网络硬件搭建与配置实践
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1.2 校园网布线设计方案

校园网具有计算机数量多,网络应用丰富,拓扑结构复杂,对网络带宽要求较高的特点。因此,校园网布线系统应当提供足够的连接带宽,以适应不断增长的计算机数量和新的网络应用对网络传输所提出的越来越高的需求。

1.2.1 校园网综合布线概述

1. 综合布线原则

为了满足校园网络的需求,综合布线系统应当符合以下原则。

● 实用性:实施后的布线系统,将能够在现在和将来适应技术的发展,并且实现数据通信和语音通信。

● 灵活性:布线系统能够满足灵活应用的要求,即任一信息点都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。

● 模块化:布线系统中,除去固定在建筑物内的线缆外,其余所有的接插件都是积木式的标准件,以方便管理和使用。

● 扩充性:布线系统是可扩充的,以便将来有更大的发展时,能够很容易将设备扩展进去。

● 标准性:符合最新、最高的国际标准和国家标准。

● 经济性:在满足应用要求的基础上,尽可能降低造价。

2. 综合布线标准

校园网综合布线应当遵循以下国际和国家标准。

● 商业建筑电信通道和空间标准 TIA/EIA-569-A

● 商用建筑物电信布线标准 ANSI/TIA/EIA 568-B

● 商业建筑电信基础设施管理标准 TIA/EIA-606

● 商业建筑物接地和接线规范 TIA/EIA-607

● 综合布线系统工程设计规范 GB50311-2007

● 综合布线系统工程验收规范 GB50312-2007

● 智能建筑设计标准 GB/T50314-2006

● 智能建筑工程质量验收规范 GB50309-2003

● 民用建筑设计通则 GB50352-2005

● 民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008

● 建筑物电气装置 GB16895-2000

● 电子计算机场地通用规范 GB/T2887-2000

● 电子计算机机房设计规范 GB50174-1993

● 计算站场地安全要求 GB9631-1998

● 火灾自动报警系统设计规范 GB50116-1998

● 建筑物防雷设计规范(2000年版) GB50057-1994

● 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343-2004

● 建筑照明设计标准 GB50034-2004

● 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 GB50168-2006

● 电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50169-2006

● 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范 GB50172-92

● 建筑灭火器配置设计规范 GB50140-2005

● 气体灭火系统施工及验收规范 GB50263-2007

● 通信管道与通道工程设计规范 GB50373-2006

● 通信管道工程施工及验收规范 GB50374-2006

● 入侵报警系统工程设计规范 GB50394-2007

● 视频安防监控系统工程设计规范 GB50395-2007

3. 布线需求调查

校园网络布线方案的构思与设计非常重要。对于校园网络而言,在设计网络布线方案之前,应当着重调查以下几个方面。

网络拓扑结构

在进行网络的总体设计之前,应当首先搞清楚每座建筑物的功能区分(图书馆、教学楼、实验楼、科研楼还是办公楼),建筑物内所有房间的用途(教室、实验室、计算机机房、办公室还是阅览室),每个房间需要多少个信息点,以及信息点应当布设在哪个位置。了解建筑物之间的距离、每座建筑物楼层数量,以及不同楼层的垂直高度和楼道的水平长度。只有事先调查好这些内容,才能合理地设计网络拓扑结构,才能选择适当的从网络中心到各楼宇的路由,才能选择适当的位置作为设备间放置网络连接设备,才能有目的地选择组建网络所使用的通信介质和交换机。

数据传输需求

用户对数据传输量的需求决定了网络应当采用何种网络连接设备和布线产品。就目前来看,多媒体已经成为校园网络所必须支持的功能之一。基于这种大传输量的需求,以1000 Mbps光纤作为主干和垂直布线,以100 Mbps超五类双绞线作为水平布线,从而实现100 Mbps交换到桌面的网络,已经成为最普通的网络架构。事实上,具有1000 Mbps上联功能的高性能交换机正逐步被广泛应用于校园网络,实现普通计算机网络接入。

学校未来发展

网络布线作为一种长期的投资,不仅要容纳网络中当前的用户,而且还应当为网络保留至少3~5年的可扩展能力,保证满足5~10年内进一步提升网络带宽的要求,以适应未来网络技术发展和网络应用对传输速率的要求。所以,在埋设网线和信息插座时,一定要有足够的余量;在选择布线产品时,应当在现有需求的基础上适度超前。就目前来看,实现图书馆内、甚至校园网的无线漫游已经成为一种趋势,因此,必须充分考虑无线漫游对网络布线的要求。如果资金允许,应当在图书馆实现无线漫游,甚至可以在每栋建筑物上安装无线天线,以实现整个校园的无线漫游。

系统综合布线

在进行网络布线设计时,应当综合考虑供电、消防、监控、电话、有线电视等其他布线系统。一个设计良好的布线系统应当具有可用性、开放性、灵活性和扩展性,可以很好地支持语音、视频、数据等各种应用,实现各种布线系统的相互协调、完美统一。在综合布线系统中,尤其应当注意电力线与双绞线的相对位置,既要保持一定距离,以避免可能产生的电磁干扰,同时彼此又不能相距太远,因为任何设备都需要电源的支持。另外,对教室、实验室、图书馆等重要部位的监控已经被广泛应用,因此必须考虑监控设备的连接与供电问题。模拟摄像头需同时使用同轴电缆和控制电缆,而数字摄像头则只需使用双绞线,就可以进行精确控制,因此数字摄像应当是发展方向。

1.2.2 建筑群子系统设计

校园网络中都拥有多栋建筑物,建筑群子系统(Campus Backbone Subsystem)用于实现建筑物之间的各种通信。建筑群子系统,是指建筑物之间使用传输介质(电缆或光缆)和各种支持设备(如配线架、交换机等)连接在一起,构成一个完整的系统,彼此实现语音、数据、图像或监控等信号的传输。建筑群子系统包括建筑物间的主干布线及建筑物中的引入口设施,由楼群配线架(CD,Campus Distributor)与其他建筑物的主配线架(BD,Building Distributor)之间的线缆及配套设施组成(如图1-21所示)。

图1-21 建筑群子系统

1. 布线需求调查

布线路由的选择,最主要是对网络中心位置的选择。除非特殊需要,网络中心应当尽量位于各建筑物的中心位置,或建筑物最为集中的位置,从而避免到某一建筑的距离过长。在设计光缆路由时,应当尽量避免与原有管道交叉,与原有管道平行敷设时,保持不小于1 m的距离,以避免开挖或维护时相互影响。

尽管可以借用同一光缆沟或电信管道敷设光缆,但每栋建筑物都拥有一条独立的8~12芯的与核心交换机相连接的光缆,从而实现汇聚交换机与核心交换机的星型连接或网状连接。

光缆敷设路由如图1-22所示,每50 m和拐角处均应当预留一个电信井。

图1-22 光缆敷设路由设计

2. 敷设方式

如果校园内部有电信沟,可以直接将光缆敷设其中。否则,可以采用暗埋方式,开挖深1.2 m左右的电缆沟,敷设7孔PVC梅花管,并将光缆穿入其中。既可保护光缆,又便于在需要时穿入其他线缆(如电话电缆、有线电视电缆等)。

架空光缆虽然施工比较简单,特别是有线杆时,施工费用最为低廉;但是,有碍庭院美观,不建议采用。

3. 布线产品

建筑群主干布线必须采用光缆。原因很简单,第一,光缆不会受到电磁干扰,可以保障通信的稳定;第二,光缆可以提供足够的带宽,保证骨干交换机之间的高速连接;第三,光缆是全封闭传输,保证通信安全;第四,光缆的传输距离长,可以保证网络通信的有效性。选择光缆时,应当注意以下几个方面。

● 由于万兆位以太网的应用越来越广泛,因此建议采用9/125 μm单模光纤。如果建筑物距离中心节点的距离小于300 m,可以考虑采用50/125 μm多模光纤。

● 光缆应当不小于6芯,建议采用8芯或12芯光缆,以保证将来的网络升级或扩展,以及未来其他应用。

● 根据敷设方式选择光缆的具体类型,架空、直埋还是管道。

光缆

建筑群子系统应当采用优质(如SYSTIMAX、SIEMON、ORTRORICS、IBM、NORDX/CDT等)8~12芯室外9 m/125 μm单模光缆。如图1-23所示为松套层绞式管道光缆,被广泛应用于拥有电信管道的建筑群子系统布线工程,也可悬挂于管道沟内。管道式光缆的强度一般并不太大,但拥有非常好的防水性能。

图1-23 松套层绞式管道光缆

光缆配线架

光缆配线架可以选择固定配置设计,光纤耦合器被直接固定在机箱上,也可以采用模块化设计(如图1-24所示),用户可根据光缆的数量和规格选择相对应的模块,以便于网络的调整和扩展。

图1-24 模块化光纤终端盒

1.2.3 图书馆楼布线设计

图书馆内拥有大量计算机,用于实现电子检索和电子图书的阅览,甚至拥有专门的计算机机房。同时,网络内的普通数据和多媒体数据的传输量非常大,因此应当采用六类非屏蔽布线系统与多模光缆布线系统(如Siemon、Ortronics、IBM、Nordx/CDT、IBDN等厂商产品)相结合的方案,从而提供高达千兆位甚至是万兆位的网络主干,并保留进一步提高网络传输速率的能力。

1. 垂直主干子系统设计

主干子系统(也称垂直主干子系统,Riser Backbone Subsystem)是建筑物内综合布线系统的主干部分,指从主配线架(BD)至楼层配线架(FD,Floor Distributor)之间的缆线及配套设施组成的系统。两端分别敷设到设备间子系统或管理子系统,及各个楼层水平子系统引入口处,提供各楼层电信室、设备室和引入口设施之间的互连,实现主配线架与楼层配线架的连接(如图1-25所示)。

图1-25 垂直主干子系统

图书馆主干布线应当采用光缆,构建千兆位或万兆位网络,以适应大量用户并发访问,以及多媒体数据传输所导致的带宽需求。

敷设路由和方式

如果图书馆预留有电信井或电信间,那么应当将主干光缆敷设在其中的桥架内(如图1-26所示)。否则,可以在建筑物水平中心位置垂直安装一个专用管道,用于楼层之间的光缆布线。电信管道应当选择在水平中心位置,保证水平布线的距离最短,不会超过双绞线所允许的100 m最大传输距离。

图1-26 电信间与桥架

提·示

如果图书馆建筑为“回”形结构,由于水平布线的距离过长,应当在东西或南北相对的两侧分别设置一个电信间,以保证水平布线距离小于90 m。

布线材料

● 光缆

图书馆的垂直布线系统应当选择室内光缆(如图1-27所示)。室内光缆的抗拉强度较小,保护层较差,但更轻便、更经济。由于建筑物主干布线的距离通常都比较短,因此建议使用8~12芯50/125 μm多模光纤,以实现千兆位或万兆位的传输速率。

图1-27 室内8芯光缆

● 光缆配线架

各楼层光缆配线架(如图1-28所示)主要用于连接垂直主干光缆(如果水平布线也使用光缆时,也可并入该终端盒),因此需要的光纤端口数量较少,大致为6~8个。而建筑物主光缆配线架用于连接各楼层光缆配线架,因此需要的光纤端口数量较多,大致为楼层数×8。当一个光缆配线架不敷使用时,可以采用多个终端盒为光缆提供接口。

图1-28 光缆配线架

光纤耦合器被固定于光纤终端盒或信息插座上,用于实现光纤连接器之间的连接,并保证光纤之间保持正确的对准角度。如图1-29所示为ST―ST光纤耦合器,被广泛应用于各种类型的光纤终端盒。

图1-29 ST―ST光纤耦合器

2. 管理子系统设计

管理子系统(Administration Subsystem)设置在各楼层的设备间内,由配线架、接插软线和理线器、机柜等装置组成,主要功能是实现配线管理及功能变换,连接水平子系统和主干子系统。管理子系统是针对设备间和工作区的配线设备和缆线按一定的规模进行标志和记录的规定,内容包括管理方式、标识、色标、交叉连接等。管理子系统采用交连和互连等方式,管理垂直电缆和各楼层水平布线子系统的电缆,为连接其他子系统提供连接手段(如图1-30所示)。

图1-30 管理子系统

布线系统的灵活性和优势主要体现在管理子系统上。管理子系统采用单跳线方式,使用双绞线或光纤软跳线实现网络设备与跳线板之间的跳接。只要简单地跳一下线,就可以完成任何结构化布线的信息插座对任何一类智能系统的连接。“一插一拔”,既方便、稳定,又便于管理,所有切换、更改、扩展和线路维护,均可在配线柜内迅速完成,极大地方便了线路重新布置和网络终端连接的调整。

设计要求

图书馆各楼层均应设置电信间。电信间内使用标准机柜,并根据信息点的数量安装双绞线和光纤配线架。管理子系统在实施时要求如下。

● 综合布线系统管理间、设备间里的设备全部安装在标准19 in宽的机柜内,设备主要包括支持双绞线的RJ―45标准接口跳线盘,支持语音系统的IDC连接模块及布线框,以及其他一些辅助性的导线架等。

● 机柜或机架的垂直偏差度不大于3 mm,安装应牢固;各类接线模块应完整,安装就位,标志齐全,面板应保持在一个水平面上;安装机架、配线设备及金属钢管应符合设计要求,并保持良好的电气连接。

布线产品

● 配线架

配线架(如图1-31所示)用于在设备间终结水平布线电缆。配线架应当根据楼层内信息点的数量选择24口或48口。另外,配线架必须与水平布线电缆采用同一标准,全部为超五类非屏蔽系统,或者全部为六类非屏蔽系统。

图1-31 配线架

● 跳线

管理子系统所使用的跳线有两类,即光纤跳线和双绞线跳线。

光纤跳线用于实现光纤终端盒与汇聚层交换机或核心交换机的连接,应用于垂直主干布线和建筑群布线。交换机光纤端口大多为SC端口(GBIC模块)或LC端口(SFP模块),而光纤终端盒则采用ST适配器,因此光纤也应当分别采用SC―ST光纤跳线(如图1-32所示)和ST―LC光纤跳线(如图1-33所示)。另外,由于垂直主干布线多采用50/125 μm多模光纤,而建筑群布线采用9/125 μm单模光纤,因此还应当根据布线光缆的型号选择与之相匹配的光纤跳线。

图1-32 SC―ST光纤跳线

图1-33 ST―LC光纤跳线

双绞线跳线用于实现水平布线配线架与工作组交换机的连接。跳线应当选择与配线架、水平布线完全相同的布线系统,并执行相同的布线标准(建议采用T568B标准)。

提·示

跳线长度通常为1 m、3 m和5 m,应当根据不同的需要进行选择。另外,六类布线系统对跳线的性能和质量要求较高,建议直接选购正规厂商生产的产品,而不是自己手工制作。

● 理线器

理线器(如图1-34所示)用于整理跳线,使之变得整齐、有条理。

图1-34 理线器

● 桥架

桥架用于水平和主干的架空式布线,适用于信息点数量较多的布线场合。垂直主干布线建议选择槽式桥架(如图1-35所示),其封闭式结构适用于无天花板或电磁干扰比较严重的布线环境。

图1-35 槽式桥架

● 机架

机架(如图1-36所示)用于固定配线架和光缆配线架,实现线缆管理,并节约占地空间。

图1-36 机架

● 标签

标签(如图1-37所示)贴在机柜和配线架上,用于标识所有端口所处的位置,便于日后的管理与维护。

图1-37 标签

● 扎带

扎带(如图1-38所示)用于捆扎、固定和整理线缆,使综合布线系统更加整齐、利落。

图1-38 扎带

3. 水平子系统设计

水平子系统(Horizontal Subsystem)局限于同一楼层的布线系统,指每个楼层配线架(FD)至工作区信息插座(TO,Telecommunications Outlet)之间的线缆、信息插座、转接点及配套设施组成的系统。水平线缆的一端与管理子系统(每个配线间的配线设备)相连,另一端与工作区子系统的信息插座相连,以便用户通过跳线连接各种终端设备,实现与网络的连接(如图1-39所示)。

图1-39 水平子系统

考虑到应用需求的不断增长,图书馆水平子系统建议采用4 对六类非屏蔽双绞线,连接各工作区的信息插座与本层配线间的配线架。水平子系统应当按楼层各工作区的要求设置信息插座的数量和位置,设计并布放相应数量的水平线路。为了简化施工程序,水平子系统的管路、线缆的设计和施工应当与建筑物同步进行。

敷设方式

由于图书馆楼道内装饰有天花板,并且信息点数量较多,因此应当借助开放式桥架以架空方式实施布线(如图1-40所示)。

图1-40 架空式布线

提·示

当水平布线被用于直接连接计算机时,可以采用超五类或六类非屏蔽双绞线。但是,如果水平布线用于连接骨干交换机或交换机堆栈(如计算机机房的交换机堆栈),那么建议采用多模光纤。

布线产品

● 双绞线

水平布线电缆选用六类非屏蔽双绞线(如图1-41所示),以提供更高的数据传输带宽,适用于更丰富、更复杂的网络应用。考虑到布线经济性的问题,拥有大量信息点的电子阅览室也可采用超五类非屏蔽双绞线。

图1-41 六类非屏蔽双绞线

● 开放式桥架

由于水平布线隐藏于楼道天花板内,为了便于布线施工,以及线路的维护和信息点数量的扩充,采用开放式桥架实现双绞线的敷设。如图1-42所示为固定于楼道天花板上的开放式桥架。

图1-42 开放式桥架

4. 设备间子系统设计

设备间子系统(Equipment Room Subsystem)是建筑物中电信设备和计算机网络设备,以及建筑物配线架(BD)安装的地点,同时也是网络管理的场所;由设备间电缆及连接器和相关支撑硬件组成,将公用系统设备的各种不同设备连接在一起(如图1-43所示)。

图1-43 设备间子系统

设计要求

设备间是一个安放复用通信装置的场所,是通信设施、配线设备所在地,也是线路管理的集中点。设备间子系统由引入建筑的线缆、各种公共设备(如网络服务器、各种控制系统、网络互连设备、监控设备)和其他连接设备(如主配线架)等组成,把建筑物内公共系统需要相互连接的各种不同设备集中连接在一起,完成各个楼层水平子系统之间的通信线路的调配、连接和测试,并建立与其他建筑物的连接,形成对外传输的通道。

每个楼层的电信间事实上也是一个设备间。原因很简单,因为每个楼层都要设置1 台以上的接入层交换机,借助水平布线和工作区布线(采用双绞线)实现与每个楼层计算机的接入。同时,借助垂直主干布线(采用多模光缆)实现与汇聚交换机的连接,从而实现楼层内所有计算机之间的相互连接。

除此之外,图书馆还应当单独设置一个主设备间,用于安装汇聚层交换机、网络服务器、网络存储设备等网络产品。设备间之间的互联拓扑如图1-44所示。

图1-44 设备间之间的互联拓扑示意图

布线方式

设备间内线缆的敷设采用两种方式,一是采用开放式桥架,敷设水平子系统和垂直子系统的进室线缆(如图1-45所示);二是在防静电地板下敷设,用于设备间内的网络布线,以及网络设备之间的互连。

图1-45 设备间桥架

布线产品

● 机柜

机柜(如图1-46所示)被用于安装和固定配线架、服务器和网络设备。机柜通常采用全封闭结构,具有增强电磁屏蔽、削弱设备工作噪声、减少设备地面面积占用的优点。对于一些高档机柜,还具备空气过滤功能,它可以提高精密设备工作环境质量。机柜标准尺寸为19 in,与机架式交换机、服务器等尺寸是一致的。

图1-46 标准机柜

机柜的深度一般为800~2000 mm,根据机柜内设备的尺寸而定,常见的成品机柜深度为800 mm和1000 mm,前者用于安装机架式网络设备,后者用于安装机架式服务器。

机柜高度一般为700~2400 mm,根据机柜内设备的数量和规格而定,常见成品高度为1600 mm和2000 mm。机柜内设备安装所占用高度用一个特殊的单位“u”表示,1 u=44.45 mm。使用19 in标准机柜的设备面板一般都是按nu规格制造,对于一些非标准设备,大多可以通过附加适配档板装入19 in机箱并固定。常见的机柜规格有20 u、30 u、35 u和40 u等几种。

● 网络设备

楼层设备间的网络设备主要是接入层交换机。由于垂直主干布线采用光缆,因此接入层交换机必须拥有千兆位光纤端口。

图书馆主设备间的网络设备主要是汇聚层交换机,向下用于连接各楼层的接入层交换机,向上实现与核心交换机的互联。由于图书馆内往往拥有数百台计算机,因此汇聚层交换机应当选用模块化三层交换机。

另外,考虑到图书馆本身的特殊性,还应当配置认证服务器、Web服务器、视频服务器、文件存储服务器、数据库服务器等网络服务器。

有关网络设备的具体选型,请参见本书中的相关内容。

5. 工作区子系统设计

工作区是指包括办公室、写字间、作业间、机房等需要电话、计算机或其他终端设备(如网络打印机、网络摄像头等)等设施的区域和相应设备的统称。工作区子系统(Work Area Subsystem)处于用户终端设备(如电话、计算机、打印机等)和水平子系统的信息插座(TO)之间,起着桥梁的作用。该子系统由终端设备至信息插座的连接器件组成(如图1-47所示),包括跳线、连接器或适配器等,实现用户终端与网络的有效连接。工作区子系统的布线一般是非永久性的,用户根据工作需要可以随时移动、增加或减少,既便于连接,也易于管理。

图1-47 工作区子系统

提·示

图书检索大厅、学术报告厅等场所,应当在天花板上设置若干信息插座,用于连接无线接入点,实现笔记本电脑的无线网络接入。

根据标准的综合布线系统设计,在每个信息插座旁边要求有1 个单相电源插座,以备计算机或其他有源设备使用,信息插座与电源插座间距不得小于20 cm。墙面型信息插座,通常安装在离地面30 cm处。

布线方式

室内的布线方式主要包括高架地板布放式和埋入式两种布线方式,根据不同的应用环境选择使用。

● 高架地板布放式

图书馆主设备间、电子阅览室,以及其他安装昂贵电子设备的场合,应当采用高架防静电地板(如图1-48所示),此时,即可采用高架地板布放方式。该方式施工简单、管理方便、布线美观,并且可以随时扩充。先在高架地板下安装布线管槽,然后将线缆穿入管槽,再分别连接至安装于地板的信息插座和配线架即可。

图1-48 高架防静电地板

电子阅览室信息点设计和计算机的排放如图1-49所示。

图1-49 电子阅览室信息点设计

● 埋入式

所谓埋入式,是指将线缆穿入PVC管槽内,或埋入地板垫层中,或嵌入墙壁内,适用于办公室、书库、检索大厅、研究室或其他信息点数量较少的场所。图书馆施工时,必须在墙内预先设计并埋设布线管槽。对于大开间的办公场所或检索大厅,除了可以将信息插座嵌入墙壁内,还可依据实际需要埋入地板中。

面积在15m2左右的办公室,应当敷设2个信息点(如图1-50所示);每个书库内应当敷设4个信息点;大开间办公室,应当每10m2敷设2个信息点(如图1-51所示);电子阅览室和学生机房,则根据具体需要决定敷设信息点的数量。

图1-50 普通办公室信息点设计

图1-51 大开间办公室信息点设计

布线产品

● 信息插座

墙壁上的信息插座采用墙面型信息插座,底盒直接嵌入墙壁,既不占用空间,又不会因意外碰撞而损坏。面板采用斜口双孔面板(如图1-52所示),既可以尽量占用少的空间,又避免意外碰触导致连接中断。

图1-52 斜口双孔面板

地板(包括防静电地板)上的信息插座则采用铜质或钢质地面插座(如图1-53所示),使用时弹起面板,不用时随时合上。

图1-53 铜质地面插座

信息模块采用六类非屏蔽系统,与水平布线系统保持一致。六类非屏蔽系统的标记为“CAT 6”(如图1-54所示)。

图1-54 六类非屏蔽模块

● 跳线

跳线选用RJ―45―to―RJ―45类型,也应当与水平布线系统保持一致,采用六类非屏蔽系统。根据信息插座到计算机或其他网络终端(如网络打印机、网络摄像头等)的距离,选择1 m、3 m或5 m的型号。如图1-55所示为0.5 m RJ―45―to―RJ―45六类非屏蔽跳线。

图1-55 六类非屏蔽跳线

总之,图书馆各布线子系统选择的线缆类型如图1-56所示。

图1-56 图书馆布线系统的选择

提·示

所有布线产品,尤其是双绞线或光缆的同类布线产品,必须选择同一厂商、同一标准、同一系列的产品。以保证布线产品的兼容性,提供最佳的电气性能。

1.2.4 办公楼布线设计

随着网络技术的发展,办公人员计算机应用水平的提高,以及办公自动化系统应用的不断深入,大学校园中的行政人员几乎每人都拥有一台计算机,校园办公已经呈现出办公无纸化、网络化、集成化的特点。办公楼也采用“多模光纤+六类非屏蔽双绞线”布线系统,并采用高性能的布线产品(如Siemon、Ortronics、IBM、Nordx/CDT、IBDN等)。

1. 垂直主干子系统设计

由于办公楼很少在每个楼层单独预留电信间,因此垂直主干布线应在普通办公室内以密闭桥架方式实现(如图1-57所示)。

图1-57 办公楼垂直主干设计

垂直主干布线采用6~8芯50/125 μm室内多模光纤,以确保接入层交换机与汇聚层交换机之间实现千兆位连接,并保留未来升级至万兆位网络连接的潜力。

2. 管理子系统设计

办公楼的管理子系统,由机柜、双绞线配线架、光纤终端盒、光纤跳线和双绞线跳线组成。其中:

● 机柜采用19 in标准,应当根据配线架和网络设备的数量决定其高度。

● 双绞线配线架采用24口或48口超五类非屏蔽系统,用于终端水平布线电缆。

● 光纤终端盒采用固定配置的8~12口机架式产品,用于终结垂直主干布线中的光缆,光纤耦合器采用ST―ST类型。

● 光纤跳线采用50/125 μm多模光纤,用于连接光纤终端盒与接入层交换机。根据接入交换机所提供光纤端口类型的不同,选择ST―LC光纤跳线(适用于SFP模块)或ST―SC光纤跳线(适用于GBIC模块)。

● 双绞线跳线用于连接配线架与接入层交换机,采用超五类非屏蔽产品。关于超五类非屏蔽双绞线的制作方法,请参见后面章节中的相关内容。

3. 水平子系统设计

办公楼的楼道内通常都进行装修并吊顶,因此,水平布线应当以开放桥架方式敷设于吊顶内,便于日后维护和扩充。

由于每间办公室内的信息点数量都较少,因此每个楼层内的信息点数量也不多,不必在每个楼层都预留设备间,而是可以每2层或3层预留一个设备间,既便于为网络设备提供稳定的电源,实现对网络设备的统一管理,又可以尽量少占用办公用房,最大限度地节约资源。水平布线中的垂直部分,借助垂直主干布线中的桥架实现。

办公楼的水平布线方式如图1-58所示,部分楼层的水平布线连接至位于其他楼层的配线架。主设备间中用于与核心交换机相连接的建筑群布线,则仍然采用单模光纤。

图1-58 办公楼水平布线设计

由于办公网络被大量用于传输普通文档和数据,只有少量多媒体数据传输,网络应用相对单纯,对网络传输没有太高的要求,因此超五类非屏蔽双绞线即可满足需要。

4. 设备间子系统设计

为了节约布线线缆,并保证水平布线距离小于90 m,用于充当电信间和设备间的办公室应当位于每个楼层的中心位置(如图1-59所示)。主设备间则应当与楼层设备间复用,从而便于将相应的网络设备连接在一起。

图1-59 办公楼设备间设计

办公楼的接入层交换机应选用拥有1000 Mbps端口的快速以太网交换机。其中,1000 Mbps端口通过垂直布线的光纤链路连接至汇聚层交换机,100 Mbps端口通过水平布线的双绞线链路连接至用户的计算机。办公楼的汇聚层交换机可采用二层千兆位交换机,借助建筑群布线的单模光纤,实现与校园网的核心交换机的千兆位连接。

5. 工作区子系统设计

15m2以下的办公室中设置2个信息点,大开间办公室每10m2设置2个信息点。小型会议室内除主席台位置设置6~8 个信息点外,还应当在天花板上设置2~3个信息点,用于连接无线接入点,实现与会者所携带笔记本电脑的无线网络接入。

工作区采用埋入式布线,经由楼道天花板引入房间,并沿预先埋入墙壁内的PVC管敷设(如图1-60所示)。

图1-60 工作区布线设计

信息插座采用斜口双孔面板,信息模块均采用超五类非屏蔽系统。用于连接信息插座与计算机的跳线也采用超五类非屏蔽系统,从而使整个链路中的布线产品性能保持一致。

提·示

线缆、信息模块和跳线应当选择同一厂家的产品,以最大限度地确保其产品之间的兼容性,从而保证网络链路的电气性能符合国家和国际标准。

1.2.5 实验楼布线设计

实验楼与办公楼的网络应用特点非常相似,只是信息点的数量更少,建筑物的规模也更小。因此,可以将垂直布线与水平布线合二为一,只在楼内设置一个设备间,既提高了房间利用率,节约了设备购置费用,又可实现对网络设备的统一管理,便于提供稳定的电源和良好的运行环境。

由于实验楼的数据传输量较小,所以网络布线采用高性能超五类非屏蔽系统(如Siemon、Ortronics、IBM、Nordx/CDT、IBDN等)。设备间中用于与核心交换机相连接的建筑群布线,则仍然采用单模光纤。

实验楼布线设计如图1-61所示。楼层间采用封闭桥架相互连接,将水平布线直接引入楼宇配线架。

图1-61 实验楼布线设计

楼道内的水平布线采用埋入式。将PVC管埋入楼板垫层内,然后将双绞线穿入PVC管中,经由楼道引入各实验室(如图1-62所示)。

图1-62 工作区布线设计

根据实验室的不同用途,每个实验室内分别设置2~8 个信息点,用于将实验数据通过网络发送至目的位置,实现与网络存储设备的数据交换,并借助网络摄像头实现对实验室的监控。

提·示

如果是对旧实验楼进行信息化改造,可以采用明装方式,使用PVC线槽实施垂直主干布线、水平布线和工作区布线。

1.2.6 教学楼布线设计

教学楼内有两种类型的房间,一类是多媒体教室,另一类是教师备课室(或准备室),信息点的数量都比较少。网络应用则主要是视频点播和课件播放,以及借助网络摄像头所实施的教学监控和观摩,因此,“千兆位作主干,百兆位到桌面”的网络结构应当完全够用了。

由于教学楼通常都在6 层以下,而且每个楼层的信息点数量较少,从节约用房和便于管理的角度来看,应当每2或3层设置一个设备间。详细内容,请参见“教学楼布线设计”中的相关内容。

如果建筑物为“工”或“匚”字结构,可以在同一楼层中设置2个设备间(如图1-63所示),以保证水平布线距离少于90 m。

图1-63 教学楼设备间位置

教学楼的垂直主干布线系统采用8~12芯50/125 μm多模光纤,水平布线系统采用超五类非屏蔽双绞线系统。具体布线方式,请参考“实验楼布线设计”中的相关内容。

多媒体教室建议设置6个信息点,其中,4个信息点位于教室前方(有讲台的一端),用于为多媒体教学系统、教师计算机、网络摄像头和无线接入点提供信息接口;2个信息点位于教室后端,用于连接网络摄像头和无线接入点(如图1-64所示)。

图1-64 教室内信息点设计

教室备课室(或准备室)可以根据需要设置4~8 个信息点,供多个老师同时备课和查阅资料使用(如图1-65所示)。

图1-65 备课室信息点设计

提·示

如果教学楼建筑规模较小,也可采用“实验楼布线设计”方案。另外,如果是对旧教学楼进行信息化改造,可以采用明装方式,使用PVC线槽实施垂直主干布线、水平布线和工作区布线。

1.2.7 学生公寓布线设计

随着计算机价格的不断下降,以及计算机应用的不断深入,越来越多的学生购买了个人计算机。因此,学生公寓对网络接入产生了迫切要求。学生公寓的网络应用较为丰富,主要包括Web浏览、网络游戏、视频点播、语音或视频聊天和软件下载等。

由于学生宿舍楼的建筑规模都比较小,因此其布线设计可以与“实验楼布线设计”类似,不再明确区分垂直主干布线和水平布线,每2或3层(甚至3或4层)设置一个设备间,用于汇接相应楼层的信息点。这样,一栋楼只需设置1或2个设备间,即可解决所有宿舍的网络接入问题(如图1-66所示)。

图1-66 学生公寓布线设计

垂直布线和水平布线部分通过在楼道墙壁上固定封闭桥架实现,工作区部分借助墙壁内预先埋入的PVC管实现。建议每间学生宿舍设置2个信息点,使之位于书桌附近,并在信息插座附近提供相应数量的电源接口。

学生公寓布线建议采用具有较高性价比的超五类非屏蔽布线系统(如TCL、一舟、普天等),既可以节约大量投资,又能充分满足学生所有的网络应用。

其他内容,请参见“办公楼布线设计”的相关部分。

1.2.8 校园网络中心设计

网络中心作为全校网络的汇聚核心和管理核心,作为整个校园网络的枢纽,安装有大量价格昂贵的网络设备、服务器;其决定着网络能否正常、安全、稳定地运转,为网络用户提供相应的网络服务。

1. 网络中心位置

考虑到千兆位和万兆位网络传输的需要,网络中心所处的建筑物与其他所有建筑物的距离都不应超过1 km,并尽量控制在300 m以内。千兆位和万兆位以太网的有效传输距离如表1-1和表1-2所示。

表1-2 10 Gbps以太网有效传输距离

表1-11000 Mbps网络传输介质与有效传输距离

2. 网络中心机房布线

由于网络中心所连接的设备几乎全部为核心交换机、汇聚层交换机和网络服务器,对网络传输速率有着非常高的要求,因此应当采用高品质六类非屏蔽双绞线+50/125 μm多模光纤方式,为网络服务器和其他设备提供大量的高速率网络接口。信息插座也应当采用模块化产品,同时提供双绞线端口和光纤端口(如图1-67所示),以适应不同网络接口的连接需要。

图1-67 双绞线和光纤接口

网络中心机房内部的线缆全部敷设在防静电地板下的线槽中(如图1-68所示)。

图1-68 地板下布线

由水平布线、垂直主干布线和建筑群布线引入的线缆,可以经由开放式桥架(如图1-69所示),连接至机柜进行配线管理,并实现与网络设备的连接。

图1-69 开放式桥架布线

3. 设备机房环境要求

网络中心设备间装修要按照有关标准和技术规范,根据具体选用的设备及安装的要求进行设计和规划;其次要尽量满足在采光、防尘、隔音的条件下,营造合理的工作环境;考虑吊顶和墙面装修材料,以及构架应符合消防防火要求,使用阻燃型装修材料,表面阻燃涂覆处理,达到阻燃、防火的要求。设备间地板优先考虑具有耐磨防静电贴面的防静电地板,其抗静电性能较好,长期使用不变形、不褪色;地板净空高度通常在10~50 cm。房间要综合考虑照明灯具、空调和湿度设备的配置;为隔音、防尘需装设双层合金玻璃窗,配遮光窗帘(如图1-70所示);为设备提供备用UPS电源等。

图1-70 网络中心设备间

提·示

楼层设备间也必须安装空调,保证恒温恒湿的工作环境,并认真做好接地。

● 高度和空间

设备间的高度和空间,应考虑敷设地板及吊顶装修后净高。由于设备间多采用下进线方式,地板下要敷设走线槽和通风,地板净高一般在10~50 cm左右;而房顶吊顶一般要取齐过梁下部,并留足灯具和消防设备暗埋高度,通常占用一定高度,这样房间的净高累计减少了近0.5 m。为满足要求,可以提高吊顶的高度,吊顶采用铝合金龙骨和60×60的防火石棉板。

随着新技术新设备的发展,网络应用会不断地丰富,应按中、远期发展的趋势,适当预留一些设备空间。设备间设备一般按机柜间与操作间隔离的原则进行安装,特别是交换机、光传输设备、集群设备等自动化程度高的,网管系统可完成设备大部分调测监控及系统操作,无需频繁进入机柜间,这样可减小人为因素对设备的影响。

● 电缆交叉

应按照有关规范布设,注意要遵循平行线缆相互隔离的距离不小于50~60 cm,竖井通过楼层时要尤其注意,尽量保持间距,避免电力线干扰通信传输。

● 消防

要考虑设备间的消防灭火设计,根据消防防火级别确定设备间的设计方案;建筑内首先要求具备常规的消防栓、消防通道等,按设备间面积和设备分布装设烟雾、温度检测装置、自动报警警铃和指示灯、自动/手动灭火设备等器材。设备间火灾报警要求在一楼设有值班室或监控点。

设备间消防设计国家已颁布相应的规范和要求,同时注意设备间的装修与消防的协调适配,由于设备间面积较小,配备电子专用灭火器2支。

● 防雷

由于设备间通信和供电电缆多从室外引入设备间,易遭受雷电的侵袭,设备间的建筑防雷设计尤其重要。设备间的建筑防雷除应有效地保护建筑自身的安全之外,也应为设备的防雷及工作接地打下良好的基础。建筑防雷设计施工完成后应提供准确的设备接地网或接地环带的位置和布设图,避免设备接地网与建筑接地网冲突。由于联合接地的特殊要求,禁止直接使用建筑接地线和电源接地线作为系统设备的地线。因此,建议在楼下单独做接地线,作为设备间的接地和防雷。

● 防静电

由于种种原因而产生的静电,是发生最频繁、最难消除的危害之一。静电不仅会对网络设备和服务器的运行产生随机故障,而且还会导致电子设备的击穿和毁坏。因此,设备间必须铺设防静电地板,并做好防静电接地。

● 安全

为保证网络设备和服务器运行安全,网络机房内应当安装门禁系统,禁止非授权用户进入。同时,安装视频监控设备,保障网络设备安全。

● 其他

在设备间设置专用配电盘,将机房内的插座、吸顶等统一调配;在墙的周边设置电源插座;在吊顶设置嵌入式双灯管,栅格灯,保证机房的亮度达到200 Lx。根据实际需要,配置在线式UPS电源一套,以及柜式工业空调一台。