设备间的配置设计

4.6设备间的配置设计

设备间的作用是把设备间的电缆、连接器和相关支撑硬件等各种公用系统设备互连起来，因此也是线路管理的集中点。对于综合布线系统，设备间主要安装建筑物配线设备(BD)、电话、计算机等设备，引入设备也可以合装在一起。

设备间通常至少应具有如下三个功能:①提供网络管理的场所;②提供设备进线的场所;③提供管理人员值班的场所。如图4.21所示。

图4.21　设备间

配置设计设备间时，在熟悉设备间配置设计原则的前提下，重要的是合理规划设备间的空间规划与设置，以及如何满足环境条件要求，掌握设备间的配置设计步骤等。

4.6.1设备间的配置设计原则

配置设计设备间时应该坚持以下原则:

(1)按照最近与操作便利性原则，设备间位置及大小应根据设备数量、规模、最佳网络中心等因素综合考虑确定。

(2)在设备间内安装的BD配线设备干线侧容量应与主干缆线的容量相一致。设备侧的容量应与设备端口容量相一致或与干线侧配线设备容量相同。

(3) BD配线设备与电话交换机及计算机网络设备的连接方式按照配线子系统的线缆连接方式进行。

(4)色标原则，设备间内的所有总配线设备应用色标区别各类用途的配线区。

(5)建筑物的综合布线系统与外部通信网连接时，应遵循相应的接口标准，预留安装相应接入设备的位置;同时要遵循接地的原则。

4.6.2设备间的空间规划与设置

一般情况下，设备间的主要功能是为所安装的设备提供一种管理环境，但设备间也可以设置类似于全部楼层电信间的功能。设备间是安装电缆、连接器件、保护装置和连接建筑设施与外部设施的主要场所。这一概念的根本目的是保证无论什么功能不管安装在什么样的空间中，都能保持各种布线功能的独立性，并区别于另一种功能，而且为每一功能提供充分的安装维护空间。

在规划设计设备间时，无论是在建筑设计阶段，还是承租人入住或已被使用，都应划分出恰当的空间，供设备间使用。一个拥挤狭小的设备间不仅不利于设备的安装调试，而且也不益于设备管理和维护。一般每栋建筑物内应至少设置1个设备间，如果电话交换机与计算机网络设备分别安装在不同的场地或根据安全需要，也可设置两个或两个以上设备间，以满足不同业务的设备安装需要。

1.设备间的面积

设置专用设备间的目的是扩展通信设备的容量和空间，以容纳LAN、数据和视频网络硬件等设施。设备间不仅是放置设备的地方，而且还是一个为工作人员提供管理操作的地方，其使用面积要满足现在与未来的需要。那么，空间尺寸应该如何确定呢?在理想情况下，应该明确计划安装的实际设备数量及相应房间的大小。设备间的使用面积可按照下述两种方法之一确定:

(1)通信网络设备已经确定。当通信网络设备已选型时，可按下式计算:

A= K∑S_b

式中，A为设备间的使用面积，单位为m²; S_b为与综合布线系统有关的并在设备间平面布置图中占有位置的设备投影面积; K为系数，取值为5～7。

(2)通信网络设备尚未定型。当设备尚未选型时，可按下式计算:

A= KN

式中，A为设备间的使用面积，单位为m²; N为设备间中的所有设备台(架)总数; K为系数，取值4.5～5.5m²/台(架)。

设备间内应有足够的设备安装空间，其最小使用面积不得小于10m²(为安装配线架所需的面积)。如果一个设备间以10m²计，大约能安装5个48.26cm(19in)的机柜。在机柜中安装电话大对数电缆多对卡接式模块，数据主干缆线配线设备模块，大约能支持总量为6000个信息点所需(其中电话和数据信息点各占50%)的建筑物配线设备安装空间。设备间中其他设备距机架或机柜前后与设备通道面板应留1m净宽。如果设备和布局未确定，建议每10m²的工作区提供0.1m²的地面空间。一般规定以最小尺寸14m²为基准，然后根据场地水平布线链路计划密度适当增加。显然，该面积不包括程控用户交换机、计算机网络设备等设施所需的面积在内。

机架或机柜前面的净空不应小于800mm，后面的净空不应小于600mm。壁挂式配线设备底部离地面的高度不宜小于300mm。

2.建筑结构

设备间的梁下净高一般为2.5～3.2m。采用外开双扇门，门宽不小于1.5m，以便于大型设备的搬迁。设备间的楼板载荷一般分为两级:①A级:楼板载荷不小于5kN/m²;②B级:楼板载荷不小于3kN/m²。

4.6.3设备间环境条件要求

配置设计设备间时，要认真考虑设备间的环境条件。

1.温度和湿度

根据综合布线系统有关设备对温度、湿度的要求，可将温湿度划分为A、B、C三级，见表4.18。常用的微电子设备能连续进行工作的正常范围为:温度10～30℃，湿度20%～80%。超出这个范围，将使设备性能下降，甚至减短寿命。另外，还要有良好的通风条件。

表4.18　综合布线系统有关设备对温度、湿度的要求

2.尘埃

设备间应防止有害气体(如氯，碳水化合物。硫化氢，氮氧化物，二氧化碳等)侵入，并应有良好的防尘措施。设备间允许的尘埃含量要求，见表4.19。

表4.19　尘埃限值

注:灰尘粒子应是不导电、非铁磁性和非腐蚀性的。

3.照明

设备间内在距地面0.8m处，水平面照度不应低于200lx。照明分路控制灵活，操作方便。

4.噪声

设备间的噪声应小于68dB。如果长时间在70～80dB噪声的环境下工作，不但影响工作人员的身心健康和工作效率，还可能会造成人为的噪声事故。

5.电磁干扰

设备间的位置应避免电磁源干扰，并安装小于或等于1Ω的接地装置。设备间内的无线电干扰场强，在频率为0.15～1000MHz范围内不大于120dB;磁场干扰强度不大于800A/m(相当于10Ω)。

6.电源

设备间应提供不少于两个220V、10A带保护接地的单相电源插座。当在设备间安放计算机通信设备时，使用的电源应按照计算机设备电源要求进行工程设计。

4.6.4设备间的配置设计步骤

设备间的配置设计过程可分为选择和确定主布线场交连硬件(跳线架、引线架)的规模，选择和确定中继线/辅助场的交连硬件的规模，确定设备间各种硬件的安装地点三个阶段。

1.选择和确定主布线场的硬件规模

主布线场是用来端接来自电信局和公用设备、建筑物干线子系统和建筑群子系统的线路。理想情况是交接场的安装应使跳线或跨接线可连接到该场的任意两点。在规模较小的交接场安装时，只要把不同的颜色场一个挨一个地安装在一起，就容易实现上述目的。对于较大的交接场，需要进行设备间的中继场/辅助场设计。

2.选择和确定中继场/辅助场

为了便于线路管理和未来扩充，应认真考虑安排设备间中的中继场/辅助场位置。在设计交接场时，其中间应留出一定的空间，以便容纳未来的交连硬件。根据用户需求，要在相邻的墙面上安装中继场/辅助场。中继场/辅助场与主布线场的交连硬件之间应留有一定空间来安排跳线路由的引线架。中继场/辅助场规模的设计，应根据用户从电信局的进线对数和数据网络类型的具体情况而定。

3.确定设备间各硬件的安装位置

国际和国家综合布线系统标准不但促使建筑所有人和建筑设计师认识到预留并合理划定设备间的重要性，更重要的是合理确定设备间各硬件的安装位置。如何合理确定设备间各硬件的安装位置，以是否有利于通信技术人员和系统管理员在设备间内进行作业为准。

4.6.5 UPS的选择

UPS(Uninterruptible Power Supply)的电力来源是其所配的化学电源，所以UPS工作的质量高低主要依赖其化学电源性能，以及正确使用和精心维护。

正确选择适合自己工作环境的UPS电源，需要从以下几方面来考虑。

1.UPS的容量

UPS的额定容量是指UPS的最大输出功率(电压V和电流A的乘积)。通常市场上所售的UPS电源，容量较小的以“W”(瓦特)为单位来标识;超过1kW时，用“VA”(伏安)标识，“W”与“VA”值是有区别的。事实上，“W”总是小于等于“VA”。它们之间的换算关系可用如下公式计算。

W= VA×功率因数

功率因数在0～1之间，它表示了负载电流做的有用功(W)的百分比。只有电热器或电灯泡等设备的功率因数为1。对于其他设备来说，都有一部分负载没有做功。这部分电流是谐波或电抗电流，它是由负载特性引起的。由于有这部分电流，所以“VA”值比“W”值大，在功率因数为1时，“W”和“VA”值相同。

正确地选择UPS的容量对网络管理人员来说是一件重要的事情。一般来讲，UPS的容量选择应考虑以下因素。

(1)实际负载情况。

P=∑P_i/cosφ

即实际所有负载的总和，再除以功率因数0.6～0.8，即可得到实际负载容量P。

(2)预留扩容。考虑到业务发展的可能，在不大量追加投资情况下，增加UPS输出容量，这可通过选择可以实现现场扩容的UPS产品，如现在模块化UPS产品及提前购买大容量UPS来实现。

2.电池供电时间

电池供电时间主要受负载大小、电池容量、环境温度、电池放电截止电压等因素影响。根据延时能力，确定所需电池的容量大小，用安时(AH)值来表示，以给定电流安培数时放电的时间小时数来计算。

一般UPS配置用以下两种公式计算:

(1)简单计算方法。

电源功率(VA)×延时时间(小时数)÷电源启动直流=所需蓄电池安时数(AH)

以山特C3KSUPS电源，延时4h为例(山特C3KSUPS的启动直流为96V，功率为3000VA)

3000VA×4h÷96V=125AH

结果是需要125AH的电池才能满足4h的供电。

(2)标准计算方法

①计算蓄电池的最大放电电流值:

I_最大= P cosō(η×E_临界×N)

其中P为UPS电源的标称输出功率; cosō为UPS电源的输出功率因数(UPS一般为0.8);η为UPS逆变器的效率，一般为0.88～0.94(实际计算中可以取0.9); E_临界为蓄电池组的临界放电电压(12V电池约为10.5V，2V电池约为1.7V); N为每组电池的数量(由各品牌各系列产品而定)

②根据所选的蓄电池组的后备时间，查出所需的电池组的放电速率值C，然后根据:

电池组的标称容量= I_最大/C

③时间与放电速率C的关系如表4.20所示。

表4.20　时间与放电速率C对应关系

以柏克UPS电源MTT系列300kVA延时30分钟为例:已知:柏克MTT系列UPS电源电池节数N为32节，功率因素cosō为0.8，逆变器效率η为0.9，根据:

I_最大= Pcosō/(η×E_临界×N)则最大放电电流

I=300000VA×0.8/(0.9×32×10.5V)=794AH

又知30分钟电池的放电速率C为0.92，根据:

电池组的标称容量= I_最大/C

电池组的标称容量=794/0.92C=863AH。

电池组的标称总容量/选用电池容量为150AH= 5.75，取6组。

电池组的需要总容量= 863AH×32个×12V=331392AH。

电池组的实际总容量= 150×6×32×12=345600AH。

4.UPS的输入电压范围

UPS的输入电压范围，即UPS允许市电电压的变化范围，也就是保证UPS不转入电池逆变供电的市电电压范围。范围越大说明UPS适应性越好。一般UPS的输入电压范围应该在160～270V之间或者更宽。在正常的输入电压范围内，逆变器(负载)电流由市电提供，而不是电池提供。输入电压范围越宽，UPS电池放电的可能性越小，电池的寿命就相对延长。因为当地的电压波动情况直接影响UPS的运行，特别是有些地区电网质量比较差，白天和晚上的电压相差很大，如果UPS要24小时工作，在如此大的变化范围里，UPS能否工作至关重要。如不能工作，只能转电池供电，如果转换装置为继电器，则对继电器的损坏特别严重，大大增加了UPS的故障率。

5.UPS电源保护解决方案

集中式保护，整个网络系统用一台大容量UPS集中供电。这种方式的优点是可靠性较高。缺点是需要专门布线、专人管理、安装维护费用较高、系统不易扩容。一旦UPS发生故障，将影响整个网络系统的正常运行，且网络中和终端设备(PC等)启动时的冲击电流可能会影响网络中服务器的正常运行。

分布式保护，将网络系统分成几个部分(划分的原则可以是以主机的物理位置就近原则，也可以以重要性为原则)，对各部分分别用小容量UPS进行分布式保护。这种保护方式的优点是布线简单、系统易于扩容、安装维护简单、费用低、一般不需要专人管理，电源故障容易隔离和处理。一台UPS出现故障，不会导致整个系统的运行受到影响，更重要的是硅可以避免PC等终端设备启动时的冲击电流对有些服务器的影响。

综合式保护，对计算机网络系统、机房空调系统及安全系统进行全方位保护。

于大多数中小型网络用户而言，UPS是与计算机、网络设备等－起放置在办公环境中的，所以，在选购UPS时，还应考虑到UPS的外观、体积、重量及噪声等因素。应选择外形美观、体积小、重量轻、低噪声的UPS，尤其要注意UPS中电池组的摆放位置问题，要考虑楼板的负荷。