行業(yè)應(yīng)用

綜合布線之校園應(yīng)用

2017-10-30

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與綜合布線系統(tǒng)息息相關(guān)。計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為人們?nèi)找嬖鲩L的一種需求;而結(jié)構(gòu)化布線是網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的基礎(chǔ),是現(xiàn)今和未來計算機網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)的有力支撐環(huán)境。所以在設(shè)計綜合布線系統(tǒng)的同時必須充分考慮所使用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新趨勢,避免硬件資源的冗余和浪費,以便充分發(fā)揮綜合布線的優(yōu)點。

1、結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)的組成及設(shè)計

綜合布線系統(tǒng)(PDS,Premises Distribution System)是一套開放式的布線系統(tǒng),可以支持幾乎所有的數(shù)據(jù)、話音設(shè)備及各種通信協(xié)議,同時,由于PDS充分考慮了通信技術(shù)的發(fā)展,設(shè)計時有足夠的技術(shù)儲備,能充分滿足用戶長期的需求,應(yīng)用范圍十分廣泛。而且結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)具有高度的靈活性,各種設(shè)備位置的改變,局域網(wǎng)的變化,不需重新布線,只要在配線間作適當(dāng)布線調(diào)整即可滿足需求。結(jié)構(gòu)化綜合布線一般劃分為六個子系統(tǒng)。

1-1、工作區(qū)子系統(tǒng)(Work Area)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

工作區(qū)子系統(tǒng)由終端設(shè)備連接到信息插座的連線,以及信息插座所組成。信息點由標(biāo)準(zhǔn)RJ45插座構(gòu)成。信息點數(shù)量應(yīng)根據(jù)工作區(qū)的實際功能及需求確定,并預(yù)留適當(dāng)數(shù)量的冗余。例如:對于一個辦公區(qū)內(nèi)的每個辦公點可配置23個信息點,此外應(yīng)為此辦公區(qū)配置35個專用信息點用于工作組服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、傳真機、視頻會議等等。若此辦公區(qū)為商務(wù)應(yīng)用則信息點的帶寬為100M可滿足要求;若此辦公區(qū)為技術(shù)開發(fā)應(yīng)用則每個信息點應(yīng)為交換式100M甚至是光纖信息點。

工作區(qū)的終端設(shè)備(如:電話機、傳真機)可用普魯斯特公司FutureCom超五類或六類雙絞線直接與工作區(qū)內(nèi)的每一個信息插座相連接,或用適配器(如ISDN終端設(shè)備)、平衡/非平衡轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換連接到信息插座上。

1-2、水平子系統(tǒng)(Horizontal)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
水平子系統(tǒng)主要是實現(xiàn)信息插座和管理子系統(tǒng),即中間配線架(IDF)間的連接。水平子系統(tǒng)指定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形拓?fù)洹K礁删€的設(shè)計包括水平子系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)與部件集成。選擇水平子系統(tǒng)的線纜,要根據(jù)建筑物內(nèi)具體信息點的類型、容量、帶寬和傳輸速率來確定。在水平子系統(tǒng)中推薦采用的雙絞電纜及光纖型號為普魯斯特公司超五類或六類非屏蔽雙絞線,室內(nèi)單?;蚨嗄9饫w。

雙絞線水平布線鏈路中,水平電纜的最大長度為90m。若使用100ΩUTP雙絞線作為水平子系統(tǒng)的線纜,可根據(jù)信息點類型的不同采用不同類型的電纜,例如對于語音信息點和數(shù)據(jù)信息點可采用超五類或六類雙絞線,甚至使用光纜;對于電磁干擾嚴(yán)重的場合應(yīng)盡量采用普魯斯特公司六類屏蔽雙絞線。但是從系統(tǒng)的兼容性和信息點的靈活互換性角度出發(fā),建議水平子系統(tǒng)采用同一種布線材料。

1-3、管理子系統(tǒng)(Administration)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
管理子系統(tǒng)由交連、互連和輸入/輸出組成,實現(xiàn)配線管理,為連接其它子系統(tǒng)提供手段。包括配線架、跳線設(shè)備及光配線架等組成設(shè)備。設(shè)計管理子系統(tǒng)時,必需了解線路的基本設(shè)計原理,合理配置各子系統(tǒng)的部件。普魯斯特公司的綜合布線解決方案擁有搭配科學(xué)、管理簡便的成套產(chǎn)品用于管理子系統(tǒng)。

1-4、干線子系統(tǒng)(Backbone)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
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(shè)計必須既滿足當(dāng)前的需要,又適應(yīng)今后的發(fā)展。干線子系統(tǒng)布線走向應(yīng)選擇干線線纜最短、最安全和最經(jīng)濟的路由。干線子系統(tǒng)在系統(tǒng)設(shè)計施工時,應(yīng)預(yù)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。

干線子系統(tǒng)可以使用的線纜主要有:HAY三類大對數(shù)電纜;超五類或六類雙絞線;室內(nèi)單?;蚨嗄9饫w。

超五類雙絞線可以支持1000BASET,但如要求支持1000BASETX則必須使用六類雙絞線。如果已安裝的電纜僅滿足5類線標(biāo)準(zhǔn)(1995),那么在連接1000BASET設(shè)備之前,應(yīng)對布線系統(tǒng)按照新增加的布線參數(shù)(如:回波損耗,等級遠(yuǎn)端串?dāng)_(ELFEXT),傳播延遲和延時畸變等)進(jìn)行測量和認(rèn)證。

1-5、設(shè)備間子系統(tǒng)(Equipment Room)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
設(shè)備間子系統(tǒng)由設(shè)備室的電纜、連接器和相關(guān)支持硬件組成,把各種公用系統(tǒng)設(shè)備互連起來。設(shè)備間的主要設(shè)備有數(shù)字程控交換機、計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、樓宇自控設(shè)備主機等等。它們可以放在一起,也可分別設(shè)置。在較大型的綜合布線中,可以將計算機設(shè)備、數(shù)字程控交換機、樓宇自控設(shè)備主機分別設(shè)置機房,把與綜合布線密切相關(guān)的硬件設(shè)備放置在設(shè)備間,計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的機房放在離設(shè)備間不遠(yuǎn)的位置。

1-6、建筑群子系統(tǒng)(Campus Subsystem)及其網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
建筑群子系統(tǒng)是實現(xiàn)建筑之間的相互連接,提供樓群之間通信設(shè)施所需的硬件。建筑群之間可以采用有線通信的手段,也可采用微波通信、無線電通信的手段。

在普魯斯特公司的綜合布線解決方案中,普魯斯特光纖不但支持FDDI主干、1000BaseFX主干、100BaseFX到桌面、ATM主干和ATM到桌面,還可以支持CATV/CCTV及光纖到桌面(FTTD),是建筑群子系統(tǒng)和主干線子系統(tǒng)布線中有線通信線纜中的明星。光纖有單模光纖和多模光纖兩種:單模光纖只傳輸主模態(tài),可完全避免模態(tài)色散,傳輸頻帶很寬,傳輸容量很大,適用于大容量、長距離的光纖通信。它是未來光纖通信與光波技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(如:1000BASELX基于1300nm的單模光纜,使用8B/10B編碼解碼方式,最大傳輸距離為3000m,普魯斯特公司出品的特制光纖傳輸距離為標(biāo)準(zhǔn)距離的5-10倍);多模光纖傳輸模態(tài)較多,存在一定量的模態(tài)色散,頻帶較寬,傳輸容量較大(目前采用的62.5/125μm多模光纖,數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps時,最大距離可以到2km),但傳輸千兆位數(shù)據(jù)量時距離支持十分有限。

2、綜合布線應(yīng)用實例(典型的校園網(wǎng)解決方案)
2-1、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計
針對校園網(wǎng)絡(luò)的具體性能要求及建網(wǎng)的經(jīng)費支出,一般可設(shè)計三種方案供參考選擇。
方案一:基于交換技術(shù)的主干網(wǎng)和二級局域網(wǎng)絡(luò)方案(如:湖南師范大學(xué)校園網(wǎng));
方案二:基于核心路由器的主干網(wǎng)解決方案(如:東南大學(xué)校園網(wǎng));
方案三:基于ATM信元交換技術(shù)的校園主干網(wǎng)方案(如:湖南大學(xué)校園網(wǎng)) 。
本文主要討論應(yīng)用廣泛的第一種方案,即基于交換技術(shù)的主干網(wǎng)和二級局域網(wǎng)絡(luò)方案的綜合布線。

2-2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
湖南師范大學(xué)校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為分層星型結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)分為三級:
第一級是網(wǎng)絡(luò)中心,為中心節(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中心選址在學(xué)校地域的中心建筑(實驗大樓),布置了校園網(wǎng)的核心設(shè)備,如路由器、交換機、服務(wù)器(WWW服務(wù)器、電子郵件服務(wù)器、撥號服務(wù)器、域名服務(wù)器等),并預(yù)留了將來與本部以外的幾個園區(qū)的通信接口。

第二級是建筑群的主干結(jié)點,為二級節(jié)點。校園網(wǎng)按地域設(shè)置了幾條干線光纜,從網(wǎng)絡(luò)中心輻射到幾個主要建筑群,并在二級主干節(jié)點處端接。在主干網(wǎng)節(jié)點上安裝的交換機位于網(wǎng)絡(luò)的第二層,它向上與網(wǎng)絡(luò)中心的主干交換機相連,向下與各樓層的集線器相連。學(xué)校校園網(wǎng)主干帶寬全部為100Mbps,并考慮到向ATM或千兆以太網(wǎng)的升級。

第三級是建筑物樓內(nèi)的HUB,為三級節(jié)點。三級節(jié)點主要是指直接與服務(wù)器和工作站連接的局域網(wǎng)設(shè)備,即以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)集線器(3COM堆疊式集線器3COM SUPERSTACK)。設(shè)計樓內(nèi)的綜合布線時根據(jù)需要可進(jìn)行了一定取舍:如取消干線子系統(tǒng);合并管理子系統(tǒng)與設(shè)備間子系統(tǒng);將水平子系統(tǒng)的布線直接引入到設(shè)備間的主配線架上等等。

2-3、設(shè)計說明
校園網(wǎng)建筑群子系統(tǒng)光纜工程采用分支遞減端接方法:用1根足以支持若干幢樓通信容量的大容量多用途Breakout干線光纜,經(jīng)過配線架分出若干根小容量光纜,再分別延伸到每個樓層配線間。從應(yīng)用、備份和擴容三個方面考慮,由于多模光纖對未來Gigabit EthernetATM 2.5Gbps的支持距離有限,故從網(wǎng)絡(luò)中心到分支遞減端接點應(yīng)選用36芯或48芯單模MPC光纖,支持100Mbps以上帶寬。從光纜分支遞減端接點到樓內(nèi)設(shè)備子系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)流量及信息點數(shù)量分別采用12芯、6芯的單模光纖。樓內(nèi)水平布線采用六類非屏蔽雙絞線為傳輸媒介,桌面計算機以100M速率接入網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)施是CISCO公司的Catalyst 2924交換機和CISCO 3640路由器。Catalyst 2924交換機的主要作用是在各系和各部門的局域網(wǎng)之間建立高帶寬的快速通道,以提高不同局域網(wǎng)間交換數(shù)據(jù)和信息以及訪問公用數(shù)據(jù)資源的效率。Catalyst 2924交換機的另一個優(yōu)點就是,具有良好的虛擬網(wǎng)絡(luò)支持能力,可以跨越各個系或部門地理限制,在全校范圍內(nèi)建立必要的虛擬網(wǎng)絡(luò),從而為網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、管理和維護(hù)帶來極大的便利。網(wǎng)絡(luò)中心用的各種服務(wù)器都可直接連接到中心的CISCO Catalyst 2924交換機的以太網(wǎng)端口或快速以太網(wǎng)端口上,以解決可能會出現(xiàn)的瓶頸問題。

各建筑物樓內(nèi)配置3COM交換機,用于按地域?qū)⑦B續(xù)IP地址劃分子網(wǎng),建立虛擬局域網(wǎng)。各系或部門的服務(wù)器可直接掛在3COM交換機上。各單位樓內(nèi)可每層放一個3COM SUPERSTACK HUB,也可幾層共用一個3COM SUPERSTACK HUB。所有這些3COM SUPERSTACK HUB都連在樓內(nèi)3COM的交換機上。3COM SUPERSTACK HUB下可以接工作站,服務(wù)器或各單位局域網(wǎng)。3COM SUPERSTACK HUB是一種結(jié)構(gòu)靈活的堆疊式集線器,它可以根據(jù)部門應(yīng)用規(guī)模的變化和發(fā)展而靈活地改變,從而達(dá)到以最少的投資取得最大的效益之目的。另外,3COM SUPERSTACK HUB也支持SNMP簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議,因此能夠在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理平臺上有效的運行。

園區(qū)內(nèi)暫時無法接入校園主干網(wǎng)的分散的單個用戶以及個人用戶,可采用MODEM通過電話線撥號方式連接校園網(wǎng)。

2-4、技術(shù)特點
采用模塊化星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),主干段相互獨立,便于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和擴充 。

光纖主干采用單模光纜,有利于千兆網(wǎng)及今后更高速率的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。而且通過跳線的不同跳接,組網(wǎng)方式也十分靈活??梢詫崿F(xiàn):(1)點對點。在兩臺計算機之間建立起高速通道。傳輸速率為幾十個Mbps至幾百個Mbps,距離可達(dá)2km(多模)至5km(單模)。(2)邏輯星型網(wǎng)絡(luò)。通過光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,建立起星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的快速以太網(wǎng)或ATM網(wǎng)。(3)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。用信號再生器連接光纖,形成環(huán)路,組成FDDI主干網(wǎng)。

樓內(nèi)線纜全部采用六類非屏蔽雙絞線,性價比高,施工方便,且可以達(dá)到1000Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率,并支持155/622Mbps ATM。

交換是在第二層進(jìn)行,真正支持即插即用工作,無需人工干預(yù)。

園區(qū)擴展十分方便。對于多園區(qū)的學(xué)校,每一個園區(qū)可按上述方案設(shè)計好局域網(wǎng),再通過衛(wèi)星通信或?qū)S玫倪h(yuǎn)程通信線路將各園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心的第三層交換機鏈接,實現(xiàn)長距離通信,形成統(tǒng)一的多園區(qū)校園網(wǎng)。