安徽建筑工业学院 电子与信息学院 段岩  指导教师 周原
随着全球计算机技术、现代通信技术的迅速发展，人们对信息的需求也是越来越强烈，而传统的布线方式需要设置专门信息传输通道并且系统之间各自独立、难以通用，不易管理和使用。为了增加和提高信息传输通道的使用功能和服务水平，综合布线的概念被广泛提出和接受。综合布线系统是建筑群及内部各系统之间与外界进行信息交换的硬件基础，是信息高速公路在楼宇内的延伸，是现代化建筑发展的必然趋势之一。本次调查自2007年3月1日至2007年5月15日，通过对合肥市三所大学综合布线用户进行问卷调查并结合文献资料及网络资源，阐述和分析了合肥市高教行业在综合布线系统上的建造和使用情况，为布线行业未来的发展提供切实可行的参考依据和意见，使其更趋完善和合理。
一、布线总体情况概述
1、布线用户：安徽建筑工业学院 安徽大学 合肥工业大学
作为安徽省省会，合肥是全省政治、经济、科教、文化、信息、金融、商贸中心和交通枢纽，也是全国甲等开放城市和重要的科研教育基地，拥有30余所高等院校，素有科教之城的美誉。安徽建筑工业学院是一所以工科为主，产学研有机结合的省属多科性院校。学院环境优雅，交通便利，办学条件优良，两个校区校园面积1100亩，现有全日制普高在校学生16000多人。安徽大学是国家“211工程”重点建设的高校，是一所拥有近百年历史的省属重点综合性大学；拥有四个校区和一个大学科技产业园，占地面积2143116 平方米（3200余亩），各类折合在校生26994名，其中本科生18821人，研究生3369人（其中博士生155人）。合肥工业大学是一所教育部直属全国重点大学，是国家“211工程”重点建设工科高校，学校占地面积199.39万平方米，全日制在校本科生23554人，硕士、博士研究生4538人。选取这三所大学作为调查对象，是因这三所大学在合肥市高教行业是具有代表性的院校，其综合布线系统可以代表着整个合肥高教行业的综合布线的整体水平。在2000年左右，三所大学相继完成了自己的校园网建设和升级改造，其中布线系统建设和改造为校园网的顺利开通打下了坚实的基础。
2、布线背景
随着教育信息化程度要求的不断提高，在实现教育资源共享与网络化管理的同时，也给各大高校网络建设和升级提出了更高要求：因新兴在线教学手段、教务管理系统和视频点播等广泛应用使得网络流量与日俱增，给各大高校原有网络系统带来了巨大压力。且随着高校扩招致使学校规模不断扩大，新建的教学楼和学生宿舍等建筑物不断的增加，导致建筑物中信息点数不断增加，现有网络端口数量缺乏的问题日渐突出。同时，网络的覆盖范围也需进一步扩大。另外，由于网络环境日益复杂，高校网络通信将面临严峻的安全挑战，给网络管理带来难题。大型校园规模较大、楼宇众多，网络覆盖范围通常可达数公里，覆盖范围内集中了多媒体网络教室、图书馆、宿舍楼、实验楼、教学楼和办公楼等种类齐全且为数众多的楼宇，广阔的网络辐射区域和庞大的接入数量需要强劲的网络核心以提供充沛动力。由于接入单元的数目众多，管理复杂，因此在设备选择方面要注重其扩展性和智能性。此外，学校网络中保存了大量教学资料，学生档案和成绩等重要数据，因此设备的安全性至关重要。最后，校园内多样化的网络应用使得网络流量巨大而且分布时段不均，需要网络系统提供充足的带宽，并保证优越的稳定性。因此在网络升级建设要综合考虑多方因素，包括固有网络设施的利用，灵活、弹性的网络构造，智能的集中管理、多重的安全保护等，确保校园网络能够满足当前和未来不断发展的网络应用和需求。而原有传统的布线系统和设备已满足不了学校日渐增长的网络需求，现代综合布线系统便逐步走入各个学校用户的视野。
3、布线定位
现代化的校园的信息系统应在教师备课教学、学生学习、教务管理、行政管理、图书资料管理、资源信息、对外交流等方面发挥辅助、支持功能，并通过与广域网的互联，实现校际间的信息共享及与因特网的互联，通过与宽带数字卫星系统相联，实现远程教育，为学校的教学、管理、日常办公、内外交流等各方面提供全面、切实的支持。根据高校的特点，一般来说在学校中分为四个布线区域：教学区、办公区、学生宿舍区和教工住宅区。下面以安徽建筑工业学院的布线系统为例进行说明。教学区是布线系统的核心区域，对网络传输能力要求最高，应用范围最广泛。在教学区内计算机经常进行大流量数据互访，并且网络数据中心一般都设在此区域，系统要求较高。而教学区中数量最多的部分是教室，设计时应重点考虑这个部分。教室的主要使用人群是教师，从事于多媒体教学、实验数据的处理等日常教学工作，因此安徽建筑工业学院的设计思想是在教室中信息点的布置为2—3个，以基本满足正常的教学需求为宜。办公区是行政管理和后勤等工作人员的区域，人员流动性比较大，系统主要满足内部数据访问和语音通信的需求，数据流量较小，设计时按照5—10平方米一个信息点的设计准则，在一个办公室设置3—4个信息点即可。而学生宿舍区则是对互联网访问需求最大的区域，同时子网内数据共享和联机方式普遍。用户数量巨大，数据终端数量多且分散。安徽建筑工业学院历史悠久，部分宿舍建设日期较早，由于资金、技术等问题布线设计不够完善，每个学生宿舍只有一个信息点，出现了信息点不够用的情况。学生们为了上网不得不添置路由器、hub等设备，不仅增加了额外的开支，还给学生带来了不便。在新宿舍建设中，安徽建筑工业学院充分考虑到了这一情况，对于宿舍的布线系统按照房间设计居住人数来安排信息点，从根本上解决了这个问题。但是随着信息点数的增加，给网络的管理又带来了一定的难度，这两者是互相矛盾的。教工住宅区是接近家居式信息网络模式，主要是互联网访问需求，数据流量不大，一般来说一个住户设计2个信息点即可满足需求。安徽大学和合肥工业大学的情况和安徽建筑工业学院类似，三者的设计准则基本一致，点数的划分也很相似，在此就不再重述。而对于上述的四个区域的布线来说，都需要一套强有力的系统对其进行支持，以往传统的布线系统虽然可以做到这些功能，但是由于施工复杂、不易管理、各个系统之间互不兼容，缺点非常多。在各个学校不断的发展和完善下，现代综合布线系统都相继引入进三所大学去解决上述出现的问题。从下表中的比较可以明显看出，综合布线系统相对于传统布线系统的巨大优势：
综合布线系统与传统布线系统比较：

而通过对四个区域的分析，可知整个布线系统主要服务于教学、办公及日常生活，应用定位重点在于语音、视频和数据传输上，并无其他诸如保密、屏蔽等特殊需求。基于此点考虑，综合长远发展和经济因素，三所大学普遍采用的是主干网光纤传输，子系统采用流行的超5类和6类UTP非屏蔽双绞线。主干网选用光纤，其数据传输率可达10Gb/s，性能好、覆盖范围广、支持多用户、安全性好且使用寿命长，是干线布线的最佳选择。在子系统布线中，超五类双绞线近100MHz的带宽可以满足最高千兆位以太网的应用，也能保证学校早期已使用的十兆或百兆以太网到千兆以太网的顺利升级，在升级过程中不需要对原布线系统进行太多改动。六类双绞线拥有更好的性能，带宽为250MHz，提供了更多性能余量，也能兼容10M/100M/1000M以太网的应用。在最近建设的系统中，6类线缆已有更加广泛的使用。此外，超5类和6类UTP非屏蔽双绞线在目前的布线子系统中，无论从价格还是性能都能满足学校综合布线系统的基本需求，因此使用最为频繁，占的比重最大。目前看来，这种光纤加双绞线的搭配是最具性价比的选择，而这种方式又非常符合学校自身的使用定位，即在保证质量的前提下满足基本的需求。
对于建筑物来说，综合布线在初期建设时的必须做到完善的设计规划，至于楼内安装或增设什么应用系统，这完全可以根据时间和自身需要、发展来决定了。从目前科技发展水平的角度来看，光纤和6类双绞线在很长一段时间内会占有绝对的优势，可以说这样的综合布线系统是比较先进的。根据调查，三所大学对于自身布线系统的一般期望使用年限都在15年以上，这也是布线厂家普遍承诺的年限范围。相对于大学这种特殊的非盈利性组织来说，综合布线系统前期的投入资金比较多，而且在相当一段时间内整个大学的建筑体系结构和对布线系统的要求不会发生重大改变，并且系统负担不是特别重，一次性投资得到15年的使用年限回报是非常符合实际的。
二、布线品牌选用情况
在布线定位确定后，在布线品牌的选用上，三所大学却各有千秋。目前中国市场上布线品牌众多，国内外品牌均有很好的产品，不存在一家独大的现象。而且每个品牌都有自己的特色和优势，基本上都能做到满足布线用户的一般需求，市场竞争很激烈。从三个学校选用品牌的情况也可以看出，没有一个布线品牌占有绝对的统治地位。如何选用一个好的产品去达到自己设计系统所能达到的最优性能，这是每个用户在设计选型时反复论证的地方。从调查中了解到，优质的产品、服务以及用户对于知名品牌的信赖和性价比的优劣是各个用户选择产品的重要因素。安徽建筑工业学院选用的主要是国内品牌**的产品。安徽大学的布线品牌则以欧洲****为主。合肥工业大学选择的主要布线品牌为美国**，作为老牌布线厂商的朗讯，在世界范围内享有盛誉。当然，出于种种原因三所大学在系统后期的布线工程和改造中，也少量采用了其他品牌的布线产品。但归根结底在主要布线产品的选择上，三所大学选用的产品都是有质量保证的名牌产品，基本上不存在只考虑价格而忽视产品质量的现象。毕竟建筑属于百年大计，而综合布线系统和建筑物息息相关，选择优秀的产品一次性做到位是十分重要的，只有这样才能使前期的投资在一段时间取得到很好的保证。相对于现代布线系统日渐成熟的技术、众多的优秀产品而言，用户有了更多的选择。谁的产品在价格、质量和服务上更有优势，谁就能在激烈的竞争中取得胜利。

三、综合布线系统建设中的问题和使用情况分析
1、初期建设情况
在综合布线系统初期的建设过程中三个学校不约而同地遇到了不少问题。在综合布线水平、干线和建筑群三个子系统中，以水平布线子系统施工中遇到的问题最多。水平布线系统采用星型拓扑结构，信息插座分别连到机械(物理)终端，分布于建筑物的各个角落，绝大部分通信电缆包括在这个子系统中。每个工作区的信息插座都要和管理子系统相连。而水平布线是将电缆线从配线间接到每一楼层的工作区的信息输入／输出(I／O)插座上。设计者要根据建筑物的结构特点，从路由(线)最短、造价最低、施工方便、布线规范等几个方面考虑，优选最佳的布线方案。
水平子系统一般可采用三种布线方法：1、直接埋管线槽方式。2、先走吊顶线槽再走支管方式。3、地面线槽方式。第一种方法在施工中会遇到下面的几个问题：第一、排管由于打在地面垫层中，不可能在走廊垫层中放过线盒，为了能够拉线，排管的长度不大于30米，因此远端房间到弱电井的距离不宜超过30米。为了保证数据传输的可靠性，综合布线系统尽量不使用分区配线箱。因此一个弱电井涵盖的半径不超过40米(包括支管长度)，对于面积较大的楼层就得使用两个以上的弱电井，这与现代建筑尽量减小非使用面积的趋势是矛盾的。第二、由于排管的数量较多，打在地面垫层中。这就要求有较厚的垫层，否则会造成垫层开裂，这又与现代建筑尽量减少楼板及垫层厚度的要求相矛盾；如果楼板较薄，就会造成吊顶的吊杆打入排管中，增加造价并延误工期。第三、变更不容易。垫层做完，摆放办公用具或家具后，再要增加信息点，不能走垫层，只能走吊顶，工程量较大。第四、对工艺要求高。钢管的截口不能有毛刺，否则就会在拉线时划破双绞线的绝缘层；管子接口处需焊接，打垫层时如果有缝隙，就会渗入水泥浆，形成堵塞，给穿线施工带来很大的麻烦，延误工期。第五、若管内穿线太多，电缆将会变形，进而引线间串扰增加造成双绞线性能下降。这与减少排管量相矛盾。同时粗管进入房间内，必须有一个汇线盒，将各支管的来线汇总后，集中穿进租管中到弱电井，这个汇线箱对于房间的装修有一定的影响。由于各支管也走地面垫层，容易与电源管线及其它管线交叉。直接埋管线槽方式简单明了，安装、维护都比较方便，工程造价也低。在早期的设计中应用较多，但是由于产生的问题较多，近来已很少采用。
第二种方式是目前很流行的布线方式，相对来说技术比较有优势，但是并不代表没有问题。线槽通常安装在吊顶内或悬挂在天花板上方的区域，用在大型建筑物或布线系统比较复杂而需要有额外支持物的场合。由弱电井出来的缆线先走吊顶内的线槽，到各房间后，经横梁式分支线槽分叉后将电缆穿过一段支管引向墙柱或墙壁，沿墙而下到本层的信息出口；(或剔墙而上，在上一层楼板钻一个孔，将电缆引到上一层的信息出口)，最后端接在用户的插座上。由于楼层内总是走廊最后吊顶，所以集中布线施工必须赶在走廊吊顶之前。这样方式必须和土建施工方进行强有力的协作，否则二者进度一旦不一致的话，不仅工程量增加了还不利于已穿线缆的保护。此外从提高综合布线的性能的角度来说（线越短传输品质越高），如何尽量避免线槽进入房间也是施工中的一个难点。
第三种方式地面线槽方式就是弱电井出来的线走地面线槽到地面出线盒或由分线盒出来的支管到墙上的信息出口。由于地面出线盒或分线盒不依赖墙或柱体直接走地面垫层。因此这种方式适用于大开间或需要打隔断的场合。地面线槽方式就是将长方形的线槽打在地面垫层中，每隔4—8米拉一个过线盒或出线盒(在支路上出线盒也起分线盒的作用)，直到信息出口的出线盒。这种方法在施工中易出现如下困难：1、地面线槽做在地面垫层中，需要至少6．5厘米以上的垫层厚度，这对于尽量减少档板及垫层厚度是不利的。2、地面线槽由于做在地面垫层中，如果楼板较薄，有可能在装璜吊顶过程中，被吊杆打中，影响使用。3、不适合楼层中信息点特别多的场合。如果例如安徽建筑工业学院一教学大楼内有500个信息点，按70型线槽穿25根线算，需20根70型线槽，线槽之间有一定空隙，每根线槽大约占10厘米宽度，20根线槽就要占2.0米的宽度，除门可走6—10根线槽外，还需开1.0一1.4米的洞，因弱电井的墙一般是承重堵，开这样大的洞是不允许的。另外地面线槽多了，被吊杆打中的机会相应增大，这就使得安徽建筑工业学院在施工中出现了麻烦。4、不适合石质地面。地面出线盒宛如大理石地面长出了几只不合时宜的眼睛，地面线槽的路由应避免经过石质地面或不在其上放出线盒与分线盒。相对于其他子系统而言，水平布线子系统一般安装得十分隐蔽。在建筑物交工后，该子系统很难变更，因此更换和维护水平线缆的费用很高、技术要求也很高。如果经常地对水平线缆进行维护和更换的话，就会打扰大厦内用户的正常工作，严重者就要中断用户的通信系统。因此，水平布线子系统的管路和线缆的敷设是综合布线系统施工中重要的部分，但也是最难保证的部分。
在主干网光纤系统的建设中也出现过问题。目前通用的光纤布线网络中，由于布线使用的光纤的工艺和品质普遍比较稳定，所以由光纤构成的光缆和各类光纤连接器、跳线、尾纤等组件的特性多数是比较稳定的，并且在布线实际使用过程中，他们是相对比较固定的，因此实际可能会影响到光纤网络稳定的多数原因都集中在光纤的连接技术上。而光纤连接技术主要有2种。方式一：熔接方式。光纤熔接是目前较多采用的一种连接方式，相对而言，熔接是成功率和连接质量较高的方式，但是同时也应该注意到的是，熔接后的接头是比较容易受损或发生故障的主要因素之一。在通常的情况下，熔接可以得到较小的连接损耗，一般在0.2dB以下，但是回波损耗是不容易控制的，同时在光纤熔接过程中，影响熔接质量的外界因素很多，如环境条件（包括温度、风力、灰尘等）、操作的熟练程度（包括光纤端面的制备、电极棒的老化程度）、光纤的匹配性（包括光纤、尾纤类型匹配、光纤厂商匹配）等，如果采用目前国内还使用不多的MTP等多芯带状光纤连接器，带状光纤熔接机则更无法避免熔接过程中出现的个别光纤损耗过大的现实；而且熔接的真实损耗值必须通过测试才能得出，在光纤芯数较多的情况下，很容易损伤已经完成的。在测试阶段，如果测试结果不理想或不达标，要重新将其挑选出再进行返工；在网络已经使用后，如果发生网络机柜或终端需要移动位置时，必须中断光纤链路，在新的位置上重新熔接等等；所有以上种种可能的出现，都让熔接时必须付出很多的劳动和加倍小心光纤的安全，也因此出现了很多的问题和麻烦。方式二：冷接或现场磨接光纤连接器的方式：现场研磨与工厂生产制造是两种无法比拟的完全不同的方式，工厂采用的是专用研磨机器的由粗到精的五道研磨工艺，现场是无法调整压力、无法保持一致的手工研磨。也许在以往传统的低速网络中，即使出现插损和回损超标、连接不稳定等情况，可能对于网络应用来说是可以接受的，因为光纤有足够的富裕量消化这些因素带来的影响，但是，在现今性能越来越高的网络中，很多指标和参数都是极为敏感的，因为链路达不到设计要求或费时费力，让设计者或施工者伤透脑筋，发生损耗超出网络设计的要求、测试无法通过等的事情时有发生。从而，造成工期延误、更改设计或重新规划等后果。
在工程后期验收测试中也存在一些问题，主要体现在1、线图(Wire Map)错误——主要包括以下几种错误类型：反接、错对、串绕。2、电缆接线图及长度(Length)问题——主要包括以下几种错误类型：开路、短路、超长、开路。上述两种错误虽然是很简单的错误却是工程中遇到的最为头疼的问题，基本上系统都会或多或少出现这种问题。
除去上面出现的问题之外，三个子系统共同的一个头疼的问题体都是在与土建施工单位的合作上。由于规划单位和施工单位缺乏有效的沟通，导致布线系统在建筑中内的设计期望遇到阻碍。布线系统设计人员只懂本专业知识，完全从专业方面考虑设计，而未考虑土建结构，造成线槽走向等方面与实际发生诸多矛盾；而土建设计师则不懂综合布线知识，未考虑予留等问题，结果不得不多次变更设计，带来了许多麻烦。而对于其他的一些诸如施工技术、管理和监测等方面并没有很大的问题，在聘请过具有资质的布线施工方按照规范进行布线建设，在目前的技术和环境下基本上一般不会再出现其他的问题。
2、后期使用情况
目前，三所大学的布线系统运行良好。三所大学的年宕机发生率分别为安徽建筑工业学院1.08%、安徽大学1.05%、合肥工业大学0.96%，系统的可靠性都在99%以上。从三者的使用情况来看，布线系统的稳定性都是非常好的，维护费用也较低。使用中出现的问题也集中在水平子系统中的线缆上。部分线缆在前期施工中没有按照规范（电缆的过度弯曲、电缆捆绑太紧、过力拉伸和过度靠近干扰源等）、后期的自然损耗或人为损坏及啮齿小动物对线缆的啃咬是发生系统故障的三大主要原因，更换损坏的线缆是后期维护的主要开销。目前来说三所大学对各自的系统都很满意，使用过程良好。由于初期良好的论证和规划设计，三者的布线系统至今未出现重大的故障。对于自身的布线系统满意之处，三所学校的意见基本一致：1、结构清晰，便于管理维护。2、材料统一先进，适应今后的发展需要。3、灵活性强，适应各种不同的需求，使综合布线系统使用起来非常灵活。一个标准的插座，既可接入电话，又可用来连接计算机终端，实现语音/数据点互换，可适应各种不同拓扑结构的局域网。4、便于扩充，既节约费用又提高了系统的可靠性。除了以上四点外，三个用户对自身系统长时间稳定的性能和各个品牌的售后服务也是非常满意的。
3、对布线系统提出的期望
    用户关心的不是技术是如何新、如何好，他们关心的是使用的产品到底有多好用、多稳定。例如在布线系统中更加快捷和可靠的打线方式、插座的防尘和防水性能、RJ45水晶头使用寿命问题以及高密度端口环境下的跳线的便利性等是三个用户在使用过程中最想得到改进的地方。此外，三个用户普遍希望系统的接地保护、电气保护和防火保护等保护措施能做的更好，因为只有配备了更好的保护措施，系统才能更加可靠的运行下去。还有，三个用户期望可以实现配线系统的智能化，融合传感技术和以太网技术,将布线系统及其连接设备互动起来,以达到自动发现并实时监控网络端口连接,提高网管水平和运维效率。由于目前在高教行业中光纤到桌面并没普及，水平子系统仍以双绞线为主要传输介质，对于即插即用的光纤系统各用户只是以期待的心情去看待这个新兴的事物。总体而言，三个用户对于产品的普遍期望都是能获得更好的性能、更优质的服务以及更合理的价格。
四、综合布线系统未来的发展分析
三个用户对于综合布线系统的前景都非常看好，认为这是大势所趋。而为了应付与日俱增的通讯需求，世界各地企业正积极将原有的局域网从现有的以太网技术规范转型至千兆以太网环境，昔日雄霸市场的五类或超五类布线介质恐难继续满足千兆以上的网络传输需求。从科技发展的角度和现实应用来看，三所大学用户均认为6类双绞线在布线系统中的使用是必然，在很长一段时间内系统将会以6类线缆为主。
对于光纤到桌面，三个用户认为其也将有很好的发展。光纤到桌面同样代表着布线的未来。光纤从各方面解决了UTP的缺点：带宽受限、距离有限、不能完全消除RFI（射频干扰）和EMI（电磁干扰）、不能很靠近电力电缆及安全性等。但是光纤价格昂贵，到桌面的成本要远高于UTP的成本，如果加上有源设备（如：集线器和网卡）的成本，则成本差异会更大。但是价格不是唯一的选择标准，不应把铜缆和光缆完全对立起来，应考虑二者并用这一方案（如HFC混合网），以便获得更好的系统，既可保证当前性能要求，又可兼顾将来系统升级需求。从应用角度出发，光纤是而且将继续是数据网络骨干的媒介选择。随着速度进入千兆位和吉兆位的范围，光纤将成为主导的建筑物布线媒介。光纤到桌面在未来的一段时间内会越来越被人们熟知和接受，并渐渐成为主流。
五、总结
“科教兴国”是保证我国能够长期、稳定、高速发展的战略国策，教育信息化是达成该战略国策的重要手段之一，因此教育信息化工作受到了国家各级教育主管部门的高度重视。在我国相对发达及中等发达地区，高等教育的网络建设已接近完成，不少高等院校已开始对其校园网络进行二次改造升级。在我国东部、南部较为发达地区，基础教育网络建设已达到相当规模。各个学校网络信息化建设在不断推进之中，教育信息化将达到一个质的飞跃。正如前面说的，综合布线实现信息化教育的必须手段，实现综合布线是每个学校信息建设的重要方式。就所调查的三所大学而言，虽然在合肥高教行业中水平领先，教育信息化已经取得了长足进展。但是存在的问题也不少，经费问题是困扰教育信息化建设的重点因素。相对于学校这种非盈利机构，其收入主要来自国家，所以其布线经费是比较紧张的。学校用户不会采取最贵的方案，只选对的、不买贵的是每个学校的布线宗旨。但是新技术的发展对整个布线市场仍是好的，社会在不断进步，科学技术也是这样。调查得知用户并不排斥新兴的技术，而是对于新技术如何在切实做到是用户得到利益才是用户关注的。三所大学均表示，如果某个新产品新技术能给系统带来更高层次的性能，那么用户是愿意在原有的基础上多出一部分钱去购买和使用它。最后，如何在市场名目众多的产品中选取最合适的布线产品，以最合理的经济开销得到最平衡的布线系统以及最优质的服务，这是高教行业用户最关心的。