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2010 全国大学生绿色智能建筑大赛 蛇口南海意库蛇口南海意库 3 3 厂房网络综合布线系厂房网络综合布线系 统改造设计方案统改造设计方案 参赛学校 参赛学校 金陵科技学院金陵科技学院 设计学生 设计学生 张杨 史卫阳张杨 史卫阳 指导老师 指导老师 郑李明郑李明 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 2 目目 录录 一 工程概况一 工程概况 5 1 1 工程简介 5 1 2 设计内容 6 1 3 设计依据 6 1 3 1 主要规程 规范及标准 6 1 4 设计原则 7 二 二 综合布线系统设计综合布线系统设计 9 2 1 系统功能需求 9 2 2 系统配置设计 9 2 2 1 工作区子系统 10 2 2 2 水平子系统 11 2 2 3 垂直干线子系统 13 2 2 4 管理子系统 14 2 2 5 设备间子系统 16 2 2 6 建筑群子系统 16 2 3 主要工程项目的施工方法及工艺 17 2 3 1 综合布线机柜及设备安装 17 2 3 2 缆线敷设要求 17 2 3 3 铜缆终接的一般要求 18 2 3 4 光缆芯线终接的一般要求 19 2 3 5 各类跳线的终接应符合下列规定 19 三 三 信息网络系统信息网络系统 20 3 1 网络建设指导思想 20 3 2 网络系统技术设计 21 3 2 1 网络技术定位 21 3 3 拓扑结构与网络平台总体规划 26 3 3 1 网络系统拓扑图 26 3 3 2 层次化的网络设计 27 3 4 分层结构规划 28 3 4 1 核心层设计 29 3 4 2 汇聚层设计 29 3 4 3 接入层设计 30 3 4 5 无线网络系统设计 30 3 5VLAN 规划 30 3 5 1VLAN 的划分及划分原则 31 3 5 2VLAN 划分方法 32 3 6 系统功能及组成 34 3 6 1 网络方案说明 34 3 6 2 产品特点介绍 34 四 UPS 供电系统 52 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 3 4 1 系统概述 52 4 2 系统要求 52 4 3 系统设计 52 4 4 系统设备选型 56 4 4 1 伊顿 9130 UPS 特性 57 4 4 2 伊顿 9130 UPS 技术指标 57 五 防雷接地系统五 防雷接地系统 59 5 1 系统概述 59 5 2 系统组成 59 5 3 系统设计 59 六 设备清单六 设备清单 62 七 施工组织方案七 施工组织方案 64 7 1 引言 64 7 2 工程概述 64 7 3 施工总体布署 65 7 3 1 岗位素质要求 分工及职责 65 7 3 2 工作流程 66 7 3 3 规章制度 67 7 4 人员配备情况 68 7 4 1 劳动力安排计划 68 7 5 施工技术和施工方法 69 7 6 施工进度计划和工期安排 72 7 7 保证工程质量的技术措施 73 7 8 质量保证体系 75 7 9 质量保证措施 77 7 10 安全保证技术措施 78 7 11 文明施工措施 81 八 工程概预算八 工程概预算 82 8 1 设备购置费 82 8 2 安装工程费 83 8 3 辅助材料费 83 8 4 工程总造价 83 九 工程验收九 工程验收 84 9 1 到货验收 84 9 2 系统初步验收 84 9 3 系统最终验收 85 十 附件十 附件 86 10 1 附件一 CAD 设计图纸 86 10 2 附件二 NETIZ设计图纸及表格 86 十一 致十一 致 谢谢 87 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 4 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 5 一 一 工程概况工程概况 1 11 1 工程简介工程简介 三洋厂房片区 位于深圳市南山区蛇口太子路 由六栋四层工业厂房构成 占 地面积 44125 平米 总建筑面积 95815 平米 每栋建筑面积 15969 平米 厂区建于上个世纪八十年代初期 是改革开放最早的 三来一补 的厂房之一 二十多年来先后有近百家不同性质的劳动密集性企业入驻 其中时间最长 最著名的 是日本的三洋株式会社 因此 人们习惯上都通称此厂区为 三洋厂区 三洋厂区 的历程见证了蛇口作为中国改革开放发源地的传奇历史 根据需要决定保留旧厂房并对其进行功能改造使其重新焕发新时代建筑的活力 当年的三洋厂房已更名为蛇口南海意库 我们期望它成为代表新世纪创意产业的科技 园区 其中的 3 厂房作为该园区最先启动的示范项目采用了大量的绿色建筑技术 在节能 节材 节水 保护环境等方面做了许多尝试 图图 1 11 1 3 3 厂房地理位置厂房地理位置 3 厂房改造属于整个三洋厂区改造的示范性项目 也是启动的首个改造项目 3 厂房为框架结构的 5 层建筑 层高 4m 总建筑面积 约 16000 平方米 无地 下室 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 6 图图 1 21 2 3 3 厂房鸟瞰图厂房鸟瞰图 1 21 2 设计内容设计内容 3 厂房智能化系统应由以下子系统构成 1 综合布线系统 2 信息网络系统 3 计算机中心机房系统 4 防雷接地系统 1 31 3 设计依据设计依据 1 3 11 3 1 主要规程 规范及标准主要规程 规范及标准 1 GBJ 232 90 92 电气装置安装工程施工及验收规范 2 JGJ T16 92 民用建筑电器设计规范 3 GB T50314 2000 智能建筑设计标准 4 GB50348 2004 安全防范工程技术规范 5 GBJ57 83 建筑防雷设计规范 6 GB50339 2003 智能建筑工程质量验收规范 7 GB50254 50259 96 电器装置安装工程施工及验收规范 8 GB50343 2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 9 GB50174 93 电子计算机房设计规范 10 SJ T30003 93 电子计算机房施工及验收规范 11 GB9361 88 计算场站安全要求 12 GBJ32 82 电器装置安全工程施工及验收规范 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 7 13 GB50222 95 建筑内部装饰设计防火规范 14 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 15 建筑与建筑群综合布线系统工程施工及验收规范 16 GBJ16 87 建筑设计防火规范 17 供配电系统设计规范 18 不间断电源技术性能标定方法及实验要求 19 建筑物电气装置 国际电工 IEC 要求 20 IEC61312 雷电电磁脉冲的防护 21 GBJ235 工业管道工程施工及验收规范 22 GB4943 95 信息技术设备包括电气设备的安全 1 41 4 设计原则设计原则 采用先进 成熟 实用的智能化系统集成技术 对 3 厂房的各智能化子系统应 实行统一的管理 所采用的系统和设备应符合标准化 开放性的要求 并具有可扩性 和灵活性 系统设计要做到功能实用 技术先进 成熟 经济合理 安全可靠 施工 维修方便 环保节能 可持续发展 体现以人为本 1 实用性和先进性 系统设计既要强调先进性也要注重实用性 方案在设计中应注意系统配置的经济 效益 达到综合平衡 2 集成性和可扩展性 考虑到 3 厂房的整体要求 和未来产品的升级换代 设计中应考虑全面和周到 注意预留 并保留一定的可扩展性 同时兼顾到本系统工程中各个子系统之间的兼容 性 3 标准化和结构化 设计依据国家和地区有关的标准 同时注意本项目的符合绿色智能建筑整体的要 求 4 安全性和稳定性 系统设计应具有较高的安全性 可靠性和容错性 5 经济性 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 8 在实现系统功能的前提下 提高系统的优化设计 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 9 二 二 综合布线系统综合布线系统设计设计 2 12 1 系统功能需求系统功能需求 1 系统应满足实用性 先进性 开放性 灵活性 安全性和经济性 它不但 应当满足当前应用系统对通信的需求 又要符合今后技术发展和管理的需要 2 系统能在设备布局和需要发生变化时实施灵活的线路管理 3 能为数据及高清晰度图像信息提供高速及宽带的传输能力 4 提供有效的工具和手段 能够简单 方便进行线路的分析 检测和故障隔 离 当故障发生时 可迅速找到故障点并加以排除 5 为未来的三网合一提供考虑和冗余 综上所述 此布线系统设计为千兆网系统 2 22 2 系统配置设计系统配置设计 图图 2 12 1 综合布线系统的组成结构示意图综合布线系统的组成结构示意图 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 10 2 2 12 2 1 工作区子系统工作区子系统 1 1 设计要点 设计要点 1 工作区内的线槽的敷设要合理美观 2 信息插座设计在距离地面 30cm 以上 3 信息插座与计算机设备的距离保持在 5m 范围内 注意考虑工作区电缆 跳线 和设备连线长度总共不超过 10m 4 网卡接口类型要与缆线接口类型保持一致 5 估算所有区域所需要的信息模块 信息插座 面板数量要准确 2 2 设计内容 设计内容 考虑到信息一旦定位 重新改动将很困难 且布线系统的寿命超过 15 年 因此 在信息点的设定上 尽量做到一步到位 以应付未来突飞猛进的信息浪潮 信息点是 依据贵方提供的各房信息点数分配要求设定 另外 我们也充分考虑到办公通信的日 益发展 对多媒体传输的需求及经济性的因素 在用户端口上 选取了六类模块 模块上可安上识别标签 以识别不同的信息系 统 工作区用 86 标准的面板 本方案中的信息插座均为电话 终端 网络通用设计 接终端或接网络由用户根据需要自由选择 我们选用带标识信息接口 可以支持高速 数据传输 明显的标识可让用户方便地区分和使用电话系统和计算机系统 以上所有数据的接口按 8 芯线设计 为今后高速局域网的扩展留有发展空间接口 全部采用 RJ45 8 芯 I O 模块和 RJ11 4 芯 I O 模块 根据具体情况选择单口 双口面 板 用户可参考右图连接数据系统和电话系统 图图 2 22 2 工作区示意图工作区示意图 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 11 表表 2 12 1 工工作作区区子子系系统统语语音音 数数据据统统计计 表表 安装位置语音 个 数据 个 3 厂房一层 4141 3 厂房二层 366366 3 厂房三层 298298 3 厂房四层 245245 3 厂房五层 1919 合计 969969 2 2 22 2 2 水平子系统水平子系统 1 1 水平子系统设计涉及到传输介质和连接器件集成 设计要点主要有 水平子系统设计涉及到传输介质和连接器件集成 设计要点主要有 1 确定建筑物构成需要安装信息插座模块的数量及其位置 2 根据工程环境条件 确定缆线走向 确定缆线 线槽 管线的数量和类型以 及相应的吊杆 托架等 3 当语音点与数据点需要互换时 所用缆线类型 2 2 配线间信息点数量的确定 配线间信息点数量的确定 从用户工作区的信息插座开始到管理间子系统的配线架 结构一般为星型结构 水平布线子系统一般在一个楼层上 并与信息插座连接 但在此布线系统中由于五楼 的信息点较少 考虑到经济性因素把此层信息点接到四楼配线间 在综合布线系统中 水平子系统由 4 对 UTP 组成 能支持大多数现代通信设备 由于 3 厂房平面跨度较大 故每层由 2 个弱电井同时走线 一楼只由右弱电井 走线 因为一楼所有信息点距离右边弱电井较近且数量少 表表 2 22 2 配配线线间间子子系系统统语语音音 数数据据统统计计 表表 配线间位置 语音 个 数据 个 3 厂房一层 4141 左 195195 3 厂房二层 右 171171 左 146146 3 厂房三层 右 152152 左 5151 3 厂房四层 右 213213 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 12 合计 969969 3 3 缆线的选型 缆线的选型 综合布线产品选型要求布线产品必须达到十五到二十年的系统质保 考虑到 3 厂房的整体要求 和未来产品的升级换代 系统应能为数据及高清晰度图 像信息提供高速 1000Mbps 以上 及宽 500MHZ 以上 的传输能力 并满足千兆以太网 的需求 确保实际使用时网络传速稳定 不丢失数据包 目前 市场上满足千兆以太网需求的线缆有超 5 类双绞线 六类双绞线 七类 双绞线和光钎 国际电气和电子工程师协会 IEEE 802 3ab 任务小组于 1997 年发布了千兆以太 网标准 1000Base T 该技术采用先进的 5 级脉冲调幅 PAM 编码方式 在 4 对超五 类双绞线上全双工传输 即每对线在发送信号的同时又接收信号 每对线上的传输速 率是 250Mbps 1000Base T 采用多级编码方式 可以降低网络传输时对每对线的带宽 要求 每对线所需带宽不到 80MHz 由于采用这种双工传输技术会产生信号回波 导 致信噪比 SNR 过高 网络接受端无法获得正常的信号 为了消除双工传输带来的 回波影响 在网络设备上必须加多一个数字信号处理器 DSP 专门处理网络传输中 产生的噪音 从而可以降低网络传输误码率 但 DSP 价格不菲 约占千兆以太网卡成 本的 50 总之 在超五类布线系统中 虽也可满足千兆的传输 但由于它将用于 网络传输的 2 对线改为 4 对线的传输 且两端的设备必须为全双工模式 考虑到以后 网络的升级 故而超 5 类线不适合本布线系统的要求 七类线是一种 8 芯屏蔽线 每对都有以个屏蔽层 然后 8 根芯外还有一个屏蔽层 它的带宽达到 600MHz 支持 10G 以太网 但接口与现在的 RJ 45 不兼容 考虑到终 端设备的接口都是 RJ 45 口 需要添加转接设备 这样会增加技术和经济负担 故而 七类线不适合本布线系统 光纤的数据传输率可达 Gb s 级 信号损耗和衰减非常小 以及有较大的带宽潜 力 并且具有不受电磁干扰或噪声影响的独有特征 因此光钎非常适合系统主干通道 的布线要求 为了克服 1000Base T 高成本的问题 2002 年 TIA EIA 854 颁布新的千兆以太网 标准 1000Base TX 该标准定义了一种使用六类产品的千兆以太网技术 1000Base TX 由此提供了一种更为经济的千兆以太网解决方案 该技术使用 4 对线单工传输 其中两对线用于发送 另外两对线用于接收 每对线平均传输速率提高到 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 13 500Mbps 1000Base TX 在每对线上需要 125MHz 带宽 需要又更好的六类布线系统来 支持 由于 1000Base TX 采用单工传输方式 解决了 1000Base T 因采用双工传输方 式而产生的噪音过高问题 因而在网络设备上不必采用昂贵的 DSP 芯片来消除回波 显著降低了网络设备的电缆复杂程度 1000Base TX 网络设备制造成本较 1000Base T 降低了大约 50 综上所述此次布线系统水平子系统采用六类线布线 垂直干线子系统采用光钎布 线 此次改造系统六类线总用量估算如下 平均电缆长度计算公式 C 0 55x F N 一箱线缆能打的点数 m L C 每层线缆总箱数 M n m 式中 F 最远信息插座配线间的距离 N 最近信息插座配线间的距离 n 为每层楼的信息插座的数量 L 一箱线的总长度 约 305 米 表 2 3 每层楼用线箱数 安装位置线缆 箱 3 厂房一层 16 3 厂房二层 146 3 厂房三层 120 3 厂房四层 98 3 厂房五层 8 合计 388 2 2 32 2 3 垂直干线子系统垂直干线子系统 垂直干线子系统又称骨干子系统 它提供建筑物的干线电缆 负责连接管理间到 设备间子系统的子系统 一般使用光缆或选用大对数的非屏蔽双绞线 它也提供了建 筑物垂直干线电缆的路由 本系统中 数据系统采用 6 芯多模光钎由主设备间至各层 配线间 电话系统采用 5 类 50 对大对数电缆由主设备间至各层配线间 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 14 表表 2 42 4 主主干干线线缆缆长长度度 估估算算表表 骨干线缆名称长度 米 五类 50 对大对数线缆 1500 6 芯多模光钎 340 2 2 42 2 4 管理子系统管理子系统 管理子系统是指干线接线间的分配线架 IDF 由交叉连接的端接硬件及快接式 跳线等组成 以实现对信息点的灵活管理 从本建筑结构特点考虑 3 厂房平面跨度较大 整个建筑分两个弱电竖井走线 分配线架设在弱电间内 弱电间内安置标准机柜 机柜内安装数据配线架 语音主干 110 配线架 光端箱等连接硬件 还有交换机等网络设备 所有语音和数据信息点均 采用六类非屏蔽双绞线 统一端接于六类数据配线架上 语音应用可从数据配线架将用作语音的线对跳接至主干 110 配线架 数据应用可从数据配线架跳接至接入交换机实现 图图 2 32 3 管理间子系统示意图管理间子系统示意图 2 2 52 2 5 设备间子系统设备间子系统 设备间子系统是整个布线系统的中心单元 它通过中央主配线架把各种不同的 设备连接起来 同时提供楼宇间主干或广域网的入户接口 设备间设在四层弱电中心机房 配线及网络设备全部都整洁而且安全的安装在 标准机柜中 每个机柜内配备足够数量的机柜隔板 安装螺丝 垂直收线环等 电源 插线板采用经国家 CCC 认证的机柜专用电源插座 机柜上配有跳线管理器 所有跳线 一律走跳线管理器 决不允许线缆散乱在理线器外 图图 2 32 3 设备间子系统示意图设备间子系统示意图 2 2 62 2 6 建筑群子系统建筑群子系统 建筑群子系统是室外设备与室内网络的接口 它终接进入建筑物的铜缆和光缆 并为铜缆提供电气保护 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 17 室外干线电缆 光缆和公用网进入建筑物时 都应设置引入设备 并在适当位置 终端转换为室内电缆 光缆 引入设备宜单独设置房间 还须提供必要的电气保护装 置 本工程室外铜缆由运营商实施 应适当考虑接入措施 2 32 3 主要工程项目的主要工程项目的施工方法及工艺施工方法及工艺 2 3 12 3 1 综合布线机柜及设备安装综合布线机柜及设备安装 施工前应对所安装的设备外观 型号规格 数量 标志 标签 产品合格证 产 地证明 说明书 技术文件资料进行检验 检验设备是否选用厂家原装产品 设备性 能是否达到设计要求和国家标准的规定 机柜台安装位置应符合设计要求 机柜应离墙 0 5m 以上 便于安装和施工 底座安装应牢固 应按设计图的防震要求进行施工 机柜安放应竖直 柜面水平 垂直偏差不大 水平偏差不大于 3mm 机 柜之间缝隙不大于 mm 机台表面应完整 无损伤 螺丝坚固 每平方米表面凹凸度应小于 mm 机内接插件和设备接触可靠 机内接线应符合设计要求 接线端子各种标志应齐全 保持良好 所有机柜应设接地端子 并良好接入弱电间接地端 2 3 22 3 2 缆线敷设要求缆线敷设要求 线槽配线前应消除槽内的污物和积水 缆线的布放应自然平直 不得产生扭绞 打圈接头等现象 不应受外力的挤 压和损伤 缆线两端应贴有标签 应标明编号 标签书写应清晰 端正和正确 标签应 选用不易损坏的材料 缆线终接后 应有余量 交接间 设备间对绞电缆预留长度宜为 0 5 1 0m 工作区为 10 30mm 光缆布放宜盘留 预留长度宜为 3 5m 有特殊要求的应 按设计要求预留长度 非屏蔽 4 对对绞线电缆的弯曲半径应至少为电缆外径的 4 倍 屏蔽线更高于 此值 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 18 主干对绞电缆的弯曲半径应至少为电缆外径的 10 倍 光缆的弯曲半工半续径应至少为光缆外径的 15 倍 电源线 综合布线系统缆线应分隔布放 缆线间的最小净距应符合设计要求 并应符合标准规定 管线平行距最小为 0 1m 交叉净距最小为 0 25m 建筑物内电 光缆暗管敷设与其它管线最小净距见表 2 5 在暗管或线槽中缆线敷设完毕后 宜在信道两端口出口处用填充材料进行封 堵 安装光缆时应确保光缆不要受到化学和物理的伤害 在安装期间 检查光缆的延伸度 确保光缆的延伸度不要超过标准的规定 敷设光纤时 其牵引力应加于加强筋上 牵引力不应大于 150N 牵引速度宜 为 10M min 单次牵引长度不宜大于是 1Km 光纤架设完毕 应将端头包扎并盘好置于托架高处 表表 2 52 5 电光缆暗管敷设与其它管线最小净值电光缆暗管敷设与其它管线最小净值 管线种类平行净距 mm 垂直交叉净距 mm 避雷引下线 1000300 保护地线 5020 热力管 不包封 500500 热力管 包封 300300 给水管 15020 煤气管 30020 压缩空气管 15020 2 3 32 3 3 铜缆终接的一般要求铜缆终接的一般要求 缆线在终接前 必须核对缆线标识内容是否正确 缆线中间不允许有接头 缆线终接处必须牢固 接触良好 对绞电缆与插接件连接应认准线号 线位色标 不得颠倒和错接 即按 568 B 橙白 橙 绿白 蓝 蓝白 绿 灰白 灰 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 19 2 3 42 3 4 光缆芯线终接的一般要求光缆芯线终接的一般要求 采用光纤连接盒对光纤进行连接 保护 在连接盒中光纤的弯曲半径应符合 安装工艺要求 即弯曲半径至少为光缆外径的 15 倍 光纤熔接处应加以保护和固定 使用连接器以便于光纤的跳接 光纤连接盒面板应有标志 2 3 52 3 5 各类跳线的终接应符合下列规定各类跳线的终接应符合下列规定 各类跳线缆线和接插件间接触应良好 接线无误 标志齐全 跳线选用类型 应符合系统设计要求 各类跳线长度应符合设计要求 一般对绞电缆跳线不应超过 5m 光缆跳线不 应超过 10m 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 20 三 三 信息网络系统信息网络系统 3 厂房网络系统建设的目标是利用先进的网络设备 建设一个可靠稳定 高效安 全的基础网络 随着 3 厂房整体信息化水平的深度发展 为整个场馆内的日常办公 等一系列活动铺垫坚实的基础网络 因此 构建一个高效 实用 稳定可靠 安全的 网络平台 是 3 厂房网络建设考虑的重点 产品选用国内知名品牌神州数码系列网络产品 3 13 1 网络建设指导思想网络建设指导思想 1 1 可靠性与可用性可靠性与可用性 网络系统设计应充分设备的高可靠性和系统高可用性 不仅要考虑设备的部件冗 余 同时也要考虑网络的链路冗余 2 2 可扩展性可扩展性 网络设计的可扩展性要求 包括交换机硬件的扩展能力以及网络实施新应用的能 力 3 3 规模与用户规模与用户 在设计网络的方案时 首先是满足现有规模的网络用户的需求 同时考虑到未来 业务发展 规模的扩大 应该设计网络具有用户端口灵活的扩充能力 4 4 安全性安全性 网络的安全性应充分考虑应用环境中的信息资源得到有效的保护 可以有效的控 制网络的访问 灵活的实施网络的安全控制策略等 5 5 可管理性可管理性 网络的可管理性要求 网络中的任何设备均可以通过网络管理平台进行控制 网 络的设备状态 故障报警等都可以通过网管平台进行监控 通过网络管理平台简化管 理工作 提高网络管理的效率 6 6 协议的标准性协议的标准性 网络设计所采用的设备要求采用主流技术 开发的标准协议 具有良好的互操作 性 能够支持同一厂家的不同系列产品 不同厂家的产品之间的无缝相互连接与通讯 在设计网络原则上必须考察设备的技术 协议的标准性 减少设备互连的问题 网络 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 21 维护的费用 使用户的投资得到有效保护 同时应当考虑选择的设备是否是可升级的 在新的标准出现以后 系统应能够升级到新的标准 3 23 2 网络系统技术设计网络系统技术设计 3 2 13 2 1 网络技术定位网络技术定位 企业网的建设 组网技术合理与否 关系到整个系统建设目标能否顺利完成 投 资能否得到保护 能否正常运行并发挥其作用 因而组网技术的选择就显得十分重要 从技术角度和市场占有来看 目前流行的网络技术主要有 快速以太网 Fast Ethernet ATM 网 AsynchronousTransferMode 异步传输模式 千兆以太网 GigabitEthernet 无线局域网以及刚刚起步的万兆以太网技术等 另外 伴随着 网络 还有网络上的应用 安全和管理技术等 究竟哪一种最适合办公大大楼络平台 的需要 我们分析一下这几种网络技术的特征 1 1 以太网 以太网 EthernetEthernet 最开始以太网只有 10Mbps 的吞吐量 它所使用的是 CSMA CD 带有冲突检测的 载波侦听多路访问 的访问控制方法 通常把这种最早期的 10Mbps 以太网称之为标 准以太网 以太网主要有两种传输介质 那就是双绞线和同轴电缆 所有的以太网都 遵循 IEEE 802 3 标准 下面列出是 IEEE 802 3 的一些以太网络标准 在这些标准中 前面的数字表示传输速度 单位是 Mbps 最后的一个数字表示单段网线长度 基 准单位是 100m Base 表示 基带 的意思 Broad 代表 带宽 10Base 5 使用粗同轴电缆 最大网段长度为 500m 基带传输方法 10Base 2 使用细同轴电缆 最大网段长度为 185m 基带传输方法 10Base T 使用双绞线电缆 最大网段长度为 100m 1Base 5 使用双绞线电缆 最大网段长度为 500m 传输速度为 1Mbps 10Broad 36 使用同轴电缆 RG 59 U CATV 最大网段长度为 3600m 是一 种宽带传输方式 10Base F 使用光纤传输介质 传输速率为 10Mbps 2 2 快速以太网 快速以太网 FastFast EthernetEthernet 随着网络的发展 传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 22 度需求 在 1993 年 10 月以前 对于要求 10Mbps 以上数据流量的 AN 应用 只有光 纤分布式数据接口 FDDI 可供选择 但它是一种价格非常昂贵的 基于 100Mpbs 光 缆的 AN 1993 年 10 月 Grand Junction 公司推出了世界上第一台快速以太网集线 器 Fastch10 100 和网络接口卡 FastNIC100 快速以太网技术正式得以应用 随后 Intel SynOptics 3COM Bay Networks 等公司亦相继推出自己的快速以太网装置 与此同时 IEEE802 工程组亦对 100Mbps 以太网的各种标准 如 100BASE TX 100BASE T4 MII 中继器 全双工等标准进行了研究 1995 年 3 月 IEEE 宣布了 IEEE802 3u 100BASE T 快速以太网标准 Fast Ethernet 就这样开 始了快速以太网的时代 快速以太网与原来在 100Mbps 带宽下工作的 FDDI 相比它具有许多的优点 最主 要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资 它支持 3 4 5 类双绞线以及光纤的连接 能有效的利用现有的设施 快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足 那就是快速以太网仍是基于载波 侦听多路访问和冲突检测 CSMA CD 技术 当网络负载较重时 会造成效率的降低 当然这可以使用交换技术来弥补 100Mbps 快速以太网标准又分为 100BASE TX 100BASE FX 100BASE T4 三 个子类 100BASE TX 是一种使用 5 类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网 技术 它使用两对双绞线 一对用于发送 一对用于接收数据 在传输中使用 4B 5B 编码方式 信号频率为 125MHz 符合 EIA586 的 5 类布线标准和 IBM 的 SPT 1 类布线标准 使用同 10BASE T 相同的 RJ 45 连接器 它的最大网段长度为 100 米 它支持全双工的数据传输 100BASE FX 是一种使用光缆的快速以太网技术 可使用单模和多模光纤 62 5 和 125um 多模光纤连接的最大距离为 550 米 单模光纤连接的最大距离为 3000 米 在传输中使用 4B 5B 编码方式 信号频率为 125MHz 它使用 MIC FDDI 连 接器 ST 连接器或 SC 连接器 它的最大网段长度为 150m 412m 2000m 或更长至 10 公里 这与所使用的光纤类型和工作模式有关 它支持全双工的数据传输 100BASE FX 特别适合于有电气干扰的环境 较大距离连接 或高保密环境等情况下 的适用 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 23 100BASE T4 是一种可使用 3 4 5 类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太 网技术 它使用 4 对双绞线 3 对用于传送数据 1 对用于检测冲突信号 在传输中 使用 8B 6T 编码方式 信号频率为 25MHz 符合 EIA586 结构化布线标准 它使用与 10BASE T 相同的 RJ 45 连接器 最大网段长度为 100 米 其区别于传统的以太网的两个特征是 在网络传输速度上由 10M 提高到 100M 将传统的采用共享的方案改造成交换传输 在共享型通信中 一个时刻只能有一对机 器通信 交换型则可以有多对机器同时进行通信 由于快速以太网技术主要面对中小企业 其网络带宽是应用扩展的瓶颈 对于大 楼现阶段以及将来的网络应用的需求已不适应 因此我们不考虑在主干采用该技术 而仅仅用于桌面的接入 3 ATM3 ATM ATM 自诞生之日起有过很多名字 如异步分时复用 快速分组交换 宽带 ISDN 等 其设计目标是单一的网络多种应用 在公用网 广域网 局域网上采用相同的技 术 ATM 目前还存在一些不足 如协议较为复杂 部分标准尚在统一和完善中 另外 价格较高 与传统通信协议如 SNA DECNET NetWare 等互操作能力有限 因此目前 ATM 主要应用在主干网上 工作站与服务器之间的通信通过局域网仿真来实现 尤其在目前 随着 Internet 的发展 IP 技术已经成为一种事实的工业标准 这 已经成为一种公认的事实 但是在 ATM 技术上架构 IP 需要采用 ANE 或 MPOA 技术 这使得技术上比较复杂 管理非常麻烦 同时使得 ATM 的效率大打折扣 性价比较差 因此 在本项目中不采用该技术 4 4 千兆以太网 千兆以太网 GigabitEthernetGigabitEthernet 千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术 给用户带来了提高核心网络的有效 解决方案 这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点 千兆技术仍然是以太技术 它采用了与 10M 以太网相同的帧格式 帧结构 网络 协议 全 半双工工作方式 流控模式以及布线系统 由于该技术不改变传统以太网 的桌面应用 操作系统 因此可与 10M 或 100M 的以太网很好地配合工作 升级到千 兆以太网不必改变网络应用程序 网管部件和网络操作系统 能够最大程度地投资保 护 因此该技术的市场前景十分看好 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 24 为了能够侦测到 64Bytes 资料框的碰撞 Gigabit Ethernet 所支持的距离更短 Gigabit Ethernet 支持的网络类型 如下表所示 表表 3 13 1 不同传输介质的距离不同传输介质的距离 传输介质距离 1000BaseCX Copper STP25m 1000BaseT Copper Cat 5 UTP100m 1000BaseSX Mu ti mode Fiber500m 1000Base X Sing e mode Fiber3000m 千兆以太网技术有两个标准 IEEE802 3z 和 IEEE802 3ab IEEE802 3z 制定了 光纤和短程铜线连接方案的标准 目前已完成了标准制定工作 IEEE802 3ab 制定了 五类双绞线上较长距离连接方案的标准 IEEE802 3z 工作组负责制定光纤 单模或多模 和同轴电缆的全双工链路标 准 IEEE802 3z 定义了基于光纤和短距离铜缆的 1000Base X 采用 8B 10B 编码技术 信道传输速度为 1 25Gbit s 去耦后实现 1000Mbit s 传输速度 IEEE802 3z 具有 下列千兆以太网标准 1 1000Base SX 1000Base SX 只支持多模光纤 可以采用直径为 62 5um 或 50um 的多模光纤 工 作波长为 770 860nm 传输距离为 220 550m 2 1000Base X 2 多模光纤 1000Base X 可以采用直径为 62 5um 或 50um 的多模光纤 工作波长范围为 1270 1355nm 传输距离为 550m 单模光纤 1000Base X 可以支持直径为 9um 或 10um 的单模光纤 工作波长范围为 1270 1355nm 传输距离为 5km 左右 3 1000Base CX 采用 150 欧屏蔽双绞线 STP 传输距离为 25m IEEE802 3ab 工作组负责制定基于 UTP 的半双工链路的千兆以太网标准 产生 IEEE802 3ab 标准及协议 IEEE802 3ab 定义基于 5 类 UTP 的 1000Base T 标准 其目 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 25 的是在 5 类 UTP 上以 1000Mbit s 速率传输 100m IEEE802 3ab 标准的意义主要有以下两点 1 保护用户在 5 类 UTP 布线系统上的投资 2 1000Base T 是 100Base T 自然扩展 与 10Base T 100Base T 完全兼容 不过 在 5 类 UTP 上达到 1000Mbit s 的传输速率需要解决 5 类 UTP 的串扰和衰减问 题 因此 使得 IEEE802 3ab 工作组的开发任务要比 IEEE802 3z 复杂些 千兆以太网技术的优点千兆以太网技术的优点 技术简单 例如保留以太网的帧格式 管理工具和对网络概念上的认识 便于升级 从现有的传统以太网和快速以太网可以平滑地过渡到千 兆以太网 并不需要掌握新的配置 管理与排除故障技术 网络投资可以得到保护 无需对用户进行再培训 也无需为额外的网络协议进行 投资 千兆以太网有良好的互操作性 并具有向后兼容性 端口价格相对较低 可以提供 10 倍于快速以太网的传输速度 千兆以太网技术也是继承了传统以太网的技术特性 因此除了传输速率有明显提 高外 别的诸如服务的优先级 多媒体支持等能力也都出台了相应的标准 如 802 3x 802 1p 802 1q 等 同时各个厂商的千兆以太网产品逐步形成了许多大型 的用户群 在实践中得到了验证 另外 千兆以太网在技术上与传统以太网相似 与 IP 技术能够很好地融合 在 IP 为主的网络中以太网的劣势几乎变得微不足道 其优势却非常突出 例如容易管 理和配置 同时支持 VLAN 的 IEEE802 1q 标准已经形成 支持 Qos 的 IEEE802 1p 也 已形成 支持多媒体传输有了保证 另外在三层交换技术的支持下 能够保持很高的 效率 目前已经基本上公认为局域网骨干的主要技术 5 5 无线局域网无线局域网 无线局域网 Wire less orca Area Network 缩写为 W AN 是计算机网络与 无线通信技术相结合的产物 无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持 计算机之间的通信 并为通信的移动化 个性化和多媒体应用提供了可能 在同一建 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 26 筑物之内 无线局域网使得信息交换 协作无论在线或者移动状态下都能进行 只要 在笔记本或 PC 上安装 PC Card 适配器 用户就能够在无线网络覆盖区内自由移动而 保持与网络的联结 将无线局域网技术应用到台式机系统 则具有传统局域网无法比 拟的灵活性 桌面用户能够安放在缆线所无法到达的地方 台式机的位置能够随时随 地进行变换 无线局域网技术在目前阶段由于带宽的限制还不能应用于网络主干 它作为有线 网络的有效补充 却能够带来极大的方便 其灵活性 可移动性和极强的可扩容性 使局域网的组建非常的方便 快捷 只要在无线网络覆盖的区域 都可以随时的享用 网络提供的丰富资源 增加用户不用任何连线 仅仅需要一个无线网卡即可 本期计划覆盖多功能会议厅 图书馆教师和学生阅览室 行政办公楼中 小会议 室 电教大楼高级会议厅以及两个多媒体课室 解决信息点流动的问题 6 6 万兆以太网网万兆以太网网 由于万兆以太网技术的国际标准尚在制定中 现有的的产品没有最后定型 现在 对万兆以太网的的认知处于厂商的商业推动之中 同时与万兆以太网配套的相关网络 技术及协议组并没有制定完成 也没有成功应用的实例 对于一个处于生成期的技术 我们认为对于大楼 企业网这种对技术成熟性要求较高的网络环境是不适合的 由于万兆以太网将是未来的技术发展方向 综合考虑现有的投资和未来的需要 我们建议所选用的核心层交换机应支持万兆以太网 综上所述 针对办公大楼的特点 大楼的网络平台主干宜采用千兆以太网技术 以交换式快速以太网作为桌面接入的主要手段而以无线局域网技术作为辅助接入方式 3 33 3 拓扑结构与网络平台总体规划拓扑结构与网络平台总体规划 厂房网络平台从物理上可以划分为网络中心 办公区 从层次结构上可划分为 核心层 分布层和接入层三个层次 3 3 13 3 1 网络系统拓扑图网络系统拓扑图 网络系统拓扑图如下 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 27 图图 3 13 1 3 3 厂房网络系统拓扑图厂房网络系统拓扑图 3 3 23 3 2 层次化的网络设计层次化的网络设计 由于厂房网络系统平台的规模很大 普通的平面网络结构设计模型难以满足网络 性能的需求 而采用层次化网络设计模型 由于其良好的伸缩能力 易于实现 易于 排除故障 可预测性 协议支持 易于管理等特点 可充分满足网络不断增长的长期 需求 考虑厂房现有网络物理资源分布以及对网络覆盖范围的需求 我们在设计中采 用了三层设计体系结构 核心层 分布层和接入层 1 1 核心层 核心层 核心层的功能主要是实现骨干网络之间的优化传输 核心层设计任务的重点通常 是冗余能力 可靠性和高速的传输 以及强大的路由处理能力 2 2 汇聚层 汇聚层 汇聚层提供基于统一策略的互连性 它连接核心层和接入层 对数据包进行复杂 的运算 在大楼网络环境中 汇聚层主要提供如下功能 地址的聚集 部门和工作组 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 28 的接入 广播域 组播传输域的定义 VLAN 分割 介质转换和安全控制等 3 3 接入层 接入层 接入层交换机放置于每栋楼的楼层内可用于直接接入到信息点 应采用可网管 可堆叠的高性能交换机 以便于扩展 交换机应具备扩展槽 以便根据需要加插百兆 光纤模块或光纤收发器 接入层的主要功能是为最终用户提供对网络访问的途径 主要提供如下功能 带 宽共享 交换带宽 MAC 层过滤和网段微分 层次化设计的优点主要有 1 可扩展性 网络可模块化增长而不会遇到问题 2 简单性 通过将网络分成许多小单元 降低了网络的整体复杂性 使故障排 除更容易 能隔离广播风暴的传播 防止路由循环等潜在的问题 3 设计的灵活性 使网络容易升级到最新的技术 升级任意层次的网络不会对 其他层次造成影响 无需改变整个环境 4 可管理性 层次结构使单个设备配置的复杂性大大降低 更易管理 3 43 4 分层结构规划分层结构规划 在层次化网络设计的指导原则下 针对 3 厂房 企业网络的特点 采取三层结构 的方案 以达到最佳的使用效果 1 1 三层结构 三层结构 采取 核心 分布 接入 三层结构 接入层交换机指放置于楼宇内各楼层的交换机 直接为终端用户设备提供接入 它们通过光纤或双绞线以百兆或千兆上联至汇聚层交换机 汇聚层交换机一般放置于 大楼的主设备间内 鉴于本系统介入交换机较多 将汇聚交换机下放到配线间中 汇 接各楼层的交换机 并以一条或多条千兆链路上联至核心交换机 2 2 二层结构 二层结构 不设汇聚层 接入层直接与核心层交换机连接 即采取 核心 接入 二层结构 在二层结构设计方案中 各楼层的交换机不经过汇聚 直接通过百兆 或千兆 上联至核心交换机 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 29 三层结构二层结构 优点 网络的整体复杂性低 易 维护 管理 布线结构简单统 一 易扩展 能有效隔离广播 风暴的传播 核心交换机的压 力较轻 接入性能好 充分利用 核心交换机高背板 高吞吐 能力 降低网络交换机的投 资 缺点 网络设备投资大 系统管 理培训投资大 将增加综合布线系统中 建筑群子系统的投资 核心 交换机压力大 适用场合 内部数据交换较多大楼 如办公楼 教学楼等 适合端口密度高 访问 流量大的楼宇 如学生宿舍 表表 3 23 2 二层与三层结构的比较二层与三层结构的比较 从上表可以看出 二层结构和三层结构有各自的优缺点和各自适用的场合 针对 大楼 企业网络的应用特点 本方案中采取三层结构更为合理 3 4 13 4 1 核心层设计核心层设计 3 厂房网将构架一个全光纤 纯 IP 1000M 核心的高品质核心网络 并且 可以 实现各种不同应用数据的全速 高质量传输 尤其对于网络中的关键数据业务 要实 现相应的 QoS 传输保障 这是对整个骨干核心网络的基本设计要求 同时 对于核心 骨干网络可以在为来业务需要的同时 平滑升级到 10G 万兆网络并可实现 IPV6 业务 运行 从整体网络设计的角度来分析 对于全网核心应当实现负载数据业务的全速传输 而基本不进行大量的业务应用资源控制 对于核心层网络的主要功能来看 应当是负 责整个骨干网的数据接入及交换 以及核心机房内核心服务器的高速访问上联 在核心层网络的结构设计上 我们根据 3 厂房网络布局及规模 建议采用星型 的网络结构 星型核心网络结构即 在网络的核心区域内部署千兆核心路由交换设备 下层网络部署可 1000M 光纤上联的交换机 通过 100M 铜缆实现到用户桌面的终端连 接 3 3 厂房综合布线系统改造设计厂房综合布线系统改造设计 技术方案技术方案 30 3 4 23 4 2 汇聚层