校园网及多媒体教室建设系统设计方案

校园网及多媒体教室建设系统设计方案 一、概况 绵阳火炬三小校园是由九洲集团等企业援建的教育项目。 随着当代信息技术向中小学教育的扩展，多媒体计算机在教学过程中的应用越来越普遍 ，校园网络的建设已经是教育现代化的核心和基础，是有效提高教学办公效率、增强学校综合实力、提升教育教学水平的重要手段。因此，教育信息化、数字化作为一个系统工程，必须在火炬三小的建设过程中予以充分考虑、细致规划、规范实施、科学管理。 火炬三小校区主体建筑共两栋，分别为教学楼和综合楼。 教学楼共 4 层 48 间教室，其中第 4 层南边有 2 间电教室，其他均为普通教室，另有教师休息室、办公室等 14 间。教学楼需要布置网络接口的房间一共 62间。 综合楼共 4 层，需要布置网络接口的教室和办公室共 22 间。 普通教室和电教室分布示意图 校园网建设的目标是： a) 为校区的两栋主体建筑 教学楼和综合楼建设校园网，将网络接口部署到每一间教室和办公室，保证校区每一处都网络畅通； b) 为教学楼的所有普通教室部署多媒体教学系统，包括控制台、电脑、电子白板和投影机等多媒体设备； c) 装备两间电教室，综合布线，安装包括弱电柜在内的所 有电教设备。 d) 部署校园网管理应用软件并调试好，方便教员和学生使用。 该项目土建部分已进入内装修阶段，目前土建方正准备水电施工，接下来弱电综合布线也将同步进行。 二、设计 求分析 详见需求调研报告。 计原则 a) 实用 系统 设计过程中应始终 贯彻面向应用，注重实效的方针，坚持实用、经济的原则 ，在尊重用户需求的前提下做到精巧简洁。 b) 稳定 系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备、工具的相对成熟。不 仅要 反映先进 的技术工艺 水平， 又要 确保系统运行的可靠性和稳定性， 实现产品质量与用户实际使用效果的统一，尽量减少因故障给用户造成的困扰。 c) 安全 在 网络 设计中 须 考虑信息资源的充分共享， 同时也 要注意信息的保护和隔离，因此系统应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括防火墙隔离、 权限控制等 ，提升整个网络的安全性 。 d) 可扩展 为了适应系统变化的要求，必须充分考虑以最简便的方法、最低的投资，实现系统的扩展和维护 。 园网设计 络拓扑 如图 a 所示，学校有教学楼和综合楼两栋建筑，网络运营商提供的网络接入点在教学楼一层，两者将共用一台路由器接入互联网。在教学楼安设网络中心（弱电间）以部署核心交换机 ， 网线通过弱电井敷设到综合楼一层，再 于各楼层部署接入层交换机 。核心 交换机与接入层交换机之间 可 通过千兆六类双绞线或千兆光纤连接 （ 视传输距离 决定）。各 楼层接入层交换机通过超五类双绞线连接 至每间教室和办公室 ，实现百兆到桌面、千兆主干的二层网络架构。 a 校园网络拓扑结构图 线方案 如图 a 所示是两栋建筑的俯览图，两楼的网络 接入点都在一层，网络机柜设置在外网接入点处，通过接入交换机分出每层教室数量的网线，经由弱电桥架敷设至各个教室。 a 教学楼和综合楼上下层结构几乎完全一致，所以在布线方式上也是如出一辙。高楼层与低楼层间的弱电间是完全连通的，方便行线。 网硬件 a) 机柜 本设计使用 12U 壁挂式标准网络机柜，采用 质冷轧钢板制作，机柜钢板厚度在 上，做工精良，具有防静电抗腐蚀的特点。 壁挂式标准网络机柜 b) 交换机 交换机采用锐捷网络的全千兆机架式多层交换机，环境适应能力强，多种内在机制可以有效防范和控制病毒传播和黑客攻击，适合长期免维护运行。 锐捷千兆交换机 c) 路由器 锐捷 列路由器采用模块化的结构，支持多种独有技术，完备抗流量攻击能力，集高性能、固定接口丰富、模块化、高安全、易用性等特性于一身的新一代高性能路由器。内置硬件加密引擎，提供高速安全的数据加密功能。 锐捷高性能路由器 d) 间断电源） 为确保电源质量，中心机房将配备 间断电源系统，避免短暂的电网供电中断所造成校园信息业务中断，以及突然 断电引起校园网络设备损毁、数据丢失。 山特 3线式电源具有半载时间较长，体积小，运行稳定等特点，为其他网络设备提供电能质量保障。 山特 3 校园网综合性能 a) 硬件品质 本设计中的网络硬件设备和线材，均符合甚至高于行业标准， 至少满足未来3 到 5 年的需求。 b) 网络安全 鉴于网络教室 量多，应用复杂，设计采用平滑的二层架构，通过划分拟局域网），减少广播风暴的产生。同时，设计使用的网关设备本身具有很强的抗攻击特性，充分保证校园网的网络安全。 c) 网络速度 高速的出口路由器保证学校出口数据快速转发，以及千兆六类网线和光纤，让学校师生的上网速度得到保障。 通多媒体教室设计 媒体系统构成 如图 a 所示，本项目的多媒体系统硬件部分主要由控制台（讲桌）、电子白板、投影机、电脑、视频展示台和配电箱等组成，其中电脑和视频展示台集成在控制台内。 a 多媒体系统构成 a) 配电箱 学校现场配电箱预留位置 整个系统由配电箱负责供配电，所以配电箱电源质量较为重要。但从教室现场勘查的情况来看，由于土建图纸并未在此处设计单独的供电线路，只能和教室插座共用一个空开。这样在插座使用大功率电器或意外短路时，空开保护断电， 影响正常教学秩序，对所有多媒体设备有造成故障的可能。 为了排除与插座共用电源的不利影响，配电箱内可以加装空开和保险，确保插座电流过大时不会对贵重的多媒体设备造成损害。 b) 控制台、电脑和视频展示台 控制台是整套多媒体系统的核心，其他所有多媒体设备都经由它控制。控制台内可以安装一台电脑和视频展示台，并集成了操作面板。 多媒体教室控制台 学校现场控制台预留布线管道 c) 投影机和电子白板 投影机需要和电子白板配合使用，它们的工作关系就像电脑的显示器和手写板一样。投影机通过 频线与电脑连接，将电脑的显示影像放大投射到电子白板上，电子白板则通过 串口与电脑连接，将使用者的操作信息同步 给电脑，从而实现多媒体教学。 学校现场投影机预留布线管道 统安装方案 系统整体安装效果如图 示。 系统整体安装效果 电子白板采用壁挂式安装，经膨胀螺丝固定在常规黑板的右侧。短焦投影机安装在电子白板的上方 ,基本与顶部齐平，和电子白板的垂直距离在 80 厘米左右。 当使用电子白板时，既不影响正常的教学板书，又能让全班学生都能够清楚地看见电子白板上的投射影像。 钢制讲桌位于讲台的中心位置，集成了实物展示仪、液晶显示器和电脑、中央控制器和面板。 配电箱位于讲台的左侧，其中有数组空气开关，负责给每一个需要电源的设备独立供电。 整套系统安全可靠、方便实用又不失 美观，是当前教育环境中常用的配置安装方案，具有较高的经济性和实用性。 教室设计 教室系统构成 电教室硬件一般包含服务器、强电机柜、弱电机柜、学生电脑等设备。 a) 服务器 服务器在电教系统中的作用非常重要，一方面教师要通过服务器完成各种教学演示，第二所有学生电脑经由服务器获取操作权限并接受监控，数据吞吐量大，对服务器性能有较高要求。本设计使用惠普 列服务器，其数据交互速率和稳定性都在已实施的项目中得到证明。 b) 强电机柜 强电机柜负责给所有计算机设备供配电，它 的 供电 质量好坏直接影响着计算机系统的稳定性和可靠性。 土建单位已经采购了强电柜，上面装配了断路器、浪涌保护器和大概 6空气开关，符合现场电教室的供电标准。 c) 弱电机柜 弱电机柜的作用是将电教室的所有计算机，包括服务器组网，然后与楼层间接入交换机进行连接，从而实现多台计算机上网。 d) 学生电脑 学生主机一般使用品牌商务机，质量有保障，在售后维护方面更为便利。 教室布线方案 火炬三小电教室共有两间，呈轴对称，结构相同，长 ，宽 ，可容纳最多 50 个学生同时上课。 两间教室还未铺设防静电地板，地板 上已预留 6 根强电配电管道，分布情况如图 a。 a 电教室预留管道示意图 由于要容纳 50 个学生同时上课，教室的建筑面积偏小，如何将有限的空间合理利用起来十分重要。如图 b，本 设计采用两组半的横向排列方式进行走线。这样排列的主要考虑是出于对教室空间的合理运用，学生座位相对宽松。 b 电教室综合布线示意图 其中，强电部分因为已有预埋管道，只需将计算机按区域分为 6 组，每组由 一根来自强电柜的电源线供电，行线简单合理。 弱电部分，从交换机出来的网线用 管，敷设在地板支架内并用螺丝固定，再从电教课桌下的开孔连接至每台计算机。 当然电教室除了以上的布局还有其他的布局方式，通常情况下可以分为三种：传统教室型、面对面型（即上述布局方式）、室内环绕型。这三种形式各有优缺点，下表列出了各布局方式的优缺点，可供用户方参考： 传统教室型 面对面型 室内环绕型 优点 座位规则分布，符合传统心里习惯 学生碰撞电缆机会小，能合理、有效地利用教室有限空间，能保证学生上机的个人位置空间，建设材料投入小 学生碰撞电缆的机会几乎为零，老师的视野开阔 缺点 相同大小教室建设材料消耗较大，教室的利用空间也相对浪费 学生上课时需要侧身 场地占用面积大，教室空间得不到合理运用。有些学生使用需要侧身、背身，上课时稍有不适，建设材料使用消耗较大 表 1 电教室布局优缺点比较 功能会议室设计 多功能会议室工程以其功能的多样性（如：会议厅，视频会议厅，报告厅，学术讨论厅，培训厅等），特别适合我国国情需要，并在这几年的时间得到迅速普及应用。 在本次项目中，火炬三小将建设一套可供教师、学生，开会和学习的多功能教室， 该教室主要由多媒体教学设备与音控平台构成 。 所涉及到的设备包括：投影机、投影幕布、音控设备、音响、教师电脑等。 该教室长 25M，宽 15M，教室内土建为阶梯形状，教室后方有两个小房间，可供存放音控设备。（如下图） 阶梯教室平面走线图设计 房间内设计天花板吊顶，投影机将悬挂于教室内中央，周围设计四个音响环绕，以保证教室内的每个位置都能很好的观看到投影内容，以及清楚的听到老师的演讲。 所有线材铺设将采用 料穿管，以此来保证教室的安全与美观。 学平台设计 为了适应教育信息化的需要，在软件的应用、数据的共享、网络在学校教学作用、网络在学校教学管理作用等各个方面发挥校园网基础硬件最大的价值，需要一套功能强大的信息化校园软件系统 而 苏亚星校园网软件系统正是行业解决方案的首选。该软件能完成以下功能： a) 建设校务管理平台，解决 校领导、教务处、电教中心、老师、学生提供全方位日常办公，信息查询等； b) 建设网络备课平台，解决各任课老师电子课件的制作、保存、共享与评比等； c) 建设流媒体点播系统，解决学校各种流媒体课件、节目、电影的网络点播，还可以对学校教学现场进程采集、现场直播； d) 建设学校电子图书馆平台，使学生查询到想要的学习资料，老师有好的电子档的学习材料都可以上传进系统给学生使用； e) 建设学校网站系统，建设学校对外信息发布平台，介绍学校风采； 此外， 苏亚星校园网软件系统还具备以下性能特点： a) 卓越的性能：采用 布式网络应用结构）的结构思想，基于 B/S 结构，支持大型关系数据库 用大量的 件对象模型）控件技术和优化的数据库处理方法。充分实现了分布式的结构，集中式的管理，灵活的用户接口，模块化的设计，使得系统的性能非常优越。 b) 标准化成度高：基于教育部的教育管理信息化标准开发的校园网软件系统，符合教育部发布的学校管理信息与交换标准。 c) 定制性强：可以对系统的名称、背景图片、功能模块、系统 录授权等项目进行定制调整。 d) 应用性强：要求采用一家多年从事教育软件开发厂家的成熟系统，软件使用方便，使得老师、学生使用方便快捷，迅速上手。 e) 安全性高：系统设置多层数据安全屏障，具有完善的用户权限管理功能，所有的功能模块都采用身份认证制度，数据的备份和恢复。 备清单 一、校园网络系统设备清单 序号 设备名称 型号 数量 单位 备注 1 路由器 锐捷 台 2 网关 锐捷 网关 1 台 2 汇聚交换机 锐捷 台 3 接入交换机 锐捷 2 台 4 交换机 60 台 5 教学平台软 件 苏亚星校园网软件系统 学专用版 1 套 6 服务器 1 台 机架式 7 口 海康 17 寸显示器 1 台 8 3 延时半小时 1 台 9 理线架 大唐电信 12 个 10 配线架 大唐电信 12 个 11 网线 大唐电信 超五类 35 箱 12 机柜 壁挂式 12U 8 个 壁挂式 13 机柜 24U 2 个 14 机柜 42U 国际标准机柜 1 个 15 辅材 包括：信息模块、弱电箱、水晶头等 1 批 二、多媒体教室设备清单 序号 设备名称 型号 数量 单位 备注 1 短焦投影机 日立 8 台 2 办公电脑 清华同方 超越 18 套 3 电子白板 鸿合 8 台 4 实物展示台 鸿合 8 台 5 中央控制器 控智 8 台 6 钢制讲台 齐畅 8 台 7 辅材 18 套 三、电教室设备清单 序号 设备名称 型号 数量 单位 备注 1 学生电脑 清华同方超越 00 套 2 办公电脑 清华同方 超越 套 3 短焦投影机 日立 台 4 电子白板 鸿合 台 5 实物展示台