南洲水厂工程是我设计院在2001年重要设计项目，它是广州市自来水公司第一座全自动化控制、日处理能力为100万立方米的大型自来水生产厂，其自动化控制达到安全可靠、优质供水、节能降耗、管理方便要求。

通讯系统的可靠、稳定地正常运行，是水厂自动化生产提供重要保证，而科学合理地综合布线又是通讯系统的重要组成部分。为保证南洲水厂对数据传输的工作要求，需要建立一个安全、稳定、快速的网络平台。下面谈谈南洲水厂通讯系统综合布线设计和施工。

1南洲水厂通讯网络结构

南洲水厂通讯网络主干网采用光纤为传输介质的工业以太网。现场控制采用DeviceNet、ControlNet等现场总线将其连接成现场控制层网络，监测仪表通过Modbus现场总线构成现场监测网络，各工作站主控PLC通过交换机连于全厂主网，近距离移动设备（排泥车）采用低功率无线传输，远距离的取水泵站（30km外），通过VPN及无线方式通讯。其中公司调度室、取水泵站、和取水管道，采用了中国移动GPRS方式进行数据传送。南洲水厂通讯网络图，见图1。

2设计要求

第一，能适应水厂要求的数据量（桌面支持100Mbps及主干千兆光纤以太网），满足水厂网络数据传输的需要，并充分考虑以后可能的应用需求。

第二，网络结构采用星形结构，使用以太网技术组网，主干网络1000M，各配线间之间以光纤互连，100M交换到桌面。

第三，网络设备采用目前IP网络上标准的产品和技术来组建网络。

第四，具有极高的可靠性能，确保系统可靠地进行低速及高速数据通信。

第五，结构灵活、方便，对建筑物内环境提供完全兼容的支持弹性及适应性，确保系统适应未来应用类型及布局等变化。

第六，网络设备要求有稳定、可靠的通讯质量，技术成熟稳定，故障率低。

第七，网络设备在目前国内网络及通讯市场是主流产品，应用较为广泛，用户较多，其发展和前景有保障，维护方便容易，有较好的性能价格比。

第八，随着网上应用的发展和深入，网络支撑设备会不断的升级，具有很好的使用延续性。

第九，在设计方案上，采用内外网物理隔离，考虑系统的安全，保证系统的安全性等方面的相关网络问题。

3设计标准选择

目前最具权威性的布线标准有二个：一个是ISO11801标准，另一个是EIA/TIA568A标准。ISO11801标准是由国际标准化组织颁布的综合布线系统国际标准，EIA/TIA568A标准是由美国电子工业协会和电气工业协会颁布的综合布线系统国家标准。经过分析对比，南洲水厂通讯系统布线工程设计和施工采用以ISO11801标准为依据，参照《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》设计。

4布线系统选择

由于结构化布线系统有以下特点与优势，所以南洲水厂通讯系统采用结构化布线系统。

结构化布线系统特点：①模块化结构－结构化布线系统的设计使得用最小的附加布线与变化（如果需要的话）就可实现系统的搬迁、扩充与重新安装。②独立于应用－作为CCITT七层协议中最底层的物理层，结构化布线系统构成了某种基本链路，象一条信息通道一样来连接楼宇内或室外的各种低压电子电气装置。这些信息路径提供传输各种传感信息及综合数据的能力。③灵活方便性－系统的设计同时兼容话音及数据通信应用。这样一来减少了对传统管路的需求，同时提供了一种结构化的设计来实现与管理这一系统。④技术超前性－系统允许用户有可能采用各种可行的新技术。这是因为结构化布线系统独立于应用，并能对未来应用提供相当的余度。

根据广州南洲水厂的实际情况，我们采用结构化布线系统对各布线子系统进行设计。

工作区子系统（WORKAREASUBSYSTEM）：工作区子系统由安装在各房间内的信息墙座和连接墙座与终端设备的跳线组成，可满足电话机、数据终端、计算机、监控器等设备的设置和安装，在设计时要考虑：①在作总体规划时选定的布线系统的类型特点；②将来使用的终端设备的类型和特点；③终端设备安装的位置及从信息墙座跳接设备时要方便安全；④采用的信息墙座的类型要适合特定房间环境的装修以及便于维护和扩展。

根据水厂的建筑结构特点，采用墙上型信息插座。

水平子系统（HORIZONTALSUBSYSTAM）：水平子系统是由传输介质构成的，传输介质的选择是布线系统工程的关键因素之一。设计、施工、技术和工艺等都与选择的传输介质有关。

采用8芯室外多模光纤作为本系统的水平干线系统。

垂直干线子系统（RISERBACKONESUBSYSTEM）：垂直干线子系统在传输性能要求上与水平子系统相同，但在应用方面的要求却有所不同，因为垂直子系统中线缆是沿着竖井垂直安装，所以线缆的自重的影响必须考虑。在工程实践中，通过两个方法来解决这个问题：①数据干线选用超五类4对数电缆作为传输介质，可满足未来网络设备对多通道技术的需要以及冗余备份的使用。②因垂直系统将自上而下垂于楼内竖井，如长期自然悬垂将产生变形，因此垂直干缆需在电缆桥架上加以固定，具体干线路由及施工方案将在最终设计时加以确定。

布线柜子系统（RACKSUBSYSTEM）：系统的所有端接配件安装在标准的19布线柜之中，柜内配有超5类配线架和理线架。

设备子系统（EQUIPMENTSUBSYSTEM）：布线系统厂商并不提供设备子系统产品，但该子系统是整个布线系统的重要组成部分，主布线柜的设计要与之很好地配合。

管理子系统（ADMINISTRATIONSUBSYSTEM）：它包括两个部分：设计软件和标识软件。结合现场施工记录文档，测试记录文档，应用说明文档，培训资料文等，根据ISO11801标准和EIA/TIA606标准构成完整的管理子系统。

5施工设计

5.1施工方案设计的依据

5.2施工设计要求

在结构化布线系统施工设计阶段就考虑在工程施工的全过程如何对工程质量作出有效的管理和监控的问题。为了保证工程质量，结构化布线系统施工设计应解决好以下几方面的问题：①施工设计：要根据工艺要求和水厂结筑物特点，同用户一起规划出管线施工图。施工设计的合理性对工程质量是至关重要的。②施工过程：施工过程的工艺水平与工程质量有直接的关系，整个施工过程可分成三个环节，即管道安装，拉线安装和配件端接。通过细化安装操作的各个环节来保证对施工质量的控制。③施工管理：为工程实施制定有详尽的流程，以便于对工程施工的管理。保证工艺质量和及时纠正出现的问题。④质量控制：要求由用户、施工单位和监理单位组成质量监督小组，并编制质量控制日志，由有关的负责人签字。

5.3管道材料选择和施工要求

第一，水平子系统。水平子系统的走线管道由两部分构成：一部分是每层楼内放置水平传输介质的总线槽，另一部分是将传输介质引向各房间信息接口的分线管或线槽。从总线槽到分线槽或线管需要有过渡连接。

总线槽要求宽度与高度的比例为了3∶1，在线槽中放置的双绞线应不超过线槽总容量的52%。在线槽中放置的双绞线密度过大会影响底层双绞线的传输性能。

水平线槽一般有多处转弯，在转弯处应留有足够大的空间以保证双绞线有充分的弯曲半径。根据EIA/TIA569标准，五类4对非屏蔽双绞线的弯曲半径应不小于线径的8倍。最新的标准认为，弯曲半径大于线径的4倍已可以满足传输要求了。但有一点是重要的，即保持足够大的弯曲半径可以保证系统的传输性能。在水平线槽的转弯处，应有垫衬以减小拉线时的摩擦力。水平子系统线槽或线管采用镀锌铁槽或金属管。

第二，垂直子系统。垂直子系统用于跨越楼层的传输，一般采用多对数双绞线或多模62.5/125室内光纤，该系统采用25对三类或五类双绞线。双绞线和光纤对安装有不同的要求，双绞线垂直放置于竖井之内，由于自身的重量牵拉，日久之后会使双绞线的绞合发生一定程度的改变，这种改变对传输语音的三类线来说影响不是太大，但对需要传输高速数据的五类线，这个问题是不能被忽略的，因此设计垂直竖井内的线槽时应仔细考虑双绞线的固定。双绞线的固定时的力的大小是应该受到重视的一种技巧，如果扎线太紧可能会降低NEXT值，从而影响线缆的传输性能。

垂直子系统的线槽引向管理子系统布线柜的部分可能需要沿水平方向安装，由垂直向水平过渡应留有足够大的空间以保证电缆有充分的弯曲半径。一般大对数电缆的弯曲半径都应大于线径的20倍。垂直子系统线槽或线管采用镀锌铁槽或铁管。

第三，管理区子系统。管理区子系统是工程施工中考虑最复杂的部分。这部分施工应充分考虑环境影响和端接工艺的影响。

电磁辐射是考虑管理区子系统安装环境的主要因素。电磁辐射的影响主要来自两个方面：一是环境对系统传输的影响，一是系统在信息传输过程中对环境设备的影响。在建筑物内，环境对系统传输的影响主要来自强电磁辐射源，如电台，建筑物内的电梯、水泵电机、机组高压开关柜等。这些干扰源的影响较大，应考虑采取屏蔽措施，或选择距离较远的位置。

布线系统的端接工艺是直接影响系统性能的重要因素。必须具有相应资质的工程师安装。

连接配件的安装工艺主要影响布线系统的近端串扰和衰减，而这两个参数是判断系统性能的重要依据。一般要求双绞线的绞合拆开小于0.5英寸。

在管理区子系统还要考虑环境的通风，照明，酸碱度，湿度等条件，（如投加控制室）这些因素将对端接配件造成腐蚀和老化，日久之后会影响系统的性能。

管理区子系统内的安全性也要加以考虑，端接配件要求安装在布线机柜或墙柜内。

第四，工作区子系统。工作区子系统在施工时要考虑的因素较多，因为不同的房间环境要求不同的信息墙座与其配合。在施工设计时，应尽可能考虑用户对室内布局的需要，同时又要考虑从信息墙座联接应用设备（如计算机，电话等）方便和安全。

5.4数据墙座的选择

布线系统数据插座既适合安装在墙上，也适合安装在地面上。对于广州南洲水厂的网络布线系统，我们采用墙上安装盒。

6施工过程要求

施工过程由三个方面完成：管道安装，拉线安装和配件端接。

6.1管道安装

工艺质量满足国家电信部门有关的施工规范和EIA/TIA569标准。布线桥架的焊接，线槽的过渡联接满足国家电工标准中对强电安装的工艺和安全要求。

6.2拉线安装

在结构化布线系统中，采用的传输介质一般有两种类型，一类为双绞线，另一类为光纤，对拉线施工的技能要求较其它布线高得多，在拉线时都要求轻拉轻放，为了避免不规范的施工操作有可能导致传输性能的降低，甚至线缆损伤。

拉线时的拉力不能超过13磅（约20kg）。要求：①拉线时每段线的长度不超过20m，超过部分必须有人接送；②在线路转弯处必须有人接送。

6.3配件端接

配件端接的工艺水平将直接影响布线系统的性能。所有的端接操作都将由经过专业培训的工程师完成。

7结束语

自2004年9月投入运行以来，系统稳定可靠，满足生产实际需要，为南洲水厂的饮用净水生产发挥了重要作用。

参考文献：

[1]赖源平，刘振汗，梁联坚.南洲水厂自动化综合监控系统[J].中国给水排水，2006（20）.