通信机房的设计不仅要考虑到设备布局合理、走线规范、装修得体，还要考虑到机房设备对环境的要求，如室内温湿度、空气洁净度、防静电和防电磁干扰、机房智能化等方面的因素。,2023/1/22,现代通信工程设计,另外，为保证通信机房设备安全可靠地运行，机房的供配电系统、UPS不间断电源、蓄电池、防雷和接地等都是要一并考虑的。本章阐述了程控交换机机房、配线架及布缆的设计，并对计算机网络中心机房及综合布线设计进行了介绍。,2023/1/22,现代通信工程设计,机房工程的主要内容,2023/1/22,现代通信工程设计,机房工程内容,土建工程,2023/1/22,现代通信工程设计,第一节 程控交换机机房设计 一、机房平面布置设计 程控机房的工程设计，包含机房平面布置设计及对机房的各项技术要求，如房屋高度、地面负荷、照明、温湿度、空调设备、防尘、接地等。机房平面布置设计除程控主机房外还有控制室、话务台、电源设备、传输设备、配线架等。由于各种交换机机型所占面积不尽相同，可根据实际最终装机容量情况估算机房所用面积，并进行设计。用户程控交换机一般比局用程控交换机机柜及其他设备品种少，因而机房布置也较简单，表10.1列出了一般情况下不同容量的机房使用面积。,2023/1/22,现代通信工程设计,表10.1,2023/1/22,现代通信工程设计,机房面积估定后，可根据具体房屋条件设计机房平面图，做到技术合理、经济节省。应做出几种方案进行比较，最后选定一种最佳方案。这里给出一个容量为4500线、共用8个机柜,如图10.1所示。机房建筑要求：应满足600Kg/m2的要求;设备在机房内排列位置应考虑到维护通道的需要，机列前与墙面最小距离为1.21.5m，机列后与墙面最小距离为0.81.0m，机列左、右侧主要走道最小距离为1.21.5m，机列左、右侧次要走道最小距离为0.60.8m；机房地面荷载600kg/m2，机房地面材料应能防静电,活动地板支架高度不低于300mm。可参考表10.2。,2023/1/22,现代通信工程设计,图10.1 机房平面布置图,2023/1/22,现代通信工程设计,要说明的是移动设备机房里面设备较小，最小机房面积8m2即可；设备机架较低，机房净高有2.1m即可；设备较轻，一般单机柜总重量不超过200kg。,2023/1/22,现代通信工程设计,二、机房设计要求 1防尘要求 如表10.3所示，机房的净化程度与程控交换机正常运行和使用寿命有着密切关系。不同型号的设备对其机房的防尘要求大致相同，多数要求灰尘含量在0.2mg/m3左右。,表10.3,2023/1/22,现代通信工程设计,2温度要求 长期工作条件为1828，短期工作条件为1035。3湿度要求 长期工作条件为40%70%，短期工作条件为10%90%。机房温湿度条件应满足所安装设备的要求，如表10.4所示。,表10.4,2023/1/22,现代通信工程设计,4照明要求 应避免阳光直射，以防止长期照射引起电路板等元器件老化变形。机房照明要求应符合以下规定：机房照明度应满足表10.5的要求。一般照明度可按3050lx设计。通信机房均应设置事故照明，其照明度在距地面0.8m处不得低于5lx。,表10.5,lx：照度单位，是单位面积的光通量 lumen,2023/1/22,现代通信工程设计,5安全要求 机房必须配备手动或自动的灭火设备、消防器材，如干粉灭火器、有感烟感温等告警装置，器材性能应良好；机房内不同的电压插座，应有明显标志；机房内严禁存放易燃、易爆等危险品；楼板预留孔洞应配有安全盖板；设置紧急照明设备及紧急出口；应符合建筑物消防设备规定；应符合YD 50022005邮电建筑防火设计标准的相关规定。,2023/1/22,现代通信工程设计,6接地要求 一般要求机房的工作地、保护地、建筑防雷地分开设置，现在较多地采用联合接地，接地电阻值要求小于1。对一些专用设备接地电阻一般要求在310范围内，视不同设备而定。7防电磁干扰要求 机房内无线电干扰场强，在频率范围为0.15500MHz时，应不大于126dB，磁场干扰场强应不大于800A/m；雷达干扰场强峰值应不大于160dB；机房应有防静电措施，其空间的静电感应电压不得超过2500V；机房应远离如11万伏以上的超高压变电站等强电干扰。,2023/1/22,现代通信工程设计,8抗震要求 应符合YD 50032005电信专用房屋设计规范的规定。9电源要求 单相220 V(203228V)，三相380(110%)V(342418V)，频率（500.5）Hz，总谐波成分不得高于5%，电源保护地线的专用接地线电阻小于1且零地电压小于1V。10空调要求 空调系统应具有恒温恒湿和空气净化能力，建议采用恒温恒湿专用空调，并且需要24h连续工作，以满足机房环境要求。机房空调应考虑主、备用。,2023/1/22,现代通信工程设计,三、机房接地电阻计算 单一垂直接地体：,几个并联的相同垂直接地体：,（10.2）,（10.1）,2023/1/22,现代通信工程设计,水平接地体：,几个平行的水平接地体或垂直水平综合接地体中的水平接地：,（10.4）,（10.3）,2023/1/22,现代通信工程设计,板式接地体：,垂直、水平综合接地体：,（10.6）,（10.5）,h2d,2023/1/22,现代通信工程设计,第二节 配线架及布缆设计 配线架的选型要考虑一定期限的扩容量；配线架以外的线缆（接入网部分）设计要尽量减少转接次数，这样有利于开通其他数据业务，如可以提高xDSL的出线率等。一、配线架 总配线架（MDF）：是外线（用户线、中继线）与交换机接口电路连接的配线架设备。中间配线架（IDF）：是交换机机架或列架之间的配线设备。综合配线架（CDF）：是一种基本的配线架，它可适用于MDF和IDF两种用途。,2023/1/22,现代通信工程设计,总配线架除提供测试局外设备的测试塞孔外，还设置保护交换系统免受外部高电压及雷电侵袭的保护装置。配线架及保安器结构如图10.2所示。,图10.2 配线架及保安器结构,2023/1/22,现代通信工程设计,二、程控机房布线设计 机房布线有程控交换机机架之间及机架与配线架之间电缆布线设计，一般有架上敷设和架下敷设两种方式。架上敷设是利用机柜顶上托架和槽道进行缆线敷设，其工艺要求比较简单、施工方便，造价也低；但预留缆线孔洞与机柜相对位置的尺寸要求准确。另外，还由于柜顶托架与列间槽道的交叉，使交换室内外观不够整洁，也影响采光。,2023/1/22,现代通信工程设计,三、配线架以外的电缆配线设计 配线架以外的电缆有中继线和用户环路两种，电缆配线完成电缆出局后到各个用户单元的连接，配线设备的主要作用是完成电缆的连接、分配、组合、电缆线路的调度等。1接入网（AN）接入网在通信网中的位置如图10.3所示。这种接入网由主干电缆、配线电缆和用户线组成。,图10.3 接入网在通信网中的位置,2023/1/22,现代通信工程设计,电缆配线架是用于外线电缆与交换通信设备的连接，比较常见的电缆配线架（MDF）主要有600线/列、800线/列等。电缆交接箱是用于电缆驻地网中主干电缆与配线电缆节点处的接口设备，可以实现电缆的接续、分配以及调度等功能，可采用墙壁、落地、架空安装方式。经常用的交接箱容量有400对、600对、800对、1200对、1800对和2400对等。,2023/1/22,现代通信工程设计,电缆分线盒是电缆环路终端的配线分线设备，可以提供电缆接续、配线及分线功能。分线盒安装方式有杆上安装分线盒和墙壁上安装分线盒，墙壁分线盒又可分为镶嵌式（暗装式）分线盒和明装式分线盒。为了减少障碍率，分线盒要小而分散，应多用5对、10对分线盒，少用20对、30对分线盒，慎用50对分线盒。较大的分线盒也称分线箱。,2023/1/22,现代通信工程设计,2电缆配线法 电缆配线主要分为交接配线、直接配线和复接配线等。交接配线法是指交换局至分线设备的电缆线路需要经过交接设备（交接箱或交接间），通过交接设备把主干电缆和配线电缆连通。部分交接配线如图10.4所示。,图10.4 部分交接配线,2023/1/22,现代通信工程设计,直接配线是把出局线电缆直接分配至某一个分线设备端子上的配线设备。复接配线如图10.5所示，是自交换局起至主干电缆不经过任何中继设备，直接分支为配线电缆到分线设备。通常将一对电缆线分到两个或两个以上的配线点上。,图10.5 复接配线,2023/1/22,现代通信工程设计,3电缆设计相关事项 由于电缆的单位造价随对数变化，因而电缆扩建容量存在最佳满足年限的问题。就我国情况而言，配线电缆的满足年限一般不宜少于10年，馈线电缆不宜少于5年。馈线电缆递减应结合下期工程需要进行，配线电缆一般不递减，除分支尽头电缆外，不得少于50对。交接箱的局用线可以不限于来自同一条馈线电缆，但一般不宜超过两条。这样做可以大大减少局外调线改接工作。,2023/1/22,现代通信工程设计,为了组网灵活，减少投资，主干电缆要少，配线电缆要多，主干电缆与配线电缆的比例在1211.2之间。在大中城市业务量发展较快、种类繁多、用户密集的地方应优先选择交接配线法。用户电缆线路网络建设的初期，目标局至远端节点可采用直接配线法进行小范围内的用户电缆线路网的建设。在机房周边不远的地方、需求稳定的区域或对要求保密性较强的专线用户，可考虑采用直接配线法，其他地方尽量采用交接配线法。,2023/1/22,现代通信工程设计,为了提高电缆配线层网络的灵活性和通融性，在用户相对较为密集、条件成熟的地方应推广交接配线方式。交接箱一次交接，最好采用落地和架空；落地交接箱多用在大的十字路口，交接箱容量相对较大，用户较为密集，具有敷设管道主干电缆的地方；架空多用在小路口并且较为靠近用户群，方便配线的地方。在一个配线区内，由于多家电信运营商同时进驻，待装用户难以预测，可以采用配线电缆、分线盒不等位复接法，依此来提高网络的灵活性。,2023/1/22,现代通信工程设计,在用户数相对不稳定的地域或用户较少、用户所在地相对较为分散时采用部分复接配线，可以提高配线电缆利用率。配线一般配到小区总用户的1/41/2之间，第一次配线最好不要超过总用户的2/3。交接区的终局用户数在50600户最好，作为单独配线区的用户大院和业务大楼等不受此限。交线箱容量按馈线为1、配线为2的比例配备，最大箱体容量可取1800对。,2023/1/22,现代通信工程设计,单纯从经济角度考虑，近局处馈线很短时可以不设交换箱。但是从设计施工维护考虑，则以装交换箱为好。对于大市话局来说，为防止总配线架上工作拥挤，应装交换箱。采取一级交换为主，没有特定目的或特定有利条件，不搞缓冲交接和环连交接。部分交接区内，可视线路条件采取或不采取梯级交接，可以为远距离有分支的郊区馈线设置梯级交接。交接箱的最佳位置一般在伸入街区1/4的地方，但更为重要的是选择最有利于分散配线线路和便于维护使用的地点。,2023/1/22,现代通信工程设计,提倡缆根复接，缆根复接在任何情况下对传输损耗没有实质性影响。交接箱间允许有不少于50对或其倍数的复接，以调剂各箱间线对分配。配线区内不允许电缆之间复接。提倡用线对与不递减的空放线对复接，这有利于调整线路，避免打开接头重接。25对基本单位和10对基本单位分属两种结构体系，不应当混杂在一个网里，更不应当用于一条连续电缆上。这个问题的存在是由于两种结构都纳入了标准的缘故。须知，其他所有国家都只选择一种体制。,2023/1/22,现代通信工程设计,市区以内只用0.4mm线径，仅城市边缘少数用户才有必要改用另一种线径；由于导线的有效电阻随信号频率增长，为高频加大线径是有限度的，据悉，采用0.60.7mm线径是PCM系统的最佳选择。电缆的使用率有高有低，它的平均值就是全网电缆的使用率（也称MDF使用率）。按照已知的用户增长率（R）和电缆满足年限（S）以及设定的单根电缆最高使用率（FM），可以求得全网电缆使用率（F），即,（10.7）,2023/1/22,现代通信工程设计,机线比（r）是与MDF使用率密切相关的。令外线容量为M，其中占交换机线数的比例为P，交换机的最高实装率为Q，则不难算出机线比，即（10.8）事实表明，P与Q接近相等，所以式（10.8）又可转化为式（10.9）。（10.9）如果F在60%70%之间变化，则r在11.611.4之间变化。,2023/1/22,现代通信工程设计,就大城市来说，中继线路和馈线电缆出于对城市环境、安全和技术考虑，地下化是必由之路，应先做到中继线路和馈线地下化、配线隐蔽化。随着光网络设备的成熟、接入网设备大规模的应用以及VoIP的不断推广，接入网点要尽量采用灵活的边缘组网模式，一些电缆将被FTTN、FTTH等代替。实际中也可以考虑光纤、电缆混合组网方案的设计。,2023/1/22,现代通信工程设计,4用户线路设计（1）直流设计 用户环路阻值为18002100（含电话机电阻），特殊情况下允许达3000。标准话机的规定电阻一般为100300。各种规格电缆的直流电阻和损耗如表10.8所示，其中直流电阻最大值是指每千米芯线对的直流电阻（/km），计算公式为（10.10）,2023/1/22,现代通信工程设计,（2）交流设计 用户环路的交流设计，是根据用户线的传输损耗分配值或发送参考当量和用户线长度进行的。用户线传输损耗限值为7dB。用户线传输损耗包括复接损耗和电缆线路损耗，对复接配线的复接损耗应不大于0.5dB，交接配线不引入复接损耗。假设每km的传输损耗值为A0，则lkm的电缆损耗为A0l。,2023/1/22,现代通信工程设计,第三节 计算机中心机房设计 计算机网络中心机房与程控交换机机房的设计相比较要简单一些，因为它不需要专门的一次电源系统，也没有复杂的中继线缆和庞大的用户线缆。一、机房装修 1设计思想 在保证机房设备安全运行和满足机房的使用功能的前提下，将美学艺术有机地融入其中，加之合理地运用装饰材料对机房空间进行美化，既能体现机房的装饰特点，又能营造良好的机房办公氛围，旨在重点突出机房装饰的高科技形象，体现机房设计的人性化特点。,2023/1/22,现代通信工程设计,2平面布局 机房设备区包括：主机房、控制室。主机房、控制室二者在功能间衔接有序的基础上，每个区域又可单独成为一个个体，从而使整体布局合理，脉络清晰，并符合各系统要求。隔断，有利于工作人员对设备的观察和维护工作。3装饰材料 首先从机房的防静电和防电磁干扰方面考虑，以满足机房气密性好、不起尘、易清洁、不霉变、变形小、吸音好和坚固可靠等要求。吊顶棚板应符合相关要求,2023/1/22,现代通信工程设计,二、机房电气系统 计算机和数据传输设备的时钟都是ns级的，它们要求电源的切换时间为零秒。设计采用两台不同容量的UPS及配备相应数量的蓄电池作为计算机系统备用电源，这样可以保证供电不间断，保证机房中的设备安全可靠的运行。1配电系统概况 2电气安全措施,2023/1/22,现代通信工程设计,三、机房环境 1恒温恒湿 2防尘 3照明 4感应门禁系统 四、机房接地系统 1接地系统的选择 2接地电阻值的选择五、机房防雷系统六、机房空气调节系统,2023/1/22,现代通信工程设计,第四节 综合布线系统设计 综合布线系统网络组成结构中的信道系统，是以网络连通为目的敷设的数字信息通道，就是把办公区内的主机、局域网络、交换机等网络设备，用标准的传输介质和模块化的系统结构，构成一个综合的配线系统，以此连接电话机、计算机、工作站、传真机、打印机等终端设备。,2023/1/22,现代通信工程设计,一、综合布线系统设计组成 简单的综合布线系统设计组成如图10.6所示。图中，为工作区子系统，为配线（水平）子系统，为管理子系统，为垂直主干子系统，为设备间子系统，为建筑群子系统。,2023/1/22,现代通信工程设计,图10.6 简单的综合布线系统组成,2023/1/22,现代通信工程设计,2023/1/22,现代通信工程设计,工作区子系统 由RJ-45插座和其所连接的设备（终端或工作站）组成。传输介质一般选用超五类非屏蔽双绞线（UTP），从RJ-45插座到其所连接的设备的UTP线的长度一般为3m。水平布线子系统 从RJ-45插座开始到管理子系统的配线柜，结构一般是星型。传输介质一般选用超五类非屏蔽双绞线（UTP），从RJ-45插座开始到管理子系统的配线柜的UTP线的长度90m。,网络综合布线,工作区,水平布线,工作区,2023/1/22,现代通信工程设计,是整个建筑物综合布线系统的一部分。提供建筑物的垂直电缆，负责连接管理子系统到设备间子系统的系统，一般都选用光缆或大对数的超五类非屏蔽双绞线。光缆采用多模50/125m或62.5/125m的两种规格.100Base-SX（850 nm）短波模块在这两种规格的光缆上的传输距离300m，100Base-FX（1310 nm）长波模块在这两种规格的光缆上的传输距离2000m。1000Base-SX（850 nm）短波模块在50/125 um介质上的传输距离550m、62.5/125 um介质上的传输距离270m。,网络综合布线-垂直子系统,2023/1/22,现代通信工程设计,设备间内的所有进线终端设备应采用色标区别各类用途的配线区。设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心位置等内容综合考虑确定。设计与安装时要注意以下几点：设备间要有足够的空间，以保障设备间的设备存放；设备间要有良好的工作环境；设备间的建设标准应按机房建设标准设计，要有性能良好的接地保护系统。,网络综合布线-设备间子系统,配线区,配线机柜,2023/1/22,现代通信工程设计,放置电信布线系统设备，包括水平和主干布线系统的机械、电气终端。管理间子系统设置在楼层分配线设备的房间内。,设计与安装时要注意如下几点：配线架的配线对数由可管理的信息点数决定；利用配线架的跳线功能，可使布线系统灵活、功能多样化；配线柜一般由配线模块、配线架、理线面板组成；管理子系统应有足够的空间放置配线柜和网络设备；网络设备需配有安全接地保护系统和功率匹配的净化电源或UPS电源；保持一定的温度和湿度，保养好设备。,网络综合布线-管理子系统,2023/1/22,现代通信工程设计,网络综合布线-建筑群子系统,建筑群子系统提供外部建筑物与大楼内布线的连接点。EIA/TIA569标准规定了网络接口的物理规格，实现建筑群之间的连接。建筑群子系统由二个以上建筑物的电话、数据、监视系统组成一个建筑群综合布线系统，其连接各建筑物之间的缆线和配线设备，组成建筑群子系统。在建筑物子系统中，为了能进行远距离通信（大于100m），以及防止雷击对网络设备造成的损坏，一般采用多模或单模光缆。室外敷设光缆，一般有三种情况：架空、直埋、地下管道，或者是这三种的任何组合，具体情况应根据现场的环境来决定。,光缆连接,建筑楼群光缆连接示意图,2023/1/22,现代通信工程设计,2.3.2 网络机房供电,网络机房对温度、湿度、防静电、防电磁干扰、防雷击、防尘等要求较高，在网络施工前要先行设计、施工装修，尤其是要注重机房供电设计.长延时UPS(实际用电负荷=UPS标称容量的80%)空调用电与网络设备用电分离 接地系统：电源接地（工作保护地）、防雷保护地、直流地等三种 三种地线的线径要粗、要分别安装，其接地点要相互间隔25米以上 电源地的接地电阻小于4欧姆 防雷保护地的接地电阻小于4欧姆 直流地接地电阻小于1欧姆,
