北京交通大学LTE实验室设计.doc

北京交通大学TD-LTE实验室工程项目的设计与实现北京交通大学通信1204班实习组2016年3月18日项目经理：罗轶娜技术总监：刘贝蒂销售顾问：李世杰技术人员：汪 璟技术人员：罗自航目录工程设计说明2实验室网络设计3实验室精装修设计7配电系统设计8空调工程设计10实验室监控系统11实验室消防系统11实验室防雷接地方案12设备材料清单15工程设计说明一、 工程范围：u 实验室网络工程u 装修工程u 电气工程（机房供配电、UPS）u 通风工程（空调系统）u 实验室监控报警系统u 实验室消防系统二、工程概况未来的移动网络时代将是TDD技术的时代，TD- LTE技术有 其优势，同时TD- LTE在资源和频段上有更多的灵活性，满足了互 联网流量增长的自然需求，并会带来更好的投资回报和更好的频 段利用率。许多国家对移动领域的TDD频段利用都非常关注。TDD 频段计划已经在中国、印度、德国和其他等国家建立，还有很多 TDD频段目前仍在计划中。高校LTE实验室建设是与通信学科建设、专业建设、课程建设紧密相关的重要基础建设，是开展科学研究、培养人才的重要基地，是高校办学水平的重要标志之一。本科教育培养的是复合型应用型人才，实践教学是本科教育的重要组成部分。 图一 实验室平面布置图机房装修总面积约为60M2，总体布置见平面布置图。三、设计依据l 国家标准电子计算机机房设计规范(GB50174-93)l 国家标准计算站场地技术要求(GB2887-89)l 国家标准电子计算机机房施工及验收规范(SJ/T30003-93)l 国家标准计算机机房活动地板的技术要求(GB6650-86)l 国家标准计算站场地安全技术(GB9361-88)l 国家标准电气装置安装工程接地装置施工及验收规范(GB50169-92)l 中华人民共和国公共安全行业标准GA/T75-94安全防范工程程序与要求l 中华人民共和国计算机信息系统安全保护条例实验室网络设计一、实验室网络拓扑MME（Mobility Management Entity）：3GPP协议LTE接入网络的关键控制节点，它负责空闲模式的UE(User Equipment)的定位，传呼过程，包括中继，简单的说MME是负责信令处理部分。它涉及到bearer激活/关闭过程，并且当一个UE初始化并且连接到时为这个UE选择一个SGW(Serving GateWay)。通过和HSS交互认证一个用户，为一个用户分配一个临时ID。MME同时支持在法律许可的范围内，进行拦截、监听。MME为2G/3G接入网络提供了控制函数接口，通过S3接口。为漫游UEs，面向HSS同样提供了S6a接口。Evolved Node B：即演进型Node B简称eNB，LTE中基站的名称，相比现有3G中的Node B，集成了部分RNC的功能，减少了通信时协议的层次。eNB的功能包括：RRM功能；IP头压缩及用户数据流加密；UE附着时的MME选择；寻呼信息的调度传输；广播信息的调度传输；以及设置和提供eNB的测量等。SGW（Serving GateWay，服务网关）是移动通信网络EPC中的重要网元。EPC网络实际上是原3G核心网PS域的演进版本，而SGW的功能和作用与原3G核心网SGSN网元的用户面相当，即在新的EPC网络中，控制面功能和媒体面功能分离更加彻底。SGW网元的功能相对简单，它只需要在MME的控制下进行数据包的路由和转发，即将接收到的用户数据转发给指定的PGW网元，又因为接收和发送均为GTP协议数据包，从而也不需要对数据包进行格式转化，简单来讲SGW就是GTP协议数据包的双向传输通道。交换机 服务器 OMC:操作维护中心(OMC，Operation and Maintenance Center)：操作维护系统中的各功能实体。依据厂家的实现方式可分为无线子系统的操作维护中心(OMC-R)和交换子系统的操作维护中心(OMC-S)。与移动台(MS)、基站子系统(BSS)、网络与交换子系统(NSS)（网络与交换子系统包括：访问位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、设备识别寄存器(EIR)、认证中心(AUC)、移动业务交换中心(MSC)）等功能单元总体结构组成GSM系统。LMT:本地终端维护，通过交换主机上的COM口接入交换主机,负责对系统内的参数和数据进行维护和配置。服务器，也称伺服器，是提供计算服务的设备。由于服务器需要响应服务请求，并进行处理，因此一般来说服务器应具备承担服务并且保障服务的能力。服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等，和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。在网络环境下，根据服务器提供的服务类型不同，分为文件服务器，数据库服务器，应用程序服务器，WEB服务器等。以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。三、网管系统1）OMMB系统主要特点：1、集中配置管理，功能模块选择化安装2、支持多种操作系统3、支持GUI界面和命令行操作4、多种版本兼容5、灵活的组网和部署6、统一管理模式7、网络共享化优点：多视图 ，多维度，功能集中，选项简单，便于排除问题，网元配置简单，编写简单，部署简单。缺点：一次性将所有当前或者是历史的列出警告不利于查看和查找。2）U31主要特点在具备ommb优点的前提下，具备了更多的人性化的选择及更多的功能优点：系统界面选项很多，安装选项多，可视化界面显得极为有趣和直观 告警：通过颜色将警告的等级清楚明白地表现了出来，同时多选项的选择在非常多警告时，可极为人性化地寻找自己关心的部分。实验室精装修设计一、隔断工程实验室中教学区与设备区的隔断采用不锈钢边框&12mm厚钢化玻璃。钢化玻璃隔断近年正逐渐引入到网络机房装修中。它具有隔音、隔热、耐压等特点，透视效果极佳，并增添机房的简练与豪华感。整个机房四周的墙边、墙角均做防水处理。玻璃与吊顶、地板交接处安装亚光不锈钢踢脚板线。具体隔断位见平面布置图。二、地面工程实验室采用架空地板，为使水泥砂浆地面达到不起尘、不产尘、保证空调送风系统的空气洁净度，地面需要先涮防尘漆做防尘处理。我们为本实验室选用全钢防静PVC活动地板，可与地面装饰效果相协调。地板安装高度为0.3M。地板与墙体交界处用不锈钢踢脚板封边。实验室大门入口处做踏步铺塑胶地板。三、门窗工程整个机房区及办公区的不锈钢无框玻璃隔断上的门均为不锈钢无框玻璃自由门。1. 设备间：单开玻璃门一套；2. 实验室与内走廊时间使用双层玻璃百叶隔断；3. 实验室与外走廊之间使用双开防火防盗门一套。四、天花吊顶工程根据网络机房的具体建筑结构情况，整个机房为了确保机房的保温和消防需要；全部采用规格为6006000.8mm的“新景”微孔铝制天花板进行铺设，该天花板美观、耐用，防火、防潮，同时与机房屏蔽网一起组成一个完整的屏蔽系统，具抗静电、抗干扰的作用。为保持机房环境廉洁度和保持机房温度均衡，建议采用铝泊制保温棉作天花、墙面、地面保温使机房具有防潮、防尘、保温的性能。五、墙面装饰工程实验室墙面、地面及梁面上刷防霉、防潮漆，涂防水油膏，进行防尘处理、确保洁净度高、不产生粉尘、耐久性高、不产生龟裂、眩光，同时起到防水、防潮、防霉的效果。实验室应采用国产优质铝塑板，在选择墙面板材料时，要求能满足屏蔽系统和等电位系统的需求。国产优质铝塑板生产流程采用目前最新技术及工艺，外观光亮，且性能价格比优，因此国产优质铝塑板无疑是最佳的方案。在现代科技及工业的高速发展，材料领域的广泛应用中，国产优质铝塑板饰面光学效果，洁净程度、安全性，施工质量、施工条件均为最佳，国产优质铝塑板还能满足屏蔽系统的需求。施工时，我们主要有以下四个步骤进行：1、 平整墙面，使用水泥沙浆找平，为下一步提供良好的工作面；2、 采用2mm厚的轻钢龙骨，把它固定到墙面上，成为未来装饰墙面的骨架，同时预留屏蔽接地的引出线，（分布在不同位置的六处地方，形成多点连接）；3、 选取9mm的优质埃特板，固定到龙骨上；4、 选取3mm的银白色的国产铝塑板沾在埃特板上，接封处采用银白色玻璃胶封边。配电系统设计一、主要考虑因素及设计方案一个系统能够正常工作，不仅需要有良好的主设备、性能卓越的UPS电源和安全舒适的工作环境，还需要有一个设计合理、可靠性高的供配电系统。我们为该项目考虑与设计的内容如下：1、 实验室内用电设备供电电源均为三相五线制及单相三线制，采用双回路供电；2、 用电设备作接地保护，并入土建大楼配电系统；3、 实验室用电设备、配电线路装置过流过载两段保护，同时配电系统各级之间有选择性地配合，配电以放射式向用电设备供电；4、 实验室配电系统所用电线为阻燃聚氯乙烯绝缘导线，铺设喷塑桥架、镀锌铁管及金属软管。5、 实验室的设备供电和空调照明供电分为两个独立回路，其中设备供电由UPS提供并按设备总用电量的1.3倍进行预留，而空调照明用电由市电提供并按空调设备的要求供配。6、 实验室内照明装置宜采用机房专用无眩光灯盘，照明亮度大于300LUX，事故照明亮度应大于60LUX。7、 实验室内的配电系统考虑了与应急照明系统的自动切换。8、 实验室设计了一个市电配电箱，对实验室的市电进行配电，配电箱为实验室专用标准配电箱，配备ABB低压开关。柜内配有市电备用回路，安装德国OBO防雷保护器。9、 实验室设计了一个UPS配电箱，对实验室的UPS电进行配电，配电箱为实验室专用标准配电箱，配备ABB低压开关。箱内配有UPS电源备用回路，安装德国OBO防雷保护器。10、 实验室所有插座均采用普通电源插座和弹起式铜插座，普通电源插座安装在墙壁上，弹起式电源插座安装在防静电地板上，美观大方。二、配电设备及材料选型实验室配电工程设计采用以下公司的产品：1、 配电柜：国际落地式柜体，ABB电气元件2、 灯具：松业无眩光灯盘（飞利浦灯管）3、 单相插座：ABB4、 跷板开关：ABB5、 多联万用插座板：ABB6、 导线、电缆：深圳联嘉祥 以上产品均为国产或进口的电气优质产品，经实践证明产品质量可靠。三、配电系统设计1、 空调照明部分：该部分采用ABB的实验室专用配电箱来完成，它接到总配电室送过来的市电电源，通过总电源开关，输出到分支回路中，我们为该部分设计了十三条回路：排气扇回路2条，照明回路3条，2匹专用空调回路1条，维修插座回路2条，其它辅助插座回路2条，饮水机回路1条，备用回路2条；此外，5匹吸顶空调回路1条（63A3P）。2、 UPS电源部分：该部分采用ABB的实验室专用配电箱来完成，它接到UPS送过来的单路电源，通过100A总电源开关，输出到分支回路中，我们为该部分设计了十三条回路：服务器回路3条，监控报警回路2条，交换机回路2条，工作站回路2条，消防回路1条，备用回路3条；空调工程设计一、实验室环境要求：为使实验室的主要设备和管理操作人员有一个良好的工作环境，并使其能够安全、可靠地运行，发挥其最大的工作效率，就要提供一个符合其运行标准要求的实验室环境。这就对实验室空气的制冷、制热、加湿、去湿、滤尘有严格的标准要求。设备运行情況、使用寿命与工作环境有密切关系，温度、湿度、洁净度就是工作环境的关键因素。根据国内外资料, 计算实验室负荷按约250 kcal/m2h计算，即可满足实验室对温度的要求。二、设计依据及方案l 采暖通风机空调设计规范；l 建筑设计防火规范；l 甲方提供设计工程需求；l 建筑条件图；l 电子电脑房设计规范；l 有关设计手册；三、空调设备的选型考虑实验室内的面积和设备容量要求，我们为网络实验室选配了两台空调：一台5匹吸顶式三菱空调，安装在设备间的天花上方，在户外安装室外机，它的优点是节约空间、制冷充分，利于设备间设备的运行，同时考虑到三菱空调出色的稳定性也是我们向客户推荐的重要原因之一；第二台空调选用的是一台2匹的三菱壁挂式分体空调，安装在工作人员操作间，为工作人员提供良好的办公环境。u 排气系统的选择依照实验室功能分区的设立，我们设置各分区的排气系统。它可以使实验室工作人员有一个好的空气环境条件，排气系统采用吊顶天花内安裝，不占用实验室空间。我们为实验室设计了4个正野牌的吸顶式排气扇，设备间和工作间各装2个，定时开启，排除房间内的污浊空气。实验室监控系统本设计特采用实验室场地集中监控系统。该系统由监控计算机、监控软件系统、通讯网络、数据采集模块、信息处理模块、协议转换模块，多设备驱动模块等组成。监控对象包括：1 UPS。2 实验室专用空调机和新风系统。3 实验室温湿度检测系统。4 漏水检测系统。5 门禁系统。6 安全布防系统。7 火灾报警系统。实验室消防系统根椐电子计算机机房设计规范，主实验室及基本工作间应设火灾自动报警系统及灭火系统。本方案选用FM200气体灭火，但因国内尚无相应规范，所以参照美国相应规范进行设计。火灾自动报警系统按自动报警规范进行设计。本系统采用中国与美国SYSTEM SENSOR公司生产的智能型探测器，控制系统为二总线，控制器为中文显示。本系统中在接待室、检测室、监控室、门厅、走廊设离子感烟探测器报警和配置手提灭火器。本系统采用FM200气体灭火，采用组合分配方式，气体灭火分自动和手动两种方式。当离子感烟探测器报警后，延时30秒后可自动灭火。当FM200（七氟丙烷）气体喷出时，在灭火区门口有放气指示灯、声光报警盒提示工作人员。实验室防雷接地方案实验室内集中了大量微电子设备，而这些设备内部结构高度集成化（VLSI 芯片），从而造成设备耐过电压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压）浪涌的承受能力下降。感应雷侵入用电设备及计算机网络系统的途径主要有四个方面：交流电源380V、220V电源线引入；信号传输通道引入；地电位反击以及空间雷闪电磁脉冲(LEMP)等。为了确保机房设备及电脑网络系统稳定可靠运行，以及保证机房工作人员有安全的工作环境，根据我国及国际有关规范规定，对实验室提出本防雷接地方案。一、设计依据1.建筑物防雷设计规范GB50057-942.电子计算机房设计规范GB50174-933.通信局(站)接地设计暂行技术规定YDJ26-894.计算机场站安全要求GB9361-885.计算站场地技术要求GB28876.电信专用房屋设计规范YD5003-947.民用建筑电气设计规范JGJ/T16-928.CCITT蓝皮书K.11建议过电压和过电流防护的原则9.CCITT通信线路和通信设备的防雷手册10.Inter Standard Iec 1312-1national Protection Against LEMP11. International Standard IEC 1643-1 Surge Protection Devices 二、接地处理 1. 利用建筑物基础地作防雷地及电源地。现代建筑基础使用大面积钢筋绑扎，柱子主钢筋及四周墙体钢筋直通到达屋顶女儿墙防雷带。其接地电阻值一般都能满足GB5005794的要求，即4。2. 机房一般有四种接地形式，即：计算机专用直流逻辑地、交流工作地、安全保护地、防雷保护地。本次设计考虑采用原接地极，并采用联合接地方式；接地电阻应小于欧姆。3. 直流工作地在大楼计算机机房内的布局，是作数字电路等电位地网（或逻辑接地接地网）。该网用铜排在活动地板下，依据计算机设备布局，纵横组成网格，配有专用接地端子，用编织软铜线以最短的长度与计算机设备相连。计算机直流地需用接地干线引下至接地端子。三、供电系统根据有关规范，本方案设计该机房供配电防雷方案如下：一级防雷：配电柜电源进线处接德国OBO公司大容通量的V25-B/4-AS（100KA）电源防雷器。变压器的机壳、低压侧的交流零线以及与变压器相连的电力电缆的金属外护层应就近接地。二级防雷：UPS配电箱引出的三根相线及零线接德国OBO电源防雷器V20-C/4-AS，箱内交流零线不作重复接地。机房内所布放的交流供电线路中的中性线（零线），应采取绝缘导线。交流配电箱上的中性线（零线）汇集排应与机架的正常不带电金属部分绝缘。三级防雷：使用专用的避雷电源插座。机房内所有交直流用电及配电设备均应采取接地保护。交流保护接地线应从接地汇集线上专引，严禁采用中性线作为交流保护接地线。四、使用防雷器注意事项防雷保护器必须通过接地端以尽可能短的路径接地。所有设备采有单点接地法，即所有地线全部接到直流接地汇集排上，再由汇集排与直流地网相连。设备安装时，应与大楼的外墙及柱子保持一定的安全距离。信号防雷器连接必须与数据进线方向一致。不同类型的数据传输线应选用不同类型的保护器。 五、方案设计 根据网络机房的实际情况，我们为甲方设计了一套独立接地系统和防雷系统：防雷系统我们设计安装2个电源避雷器，采用德国OBO公司的产品，分别安装在市电配电箱和UPS电源配电箱中，防止感应雷对电源系统的攻击，（对于直击雷，大楼避雷针系统进行防护）；接地系统中，我们在机房内部防静电地板下边利用紫铜做一个等电位带，为机房设备提供接地点，同时在大楼外侧，我们利用镀锌角钢和镀锌扁铁建立独立的接地网系统，两者之间采用35平方毫米的铜导线连接，使之成为一体。设备材料清单序号物料名称数量单价备注1计算机413500学生用机、OMC2中兴R5300 G3服务器1350002颗CPU，适用于部门3中兴ZXR10 5250交换机115000充分满足高带宽、高安全和高QoS保证的需求而推出的全千兆智能型以太网交换机。面向IP城域网和企业网，可满足以太网多业务承载以及各种以太千兆接入场景。4笔记本电脑13500LMT5MME11000006S-GW11000007B8300基本单元1200000含CC板、PM模块8TD-LTE基带板4支持3个单天线20M小区9PM电源板1备用106G光模块（BBU侧）420011BBU lub口GE光模块1新增GE光模块和PTN传输设备对接12RRU R8972 M 1920234136G光模块（RRU侧）4200直连光模块14FA频段天线410015两芯光纤48/m16网线451/m17中兴Z-KW6642机柜23000总费用：装修工程报价清单序号分项分部工程项目单位数量品牌一、机房装修工程墙面及隔断装修工程1机房隔断天地支架制作M9 定做2机房钢化玻璃隔断制作M227 定做3机房亚