东莞市有线电视前端机房的规划设计与建设方案_有线电视设计方案
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东莞市有线电视前端机房的规划设计与建设方案
李先翼
何阳华
一、前言
随着广电技术的飞速发展，不仅设备更新换代的周期越来越短，新技术也层出不穷――HFC双向网、Cable modem、数字电视等等。各台的实际情况虽千差万别，但有一点是一样的，就是机房中不断地增添新设备，尤其是数字设备。机架增了一组又一组，光缆电缆添了一梱又一梱，新设备源源不断地投入使用。
我公司于1997年在新办公大楼设立了有线电视前端机房，面积有120m，担负着电视网络信号的处理任务和向市各镇区有线电视网络、电视台提供信号的功能。原只是向用户提供模拟电视节目，但在短短几年时间中，由于增加有线电视频道、HFC双向改造、省联网、开展多种增值业务，现机房中除原有的模拟电视处理设备外，增添了一批数据信号处理设备、光信号处理设备、数字电视信号处理设备、调频广播信号处理设备、监控设备、供电设备等，机房内不但有公司本身的设备，还有省网络公司、其它单位暂放的设备。设备种类多，机型杂，数量大。原机房由于场地有限，再加上多年来设备的不断增加和替换，机房内设备摆放布局无序，线路布置混乱，信号流程不清。给查找故障和维护带来很大不便，并且原机房是按照传输模拟电视的传统方式设计的，已远远不能满足现在数据业务和数字电视设备对供电、温度、湿度、防尘、防静电的要求。
为此我们对前端机房进行了重新规划设计与建设，在改造中，由于广电行业无相应的标准和规范，故我们参照了中华人民共和国国家标准之《电子计算机机房设计规范》，现将我们在此次机房规划过程中的一些做法作一介绍，与同行们进行交流。
二、机房扩容改造的原则
1、人机分离原则：从安全播出考虑，机房要求24小时全天均有人员值班，而机房内设备对环境温度要求在22℃±1℃，这样的低温是不适易工作人员长时间停留的，本着以人为本的理念，应将机器和工作人员进行隔离；并且通过人机分离后，减少了机房内人员的走动，对减少机房内静电量也非常有利的。
2、功能分区原则：由于前端机房需处理的信号除模拟电视信号外，还有数据信号、数字电视信号、光信号等，为了便于管理和维护，将设备按其功能不同分区摆置。
3、预留空间原则：充分考虑业务发展需要，在各功能区应留有一定空间，便于设备增加时摆放。
4、设备固定原则：各功能区改造后，设备要相对固定，做到更换设备时，换机不换线，增加设备时，加机不加线（在预留机位处预先布好线）。
5、强弱分离原则：机房内的供电线和信号线分槽布线。
6、分步实施原则：这次机房技改扩容是在原机房的基础上进行的，既要做好技改扩
2容工作，又不能对信号处理和传输造成太大的影响。在搬迁机房时必须周密计划，合理安排，采取分步实施的办法，改好一区，搬迁一区。
重新设计规划后机房平面图如下图1 1.139.12.4电梯展示厅电池柜UPS控5.50制配电房柜22.4播控室电源柜4.20.80.44.050.44.050.44.050.44.22.150.64.946.01.51.2控制台光设控制台0.50.72备光设备模拟设备模拟设备数字设备数字设备主机房数字设备数据设备数据4.8数据设备5.4房0.540.5设备1.80.93.573.550.91.200.91.500.91.200.91.500.91.200.91.500.91.200.91.500.91.200.820.425.403.658.641.7说明：
1、展示室面积为：32.9平方米；
2、播控室面积为：56.2平方米
3、机房面积为： 183平方米
4、配电房面积为：16平方米
5、仪器房面积为：5.7平方米图例：机柜阵列图1： 机房整体布局图
三、机房装饰：
1、净空
机房不仅仅是为了放几台机器设备，而是要考虑到为值班和维护人员创造一个心情愉快、健康、有安全感和工作效率高的舒适环境。机房内净空高度不够，会给人一种压迫感，为减少这种不、舒适感，我们将天花安装平面高度定为450 mm，装修完成后地板面到天花净空高度2400 mm。
2、天花吊顶
机房采用铝合金天花吊顶，厂暗骨吊顶，该天花机械强度高，不受潮，不变形，不起尘，容易清洁，色调柔和、不产生弦光，在安装天花之前，将原楼底清理干净，最好再刷环氧聚氨脂（防尘漆）二遍。
3、地板
由于我们规划的机房内布线是地下布线方式，因此必须提高机房和播控室地板表面高度。此时，楼板的负荷载重量是设计中的重点。按照要求，楼板的荷载量要小于500kg/㎡。因此，为了降低楼板的荷载量，主机房及播控室地板垫高物采用材质较轻的珍珠岩砖铺底，上面再铺抛光砖，在主机房内敷设进口防静电胶，将整个机房地面加高控制在150mm以内。
1.4等离子显示墙走 火 通 道2.660.50.5ABCDEFGHIJ仪器经此处理后，机房内楼板的载重量可达到小于500kg/㎡ 的要求。
4、墙身装饰
大部分隔墙采用铝塑板贴面，该材料具有隔尘和防静电功能。主机房与播控室，主机房、播控室与走火通道之间为不锈钢落地玻璃隔断，玻璃间缝隙及玻璃与框之间间隙进行打胶密封处理。
四、配电
1、电源分类： 本机房供电是由本大楼总配电房供给，根据机房用电情况可分设备、空调、照明等负荷用电。对应不同用途，均分别从大楼总配电房拉专线进入机房配电柜，同时考虑不同的用电设备延用不同的负荷等级。其中设备用电 为一级负荷，通过UPS向其供电、照明及动力为二级负荷，通过大楼总配电系统的三路供电给予保证。
2、设备供电：本机房设备预计总用电量为 50KW（考虑日后冗余，现有设备用电量约20KW）。暂配备三组10KW UPS电源分别对模拟设备、数字电视设备、数据通讯设备进行供电。在主机房内另设四个分配电柜，按区域将每个机柜配电槽拉专线至分配电柜分别供电，这有利于将来电源扩容和对设备的维护。机房总配电柜配电情况见图2
N A,B,C3*BH-30 200/5vNS250N 3P 200A N A,B,C3*BH-30 100/5vNS100N 3P 80A N A,B,C3*BH-30 30/5v6SN 30A（专用电）（空调用电）N,AN,N,N,AN,N,N,AN,N,N,AN,N,A（照明用电）N,NC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63ANC100H2P/63AC653P/10AC653P/10A C651P/16AC651P/16A UPS1UPS1UPS1UPS1UPS1UPS1备用备用备用空调共14路照明共8路
图2：配电柜配电图
五、布线
1、布线槽设计：广电行业中对机房内布线没有相应的操作规程和统一的标准，各地同行多采用机柜上方和机柜间相互穿越布线方式。这种方式虽然布线方便，但存在如下缺点：其一，考虑到机房内空间的使用，纵向布线槽安排较少，使得部分信号线平行走线距离较长，极易造成信号的窜扰(其中射频尤为严重)；其二，机架间穿越的线缆过多时，不利于机架内
设备的通风散热；其三，影响机房内的整洁美观。我们这次改造是将走线槽设计为地板下走线方式，即在每排机柜底设600mm×150mm线槽，在每排机柜相对应的每个机柜间用两条3吋PVC管相连(线槽分布图见图3)，这样在地板下形成一纵横交错的布线网。
2、信号线的排布和挷扎是否合理不仅关系到机房是否整齐美观，而且对信号的传输1.139.12.4电柜展示厅配电房5.50池22.4播控室电源柜4.20.44.050.44.050.44.050.44.22.150.60.8主0.72房4.85.4机房0.90.91.200.91.500.91.200.91.500.91.200.91.500.91.200.91.500.91.20说明：
1、展示室面积为：32.9平方米；
2、播控室面积为：56.2平方米
3、机房面积为： 183平方米
4、配电房面积为：16平方米
5、仪器房面积为：5.7平方米1.7走 火 通 道图例：线槽沟管图3： 机房线槽布局图质量也尤为的关键。本机房由于在地板下建立了四通八达的管线网，因此在布线方面可以灵活布线，尽量减少同类信号线的平行排布和缩短信号线的长度，大大提高了机房输出信号的质量。
六、空调
由于我市冬季的最低温度在8℃以上，而机房基本处于封闭环境，机房内的温度在冬季也能保持在22℃以上，故在考虑机房温度调节方面仅考虑为机房降温即可。
目前，大型机房大都采用机柜底部强制送风方式。采用这种方式不仅要求机房内要有足够的空间和地下通风管道，还要求有良好的抽风换气系统，并且对能源的利用率也不是最高。针对这种情况我们利用了冷空气自然下降的原理，仍采用上方送冷风的传统方法，在机房内每隔3m左右安装1台共5台5匹吸顶空调器就很好地保证了机房设备对环境温度的要求。
对于抽风换气系统，我们考虑到不同时期，对机房内换气量的要求也不同。我们将低噪声抽风柜，通过一变频调速器对其抽风量进行控制，这样即能保证机房内换气量的要求，又能充分发挥空调的制冷效果。
1.42.66仪器
七、安全措施
1、门禁防护：采用二级门禁系统，主机房出口设置可自由开启且能自动关闭的玻璃门，播控室通向走廊的门采用电子门禁，配有自动识别身份的出入控制装置，只供内部人员通行，其他人员要进入机房必须有内部工作人员同行并经验卡才可进入机房。上述两道门均能满足在任何情况下都能从机房内打开的要求。
2、设备接地：采用TT接地方式，即系统中性线N与保护地线PE无共点电气连接，也就是说，中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡不平衡，在中性线带电情况下，PE线都不会带电，较好地保证了人机安全（连线图如图4）。具体做法是：在敷设地板前，根据线槽走向和机柜摆放位置的规划，将0.2mm×150mm铜箔敷在其下方，相互间用锡焊和点焊方式将其牢固相连组成接地网，再将该网用专线与本大楼接地网相连，使其接地电阻确保小于1欧姆。同时在每个机柜处用胶包多股铜线引出接地跳线，以备机柜安装后与机柜内接地铜巴相连。
图4：TT系统
八、须注意的几个问题：
1、接头及线材问题：在机房工作过的同事都知道，一个有线电视机房内的接头少则几百个，多则几千个，这些看似不起眼的小小接头，在机房中影响信号正常播出的绝大多数原因，都是接头接触不良和线材选用不当引起的。在此次机房改造中我们吸取了以往的教训，严格把好接头工艺关和线材质量关。接头和线材均选用日本CANARE系列产品，并购置了专用做头工具，对每个接头做到精工细做，确保接头质量。对于机房内使用量较多的分配器，也选用日本DX系列的进口产品。
2、接地问题：我们在考虑接地问题时，往往只考虑了本机房内设备的接地，而忽略了不同机房间设备的接地。做到同一机房内的设备在同一根公共地线上，保持地线间的电位为0。但不同的机房之间，由于建设时间有先有后，设计、安装和使用的部门也可能不同，其地线和供电线路都各自单独铺设，使得不同机房的地线、供电线之间的电位、相位都不同。差别大时，两个机房间地线的瞬间电位差达到上百伏，这对那些精密设备来说，是一种十分严重的潜在威胁，有时甚至会造成灾难性的损害。鉴于此，我们在将其它机房的信号接入时，一定要将我们机房的地线与他们机房的地线同时连接好，以防不侧。
3、防静电问题：许多年以来，广电技术人员所维护和保养的大部分是模拟电子设备，使用的仪器也是万用表、示波器、矢量仪、场强仪、频谱仪等，面对的是一些“看得见，摸得着”的元器件和电信号，元器件“大”而“结实”，抗静电能力强。故而在我们广电业的许多技术人员对防静电还没有引起跔的重视。现在越来越多的数字设备进入机房，这种疏忽极可能造成重大的仍为事故。所以我们在新建和改造机房时一定要注意防静电问题，在平时维修设备时，养成在手腕上戴防静电套的良好习惯。
4、防腐问题：这是一个随着UPS大量使用而带来的新问题，UPS中的铅酸电池组在充放电时，会释放出少量的酸雾，对元器件和电路板会产生不同程度的腐蚀。因此有条件的话最好把电池组单独一间放置。
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