1、GANSU LIANHE UNIVERSITY毕 业 生 论 文题 目： 校园网结构化综合布线设计解决方案 作 者： 李世民 指导教师： 史百战 电子信息工程 学院 电信 系计算机通信 专业 07 级三 年制 班2009 年 12 月 5 日I摘 要校园网络(CAN ，Campus Area Network)与其它园区局域网络一样，由于它属于单位自有，学校拥有自我建设、自我管理和自我使用的权利。 校园网是为学校师生提供教学、管理、科研和综合信息服务的宽带多媒体网络；是学校信息化教学环境的基础设施和实现各项管理的物质基础；是建立远程教育体系的基本保证；是提高全民素质的重要手段。现代教育发展的方向
2、是现代信息技术与教育思想的全面融合，而校园网络是实施教育手段信息化的有效载体。加强校园网络建设，提供电脑辅助教学的网络模式，开展基于校园网络的多种应用，在校园内部实现教育资源的高度共享，是全面提高学校管理和教学科研水平的有效途径。因此，建设校园网络是非常必要的。文章结合甘肃联合大学新旧校区校园网综合布线系统的建设，介绍了关于校园网综合布线方面的一些问题，并用实例说明了结构化综合布线技术在校园网建设中的重要性以及设计方案和设计优、缺点。 关键词：校园网；综合布线；结构化；网络结构AbstractThe campus network (CAN, Campus Area Network) is sa
3、me with other garden regional exchange territory networks, because it belongs to the unit to be innate, the school has the self- construction, thyself-control and the self- use right. The campus net is provides the teaching, the management, the scientific research and the synthesis information servi
4、ce wide band multimedia network for the schoolteachers and students; Is the school information teaching environment infrastructure and realizes each management material base; Is the establishment distance learning system basic guarantee; Is improves all the people quality the important method; Also
5、is a soul project. The modern education development direction is the modern information technology and the education thought comprehensive fusion, but the campus network implements the education method information effective carrier. Strengthens the campus network construction, provides the computer
6、assistance teaching the network pattern, develops based on the campus network many kinds of applications, in campus interior realization education resources high sharing, is comprehensively enhances the school administration and the teaching scientific research level effective way. Therefore, constr
7、ucts the campus networks extremely essential.Based on the future development of campus net in both new and old campus of Gansu United University,this paper discusses the current some problems in campus net wiring.It explains the importance by using structured wiring technology in campus net wiring a
8、nd the designing layout for campus net total wiring and excellent, weakness.Keywords:campus net;total wire; structure turn ;net structureIII目 录第 1 章 引言 1第 2 章 设计校园网 22.1 校园网的组成 22.2 校园网综合布线设计目标 22.3 组建校园网的原则 32.4 校园网主干 42.5 校园网水平和终端 5第 3 章 综合布线系统的重要性 7第 4 章 综合布线系统设计 84.1 结构化综合布线系统概述 84.2 综合布线系统的特点 9
9、4.2.1 兼容性 94.2.2 开放性 94.2.3 可靠性 94.2.4 经济性 104.2.5 扩展性 104.2.6 独立性 104.3 综合布线系统的组成 114.3.1 工作区子系统 114.3.2 水平布线子系统 124.3.3 垂直干线子系统 124.3.4 设备间子系统 134.3.5 管理子系统 134.3.6 建筑群子系统 144.4 综合布线系统的网络结构设计 144.4.1 第一层结构 154.4.2 第二层结构 154.4.3 第三层结构 154.4.4 校园网综合布线系统的选型应满足的要求 16第 5 章 甘肃联合大学校园网综合布线设计 175.1 布线系统的网络
10、结构 175.2 材料选型 185.3 技术实现 185.4 系统优势 18结 论 19参考文献 20致 谢 21校园网结构化综合布线设计解决方案1第 1 章 引言校园网正逐渐成为各学校必备的信息基础设施，其规模和应用水平将是衡量学校教学与科研综合实力的一个重要标志。校园网的本质是以网络为工具，以用户为中心，以应用为灵魂，以教育为目的, 利用在宽带校园网络基础设施上，用最新的计算机信息技术，构建校园信息化平台。而结构化布线是网络实现的物理平台，和网络技术息息相关，是现今和未来计算机网络和通信系统的有力支撑环境。所以如何有计划、有步骤分阶段地进行合理规划，如何更好地进行战略性统筹考虑，避免那种短
11、期的、重复的低水平网络建设，以及从布线的角度协调局域网络飞速发展和实际应用需求之间的矛盾，这些都是值得认真探讨的重要问题。灵活的网络布线，系统运行的稳定可靠是整个校园网系统综合设计的关键。随着计算机应用的不断普及，学校的教学管理也相应的发生着变化。如何能更加充分的利用学校现有的教学资源进行教学、管理，又能达到事半功倍的效果？校园网的实施为学校提供了很好的解决方法。校园网的建设是现代教育发展的必然趋势，建设校园网不仅能够更加合理有效地利用学校现有的各种资源，为学生学习、教师备课、教学管理以及从外界获取信息，掌握先进的信息工具创造了环境，同时对学校的日常工作也将起到重要的促进作用，为学校未来的不断
12、发展奠定了基础，使之能够适宜信息时代的要求。第 2 章 设计校园网2.1 校园网的组成校园环境一般可分为四个区域：教学区、办公区、学生宿舍区、教工住宅区。各区域有其应用的特点，应针对其特点选择恰当的产品，满足网络访问的需求。教学区：是校园网的核心区域，对校园网传输能力要求最高，应用范围最广泛。教学区内包含计算机中心、实验室、教学楼、图书馆等。楼内或子网内计算机经常进行大流量数据互访，例如实验数据、实时图像和语音传输。校园网数据中心一般都设在此区域。办公区：行政管理和后勤等工作人员的办公区域。办公区域主要满足内部数据访问和语音通信的需求，数据流量较小。学生宿舍区：对互联网访问需求最大的区域，同时
13、子网内数据共享和联机方式普遍。用户数量巨大，数据终端数量多且分散。教工住宅区：教职工住宅区域，接近家居式信息网络模式，主要是互联网访问需求，数据流量不大。2.2 校园网综合布线设计目标建设一个以办公自动化、计算机辅助教学、现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进、扩展性强、能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种 PC 机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，在网上宣传自己和获取 Internet 网上的教育资源。形成结构合理、内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学、科研和管理工作需要的软硬件环境，开发各类信息库和应用系统，为学校各类人员
14、提供充分的网络信息服务。综合布线系统是建筑物或建筑群内的传输，是计算机网络的线路基础。它使语音与数据通信设备、交换设备和其他信息管理系统彼此相连，也使这些设备与外部通信网络相连。结构化布线设计应该满足以下目标。（1）整体规划安排：从学校建设的全局和全面工作需要出发，考虑部门的地理分布和通信条件。整体规划网络建设方案，对网络系统的目标、总体结构、服务功校园网结构化综合布线设计解决方案3能、经费预算、建设步骤等重大问题作出规定；（2）为学术交流提供良好的环境与 CERNET、CHINANET 等进行高速互连，快速访问 Internet，与国内外同行交流信息、协同工作和展示学校的形象；（3）满足要求
15、，兼顾布线设计必须能够满足学校各楼宇、实验室、图书馆等的主要业务需求，并能兼顾未来的发展需要。2.3 组建校园网的原则我们在规划校园网时，不仅考虑到现有局域网的情况，更主要的是着眼于为未来的学校提供既符合经济原则，又具有技术先进性和实用性的发展策略。为此在具体组建校园网是要贯彻如下一些原则。（1）实用性：整个网络的功能应完全立足于学校管理和教学的需求，保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确；着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作中急需的问题。设备易于使用和维护。为科学研究提供先进平台，例如可视化计算，计算机协同作业，虚拟网络，虚拟现实，计算机仿真，远程计算机与数据处
16、理等；（2）可操作性：必须提供友好的中文界面，采用基于 Windows 的 GUI 界面，操作简便，容错性强，易于管理和维护；（3）可靠性：应该在系统结构、设计方案、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证系统能够无故障运行。同时系统必须具有出错处理、容错能力、冗余备份功能；（4）高质传输：适应面广布线系统应该能够支持语音、数据等综合信息(如ISDN、 B-ISDN、ATM 等)的高质量传输，并能适应各种不同类型、不同厂商的电脑及网络产品的需要；（5）统一出口：线路规范布线系统的信息出口采用国际标准的 RJ-45 插座，以统一的线路规格和设备接口，使任意信息点都能接插不同类型的终端设备，如电脑、
17、打印机、网络终端、电话机、传真机等，以支持话音、数据、图像及多媒体信息的传输；（6）可维护性：提供有效的网络管理和系统监控、调试、诊断技术，保证系统维护管理简明、方便、有效；（7）支持宽带多媒体业务，例如校园办公管理系统、远程教学、多媒体网络教室、会议电视；（8）预备空间：预留空间符合当前和以后的信息传输需要，保证较好的扩展性和足够的升级空间；（9）先进性：采用先进的技术、方法、设备，使系统既成熟可靠又能反映当今应用水平，并具发展潜力。尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不落后； （10）经济性：节省资金
18、；（11）安全性：网络系统必须具有高度的安全性和保密性，通过设置分级保护、控制数据存取的权限，防止对系统的非法侵入；（12）结构合理：在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。 2.4 校园网主干为保证校园网络高速率数据网络传输的需求，很有必要对校园网主干系统进行详细的规划。主干系统应能满足高峰时期的数据传输需求且为日后扩展预留一定空间。由于校园内楼宇众多，楼间距离不一，多数校园网都采用光纤作为主干链路的传输介质。光纤具有高带宽、高抗干扰能力、远距离传输等优点。校园网主干系统应考虑以下几方面要求：（1）拓扑结构校园网主干系统应采用多级星型
19、结构，方便日常管理和日后扩展。（2）传输速率校园网主干系统应采用万兆或千兆以太网技术，满足 IEEE 802.3 标准。（3）介质选择光纤的传输能力与传输距离有很大关系，在选择光纤类别时应结合传输速率和距离来考虑，避免因选材不当和距离因素而使主干传输能力达不到预期水平。IEEE 802.3 对此有相应的建议，如下表 1：校园网结构化综合布线设计解决方案5表 1（4）敷设方式校园内环境不一，楼间可选择架空、直埋或导管方式敷设室外光纤。楼间有地下层相连接的可采用室内光纤作为楼间传输主干。（5）外套选择根据敷设方式而选择光纤外套的保护强弱。如架空方式可选择 PVC 外套的光纤，也可选择金属铠装光纤;
20、直埋方式必须选择铠装光纤，且采用凝胶填充的防潮层 ;导管方式因有外层导管的保护，可选择 PVC 外套或金属铠装的光纤，防潮层可选择凝胶或非凝胶填充。（6）芯数选择主干光纤的敷设工程量较大且具有一定的破坏性，在规划的阶段就应该充分考虑到日后扩展的需要和出现故障时便于维修。通常选择的光纤芯数为六芯、八芯、十二芯、二十四芯等，还可选择另外敷设一条光纤或以上作为备份。（7）对应产品光纤链路中需要使用的对应光纤产品包括光纤耦合器、光纤连接器、光纤跳线等等，这些产品也要选择和光纤类别一致才能满足应用的需求。2.5 校园网水平和终端应用 波长 光源 可以支持最大距离（米）(MM) (OM1) (OM2) (
21、OM3) (OS1)10BASE-FL 850 LED 2000 2000 2000100BASE-FL 1300 LED 2000 2000 2000100BASE-XW 850 VCSEL 220 550 900100BASE-LX 1300 LD 550 550 550 5000100BASE-SR/SW 850 VCSEL 33 33 300100BASE-LR/LW 1310 LD 10000100BASE-ER/EW 1550 LD 40000100BASE-LX4 1310 LD 300 300 300 10000从管理间到用户终端的布线产品对整体网络使用也起到至关重要的作用。只
22、有在这部分提供优化的布线系统的解决方案才能保证点对点传输的应用。一般选择铜缆作为水平链路的传输介质，部分对带宽要求非常高的终端可考虑选择光纤作为传输介质，即光纤到桌面(FTTD)应用。根据桌面应用的需求，现在的校园网络布线系统一般分为以下几种解决方案：1超五类铜缆解决方案：超五类铜缆解决方案可达到 100MHz 的带宽，可以满足最高千兆位以太网的应用，也能保证早期已使用的十兆或百兆以太网到千兆以太网的顺利升级，在升级过程中不需要对综合布线系统进行任何改动。2六类铜缆解决方案：六类铜缆解决方案带宽为 250MHz，提供了更多性能余量，也能兼容 10/100/1000 以太网的应用。3光纤到桌面解
23、决方案：即水平链路产品采用光纤作为传输介质。光纤能保证更高带宽，且无需考虑电磁干扰，数据安全性高。不过成本比铜缆链路高，对于有源设备尤其明显。对安装工艺的要求也更高，因此安装数量较少。校园网结构化综合布线设计解决方案7第 3 章 综合布线系统的重要性随着计算机和通信技术的飞速发展，网络应用成为人们日益增长的一种需求。结构化布线时网络实现的基础，它能够支持数据，语音及图像等的传输要求，成为现今和未来的计算机网络和通信的有力支撑环境 1 。结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的语音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系统应能支持语音、图形图像、传感、安全监控、数据多媒体等各种信息的传输，支持
24、UDP、光纤、STP、同轴电缆等各种传输载体，支持多用户、多类型产品的应用、支持高速网络的应用。计算机网络技术与综合布线系统息息相关。计算机和通信技术的飞速发展，网络应用已成为人们日益增长的一种需求；而结构化布线是网络实现的基础，是现今和未来计算机网络和通信系统的有力支撑环境。所以在设计综合布线系统的同时必须充分考虑所使用的网络技术及网络技术的新趋势，避免硬件资源的冗余和浪费，以便充分发挥综合布线的优点。综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。他即能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部相连接，也能使这些设备与外部相连接
25、。综合布线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。这些部件可以来构建各种子系统，它们都有各自的具体用途，不仅易于实施。而且能随需求的变化而平稳升级。双绞线、光纤已成为国际通用的传输介质。接口实现模块化，因此用户无需担心目前和日后的系统应用和升级能力。它配置灵活，设备搬迁扩充都非常方便。从根本上改变了以往建筑物布线的死板、混乱、复杂的状况。综合布线主要有以下一些优点：结构清晰，便于管理和维护；材料统一先进，适应今后的管理和维护 2 。综合布线系统建设要能为语音、数据、视频和图像的传输提供实用、先进、扩展方便的通道，充
26、分保证校园计算机网络的高速可靠运行，并适应计算机和通信网络产业技术的发展，支持多种网络结构及网络设备，达到使用灵活，管理简便，扩充方便，技术先进，运行可靠的高标准布线系统要求。所以，综合布线系统是校园网网络建设的重要基础，是楼宇通信与计算机网络建设的基础。第 4 章 综合布线系统设计结构化综合布线系统是在传统布线方法上的一次重大革新,线缆的传输能力百倍于旧的传输线缆，接口模式已成为国际通用的标准,并把旧的各种标准兼容在内。因此用户无需担心目前和日后的系统应用和升级能力，它采取了模块化结构，配置灵活，设备搬迁，扩充都非常方便，从根本上改变了以往建筑物布线的死板，混乱，复杂的状况。校园综合布线系统
27、是校园网络的重要基础，是楼宇通信与计算机网络建设的基石。综合布线系统建设应能为语音、数据、视频和图像的传输提供实用、先进、扩展方便的通道，充分保证校园计算机网络的高速可靠运行，并适应计算机和通信网络产业技术的发展，支持多种网络结构及网络设备，达到使用灵活、管理简便、扩充方便、技术先进、运行可靠的高标准布线系统要求。为保证校园网综合布线系统的功能和发展要求，以及性能价格比，布线系统应采用光纤加铜缆布线的解决方案，拓扑结构为星型结构，这样可使系统具有配置灵活、维护管理方便、故障隔离和检测容易等优点。星型的结构化物理布线，可通过在配线室内的跳线灵活变换，可方便改变布线系统拓扑结构，根据实际可将系统改
28、造为总线型(如 Ethernet/IEEE802.3)、环型(IEEE802.5/TOKEN-RING,X3T9.5 TPDDI/FDDI)或混合型(含有环、总线等形式)等不同拓扑结构。4.1 结构化综合布线系统概述综合布线系统（Premises Distributed System，简称 PDS）是一种集成化通用传输系统，在楼宇和校园网范围内，利用双绞线或光缆来传输信息，可以连接电话、计算机、会议电视和监视电视等设备的结构化信息传输系统。结构化布线系统是现代通讯领域高科技的结晶，它为用户提供了最合理的布线方式，并依靠其高品质的材料，一改传统布线面貌，为现代化的大厦能够真正成为智慧型的楼宇奠定
29、了线路基础。它将计算机数据处理和数据通信系统、语音通信系统、广播系统、基带图像传校园网结构化综合布线设计解决方案9输和处理系统、楼宇监控自动化系统等等，综合集成在一组布线系统内，以开放的体系，灵活的模块化结构，以及遵循国际工业标准的设计原则，支持众多厂家的系统及网络，从而达到信息的高度共享，以增强自动化管理的程序，也以最好的性能价格比来满足现代通信发展的需要和适应综合业务数字网（ISDN）的需要。4.2 综合布线系统的特点综合布线同传统的布线相比较，有着许多优越性，其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、可靠性、扩展性、经济性和独立性 3 。4.2.1 兼容性兼容性是综合布线的重要特点之一。这里
30、的兼容性是指系统自身是完全独立的而与应用系统无关，可以适应于多种应用系统。这种布线比传统布线在产品选型，时间和空间上都大为简化。传统的专业布线方式需要使用不同的电缆、电线、接线设备和其他器材，技术性能差别极大，难以相互通用，彼此不能兼容。综合布线系统具有综合所有系统和互相兼容的特点，采用光缆或高质量的布线部件和连接硬件，能满足不同生产厂家的终端设备传输信号的需要 4 。4.2.2 开放性在传统的布线方式中，用户需要根据设备选择传输介质，只要用户选择了某种设备，也就选定了与之相对应的布线方式和传输介质。如果要想更换成其他设备，那么整套布线系统全要更换。对于一个已经完工的建筑物，这种因部分变化而全
31、部更换的方法是十分困难的，要增加很多投资，也是很不适用的。整个系统应具有开放性，符合相应的国际标准和协议。提供开放的网络接口和数据接口，使不同的产品能够协同运行，方便数据交换、信息共享。4.2.3 可靠性因为在传统布线中各个应用系统互不兼容，因此要有多种布线方案。这样一来建筑系统的可靠性就要由所选用的布线可靠性来保证，一旦应用系统布线不当时，甚至会造成交叉干扰的可能性。综合布线方式都采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输通道。所有线槽和相关连接件均通过 ISO 认证，线路的每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减率，以保证其电气性能。应用系统布线全部采用点到点端接，任何一条
32、链路故障均不会影响其他链路的正常运行，这就为链路的运行维护及故障检修提供了方便，从而保障了应用系统的可靠运行。各应用系统往往采用相同的传输媒体，因而可互为备用，提高了备用冗余。故应该在系统结构、设计方案、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证系统能够无故障运行。同时系统必须具有出错处理、容错能力、冗余备份功能。4.2.4 经济性综合布线和传统布线比较更具有经济性优点，综合布线科适应长时间需要，传统布线改造成的损失巨大。在充分满足系统应用功能需求和系统性能、并保证系统安全可靠性的前提下，选用物美价廉、经济实用的技术和产品。综合布线取代单一、昂贵、复杂的传统布线，为“信息时代” 发展提供了基础性建
33、设，是科学发展的进步和趋势。而在充分满足系统应用功能需求和系统性能、并保证系统安全可靠性的前提下，选用物美价廉、经济实用的技术和产品。4.2.5 扩展性系统应易于升级和功能扩充。在系统容量、能力、处理能力等方面具有可扩充性，可以方便地进行产品的升级换代，不仅能够保护学校的投资，而且具有较高的综合性能价格比。综合布线系统（包括材料、部件、通信设备等设施）严格遵循国家标准，因此、无论计算机设备、通信设备、控制设备随技术如何发展，将来都可以很方便的将这些设备连接到系统中去。综合布线系统的灵活配置为应用的扩展提供了较高的余量。系统采用光纤和双绞线作为传输介质，为不同应用提供了合理的选择空间。4.2.6
34、 独立性综合布线系统的独立性是它的本质特征。最底层是物理布线，与物理布线直接相关的是数据链路层，即网络的逻辑拓扑结构。而网络层和应用层与物理层的布线完全不相关，即网络传输协议、网络操作系统、网络管理软件及网络应用软件等与物理布线相互独立。也就是说综合布线系统具有与应用的独立性。校园网结构化综合布线设计解决方案11无论目前或者以后网络技术如何变化，其局部网络逻辑拓扑结构都会是总线型、环形、星形、树形或以上几种形式的结合，而星形的综合布线系统，通过在管理间内跳线的灵活变换，可以实现总线型、环形、星形或混合型（含有环、总线等形式）的拓扑结构变化，因此采用综合布线方式进行物理布线时，不必过多地考虑网络的逻辑结构，更不需要考虑网络的逻辑结构，更不需要考虑网络服务和网络管理软件。4.3 综合布线系统的组成综合布线系统（PDS，Premises Distribution System）是一套开放式的布线系统，可以支持几乎所有的数据、话音设备及各种通信协议，同时，由于 PDS 充分考虑了通信技术的发展，设计时有足够
