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【关键词】智能建筑;弱电设计方案;综合布线
Intelligent weak current integrated wiring application and design scheme
Zhang Zhao—yong
(Xian Chang Xiang Engineering Co., Ltd Xian Shaanxi 710026)
【Abstract】This paper discusses the design of intelligent building the weak system design program to determine the principle. To explore and focus on the problems in the application of integrated wiring products. Recommendations designed according to the actual situation, combined with China''s national conditions and intelligent building design.
【Key words】Intelligent Building;The weak design program;Integrated wiring
对于现代化智能建筑尤其是办公楼宇的弱电设计,采用结构化综合布线系统已成为共识,但是,目前还存在着两种看法(或做法)。一种则主张将计算机网络布线、电话配线纳入到结构化综合布线中,而其它的弱电系统仍采用其特有的传统布线。另一种是主张将所有的弱电系统都建立在结构化综合布线所搭起的平台上,也就是用结构化综合布线代替所有的传统弱电布线;究竟采取哪种布线方式较为合理,应结合具体项目,从所用方案的先进性、合理性、经济性等方面综合考虑方能得出结论。
1. 智能化建筑弱电方案确定的基本思路和理论基础
(1)让我们首先分析一下结构化综合布线的优点。第一,结构化综合布线使用了标准化的线缆和接插头模块,非常便于各楼层及本楼层间的信息点管理,使得因办公室搬迁等因素造成的大量终端设备,电话机移位时,你只需将插头拔出,插入新的位置,然后在弱电设备间内做跳线处理或仅仅作些软件上的更改,即可重新投入使用。而不象传统布线那样,没有统一的标准,当设备需要移位时,会带来很多管理上的不方便或需要重新布线,且会对建筑装演造成较大的破坏。使用结构化综合布线的第二个优点在于这种布线的扩展能力强,因为对于五类非屏蔽双绞线可以提供155Mbps的信息的传输能力,除了满足当前各种网络的需要外,还能满足未来发展的需要。
(2)根据上述结构化综合布线的两个优点,结合建筑物实际的各个弱电系统,具有发展性和不稳定性的只有电话系统和计算机网络系统。而对于其它弱电系统,如火灾自动报警系统、保安监视系统、广播系统、电缆电视系统等的设备,具有根高的固定性,且位置一般不会移动,具对于一个固定的建筑物,这些系统的设备一经选定,频繁更新换代的可能性和必要性均很低。根据以上所述,我们一般都在弱电设计中把电话系统及计算机网络系统的配线统一纳入结构化综合布线,而其它弱电系统保持相对的独立性,仍采用传统的配线方式。
(3)然而,采用上述方法还有其它一些原因:如当前大多数弱电设备厂家的系统与结构化综合布线系统不兼容。要想使这些弱电系统在结构化综合布线平台上运行,则必须增加转换设备。例如保安监控系统的摄像机,其输出的视频信号通常以同轴电缆传输,如果将其纳入结构化综合布线系统中,需在线路两端增加信号转换设备。很显然,这样做既麻烦又不经济。
2. 综合布线在应用中的问题
根据一段时间的应用实践,我们发现现有的综合布线产品。三类、五类非屏蔽双绞线其截面均为0.5mm2(美国线规AWG24),与之相配套的配线架,出线座都只能适用于截面为0.5mm2的线缆。因此,它在支持如下几个弱电子系统时,就存在局限性或不足。
2.1 广播系统(PAS)。
根据我国电气规范,一般将电气设备工作电压为220/380V(交流50Hz),有效值24V以下的交流信号确定为弱电信号。而在广播系统中,如采用定压输出,线路电压可分为70V、100V、120V三档。故在广播系统中采综合布线,会对线缆产生过电压,长期使用会对线缆的寿命产生不良影响,另外,广播系统的线路用线截面一般为1.0~2.5mm2,而非屏蔽双绞线的线芯截面只有0.5mm2,相差甚远。
2.2 火灾报警及控制系统(FAS)。
(1)根据我国现行的火灾自动报警系统设计规范规定:火灾自动报警系统的信号传输线路的芯线截面,穿管敷设的绝缘导线不应小于1.0mm2;线槽内敷设的绝缘导线不应小于0.75mm2。而作为综合布线系统的非屏蔽双绞线其截面积为0.5mm2显然不能满足我国火灾自动报警系统设计规范的要求。另外在总线制的火灾报警系统中,电源线与控制线多采用1.5~2.5mm2的导线,综合布线系统也不能满足要求。
(2)特别需要指出的是:我国现行消防规范要求所有消防信号线、通讯线均不可与非消防线路共管敷设。因而要用综合布线产品支持火灾报警与控制系统,必须先获得当地消防主管部门的特许。
2.3 共用天线电视系统(CATV)
用综合布线产品支持CATV一般都采用光纤,因此在线路放大器,分配器、分支器的两端都要加装适配器,这无疑将使投资增加,且因中间环节增多,系统的可靠性也降低了。
以上阐述了综合布线系统在我国支持各弱电系统目前仍存在的一些问题,那么是不是说结构化综合布线系统不能支持上述各个弱电系统?答案是否定的。对于一座智能化程度要求很高的建筑物,在规范允许和获得特许的前提下,可以利用综合布线产品的光纤和各种对数非屏蔽双绞线缆支持计算机网络和电话通讯系统,用同轴电缆支持CATV和CCTV(监视电视,采用截面为1.0~1.5mm2的特殊定货的非屏蔽双绞线支持FAS、PAS)。
随着科技的发展,智能建筑这个名词经常被提起。“智能建筑”是综合计算机、信息通信等方面最先进的技术,使建筑物内的电力、空调、照明、防灾、防盗、运输设备等,实现建筑物综合管理自动化、远程通信和办公自动化的有效运作,并使这三种功能结合起来的建筑。
随着人们生活水平的不断提高,智能建筑得到了迅猛发展,并已成为21世纪建筑业的发展主流。智能建筑是一个国家的综合国力和科技水平的具体体现之一,目前世界各国都在加大力度发展智能建筑,中国也把智能建筑的建设纳入了重要的议程。权威专家认为,网络技术、视频技术、通信技术等新技术的发展,使未来智能建筑正朝着集约化、系统化、标准化的方向发展,绿色、环保、节能是智能建筑发展的主流方向。综合布线系统是智能建筑的重要组成部分,它组成了智能建筑中最基础的链路部分,是其他系统的载体。
工程概述
本次工程是一所集办公、实验、会议场所于一体的综合性办公楼。本工程地上十五层;地下为一层。其中一至十层为办公用房,十一层至十三层为实验室,十四层为大会议室,地下室为各类机房和总配电室等,属于高层二类建筑。
系统设计目标
在网络建设中,布线可以说是真正的一次性投资,用户在实际使用中很难以追加投资的方式来提高它的性能。布线系统的性能在很大程度上决定了网络的使用性能和效率,所以布线系统的规划应以目前所能达到的尽可能高的性能为标准。
符合最新国际标准ISO/IEC 11801和ANSI EIA/TIA 568A标准,充分保证计算机网络高速、可靠的信息传输要求。
能在现在和将来适应技术的发展,实现数据通讯、语音通讯和图象传递。
除去固定于建筑物内的线缆外,其余所有的接插件都应是模块化的标准件,以便将来有更大的发展时很容易地将设备扩展进去。
能满足灵活应用的要求,即任一信息点能够连接不同类型的计算机或微机设备。
能够支持最低100MHZ的数据传输,可支持以太网、快速以太网、千兆以太网、令牌环网、ATM、FDDI、ISDN等网络及应用。
系统设计原则
适用性:从该系统能提供综合服务这一基本功能出发,主要满足以下诸项对布线系统的需求并且能够适应未来网络通讯技术的发展的需求:能支持各种数据通信、多媒体技术以及信息管理系统等,并且能适应现代和未来技术的发展,保证25年不落后于科技的发展。
兼容性:能满足楼内各种通信设备的功能要求,即在不同楼层里搭建特定的通讯子网;在大楼任意的信息点上能够连接不同类型的设备;如计算机,电话机,传真机,打印机,终端机等。即提供统一的线路接口,适应不同类型的设备。
可扩展性:网络设计应具有良好的扩展性和升级能力,选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时,必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。
模块化结构:综合布线布线系统中除去固定于建筑物内的水平线缆外,其所有的接插件都是积木式的标准件,以方便使用管理和扩充。可以使得在投入运行后的维护工作中,备品备件储备少,故障检查定位快,运行管理简单。
开放性:即能支持任何厂家的任意网络产品,支持任意网络结构(总线型、星型、环型等)。
经济性:从实用性和经济性出发,着眼于近期目标和长期的发展,选用先进的设备,进行最佳性能组合,利用有限的投资构造一个性能最佳的网络系统。
扩展性和升级能力:网络设计应具有良好的扩展性和升级能力,选用具有良好升级能力和扩展性的设备。在以后对该网络进行升级和扩展时,必须能保护现有投资。应支持多种网络协议、多种高层协议和多媒体应用。
系统设计
综合布线系统都采用模块化的结构,按照每个模块的不同作用,国际布线标准协会的EIA/TIA 568B综合布线标准规定了综合布线系统由六个子系统构成:(见图1)
1.工作区子系统
工作区子系统是由适配器及连接于办公区与适配器之间的各类跳线组成。工作区的六类信息出口遵循TIA 568-A/B的连线标准。每一出口都可以连接计算机、打印机、传真机、数字摄像机等办公设备。
在工作区子系统中,在大厅及会议室安装无线AP点,满足无线网络接入的需要。在电教室、领导办公室等房间安装地插,其余信息点均采用墙面式安装,本工程共计1700个信息点。信息点与终端系统之间通过使用软跳线连接,ADDISON布线系统中的跳线每一根都通过严格的TIA Patch Cord的严格测试,保证每根跳线的都具有较高的性能。
信息插座配有明显的、可方便更换的、永久性标识,以区分电信插座的实际用途。这样的标识为电话、电脑图标,既可防止电脑插头误插入电话插座后由于电话振铃信号烧毁电脑的恶性事件的发生,而且也不影响系统的方便互换。双层面板的结构可以把螺丝孔隐蔽,在具有牢固性能的同时也具有良好的美观性。
2.水平子系统
水平子系统由配线间到工作区子系统之间的线缆组成。根据网络传输速度的要求,选用带十字骨架的4对6类非屏蔽双绞线。该线缆信道带宽应高于250MHz,支持10BASE-T,16Mbps,100BASE-T,1000BASE-T,ATM155Mbps,ATM622Mbps,及更高传输速率的数据网络的应用。双绞线采用23AWG铜导线,稳定的PE、PVC材料,保证线缆具有良好的性能,柔软的十字骨架设计,既能保证每个线对能有良好的隔离性,又能使线缆具有一定的柔软度,使线缆具有良好的施工性,维护也更加方便。水平的双绞线和其他弱电系统的线缆,通过天花板上空的弱电桥架敷设。
3.垂直子系统
垂直干线系统主要用于实现主机房与各管理子系统间的连接。数据主干要求支持千兆以太网,楼内采用6芯室内多模光缆(62.5/125)。语音主干使用三类25对大对数电缆。多模光缆(62.5/125)具有较粗的纤芯,使得光纤熔接、对接比较容易实现,支持从10/100/1000Mbps以太网的应用,符合Bellcore,TIA/EIA 492及ISO 11801标准,并符合TIA/EIA 455商业楼宇布线标准。850nm波长的带宽超过200MHz。
4.管理子系统
管理子系统数据点端接采用24口RJ45配线架,可以方便地通过跳线对数据进行管理。每个管理间根据信息点数的不同配置数量不等的24口模块化RJ45配线架,配线架上使用与工作区相同的RJ45模块,以减少备品备件的数量,降低维护成本,并使用1U高的理线器进行跳线管理。
语音点使用110配线架,如果语音点和数据点互换,可以通过110转RJ45跳线进行跳接,而不用更改线缆的端接。在每层都设置一个管理间,用于本楼层信息点的管理。
5.设备间子系统
设备间子系统是大楼与外部通讯的枢纽,主要布线产品为配线架及其附属设备。本工程中,将设备间设置在地上7层的计算机机房,尽量减少垂直系统的路由长度。
因此,寻求一种更合理、更优化、弹性强、稳定性和扩展性好的布线技术,已成为当务之急。它不但能够满足现在的需求,更重要的是迎接未来对配线系统的挑战。
基本情况分析
该酒店是北京市北部配套功能最全、规模最大、档次最高的综合性高级涉外酒店,可为中外宾客提供全方位的服务,酒店将以“宾客至上、信誉第一、服务周到、顾客满意”为经营宗旨,以“安全、周到、方便、快捷、温馨”为服务标准,以“微笑服务、敬语服务、亲情化服务、超值服务”为特色。不断提高酒店知名度,以获得良好的社会效益和经济效益。努力实现酒店高起点、高标准、高质量、高效率、创一流的经营管理目标。
设计概述
根据酒店实际情况建议各楼信息点配置如下:
酒店分为地下4层,地上34层,总共38个层次。
酒店为多功能为一体的高星级酒店,为了适应高速的数据传输功能,整个系统采用了六类系统,垂直干线系统采用万兆多模光纤。
为了使语音与数据能相互兼容,语音部份与数据部份全为六类布线,工作区模块面板也采用六类模块。
因酒店的建筑面积较大,所以酒店分为两个弱电井,弱电井1集中95%的布线,弱电井5%楼层的布线。
酒店中心机房设在地下B1F层。
通过以上布线,可保证各个房间的语音可通局内电话与电信市话;网络可接入LAN实现办公自动化,若有必要还可接入综合网连至INTERNET或改为语音点用。
布线方案说明
整个布线系统由工作区子系统、水平子系统、管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统、建筑群子系统构成。
以下按各个子系统分别进行说明,在本方案中充分考虑了布线系统的高度可靠性、高速率传输特性及可扩充性和安全性。
1.工作区子系统
工作区指从由水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连接线缆和适配器组成。工作区的UTP/FTP跳线为软线材料,即双绞线的芯线为多股细铜丝,最大长度不能超过5M。为满足客户的需要,实际高带宽的传输,数据、影像的高传输,数据点、语音点分别采用语音模块和六类非屏蔽信息模块KJ-11-6,使用国标单双口防尘墙上型插座面板FP-11-1(2),无线AP点不使用面板与模块,可以直接连接到无线接收(发射)器的端口。
2.水平子系统
水平子系统指从楼层配线间至工作区用户信息插座,由用户信息插座、水平电缆、配线设备等组成。采用星型拓扑结构,每个信息点均需连接到管理子系统,由UTP线缆构成。
最大水平距离:90m(295ft),指从管理间子系统的配线架的JACK端口至工作区的信息插座的电缆长度。工作区的patch cord、连接设备的patch cord、cross-connection线的总长度不能超过10M。水平布线系统施工是综合布线中最大量的工作,在建筑物土建装饰工程施工完成后,不易变更。
为了满足高速率数据传输及以后的各数据、语音信息点交互使用的方便考虑,数据、语音传输选用六类非屏蔽四对双绞线UTP-11-6-4P。
3.管理子系统
管理子系统设置在楼层配线房间、是水平系统电缆端接的场所,也是主干系统电缆端接的场所;由大楼主配线架、楼层分配线架、跳线、转换插座等组成。用户可以在管理子系统中更改、增加、交接、扩展线缆。
管理子系统提供了与其他子系统连接的手段,使整个布线系统与其连接的设备和器件构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接则可安排或重新安排线路路由、因而传输线路能够延伸到建筑物内部各个工作区,是综合布线系统灵活性的集中体现。
管理子系统连接水平电缆和垂直干线,常用设备包括24口配线架PP-11-6-24、110配线架110P-3、1U理线架CM-12-1U、RJ45跳线PC-11-6和必要的网络设备如机柜(AB-11-66-42),由于主干光缆采用的是万兆多模光缆(50/125),所以光纤跳线与尾纤同时采用50/125万兆多模光缆,常用产品包括:ST多模熔接尾纤(FF-ST-A1a-1m),2米ST多模光纤跳线(FJ-ST-ST-A1a-2m),光纤配线架(FB-11-24)等一系列产品。
4.垂直干线子系统
垂直干线子系统由连接设备间与各层管理间的干线构成。其任务是将各楼层管理间的信息,传递到设备间并送至最终接口。垂直干线的设计必须满足用户当前的需求,同时又能适合用户今后的要求。为达此目的,我们采用8芯万兆多模室内光缆(GJFJV -8A1a)支持数据信息的传输,由电信传输进入地下一层中心机房,由垂直干线连接到各弱电井,语音部分使用5类50对大对数(UPT-11-5-50P)。
5.中心机房子系统
中心机房子系统是整个布线系统的中心单元,实现每层楼汇接来的电缆的最终管理。常用设备包括24口配线架PP-11-6-24、1U理线架CM-11-1U、RJ45跳线PC-11-6,光纤配线架FB-11-24,ST多模熔接尾纤(FF-ST-A1a-1m),2米ST多模光纤跳线(FJ-ST-ST-A1a-2m)和必要的网络设备如机柜(AB-11-66-42)。
在园区设计中的综合布线系统应备以下特点:
透明性:能够支持目前所有的标准,如电话通信、数据传输及视频应用(IEEE、ITU-T、ANSI等)。
适应性:具有适应未来技术发展的余地,比如办公自动化及星型高速网络应用。
灵活性:由于综合布线系统采用统一的配线网络,即统一的传输媒质(双绞线和光纤)来支持所有类型的通信系统,所以使得用户可以非常方便地改变终端设备的位置或安装新的终端设备。
本园区采用满足ISO/IEC11801超五类标准的台湾康宝综合布线系统作为大楼内话音、数据及图像通信等系统的传输媒体,采用标准的网络建设和INTERNET接入,实现数据/语音/视频“三网合一”的应用发展模式;采用网络操作系统和平台并存的模式,考虑到现代化办公环境对通讯自动化(CA)、办公自动化(OA)等系统的信息传输的需求在布线方面具有高度灵活性、可靠性及综合性,并且易扩容、面向未来的发展及方便维护和管理。
1 设计要求
(1)园区综合布线系统为开放式结构,能支持话音及多种计算机数据和图像传输系统。支持含千兆以太网及异步传输模式(ATM)等在内的多种网络系统。
(2)纳入综合布线系统的有:电话通信系统布线;计算机网络系统布线:并可与外部公用网络进行连接。
(3)满足大楼办公自动化等计算机网络系统的要求。
(4)综合布线系统采用全模块化结构,方便系统的扩展;并且具有极大的灵活性,当以后系统更改、设备移位时,不必重新布线,只须在相应的配线架上跳线即可。
(5)本工程布线系统是树状星型结构,以支持目前和将来各种网络的应用。通过跳线实现与不同的网络设备互连。可以实现各种不同逻辑拓朴结构的网络。
2 设计目标
本布线系统的设计,旨在建立一个具备开放性,灵活性,实用性,可扩充性,经济性及安全性的高品质的集语音通信、数据、通信于一体的综合布线系统,并可达到下列目标:
标准化的网络系统,各种设计规范,技术指标及产品均符合国际和工业标准,并可提供多种品牌产品的支持能力。
系统扩充性,配合技术发展趋势,选择可实施的布线方案,并兼顾现阶段的需求及为未来的发展预留有足够的扩充能力。
资讯互通资源共享,通过网络实现互连,实现资源的共享及与外部网络的连接。
3 系统特点
园区内的各楼各层系统应全面,使用户在重新连接或布置工作站终端时无须重新布线。网络系统设计必须满足工作站联网要求,并且能够满足软件运行的要求。布线系统必须和网络系统有机结合。
灵活性:任一信息点能够连接不同类型的设备,如计算机,打印机,终端或电话,传真机以及各种传感器件,图像监控设备等。
模块化:所有接插件都应是积木式的标准件,方便使用管理和扩充。
可扩展性:充分考虑发展和变更,当环境变化和网络设备升级时,只需在配线架上进行灵活跳线,无须重新布线。
经济性:尽可能降低造价,具有良好的投资回报性。
设计依据
本标书的方案设计及选用的布线系统遵循并符合以下国际标准和规范,包括:
用户建筑通用布线标准ISO/ IEC11801
商用建筑物布线标准EIA/TIA568A
民用建筑线缆标准EIA/TIA586
以太网10Base-T标准IEEE802.3
以太网100Base-T标准IEEE802.3u
千兆以太网标准tEEE802.3Z
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
大楼通信综合布线系统YD/T926
民用建筑电气设计规范JGJ/T1692
设计方案
园区综合布线系统的基本结构是星形的,按照国际标准ISO11801规定,综合布线系统由工作区子系统、水平布线子系统、建筑物主干布线子系统、建筑群布线子系统、设备间子系统及管理子系统等组成。
设计中包括语音和数据的信息点设置,整个园区共设计了4781个信息点(包括数据点和语音点)。
1 信息点的设置
信息点总计见表1
2 子系统的设置
按规范相应要求设置了六个子系统:
工作区子系统,由超五类信息模块及单口、双口面板构成;水平子系统,由超五类4对UTP双绞线组成;管理子系统,主要由超五类24口机柜式RJ45端口配线架,跳线理线架、110式100对配线架和24口机柜式光纤配线箱组成:垂直干线子系统,主要由室内六芯多模光缆和三类50对大对数铜缆组成;设备间子系统,主要由超五类24口机柜式RJ45端口配线架,跳线理线架、110式100对配线架和24口机柜式光纤配线箱组成;建筑群子系统,主要由110型100对19英寸机柜式配线架和24口机柜式光纤配线箱,六芯单模光缆、室外六芯多模光缆和室外三类50对大对数铜缆组成。
下面对各子系统结合具体应用产品分别进行说明:
(1)数据中心
综合布线系统的主机房(建筑群网络总设备间)位于数据中心地下一层计算机网络控制中心,电话交换总机房(建筑群通讯总配线架)位于数据中心地下一层通讯设备间内。
数据中心的地下一层、1层、2层、3层均设置楼层配线间,地下一层的楼层配线间管理地下一层和地下二层的信息点,其余楼层配线间管理本层的信息点。
由地下一层电话交换总机房向地下一层、1层、2层楼层配线问各敷设1根室内3类50对线缆,由地下一层计算机网络控制中心向1层、2层、3层楼层配线间各敷设1根室内6芯多模光缆。
(2)图书馆
在2层设置配线间管理整个图书馆的信息点。
(3)教学楼
1层、2层、3层均设置楼层配线间管理本层的信息点。教学楼1层设机柜接入由数据中心拉来的1根室外50对线缆,再由此分出3根室内50对线缆向1层、2层、3层楼层配线间各拉一根室内50对线缆。1层楼层配线间接人数据中心拉来的1根室外六芯多模光缆,再由此向2层、3层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。
(4)会议中心
地下一层设置配线间管理B1和1层的信息点。
(5)食堂
一层设置配线间管理食堂的16个信息点。
(6)体育中心
设置一个配线间管理体育中心的9个信息点。
(7)1号宿舍楼(南楼)
1层设置机柜接入由数据中心拉来的7根室外50对线缆,再由此分出3根室内50对线缆拉向6层楼层配线问,3根室内50对线缆拉向3层楼层配线间,1根室内50对线缆引向1层楼层配线间。1层楼层配线间接入数据中心拉来的1根室外六芯多模光缆,再由此向6层、3层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。3层楼层配线间管理2和3层4层的信息点,6层楼层配线间管理5和6层7层的信息点,1层楼层配线间管理本层的信息点。
(8)1号宿舍楼(北楼)
1层设置机柜接入由数据中心拉来的9根室外50对线缆,再由此分出4根室内50对线缆引向6层楼层配线间,4根室内50对线缆引向3层楼层配线间,1根室内50对线缆引向1层楼层配线问。1层楼层配线间接入数据中心拉来的1根室外六芯多模光缆,再由此向6层、3层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。3层楼层配线间管理2和3层4层的信息点,6层楼层配线间管理5和6层7层的信息点,1层楼层配线间管理本层的信息点。
(9)2号宿舍楼(南楼)
1至9层每层均设配线间,1层设置机柜接入由数据中心拉来的17根室外50对线缆,再由此向2至9层每层拉2根室内50对线缆,1层楼层配线间接入数据中心拉来的1根室外六芯单模光缆,再由此向2至9层每层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。各层楼层配线间仅管理本层的信息点。
(10)2号宿舍楼(北楼)
1至9层每层均设配线间,1层设置机柜接入由数据中心拉来的18根室外50对线缆,再由此向2至9层每层拉2根室内50对线缆,1层楼层配线间接人数据中心拉来的1根室外六芯单模光缆,再由此向2至9层每层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。
(11)行政楼
1至5层每层均设配线间,1层设置机柜接入由数据中心拉来的10根室外50对线缆,再由此向1层2层3层每层拉2根室内50对线缆,向4层拉3根室内50对线缆,向5层拉1根室内50对线缆,1层楼层配线间接入数据中心拉来的1根室外六芯单模光缆,再由此向2至5层每层楼层配线间各拉一根室内六芯多模光缆。各层楼层配线间仅管理本层的信息点。
关键词:综合布线系统;课程标准;培养模式;改革与创新
中图分类号:G642 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)15-3636-02
Reform and Innovation in the course of Premises Distribution System Technology
YUAN Wei-wei
(Guangzhou institute of technology, Computer Teaching and Research Group, Guangzhou 510900 China)
Abstract: Nowerdays, traditional teaching form can not satisfied the development of information technology. Reform and innovation to the course Premises Distribution System technology is imminent. This paper is according to the actual situation of Guangzhou institute of technology, reform and innovation on the existing course standards, education mode, training mode, to achieve the relationship between training and employment become more closed.
Key words: premises distribution System; course standards; education mode; reform and innovation
随着信息技术的不断发展,传统的二合一(电话线+网线)楼宇已经满足不了人们日常工作、生活的要求。自20世纪80年代,美国建立第一座智能大厦后,智能化建筑的发展十分迅速,智能程度越来越高。现代化智能建筑往往是将网络通信、安全防范、消防系统、照明系统、大厦设备控制系统等集中进行布线和管理。
“综合布线技术”是系统介绍综合布线知识和技能的一门课程。它是一个多学科交叉的新领域,也是计算机技术、通信技术、控制技术与建筑技术紧密结合的产物。当前智能化建筑的全面进入网络化年代,对既懂理论知识,又能熟练操作的高素质综合布线人才的需求量日益剧增。对传统的教育模式的改革势在必行。
1 制定新的课程标准
综合布线技术是广州工程技术职业学院计算机应用、网络专业开设的专业基础课。在传统教学里,主要讲授理论知识,实践项目非常少,以至于学生对所学内容不能很好地理解和应用。为了让学生更好的掌握综合布线技术,学院与2009年建成综合布线实训室,并对课程标准进行了修改,要求学生通过本课程的学习,应达到以下知识与能力要求:
知识要求:掌握网络系统结构和综合布线系统结构、熟悉综合布线相关产品、熟悉综合布线相关标准、设计方式和规范、掌握安装规范和技术、设计综合布线从设计到施工安装到测试验收的工作流程。
能力要求:能设计中小型综合布线系统方案、能绘制各种综合布线图、会综合布线产品选型和材料预算、能按规范安装线管线槽、水平和垂直等子系统的布线与安装、能按规范敷设和端接双绞线和光缆、能根据设计方案和验收标准度对工程进行检测和验收。
2 教育模式改革与实践
在教学方式上,学院新采用“项目教学法”进行施教。在授课过程中,我们将整个教学内容划分为:项目招标、项目整体设计规划、项目整体施工、项目检测、项目验收5个实验模块。以建造一个智能化小区为例,首先要求学生以小组为单位,根据工程规划提出各自的布线设计方案,每个小组派一人来讲解设计思路,再由学生之间讨论,选择出一个最合理的设计方案。然后按照既定设计方案进行整体施工,要求学生在规定时间内完成实训项目。项目完成后,各小组相互间进行项目检测,并将检测结果反馈到作业小组,作业小组再根据反馈意见对项目进行整改。最后,由教师带队,对整个工程进行验收。如发现不合格工程,则要求其作业小组重新施工。
通过模拟现实工程场景,提高学生的技能操作熟练度和工程实践能力,再辅之以必要理论知识,让学生能真正将所学知识融会贯通,学以致用。
3 人才培养模式改革与创新
当前网络综合布线人才培养数量与市场需求形成了一种很特殊的矛盾形势。一边是每年有数百万学习过综合布线技能的大专生毕业,但感觉就业困难。一边是企业大量招聘新人,却发现招聘困难。对于当今的学生来说,“毕业=失业”是一个非常严峻的社会问题。而造成这个问题的最大因素是学生的专业技能不熟练,不能马上适应企业的工作环境和技术要求。因此,新的人才培养模式呼之欲出。
3.1 找准专业定位,建设精品课程
首先,必须明确高职院校最主要的职能。高职院校是为社会培养各种技能型人才的摇篮。在教学过程中,我们要培养的是掌握一定的专业理论知识、能熟练操作和实践的专业技能素养、能迅速适应企业工作岗位、职业道德良好、勤劳踏实的技能型人才。
在课程建设上,要结合本校学生特点,自主开发与之配套的专业教材。加强师资培养力度,鼓励教师去相关行业的企业去任职,积累和强化教师的企业实践经验,积极培养“双师型”专业技术骨干。将“综合布线技术”课程建设成精品课程。
3.2 建设专业实训室
提高学生实践动手能力最好的方法就是建造高仿真度的专业实训室。广州工程技术职业学院于2009年建造了综合布线实训室,安装有综合布线台,模拟墙、吊架等设备。能让学生进行项目设计、施工和检测等实验项目。
3.3 加强校企合作
在实践教学中,加强校企合作办学和校外实习基地建设。校企合作最大的优势在于学生能通过去企业实习,了解从项目招标、投标、成本预算、设计方案、施工、测试到验收的整套工作流程。这样能使学生对所学知识有个完整的认识,更容易融入到企业工作中。校企合作如果开展的好,对企业、对学院是一种双赢。
3.4 职业资格考试纳入考核指标
目前职业资格证书不仅成为学生掌握相关技能的认定,同时也是学生走向就业之路的敲门砖。学院可以将职业资格培训纳入到考核指标,邀请企业培训机构来学院授课,课程结束后通过职业资格考试考取相关职业资格证书。获得相应职业资格证书者能免考该课程。
4 结束语
“综合布线技术”是一门实践性非常强的科目,合理布置实践内容,让学生自主学习,在实践过程中学会去发现问题、分析问题、解决问题,提高学生实践动手能力。在教学过程中,我们要紧跟信息技术的发展,根据不断发展的新技术来调整课程标准以及授课内容。让学生毕业后就能直接融入到企业工作中,达到“综合布线技术”最理想的教学效果。
参考文献:
[1] 任毅梅.关于高技能人才培养的技能教学实践研究[J].北京:中国职业技术教育,2006.
关键词 计算机局域网;网络综合布线;技术探讨
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)21-0063-02
在计算机网络技术快速发展的大背景下,如何有效地发挥出计算机网络的强大功能,更好地服务社会生产生活活动,是当今全世界普遍关注及亟待解决的现实问题。21世纪是知识经济时代,只有掌握最前沿的科学技术才能在快速发展的全球经济一体化的形势下提高竞争力,促使国民经济的发展,在世界中立足。因此目前世界各国都在加快步伐开发研究计算机网络综合布线技术,以科技引领经济发展将是当今乃至以后的必然趋势。计算机网络综合布线技术是计算机网络系统有效运行的重要支撑,只有通过不断地对计算机网络进行优化、合理布线,才能使计算机网络在结构简单,信息数据传输迅速便捷的条件下最优化运行,充分地将计算机网络的功能发挥出来,服务于人类社会。本文就计算机局域网综合布线技术进行了浅显的探讨,分析了我国目前社会领域中所应用的一些计算机网络局域网网路综合布线的设计方案,以供有关从事计算机网络局域网综合布线的人员参考。
1 计算机网络综合布线的目的
计算机网络传输数据信息的重要载体是网络线,网络线布线的合理性在一定程度上决定计算机网络运行质量的好与坏。在计算机网络的应用中,网络线可以形象地比喻为“搬运工”,它可以将人与人、国与国等之间的知识信息以快速、精准地传递给目标对象,有效地缩短了信息的传递时间,提高了信息在传输过程中的实效性。随着社会经济的发展,计算机网络的应用涉及范围越发的广泛,不仅包括家庭个人用户,同时还包括生产、办公、设计及管理等等,也就是说计算机网络的覆盖面已几乎遍及社会的各个领域,成为了人们社会中必不可少的一项现代化信息传递工具。也正因为社会经济的快速发展,计算机网络应用的深入,这更需要对计算机网路布线进行深入的研究和设计,将最合理、结构最简洁的网络布线方案投入了布线建设中,使计算机网络布线设计更具规范标准化,确保计算机网络系统的安全、可靠运行。进而实现易于控制及进一步拓展计算机网络、管理计算机网络的目的。
2 综合布线设计原则
针对目前计算机网络布线的设计,一定要根据具体的使用范围及特点来做出相对应的设计方案。星型结构的网络布线是目前最常用的一种布线方式,在新建的计算网络系统中,一般情况下计算机网络布线模式采用的都是星型结构。对于建设网络布线工程时,要根据其具体使用范围来做出相应的布线方案,尽量做到拓扑结构简洁化。同时,单点连接作为分层星型结构的一部分,要考虑到单点连接在整个结构中的弊端,如果单点连接出现故障,那么整个网络布线将无法正常工作,给计算机网络信息的传输带来了一定的麻烦。所以在较大规模的网络布线工程中,一定要深入地对主干网物理链路进行检查,看单点连接是否存在故障,如果发现有故障要及时地对单点连接故障进行修复,避免因单点连接出现故障而影响到整个网路系统的正常运行,进而给人们对计算机网络使用造成不必要的麻烦。
就目前局域网络传输的模式来讲一般采用的是单模传输和多模传输两种传输方式,单模光纤具有传输距离远、扩充性好、造价低、传输带宽高等优点;多模光纤具有应用范围宽泛、容易维护、网络整体布线投资费用少的特点。就我国大范围的局域网应用及网络布线的情况而言,大多是将单模和多模结合起来应用到主干网的铺设工程。利用单模与多模在传输系统中发挥不同的实际功效,取长补短共同来完成计算机网络传输工作,满足计算机用户对网络信息的及时获取。
3 综合布线的设计方案
3.1 水平布线的选择及设计
目前,在整个网络系统中,最长用的布线系统是水平布线系统,而对于网络传输质量方面,很大程度上取决于布线系统中的硬件设备,即电缆。电缆质量的好坏,直接关系着水平布线系统的使用寿命和传输质量,因此对于电缆选择上一定要把好关,使布线系统能够安全稳定的把信息传输到用户端。随着网络需求的不断提高和双绞线的广泛应用,双绞线的标准也在不断地修改和修订。目前,随着国际上对计算机网络布线设计的重视程度的,已相继对计算机网路布线的设计、内容建立了有关体系规范网络布线。我国目前的局域网所使用的电缆是双绞线,双绞线从性价比和实用性方面来看,它具有价格便宜和适用性广的特点。同时对于目前局域网系统布线的范围,对双绞线的型号和标准也是不尽相同的,不同的区域要选择不同的型号类型,使发挥出与之相匹配的功能。既能满足当今计算机用户对计算机网络传输质量的需求,也能保证在未来很长一断时间内不会被更新换代,在布线设计中要具有前瞻性。当今,就双绞线的使用区域来讲可分为两种,一种是对网络应用要求不是很高的地方,如办公室、学生公寓、家庭等;一种是对网络要求很高的地方,如图书馆、科研中心、金融机构等。因此,对于不同区域对网络要求标准的不同,一定要有针对性的对水平线网络布局中所使用的双绞线做出相对应的选择,才能满足不同网络使用者对网
3.2 工作区的设计
所谓工作区指的是网络客户端的工作区域,通常网路系统的运行质量都会在工作区得以体现。网络运行质量的和布线的合理性有着密切的联系。一般对工作区进行设计需要考虑两方面内容,一是在设计时要尽量考虑到设计方案要和用户房间的整体格调相匹配。另外就是对跳线的选择。
3.2.1 接口模块的确定
在对工作区进行设计时,设计者要充分地考虑到用户的实际需求来确定接口模块的安装的位置,此外还要考虑到用户整个房间的装饰格调,以不影响房间整体美感为基准。
3.2.2 接口模块面板的选择
在现行网路综合布线中最常用的接口模块面板主要有两种:一种是具有北美风格的面板,此中面板一般在其结构上没有设置防尘弹簧拉门,但是在实际应用中效果较佳,能满足一般的功能需求。另一种是欧洲风格的面板,此种面板在结构上设有防尘弹簧拉门,并且其底座可以进行拆卸更换,并且外观雍容华贵,彰显个性。所以,设计者在设计时可根据用户的喜好,有针对性地选择面板,满足用户的需求。
3.2.3 用户跳线的选择
目前,在网路布线中所使用的跳线主要包括市场上出售的布线专用跳线和布线现场中根据实际需求手工制作的跳线。市场上出售的跳线一般都是经过系列检测过后同电气性能、阻抗都较为匹配。经有关人员对专用跳线在布线应用中信道性能测试表明,专用跳线的性能要远高于自制的跳线。然而,虽然在性能方面专用跳线要优于自制跳线,但是目前专用跳线在市场上的种类较少,规格也有限,不能满足布线过程中各种实际需求,并且价格昂贵。出于经济实用性考虑,并满足安全性的前提下,建议工作区的跳线根据实际需求选择自制跳线。而对于机房及设备区的跳线,由于在实际应用中跳线的插拔次数较多,为了避免因跳线接头磨损而降低使连接的安全性,建议使用专用的跳线,同时需备齐容易出现故障的配件。
4 结束语
在网络信息化快速发展的今天,人们对网络综合布线的要求也越来越高,为了能够使计算机网路更好地服务于社会,需要不断的学习先进的网络布线系统方案,改进我国现有的网络布线方案,还要针对布线现场中所遇到的具体情况制定出有针对性的布线方案,同时还要在人性化安装方面多下功夫,力争将我国的计算机网络系统布线技术水平提升到国际化标准。
参考文献
关键词:网络技术 布线系统
由于综合布线系统和网络技术息息相关,在设计综合布线系统的同时必须考虑到使用的网络技术,也就是布线设计要和网络技术相结合,尽量做到两者技术性能上的统一,避免硬件资源冗余和浪费,才能充分发挥综合布线系统的优点。目前网络上经常使用的主要技术有以下三种:
1:FDDI/CDDI(光纤/铜线分布式数据接口)
2:ATM(异步传输模式)
3:FAST ETHERNET(快速以太网)
下面分析一下这三种技术:
1:FDDI/CDDI(光纤/铜线分布式数据接口)
这是一种成熟的、非载波侦听的、100M带宽共享的网络技术。采用了令牌传递服务策略,网络设备之间有主环和副环相联,在网络线路或网络设备出现故障时,有很强的自重构能力。同时其站管理(SMT)功能十分强大,适合于作主干网络。但其技术难度高、价格昂贵、扩展性较差,呈环行布线,与ATM不太兼容。
2:ATM(异步传输模式)
这是一种基于光纤传输系统、应用了统计复用技术、采用了短信元交换技术的先进异步模式。它直接支持数据、视频、音频等多媒体传输。速率相当快(达成155M,622M),由于采用了异步模式,共效率相当高,比较适合于作主干网格。但它仍然是一项有争议的技术,许多标准尚待完善,不同厂家产品之间的互操作及通用性有待于进一步改善。
3:FAST ETHERNET(快速以太网)
现在的高速以太网技术一般包括两种:100M VG-ANYLAN和100M-T。这里主要谈是后者--快速交换式以太网。100M AG-ANYLAN虽然提供了多媒体功能,但它的兼容性差、价格高、复杂度高,这里不作考虑。100BASE-T是10BASE-T的改良变种,它在原来的基础上采用将网格分割为若干网段,分割冲突域,并采有了缓冲交换,使网格上传输速率和传输效率大大提高。
快速以太网具有实用(兼容了原以太网,软件、硬件丰富),先进(速度快--100MBPS),升级方便(向ATM或更快的网格转换方便),扩展性好(通过互连设备,交换机,路由器容易扩展),开放性好(软硬件协议开放),价格便宜(相比于ATM、FDDI),支持的厂家多(得到Intel、Sun、3com、Bay、Accton等大公司的支持)等特点。对于多媒体网格应用,快速以太网也能很好的满足要求。
虽然以太网的网格设备之间的有效距离较短(100米),适合于部门级的小局域网,但可采用心光纤电转换器和光纤来延长传输距离。
快速以太网具有极好的扩充性,使用交换式集线器和普通集线器,用户数的扩展对网格没有影响(正在使用时可以扩展),方便将来子网接入。
基于以上分析,结合综合布线系统和网格技术的要点,这里向读者提供三种综合布线方案。
一:采用全双绞线结构布线方案(快速以太网技术)
这种方案是整个布线系统(垂直子系统、水平子系统、工作区子系统、设备间子系统、配线间子系统)全部采用五类双绞线,网络技术是采用快速以太网技术(见设计示图一)。
优点是:布线造价便宜、网格设备便宜、管理方便,快速以太网技术相当成熟,它的交换是在第二层进行,无需人工干预。
缺点是:如果楼层较高,这就有可能导致某些住处点的接线长度超过100米,众所周知,根据布线原则,双绞线一般不允许超过100米,这样会造成信号衰减以至畸变。
关键词:综合布线;施工质量;管理与控制
中图分类号:TU198 文章编码
1 前言
综合布线系统建筑物内与建筑群之间的一个模块化的、灵活性极高的传输通道,是智能建筑的“信息高速公路”,能连接语音、数据、图像以及各种用于楼宇控制管理的设备与装置。此系统由不同系列和规格的部件组成,其中包括传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。根据功能和实施区域的不同,分为6个子系统:工作区、水平配线、垂直主干线、设备间、管理子系统和建筑群子系统。综合布线系统作为智能建筑的“信息高速公路”,具有实用性、灵活性、模块化和扩充性等特点。能支持各种网络产品和网络结构,实现高层建筑内语音信号、监控设备的图像信号的传输等;可灵活组网和灵活变位的跳线管理,实现组网和联网;综合布线系统中的接插件多为积木式的标准件,便于系统的管理、使用、维护和更换;同时,综合布线系统较好的适应电气技术的飞速发展,能实现新设备、新技术的扩充。
随着建筑业及建筑电气技术的飞速发展,综合布线工程已成为承载多种相关技术的载体,使得对建筑工程综合布线施工质量管理与控制发生了很大的变化,也提出了新的要求。为实现其施工质量的管理与控制,笔者认为在对建筑工程综合布线方案熟悉优化的基础上,加强实施阶段的管理与控制,采取有效的管理与控制措施,能较好的确保施工质量。故本文在浅析优化某建筑工程综合布线方案的基础上,分析了本项目综合布线实施过程中质量管理与控制措施,以期与相关技术人员分享与探讨。
2 某建筑工程综合布线方案
2.1 某建筑工程概况
某建筑项目为高层住宅工程,总建筑面积2.4余万平方,地上26层,地下三层,剪力墙结构形式。住宅均设一个弱电竖井,内置金属桥架,在每单元的6层、18层设置综合布线箱。
2.2简述综合布线方案
根据建设方的要求及本项目的相关设计资料,考虑到实际情况和本项目的自身特点,对原设计方案进行优化,制定优化方案,并经过原设计部门及建设单位的同意。本建筑项目应满足用户对于楼内安防,语音、数据系统传输速率及可靠性和便捷性等有较高的要求。其优化方案具体包含工作区子系统、水平配线子系统、垂直干线子系统、设备间子系统和管理子系统。
1)工作区子系统由终端设备连接到信息插座的连线(或软线)组成,包括装配软线、适配器和连接所需要的扩展软线,并在终端设备和I/O之间搭桥。工作区子布线是用接插软线把终端设备,如计算机、电视机、数据终端等连接到工作区信息插座上。本方案工作区内信息插座和电话插座均为RJ-45超6类模块,用以连接电话、转换器及适配器等。每个书房和卧室均有一个网络和电话双口信息点,客厅在沙发侧设置一个电话和网络双口信息点。信息插点距电源插座20cm,信息插座和电源插座的底边距楼地面线30cm。
2)水平配线子系统是从楼层配线架到各信息插座的布线,是整个系统的一部分,它将干线系统线路延伸到用户工作区。水平子系统包括水平电缆、水平光缆及其在楼层配线架上的机械终端、接插软线和跳线。本方案全部采用布线到桌面的方式,从楼层分配线间的配线架直接引出线缆到各信息插座。网线使用超五类纯铜网线。电话线使用2*0.4的纯铜线缆。网络、电话线及对应模块、面板和水晶头须使用同一品牌。因本住宅楼提供两个运营商供选择,故每户设计两路可用光缆,均符合ITU-TG.657A2(B6)标准的双芯单模皮光缆。光缆中的加强件可为高强度不锈钢钢丝或磷化钢丝的金属件,而非金属材料选用K-FRP。双口光缆终端盒使用FC接口。
3)垂直主干线子系统的功能是通过建筑物内部的传输电缆或光缆,把各接线间和二级交换间的信号传递到设备间,直至传递到最终接口,再通往外部网络。每栋住宅均设一个弱电竖井,内置金属桥架,在每单元的6层、18层设置综合布线箱,使用FC接口。在每一个楼层分配线间配置非屏蔽大对数UTP铜缆作为语音主干,8芯多模光缆作为数据主干。
4)设备间子系统是安装公用设备的场所,是一个集中化设备区。本项目的设备间设置在地层的物业设备间内,设备间子系统空间要按ANSI/TIA/EIA-569要求优化设计,安装电话交换机、计算机主机、进出线设备、网络主机交换机、综合布线系统的有关硬件和设备。
5)管理子系统的作用是提供与其他子系统连接的手段,使整个综合布线系统及其所连接的设备、器件等构成一个完整的有机体。管理子系统由交连、互连以及I/O组成。本项目按照户型不同设置室内小交换机,100户型使用不小于5口百兆交换机,130和160户型使用不小于6口百兆交换机,交换机采用小型化,安装固定于户内弱电箱内。户内信息点设置在客厅、起居室、卧室及书房等域内。
3 综合布线施工质量管理与控制
在本项目的实施过程中,综合布线的施工过程包括前期的准备和对土建结构、水电、暖通等专业的跟踪、具体实施和材料的管理、及最终的系统测试等环节。通过上述环节的管理与控制,对本项目的综合布线实施全方位的管理与控制,以达到保证综合布线质量要求的目的。
综合布线施工一定要做好前期准备工作,要和土建、水电等相互协调一致。前期工作协调是关键,做好协调工作是实现质量要求的基础前提。首先,对预留线盒和预埋管线进行准确的定位、敷设与固定,并与土建做好沟通与配合。在混凝土的浇筑过程中,安排专人进行全程跟踪,及时纠正移位的管线与线盒,并及时做好通管与穿好通线,将线盒用聚苯材料添堵。另外,制定切实可行,施工方案,本项目综合布线将整个施工过程分为三个步骤:管道安装、线路敷设及配线端接。其工艺流程为:器材检验管路敷设盒箱稳注设备安装线缆敷设线缆终端安装系统调试竣工核验。
本项目综合布线的实施过程中,根据质量要求,制定了相关的保证制度,实施制度化、规范化管理,包括质量负责制度,确定责任区,落实责任到人,并制定好行之有效的质量管理措施;质量检查三检制度;样板制度;质量事故处理制度等。在管道及桥架的施工按照先主管、后支管,先大管、后小管的原则。所有管道安装之前都要把固定支架安装完毕,各种支架一般应在土建粉刷之前安装完。另外,做好施工人员的管理,做好施工前的技术交底以及必要的人员培训,避免由于不熟悉施工程序,作业生疏,思想不重视等原因造成施工质量缺陷,坚决避免非专业人员进行施工操作。还要加强施工方法、施工器具、施工环境的管理与控制。
另外,材料是工程施工的物质条件,材料质量是工程质量的基础。所以加强材料的质量控制,是提高工程质量的重要保证。在施工过程中,现场各类材料应合理堆放、隔离、搬运和保管,要严防变形,受潮及霉变等措施,以确保其适用性和确保原物质质量状况。
最后施工人员应进行现场验证测试,测试过程随着工程进度的需要进行。通过测试及时发现布线过程的操作准确性,使施工人员及时了解自己的安装工艺的准确性,发现问题可马上解决。现场验证测试可参照《建筑与建筑群综合布线系统工程施工验收规范》中的内容、方法及要求进行,如包括芯线的电气长度、插入损耗、近端串扰、传播时延和回波损耗等项目。通过现场验证测试也为验收和交付使用打下良好的基础。
在本项目的综合布线的实施过程中,通过加强上述几个方面的管理与控制,确保了综合布线施工的质量,顺利的完成了质量要求,也取得了较为好的经济效果,赢得了建设方及监理方的认可。
参考文献
[1] 陈曦.高层建筑综合布线系统方案[J]. 科技风,2010 (18):204-205.
[2] 周妙武.浅述加强对综合布线施工过程控制[J]. 建筑规划与设计,2012,6:158.
关键字:微课;翻转课堂;综合布线;教学改革
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1001-7518(2017)02-0076-04
随着信息技术的快速发展,特别是互联网、智能手机的快速普及,为高校课程的改革带来了新的活力。笔者将基于翻转课堂与微课理论,利用微课网络平台,对“综合布线”课程教学过程进行重构,探索出适合高职学生特点的教学模式。
一、翻转课堂及微课的概念
翻转课堂也称颠倒课堂,起源于美国,开始由两位高中化学教师为帮助缺席的学生补课而使用录屏软件录制PPT演示文稿和讲课声音,并将视频上传到网络。后来,这两位老师让学生在家看教学视频,在课堂上完成作业,并为学习中遇到困难的学生进行讲解。这种教学模式受到了学生的广泛欢迎[1]。翻转课堂颠覆了传统的教师课堂讲授、学生课后完成作业的教学模式,通过课前提供相关教学资源让学生自学完成课堂知识传授的任务,而利用课堂时间采用课堂学习活动(项目、活动主题)帮助学生实现知识内化,体现了学生学习的主体性及教师的主导性,开创了全新的教学理念和方式[2]。
微课是针对某一个知识点,制成的一段长度几分钟的教学视频,具有时间短、内容精、教学目标明确且单一等特点。“微课”这一概念在国内最早是由佛山市教育局的胡铁生老师提出的,并应用于中小学的课程改革中,受到了广泛的关注,并取得了瞩目的成绩。2012年开始,教育部教育管理信息中心组织举办全国高校微课教学比赛,并已成功举办了两届,吸引了全国1400多所高校的18000多名一线教师的热情参与,极大地推动了微课在高校课程教学中的应用。在高校微课发展报告(2016年)中,将微课定义为“微小精致的新一代课程之细胞”。它适合微时代的移动学习、泛在学习、自主学习,更适合学生对不同学科知识点的按需选择学习、个性化学习和微型移动学习的需求,既可查漏补缺又能强化巩固知识[3]。
基于翻转课堂的微课教学模式结合翻转课堂与微课教学的特点,在信息技术的基础上,将课堂教学延伸至课外,充分发掘学生的主观能动性,引导学生积极开展自主学习,提高了学习效率与教学效果,为学生专业实践能力的养成提供保障。
二、综合布线课程的情况
“综合布线”课程是江西财经职业学院计算机网络技术专业的职业技能课,目的是培养学生进行网络综合布线工程规划、设计、施工、验收、维护等专业技术能力,培养综合布线行业所需的一线高技能专业人才,作为核心课程特别注重工程实践能力的培养。其教学内容主要包括:网络总体规划设计、综合布线的工程设计、综合布线的施工技术、综合布线系统的测试与验收、综合布线系统运行维护等。由此可见,“综合布线”课程实践性非常强,学生的工程实践能力是综合布线课程的教学核心。
目前在“综合布线”课程的实践教学过程中,主要存在以下问题:
(一)实践教学条件不足
随着信息技术的不断发展,综合布线行业发展日新月异,新技术、新产品不断涌现,使得学校所建设的综合布线实训室难以与技术发展同步更新升级,加之综合布线实训平台与仪器设备本身价值不菲,学校经费有限,往往使得实训设备难以满足实训要求。
(二)实践教学时间有限
“综合布线”课程理论及实践的知识点众多,而课程一般都是只开设一个学期,每周4个课时,要完成教学任务,学时非常紧张。而高职学生学习基础不牢,自学能力较差,而实践教学中的知识点众多,教师随堂指导与监督的过程中无法面面俱到,难以保证所有学生的实践学习质量。
(三)实践设备仿真性有待提高
“综合布线”实训室中的实践设备虽然是根据综合布线工程的环境仿真设计开发的,但始终无法完全模拟出实际工程中的效果。而由于客^原因,学生无法前往工程现场实地参观与操作,这对于初次接触综合布线的学生,往往无法正确了解综合布线工程。
三、理论基础
通过对国内外先进教学理论的分析,结合基于翻转课堂的“综合布线”课程微课教学改革实际,梳理出相关的教学理论。
(一)建构主义学习理论
建构主义认为,学习者的知识是在一定的情境下,借助他人的帮助,如人与人之间的协作、交流、利用必要的信息等等,通过意义的建构而获得的。建构主义学习理论强调以学生为中心,教师作为学生构建知识的促进者、协助者、引导者,学习环境应包含四个因素:学习内容情景、学生的协作、成果的交流和意义的构建。该理论认为“协作学习”和“情景”的构建意义重大[4]。学生在微课学习过程中,教师一方面通过视频展示工程的现实环境与情况并构建仿真的实训环境,为让学生置身于仿真的“工程”之中,激发他们的学习兴趣;另一方面在实训过程中对学生的实训过程加以引导与纠正,协助他们解决遇到的问题,保障实训取得预期的效果。
(二)掌握学习理论
美国著名的心理学家和教育学家布卢姆提出的“掌握学习理论”认为只要给以足够的时间和适当的教学,几乎所有的学习者对几乎所有的内容都可以达到掌握的程度。在基于翻转课堂的微课教学模式中,我们通过微课网络教学平台所准备的微课视频,学生根据各自的学习情况自行决定观看的时间与次数,直至掌握所有教学内容,并完成相应的学习任务。教师通过教学平台掌握学生的学习情况及进度,并能对学生进行指导。
(三)泛在学习理论
泛在学习理论是指任何人可以在任何地方、任何时刻获取所需的任何信息的方式,为学生提供一个可以在任何地方、随时使用手边可以取得的科技工具来进行学习活动的学习。我们以微课为载体开展教学活动,学生可以通过电脑、手机等设备多次、反复观看教学微课视频,从而掌握所学知识。
四、实施过程
(一)基于工作过程系统化的课程设计
根据对综合布线行业一线企业的调研,我们确定了以综合布线项目经理作为培养目标,企业希望学生具备良好的技术能力、团队意识和奉献精神,这些都需要在平常的教学活动中加以培养。根据建构主义理论并结合综合布线工程的组织与施工过程,设置了5个学习情境,并在各学习情境下创设了工作任务,明确了教学目标,如图1所示。
(二)微课视频资源的制作
笔者以水平干线线缆敷设项目为例,进行微课视频的开发与制作工作。
1.制定拍摄脚本。“事预则立,不预则废”,脚本的质量直接关系到拍摄环节的质量与速度,因此要在拍摄视频之前,应根据实训的要求与特点,制定拍摄脚本。脚本中应包含场景序号、视频内容、配音内容、字幕、时长等内容,如表1所示:
脚本的内容应尽量详细,特别是重难点部分应标明,并与拍摄小组商议拍摄的手法,并增加特写镜头。脚本写好后,应与拍摄小组进行沟通,从摄像与制作的角度对脚本提出建设性的修改意见,进一步完善脚本的内容。
2.现场拍摄与录制。首先准备好拍摄的环境,如实训平台、工具、拍摄设备、人员、灯光、采音设备等等;其次,与拍摄小组根据脚本进行交底,确定各场景的拍摄位置、角度需达到的效果等;最后,分场景进行视频的拍摄工作。本项目拍摄的是实训环节,所以就选择在实训室进行拍摄,在拍摄器材的选择上,可以使用家用DV或者带高清摄像功能的手机。因为参与拍摄过程并非专业人员,加之摄像设备的使用不见得熟练,所以最好在正式拍摄之前进行一次彩排。在正式拍摄时,采集的素材应比脚本中的计划时长多一些,以方便后期的加工剪辑。
对于理论知识的讲解部分,可采用录屏软件Camtasia Studio及PPT进行录制,该软件具有强大的屏幕录制功能,简单易上手,能轻松完成PPT课件及同步讲解的录制工作。
3.后期剪辑制作。拍摄好的视频素材需经过剪辑加工,这里使用会声会影作为编辑工具。会声会影是加拿大corel公司制作的一款功能强大的视频编辑软件,具有图像抓取和编修功能,操作简单,适合个人使用。根据脚本的要求,首先按照场景的顺序与时长,对拍摄的视频资料进行编排剪辑,再根据实训要点在相应的时间点添加字幕说明,如果再拍摄时没有进行声音采集的话,还应进行解说文件的录制与添加,最后可增加视频片头或背景音乐对微课视频做进一步的美化与完善。
(三)基于微课的教学实施
在开展教学实施的过程中,将其分为课前、课中、课后三部分,如图2所示:
1.课前。通过网络平台制作好的微课视频,同时制作学习任务单。在课前2-3天将相关微课视频上传至微课学习平台上,每位同学使用自己的账号登录并进行学习,教师可通过学习平台监控学生的学习进度与状态,并通过预习问题测试模块来检验学生的预习效果。在开展微课教学前,教师应准备好包含微教案、微课件、学习任务单、微视频、微反思等教学资料(如图3)。学习任务单包括学习指南、学习任务、相关资源、困惑与建议等内容,其中,学习任务的问题设计是关键。在“水平干线线缆敷设”微课中,笔者设计了两个问题,一是在水平干中线缆敷设的方式,二是各敷设方式中所要注意的技术要点。通过问题导向,引导学生掌握本课的重点知识,并提高学生课前学习的效果。
2.课中。课堂上,改变过去先理论后实践,以老师讲授、演示为主的教学方式,代之以学生提出问题、教师进行答疑解惑。课堂上,学生根据课前微课学习的情况,提出相应的问题,教师对问题进行解答,对操作要领进行讲解与演示,然后组织学生进行分组实训,由于学生已经通过微课视频的学习了解了实训操作的要领,因此教师的主要任务是监督实训操作过程,指正操作要领,必要时对关键操作进行示范演示。
在本微课中,学生主要对两种敷设方式使用的场合、穿线器的使用、为何需进行线缆保护等环节存在疑问。这就需要教师进行讲解,特别是在穿线器的使用规范中,还要进行现场操作,并详细介绍各步骤的操作要领。从穿线器的作用,线缆与穿线器的绑扎,拉线的力度、方向等环节可边演示边讲解,让学生对这些操作要点要直观的了解。在分组实训环节,先让各小组进行讨论,确定采用何种敷设方案。然后先让一部分小组先进行实训,另一部分小组在一旁观看并指出他们错误或不规范的操作,通过学生互评,提高实训的质量。
3.课后。完成课堂教学后,为加强学生对知识点的理解,教师可以通过设置拓展任务,引导学生进一步深入学习。这里结合“综合布线”课程的课程设计――某大楼的综合布线工程设计方案进行拓展,在完成微课学习后,让学生通过学习的内容及教师所提供的参考资料,开展设计方案中水平干线子系统的设计,完成相关的设计文档,使得学生进一步加深对水平干线线缆敷设相关知识的理解。
(四)评价
微课教学的评价采用学生互评、教师评价相结合的方式进行。课前环节,教师通过微课网络平台,查看与回答学生的提问,初步掌握各学生的自学情况;课中环节,学生开展分组实训操作,教师通过实训情况评判各学生的实训质量,同时,组内同学开展互评,对实训情况进行总结;课后环节,教师通过各位同学所提交的设计方案掌握其学习效果。通过基于翻转课堂的微课教学改革与实践,“综合布线”课程的教学质量有了很大的提高,近年来,先后在江西省大学生技能竞赛网络工程赛中获一等奖3项、二等奖4项。
五、实践之后的反思
通过基于翻转课堂的微课教学实施,“综合布线”课程的教学效果得到了很大的提高,学生动手能力、对知识点的掌握均有很大进步,但在实施过程中仍对教师、学生、教学管理提出更高的要求:
(一)对教师的要求更高
在基于翻转课堂的微课教学模式中,教师从传统知识讲授者转变为学生知识与技能内化的引导者。这就对教师的能力提出了更高的要求,不仅要能够熟练掌握所教授的知识点及技能点,还要能及时解决实训中出现的各种情况(包括学生的实训操作规范、实训设备的故障等)。此外,教师还需利用课余时间完成微课教学视频的拍摄于制作,回答学生在课前和课后阶段所提出的问题,这对教师的精力也是很大的考验。
(二)对学生的要求提高
对学生而言,从知识的被动接受者转变为学习过程的主动参与者,学习时间从课堂延伸至课外,这对学习能力与主动性本就不高的高职学生而言是巨大的挑战。这就需要从学生学习兴趣的引导、优良学风的养成等多方面入手,提高学生的自学能力和学习积极性。
(三)对教学管理提出更高的要求
基于翻转课堂的微课教学模式拓展了传统课堂教学的时间与空间,对教学管理也提出了更高的要求。如何对教师课余时间的教学准备及答疑互动进行管理,既是提高教学质量的保证,也是对教师劳动的尊重。
总之,基于翻转课堂的微课教学有利于提高“综合布线”课程的教学质量,但如何保持教学效果形成长效机制需要进一步探讨。
参考文献:
[1]张跃国,张渝江.透视“翻转课堂”[J].中小学信息技术教育,2012(3):9-10.
[2]何文涛,张新明.基于微课程的电子课本内容整合及其教育应用[J].中国电化教育,2013(12):89-95.