網絡綜合布線系統(tǒng)設計及組網原理

1、.信息與電氣工程學院課程設計說明書（ 2011/2012 學年第一學期）課程名稱：網絡綜合布線課程設計題目 ：主教樓綜合布線系統(tǒng)設計及組網實現(xiàn)專業(yè)班級：通信工程 08-01學生姓名： #指導教師：$設計周數(shù)：2周設計成績：2011年 12月 23日精選.前言人們需要網絡，因為人們需要信息；人們離不開網絡，因為人們離不開信息交流。在信息社會中，一個現(xiàn)代化的建筑物內，除了具有電話、傳真、空調、消防、電源、照明線路之外，計算機網絡通信線路更是不可缺少。在數(shù)字化的信息社會中，無論是在辦公室、家里、銀行或是商場， 代表數(shù)字化網絡通信的纜線正像常青藤一樣到處蔓延。為了使延伸的網絡通信纜線不至于造成泛濫而無

2、法控制，廣大從業(yè)人員開始注意到綜合布線的重要性。綜合布線系統(tǒng)GCS (Generic Cabling System)就是信息時代的這樣一個必然產物。它正以其鮮明的特點和優(yōu)勢逐步取代傳統(tǒng)專業(yè)布線，信息技術領域已經越來越多地意識到綜合布線系統(tǒng)的重要性。綜合布線是一種模塊化的、靈活性極高的建筑物內或建筑群之間的信息傳輸通道。 通過它可使話音設備、數(shù)據設備、 交換設備及各種控制設備與信息管理系統(tǒng)連接起來，同時也使這些設備與外部通信網絡相連的綜合布線。它還包括建筑物外部網絡或電信線路的連接點與應用系統(tǒng)設備之間的所有線纜及相關的連接部件。結合本學期對 網絡綜合布線這門課程的學習， 為了能更好的掌握本課程，

3、 現(xiàn)對本學校主教樓進行布線及組網實現(xiàn)，具體的方案如下。一課程設計的目的1.1設計的目的課程設計是工科學生必不可少的一個綜合性實踐環(huán)節(jié)，是課程學習后的一個綜合性實踐環(huán)節(jié)，是對課程理論和課程實驗的綜合和補充。它主要培養(yǎng)學生綜合運用已學過的理論和技能去分析和解決實際問題的能力，對加深課程理論的理解和應用具有重要意義。本課程設計是在學完“網絡綜合布線系統(tǒng)”課程之后綜合利用所學綜合布線知識完成一項綜合布線工程的設計任務，研究確定實施方案并進行部分工程的實施，從而加深對弱電系統(tǒng)與綜合布線的原則、特點、施工組織方法等基本知識的理解，獲得初步的應用經驗，了解解決實際問題的一般過程，培養(yǎng)學生綜合運用基礎理論知識

4、和專業(yè)知識去解決實際工程設計問題的能力。為走出校門從事網絡綜合布線的相關工作打下基礎。1.2設計的主要任務本次課程設計的主要任務是對本學校主教樓綜合布線系統(tǒng)設計及組網實現(xiàn)，根據主教學樓中 1 層至 6 層各房間的具體結構, 依據主教樓的使用要求, 對各子系統(tǒng)進行設計。確定每個房間信息口的數(shù)量、類型和位置，依據設定的信息點的數(shù)目，計算出所用線纜數(shù)量，估算本部分的工程造價，繪制出相關圖紙。利用實驗室的現(xiàn)有設備進行系統(tǒng)的模擬實驗。對課程設精選.計進行總結，撰寫課程設計報告。1.3 設計的技術要求（ 1）設計應符合 EIA/TIA-568 民用建筑線纜標準和 ISO/IEO11801 國際標準 ;（

5、2）整個網絡規(guī)劃應符合實際情況 , 拓撲結構合理、科學、具有先進技術；（ 3）纜線的路由和敷設方式應滿足規(guī)范和實際需要的要求；（ 4）與其他各子系統(tǒng)的連接要合理；（ 5）根據各個房間的功能，分別考慮信息點的富裕量；二課程設計的內容利用課堂上所學習過的網絡綜合布線這門課的理論知識，以及借助圖形化資源管理設計平臺VisualNet軟件為基礎對主教樓綜合布線系統(tǒng)設計及組網實現(xiàn)。2.1 內容要求(1) 根據題目調研，進行系統(tǒng)需求分析；(2) 設計布線路由和施工圖紙；(3) 估算所需材料用量，完成設備連接拓樸圖，圖表按制圖要求繪制，做到清晰整潔，設計方案應嚴格遵守綜合布線的相關規(guī)范；(4) 確定設備間和

6、管理間的位置；(5) 以開放式為基準，盡量與大多數(shù)廠家產品和設備兼容。（ 6）課程設計報告書寫規(guī)范、文字通順、圖表清楚、數(shù)據完整、結論明確。2.2 工程概括主教學樓1 層至 6 層主要為學校領導和各學院的辦公室，還有考研教室和課設臨時教室。根據建筑物布局結構以及干線子系統(tǒng)設計方案，樓層配線間選在既靠近建筑樓入口又接近外墻的位置， 這樣方便于設備間相關大型設備的搬入，也有利于建筑物干線與外網的連接。根據老師給的主教樓的建筑平面圖可知每層的信息點分布如下：一層二層三 五層六層信息點數(shù)41個46個43*3 個87個三課程設計的步驟3.1 設計流程以下框圖是系統(tǒng)設計流程圖，通過該圖可以清晰明了的把主教

7、學樓綜合布線系統(tǒng)的設計思路展現(xiàn)給我們，便于我們理解該管理系統(tǒng)。精選.分析課程設計任務書收集系統(tǒng)設計過程中的相關資料構思系統(tǒng)設計的大概流程系統(tǒng)設計方案論證，確定系統(tǒng)的最佳設計方案使用 VisualNet 軟件來構建系統(tǒng)對系統(tǒng)的功能進行測試，并使其功能完善對系統(tǒng)進行測試驗收攥寫課程設計報告書圖一系統(tǒng)設計流程框圖3.2 系統(tǒng)設計方案鑒于主教樓的辦公用途，并考慮一定時間內網絡通訊需求的增長，在擴展性和靈活性方面要具備良好的適應性，滿足可能的場地搬遷，數(shù)據和語音點擁有適當?shù)娜哂喽?，最終確定方案如下：結構化綜合布線系統(tǒng)采用星型網絡拓撲結構。1 樓為主機房（MDF）， 5 樓設有1精選.個配線間（ IDF

8、）。 1、 2、 3 樓水平布線至1 樓的主機房；4、 5、 6、樓水平布線至5 樓的配線間，主機房和配線間均設在靠近大樓弱電井的房間內。根據每層信息點的個數(shù)可知第一層至第五層分別需要一個48 口的交換機第六層需兩個48 口的交換機，網絡拓撲結構圖如下：BDFDFDFDFDFDFDTOTOTOTOTOTOTO圖二：網絡拓撲結構圖整個綜合布線系統(tǒng)分為5 個子系統(tǒng)， 即工作區(qū)子系統(tǒng)、水平布線子系統(tǒng)、配線間管理子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設備間子系統(tǒng)。由于是單一建筑，沒有建筑群子系統(tǒng)。該方案全部采用大唐電信6 類非屏蔽綜合布線產品。該類產品支持各種高速率應用：ATM622Mbps、 2.4Gb、 10G

9、baseTX以太網。通過泰爾、UL、RoHS等相關認證。系統(tǒng)拓撲結構圖如下：圖三：系統(tǒng)拓撲結構圖3.2.1工作區(qū)子系統(tǒng)工作區(qū)子系統(tǒng)由信息插座和跳線組成。信息插座采用大唐電信單孔或雙孔平面型插座，接口帶有滑門，防止灰塵進入，上方配有明顯的、永久性標識，以區(qū)分數(shù)據和語音，防止接口的混淆， 便于系統(tǒng)的管理。插座采用墻插方式，安裝在離地300mm位置。 信息模塊采用大精選.唐電信 6 類 RJ45 非屏蔽免打線模塊，安裝方便，卡線方式統(tǒng)一采用TIA 568B 標準。跳線使用大唐電信6 類非屏蔽跳線。雙孔面板六類非屏蔽模塊六類非屏蔽跳線圖四：各模塊設備3.2.2水平布線子系統(tǒng)水平布線子系統(tǒng)由從各配線間到

10、對應的用戶工作區(qū)的線纜組成，可采用銅纜和光纜。這里采用大唐電信 4 對 6 類非屏蔽雙絞線， 傳輸頻率達到或高于 250MHz，支持 1000BASE-T，ATM622Mbps及更高傳輸速率的數(shù)據網絡的應用。水平電纜從配線間沿電纜橋架分別引向工作區(qū)各信息點，水平布線距離不超過90m，加上兩端的跳線總長度不超過100m。橋架轉彎均有45°過渡段。在電纜布放到位后，線纜的兩端均貼上標簽，標明電纜對應的起源和目的地。各條電纜在用戶工作區(qū)一端預留20cm 左右長度，便于做模塊；配線間一端預留2m左右的長度，便于安裝跳線盤。圖五：大唐電信6 類 4 對非屏蔽雙絞線水平布線宜采用星型拓撲結構。這

11、種拓撲結構是以FD 為主節(jié)點，各種通信引出端（信息插座）為從節(jié)點，F(xiàn)D 與 TO之間采用獨立的線路相互連接，形成以FD 為中心向外輻射的星型線路網狀態(tài)。 其優(yōu)點是線路長度較短，有利于保證傳輸質量和降低工程造價及便于維護使用并很好解決了它對應用的開放性。樓層各房間平面布線圖如下：精選.圖六：三五樓各房間的平面布線圖3.2.3配線間管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)由線纜連接硬件和線纜管理硬件組成， 充分體現(xiàn)綜合布線的靈活性、 開放性和擴展性。每個配線間由 19工業(yè)標準機柜、 24 口 6 類非屏蔽 RJ45 配線架、 110 型語音配線架和 24 口光纖配線架組成。各設備采用模塊化結構，配置數(shù)量由所管理的信息

12、點的數(shù)量來確定。對于所有信息點， 均采用跳線管理。 任何信息點的變更均可通過跳線變更輕松完成。圖七： 24 口 6 類非屏蔽RJ45 配線架配線子系統(tǒng)應用由工作區(qū)的信息插座，信息插座之樓層配線設備FD 的水平電纜樓層配線設備 FD，設備纜線和跳線等組成，CP點任選的功能，如圖下圖，配線子系統(tǒng)在工程設計中內容最多，也較為復雜，因為它具有永久特性，所以做的原則考慮發(fā)展和冗余。FDCP最長 90米設備纜線水平電纜信息插座跳線圖八：水平結構圖3.2.4垂直干線子系統(tǒng)精選.干線子系統(tǒng)指提供建筑物的主干電纜的路由，是實現(xiàn)主配線架與中間配線架，計算機、PBX、控制中心與各管理子系統(tǒng)間的連接。干線傳輸電纜的設

13、計必須既滿足當前的需要, 又適應今后的發(fā)展。 干線子系統(tǒng)布線走向應選擇干線線纜最短、最安全和最經濟的路由。干線子系統(tǒng)在系統(tǒng)設計施工時，應預留一定的線纜做冗余信道，這一點對于綜合布線系統(tǒng)的可擴展性和可靠性來說是十分重要的，這里我們也采用6 類非屏蔽雙絞線3.2.5設備間子系統(tǒng)設備間子系統(tǒng)由布線系統(tǒng)的建筑物進線設備，電話、 數(shù)據、計算機等各種主機設備及其保安配線設備等組成。 在本方案設計中， 大樓內結構化布線的設備間子系統(tǒng)設在1 樓主機房。設備間子系統(tǒng)采用19工業(yè)標準機柜，用于安裝配線架、理線架及Hub、 Switch 等網絡設備。設備間內的設備種類繁多，而且線纜布設復雜。為了管理好各種設備及線纜

14、，設備間內的設備按內網、 外網、 語音分類分區(qū)安裝， 設備間內所有進出線裝置或設備采用不同色標，以區(qū)別各類用途的配線區(qū)，方便線路的維護和管理。四課程設計所需材料的計算4.1 纜線的計算水平布線子系統(tǒng)線纜長度的確定應根據布線的具體方法和走向，先確定距離交換間最遠和最近的信息插座的連接電纜走線距離，然后計算平均電纜長度和電纜平均走線長度，從而算出每個樓層用線量。具體計算公式如下：每個樓層用線量C 可按下式計算：C=0.55*(F+N)+6*n (m)式中： F為最遠信息插座離交換間的距離N為最近信息插座離交換間的距離n為每樓層信息插座數(shù)量計算第 1 層線纜長度：根據CAD圖可知第1 層最近信息點距

15、離樓層配線架4m,即 N=4m,最遠信息點距離樓層配線架62m,即 F=62, 而 n=41，則 C=0.55* （ 4+62）+6*41=1734.3 （ m）計算 2 層線纜長度：根據CAD圖可知第 2 層最近信息點距離樓層配線架4m,即 N=4m,最遠信息點距離樓層配線架62m,即 F=62, 而 n=46，則 C=0.55* （ 4+62） +6*46=1945.8（ m）計算 3 5 層線纜長度：根據CAD圖可知第3 層最近信息點距離樓層配線架7.2m, 即N=7.2m, 最遠信息點距離樓層配線架61.2m, 即 F=61.2, 而 n=43，則 C=0.55* （ 7.2+61.2

16、 ）+6*43=1875.7（ m）計算 6 層線纜長度：根據 CAD圖可知第 6 層最近信息點距離樓層配線架3.6m, 即 N=3.6m,最 遠信 息 點 距 離 樓 層 配 線 架65.6m, 即F=65.6, 而n=87 ， 則C=0.55* （ 3.6+65.6 ）精選.+6*87=3833.2（ m）由此可以算出總的線纜長度為：13140.4m 電纜訂購數(shù) , 按 4 對雙絞電纜包裝標準1 箱線長=305m，電纜訂購數(shù) =W/305 箱（按整數(shù)計） 。所需電纜 =13140.4/305=43.08箱，考慮到電纜線的切割損耗這里我們需訂購45 箱確保工程能夠順利的進行。4.2 各模塊的

17、計算信息模塊的需求量：m=n+n×3其中： m：信息模塊的總需求量。n ：信息點的總量。n × 3：為富余量。RJ45 插頭數(shù)量一般用下述方式計算：m=n× 4 +n × 4× 15m： RJ45 的總需求量。n：信息點的總量。n× 4× 15：留有的富余量。由此我們可以算出：信息模塊的需求量：m=303+303*3%=313個RJ45 插頭數(shù)量： m=303*4+303*4*15%=1394 個線槽的橫截面積=線纜截面積之和的3 倍管道的橫截面積=線纜截面積之和的4.5 倍地面線槽每4 8m設置一個分線盒或出線盒，敷設線纜

18、時拉線容易。地板下的布線方式主要有地面線槽布線法、蜂窩狀地板布線法、高架地板布線法，直接埋管法。由上面兩個公式可計算出線槽和管道的橫截面積4.3 設備間的面積通信網絡設備已經確定。當通信網絡設備已選型時，可按下式計算：A=KSi式中， A：設備間的使用面積，單位為；Si ：與綜合布線系統(tǒng)有關的并在設備間平面布置圖中占有位置的設備投影面積；K 為系數(shù)，取值為 5 7。通信網絡設備尚未定型。當設備尚未選型時，可按下式計算：A=KN精選.式中， A 為設備間的使用面積，單位為；N 為設備間中的所有設備臺 ( 架 ) 總數(shù)；K 為系數(shù)，取值 4.5 5.5 / 臺 (架) 。設備間的樓板載荷一般分為兩

19、級： A 級：樓板載荷 5kN/ ； B 級：樓板載荷3kN/ 。4.4 所需材料清單材料名稱材料數(shù)量材料名稱材料數(shù)量思科 2948 核心交1 臺2 個換機光纖盒思科 2948 從交換6 臺19工業(yè)標準機柜2 個機RJ-45 水晶頭1394 個RJ45 配線架2 個6 類非屏蔽雙絞線45 箱光纖配線架1 個VisualNet 軟件1 套CAD軟件1 套建筑物平面圖1 套雙孔平面型插座726 個五、 VisualNet軟件介紹VisualNet軟件采用了目前較為流行的圖形化資源管理設計平臺為基礎，使用它來搭建一套圖形化的機房設備與線路資源管理系統(tǒng)。由于設備線路管理的復雜性在機房管理中普遍存在，因

20、此VisualNet這款軟件的價值也日益變得高漲。5.1 、使用 VisualNet軟件的設計過程5.1.1做好規(guī)劃首先， 要確定好管理的區(qū)域與范圍，譬如：需要管理的機房分布在哪些區(qū)域、有哪些基站，每個機房在哪個層樓，在哪個房間，有多少機柜，每個機柜有多少設備，等等。其次，要確定管理哪些設備對象。常見的管理對象有：交換機、路由器、光端機、ODF、DDF配線架、服務器、PC機、 UPS、KVM、光纖跳線、電纜等等。根據需要，您還可以把電源精選.柜、蓄電池、空調、監(jiān)控器等一起規(guī)劃到機房中進行集中管理。5.1.2制作模板VisualNet的一個重要特征是：系統(tǒng)把設備、線路當作對象來處理，每類對象既具

21、有共性，又具有各自的屬性特征。并且都采用模塊化的拖拉式設計方式。因此，在我們做好系統(tǒng)規(guī)劃以后，接下來的一項重要工作就是定義自己的模板庫。5.1.3進行圖紙設計模板庫制作完成后，接下來就是制圖了。設計的時候，我們只需按由總到分，由粗到細的方式一步步進行細化設計，把實際的設備連接圖畫出來就可以了。先把區(qū)域地圖、樓層平面圖、機房、機柜、設備、配線架、端口等，從模板庫中拖到設計頁面上，并且排放固定好它們的位置，調整好它們的大小。在這些 “設備” 都定位以后，接下來就是把設備的端口之間的連接線畫好，這些連接線代表了我們日常在機房中看到的“光纜”、“電纜”。所以需要認真核對好機房的實際線路后進行連接。5.

22、1.4初始化數(shù)據系統(tǒng)采用兩種方式輸入數(shù)據：一種是點擊相應的設備節(jié)點或連接線，然后在屬性窗體的相應字段中依次輸入數(shù)據即可。另外一種是先對本頁設備、線纜進行統(tǒng)計，產生一個EXCEL報表，然后結合“細節(jié)預覽器”的定位，給當前行的數(shù)據進行數(shù)據錄入。前一種方式適合單個對象數(shù)據的錄入，后一種方式適合大數(shù)據量的集中錄入，可以把它們結合起來使用，以提高工作效率，防止數(shù)據錄入錯誤。5.2 、 VisualNet軟件的特點5.2.1屬性查詢查詢設備參數(shù)或數(shù)據信息是我們常用的功能之一。系統(tǒng)提供了 “即點即顯” 功能，每個圖形都是“活的” ，點擊其中的任意一個設備或線纜，其所有的相關屬性全都顯示了出來。譬如點擊交換機

23、，我們能看到交換機的各種屬性和配置參數(shù)；點擊服務器， 我們就能看到服務器的相關信息；點擊光纜，就能看到光纜的各種技術參數(shù)，十分便于我們的資料查詢。5.2.2鏈路分析在維護工作中， 我們有時要插拔一些線纜或者從配線架上重新跳接一下光纖，那么在插拔之前我們很需要了解這個端口的終端設備是什么、起始端設備是什么、會影響到其它哪些設備。 VisualNet 系統(tǒng)提供的“路由分析” 、“端鏈路分析” 、“連接關系”功能，很容易地幫我們找到整條鏈路上所有的設備、線路、中間跳接點及其各自的信息。精選.雙擊鏈路中的任意一根線或節(jié)點對象， 系統(tǒng)會自動切換到設備的實際頁面， 并閃爍指示其位置，十分便于我們查找分析。

24、5.2.3資產統(tǒng)計在任意一個層面上，點擊“數(shù)據統(tǒng)計”按鈕，您都能很快地統(tǒng)計出當前頁面或其子頁上所有類型的設備數(shù)量和參數(shù)報表。 在不同的頁面層次上， 可以對不同區(qū)域、 樓層、部門、機柜等進行統(tǒng)計。5.2.4設備查詢由于 VisualNet平臺很好地把數(shù)據集成到了圖形中，因此設計圖中的每個圖形對象都能很容易地被搜索到。如果我們的光纜故障告警系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)距離機房2000 米處的光纜斷了，那么您可以在查詢窗體中，為“桿路“或”路標石“模板的“距機房距離”字段，輸入相應的數(shù)據后和條件后，相關的桿路或路標石都能被找到。在得到查詢結果后，雙擊這行數(shù)據，系統(tǒng)就能打開該設備所處的頁面，同時閃爍定位其具體位置，十分便

25、于我們搶修維護。5.2.5與網管軟件的捆綁管理常用的網管軟件一般都隨設備廠家一起提供，能通過 Web登陸的方式來監(jiān)控管理設備的狀態(tài)。在VisualNet中，我們可以充分利用雙擊事件功能，把該設備的Web監(jiān)控地址作為屬性保存下來。當需要了解設備狀態(tài)的時候，雙擊該設備或屬性字段，就能直接打開該監(jiān)控頁面進行管理了。VisualNet提供的雙擊事件功能，很好地把設備的物理信息和邏輯信息的管理集成到了一起，便于設備的及時監(jiān)控與維護。5.3 、 VisualNet的主要功能模塊5.3.1圖形化拖放式設計系統(tǒng)提供了全球1200 多家近 10 萬個專業(yè)設備模板庫，通過便捷的模塊拖拉操作，就能快速搭建出專業(yè)的系

26、統(tǒng)。當圖庫模板更新時，所有設計的圖紙中設備線路也自動更新，無需人工干預。5.3.2層次化的項目管理方式實現(xiàn)從廣域網到局域網的管理：區(qū)域建筑樓層房間機柜機架設備模板端口元器件5.3.3圖形與數(shù)據的無縫集成精選.圖形外觀、屬性字段都可自定義，能夠任意增加、修改或刪除對象的屬性信息、相互之間關系和業(yè)務數(shù)據，使圖形具備智能性，同時也讓系統(tǒng)具備了強大的擴展性。5.3.4便捷的批量數(shù)據錄入功能系統(tǒng)提供“字段默認值”、“列表值選擇”、“批量屬性值復制與粘貼”、“批量命名”、“導入外部數(shù)據源”等眾多方式，來解決系統(tǒng)大批量數(shù)據輸入的難題，是其它系統(tǒng)沒法實現(xiàn)的一個強悍功能。5.3.5數(shù)據的同步更新無論您在設計圖狀

27、態(tài)輸入數(shù)據還是在表格方式下修改數(shù)據，所有頁面上相關對象的數(shù)據更新都是同步發(fā)生、一次完成，無需您到各個頁面修改。當圖庫更新時，每個頁面上該類型的設備圖也會自動更新，無需手工去修改原來的設計圖。5.3.6強大的搜索定位功能用戶可以自己配置各種屬性字段進行搜索查詢，無其它常規(guī)資源管理系統(tǒng)開發(fā)時把數(shù)據字段“寫死”在程序中的”硬傷“！您還可直接雙擊查詢結果，直接打開該對象所處的圖層并閃爍指示其位置。5.3.7豐富的雙擊事件功能節(jié)點、線纜或屬性字段都可具備雙擊事件功能， 可幫助您創(chuàng)建子頁面、 訪問細節(jié)頁面、打開相關電子文檔、訪問網站、下載驅動、運行第三方監(jiān)控檢測程序、執(zhí)行系統(tǒng)命令等，把更多的資源集成到一個人機界面去執(zhí)行。5.3.8智能化的路由分析能跟蹤任意設備間的連接關系，幫助您透徹了解設備鏈路。論您在哪個頁面上，點擊任意一根線纜或設備終端，即能把整條鏈路