网络工程设计与系统集成(杨威)第3章

1、杨 威 山西师范大学网络信息中心 学习目标学习目标 （Structured Cabling Systems，缩写SCS）采用模块化 设计和分层星型拓扑结构，它能适应任何 大楼或建筑物的布线系统，其代表产品是 建筑与建筑群综合布线系统（Premises Distribution System，缩写）。 另外，还有两种先进的系统，即智能大楼 布线系统（）和工业布线系统 （）。 1985年在美国开始制定 EIA/IA-568标准 1991年形成第一版EIA/TIA-568 1995年10月正式修订为EIA/TIA-568A标 准 （1）标准制定的目的。建立支持多厂商用户环境的 通用布线系统，进行商用

2、建筑结构化布线系统的设计 和安装指导，便于用户连接和建立系统，确定布线系 统配置的性能和技术标准，提供建筑群和商用大楼内 通信布线的最低要求。 （2）基本内容。建议的拓扑结构和布线距离，决定 性能的介质参数。为确保互通性，规定了连接器针脚 功能的分配。通信布线系统要求十年以上的使用期限。 图3.2 三层配线间连接示意图 媒体形式MC-HCHC-ICIC-MC 100 UTP（语音）800m500 m300 m 150 STP-A700 m500 m700 m 100 UTP（数据）90m 多模光纤 MM Fiber2000 m500 m1500 m 单模光纤 SM Fiber3000 m500

3、 m2500 m 表3.1 话音和低速数据的应用 表3.2铜缆布线系统分级与类别 系统 分级 支持带宽(Hz) 支持应用器件 电缆连接硬件 A100K B1M C16M3类3类 D100M55e类55e类 E250M6类6类 F600M7类7类 布线系统等级与类别的选用布线系统等级与类别的选用 业务 种类 配线子系统干线子系统建筑群子系统 等级类别等级类别等级类别 语音DE5e6C3类(大对数)C 3类(室外大对 数) 数据 DE F 5e67 DE F 5e67(4 对) 光纤(多 模或单 模) 多模 62.5um， 50um 单模 10um 光纤 多模 62.5um， 50um 单模 10

4、um 光纤 多模62.5um， 50um 单模10um 其他应 用 可采用5e6类4对双绞电缆和62.5um多模50um多模10um单模光缆 100Mbit/s、1Gbit/s以太网中光纤应以太网中光纤应 用传输距离用传输距离 光纤光纤 类型类型 应用网络应用网络 光纤直径光纤直径 (um) 波长波长(nm) 带宽带宽 (MHz) 应用距离应用距离(m) 多多 模模 100BASEFX2000 1000BASBSX 500850 160220 1000BASE LX 200275 550 1000BASE-SX 500 850 400500 500550 1000BASE-LX1300 400

5、550 550 单单 模模 1000BASE-LX75,450 选用绝缘铜导线的截面(mm2)6161650 长 度 测 量 衰减是信号在传输介质上进行传输的过程中所产 生的损耗。 5近端串扰（近端串扰（NEXT）测试与标准）测试与标准 NEXT是指在一条链路中从一对线对至另一对线 的信号耦合，也就是说当一条线对发送信号时在另 一条相邻的线队收到的信号。近端串扰本身对终接 点（跳线架、信息插座）处的非双绞金属线很敏感； 同时，对粗劣的安装也非常敏感。NEXT是决定链 路传输能力的最重要的参数，在施工中的工艺问题 也会产生NEXT。 测量结果可能产生的原因 近端串音 （NEXT） 不合格 电缆与

6、接插件卡接不良，或电缆线对扭绞不良，或外部 噪声源影响，或接插件性能不良或没有达到5类产品 技术指标。 衰减不合格 布线系统水平电缆超过规定长度，或现场高温影响，或 电缆与接插件卡接不良，或接插件性能不良或没达到 5类产品技术指标。 布线图不合格 线对交叉，或终接处线对非扭绞长度超过要求，或线对 串接，或终接处及芯线断线，或终接处及芯线短路。 长度不合格 测试仪表传播时延（NVP）调整不准确，或布线系统电 缆超过规定长度，或电缆断线，或电缆短路。 序 号 编 号 内 容 记 录 电缆系统光缆系统 地 址 号 缆 线 号 设 备 号 长 度 接 线 图 衰 减 近端 串音 （2 端） 电缆 屏蔽

7、 层连 通情 况 其他 任选 项目 衰 减 长 度 测试日期、 人员及测 试仪表型 号 处理情况 五类及光纤综合布线系统工程电气性能测试记录五类及光纤综合布线系统工程电气性能测试记录 测测 测测 试试 仪仪 精精 度度 最最 低低 性性 能能 要要 求求 性能参数 1100MHz1100MHz 一级精度二级精度 随机噪音最低 值 最大不超过75dB是，同时满 足 50-15log（f/100）dB 最大不超过75dB是，同时满 足 65-15log（f/100）dB 近端串音 （NEXT） 40-15log（f/100）dB55-15log（f/100）dB 平衡输出信号27-15log（f/

8、100）dB37-15log（f/100）dB 共模抑制 27-15log（f/100）dB37-15log（f/100）dB 动态精确度 1dB0.75dB 长度精确度 1m4%（被测长度） 回波损耗 15dB UPS的工作原理的工作原理 配置配置UPS注意问题注意问题 UPS安装及使用安装及使用 3.5.1 UPS的工作原理的工作原理 UPS（Uninterruptible Power System）称为不间断 电源。是一种含有储能装置、以逆变器为主要组 成部分的恒压、恒频的电源设备。 主要的功能是，当市电输入正常时，会将电流稳 压后供应给负载使用；当市电中断时，会及时向 用电设备提供电能

9、，使设备仍能持续工作一段时 间，以便处理好未完成的工作。 UPS可以分为三类：后备式（又称离线式）、在线 式和在线互动式 UPS分别有两种工作状态： 当市电供电正常时，由市电通过UPS给负载供 电，此时UPS主要负责对市电进行滤波、稳压和 稳频调整，以便向负载提供更为稳定的电流， 同时通过充电器把电能转变为化学能储存在电 池中。 当市电供应意外中断时，UPS会在瞬时切换到 电池供电模式，这时它通过逆变器把化学能转 变为交流电提供给负载，从而保证能对负载提 供不间断的电力供应 根据网络中心实际电力需求，选择合适的根据网络中心实际电力需求，选择合适的UPS。 通常，企业网络中心机房有服务器、交换机

10、、通常，企业网络中心机房有服务器、交换机、 路由器等用电负荷。按照设备实际用电量（用路由器等用电负荷。按照设备实际用电量（用 电器的功率电器的功率UPS容量的容量的80%）确定）确定UPS的容量。的容量。 例如：某企业数据中心服务器、核心交换机、例如：某企业数据中心服务器、核心交换机、 防火墙护等设备用电总功率为防火墙护等设备用电总功率为4.8KW，按照，按照 80%的规则，应选用的规则，应选用6KVA的的UPS主机（如山特主机（如山特 C6KS主机）。如果长延时间要求主机）。如果长延时间要求8小时，则应小时，则应 配置配置12V-100AH的电池的电池40块（如松下块（如松下 12V/100

11、AI）。）。 采用高可靠性的并联扩容技术，规划采用高可靠性的并联扩容技术，规划UPS电源。电源。 以往，用户会因为考虑到未来设备的扩充，在以往，用户会因为考虑到未来设备的扩充，在 初期规划了大容量的初期规划了大容量的UPS设备，这是一项很大设备，这是一项很大 的浪费。的浪费。 采用高可靠性的并联扩容技术，只要考虑机房采用高可靠性的并联扩容技术，只要考虑机房 实际的电力需求实际的电力需求,规划适当的规划适当的UPS就可以了。就可以了。 随着网络中心设备扩充，需要相应的电力扩充随着网络中心设备扩充，需要相应的电力扩充 时，只需要购置扩充部分的时，只需要购置扩充部分的UPS，将它并联到，将它并联到

12、原有的电源系统就可以了。这样，使原有的电源系统就可以了。这样，使UPS电源电源 规划有了弹性，并大大的减少了投资的浪费。规划有了弹性，并大大的减少了投资的浪费。 N+1并联冗余构建并联冗余构建UPS，提供最可靠的电源解决方案。，提供最可靠的电源解决方案。N+1 并联冗余意味着随时都有多一台的并联冗余意味着随时都有多一台的UPS为重要设备提供保障。为重要设备提供保障。 规划电源系统时，比额定容量增加一台，这样，当系统中任规划电源系统时，比额定容量增加一台，这样，当系统中任 何一台何一台UPS发生故障时，都能因为这额外增加的一台发生故障时，都能因为这额外增加的一台UPS， 使得电源系统能够不间断的

13、为重要设备提供高品质的电力，使得电源系统能够不间断的为重要设备提供高品质的电力， 使得系统更加可靠。同时先进的均流技术使得并联运行下的使得系统更加可靠。同时先进的均流技术使得并联运行下的 每一台每一台UPS平均分担着负载电流，在提高系统可靠性的同时，平均分担着负载电流，在提高系统可靠性的同时， 也延长了也延长了UPS的使用寿命。的使用寿命。 例如，机房负载为例如，机房负载为20KVA，就可以使用，就可以使用3台台UPS实现并联冗实现并联冗 余。如果其中一台余。如果其中一台UPS需移出或关机拆除。其它两台需移出或关机拆除。其它两台UPS会会 立即支持所有的负载。立即支持所有的负载。 UPS电池配

14、置计算电池配置计算 UPS电池配置计算电池配置计算 1. 正确安装与起停 在安装UPS时，应严格遵守厂家产品说明书中的有关 规定，保证UPS所接市电的火线、零线顺序符合要求。 如果将火线与零线的顺序接反，那么在从市电状态向 逆变状态转换时极易造成UPS的损坏。 不要频繁地关闭和开启UPS电源。 一般要在关闭UPS电源2分钟后才能再次开启，否则 UPS电源可能处于“启动失败”的状态，亦即UPS电 源处于既无市电输出、又无逆变器输出的状态。 Windows 2003对UPS使用的支持 应将“UPS、报警器、信使和事件日志”等 Windows服务与为计算机所选择的不间断电源 （UPS）设备相结合使用

15、。 配置UPS设备，可在“控制面板”中，鼠标左 键单击“UPS”。 应根据所使用的UPS设备支持的特性来进行配 置。 Windows 2003支持的三种特性是：主电源故 障检测；电量不足检测；UPS关闭功能。 蓄电池使用与维护蓄电池使用与维护 在使用中要注意，不要让电池过度放电或发生短路。过度放电 不仅容易使蓄电池的端电压低于蓄电池所允许的放电电压，而 且会造成电池内部正负极板的弯曲，极板上的活性物质也容易 脱落，所造成的后果是蓄电池的可供使用的容量下降，甚至会 损坏电池 . UPS不要长期闲置不用，也不要使蓄电池长期处于浮充状态而 不放电。不然有可能会造成蓄电池因超过其存储寿命，而引起 内阻

16、增大或永久性损坏。 对于长期闲置不用的UPS电源，应每隔一个月为电池充电次， 时间保持在1020小时左右。如果市电供电一直正常，不妨每 隔一个月人为停电一次，让UPS电源在逆变状态下工作510 分钟，以便保持蓄电池的良好充放电特性。此外，蓄电池都有 自放电的特性，因此需定期进行充放电维护 某中学占地面积某中学占地面积120亩，包括高中部、初中部、北校区（校亩，包括高中部、初中部、北校区（校 中校）三个校园区。中校）三个校园区。 （1）信息点）信息点501个。个。 （2）多模光缆（）多模光缆（50/125um）设备端口至设备端口距离不）设备端口至设备端口距离不 得超过得超过550m。双绞线设备端

17、口至终端（信息模块）距离不。双绞线设备端口至终端（信息模块）距离不 得超过得超过90m。 （3）数据传输。三个校区之间）数据传输。三个校区之间1000Mbit/s，图书馆，图书馆 1000Mbit/s，其他建筑楼，其他建筑楼200Mbit/s，楼内水平区，楼内水平区 100Mbit/s。 （4）交流电压。相电压）交流电压。相电压380400V，线电压，线电压180230V， 需要采用净化电源和需要采用净化电源和UPS。 （5）部分建筑楼的设备间需要安装防雷地和工作保护地。接）部分建筑楼的设备间需要安装防雷地和工作保护地。接 地电阻小于地电阻小于4。 （1）建筑楼互连采用慧锦FNET多模（50/

18、125 um）八芯室 外金属光缆。 （2）光纤跳线采用慧锦F-NET双芯SC-SC多模3m（50/125） 跳线。 （3）光纤配线盒采用慧锦F-NET简易式12/24/48口机架式 光纤盒和简易式8口墙挂式光纤盒。 （1）ISO/IEC 11801信息技术-布线标准。 （2）ANSI EIA/TIA 568A商务建筑电信布线标准。 （3）GBT/T 50312-2000建筑与建筑群综合布线系统工 程验收规范。 （1）符合最新国际标准ISO/IEC 11801和ANSI EIA/TIA 568A/568B标准，充分保证计算机网络高速、可靠的信息传输 要求。 （2）能在现在和将来适应技术的发展，实

19、现数据通讯、 语音通讯和图像传输。 （3）除去固定于建筑物内的线缆外，其余所有的接插件 都是模块化的标准件，以方便将来有更大的发展时很容易地 将设备扩展进去。 （4）能满足灵活应用的要求，即任一信息点能够连接不 同类型的计算机或微机设备。 （5）能够支持10/100/1000Mbit/s的数据传输，可支持快 速以太网和交换以太网的应用。 学校建筑楼群光缆连接示意图 垂直干线的设计必须满足用户当前的需求，同时又能适合 用户今后的要求。为达此目的，采用超五类UTP电缆，支持数 据信息100/1000Mbit/s的传输，采用5类25对非屏蔽电缆，支 持语音信息的传输。 从大楼主设备间主配线架上至楼层

20、分配线间各个管理分配 线架的铜线缆安装路径要避开电磁干扰源区域（如马达、变 压器），并符合ANSI TIA/EIA-568安装规定。大楼垂直主干 线缆长度小于90m时，建议按设计等级标准来计算主干电缆 数量；但每个楼层至少配置两条CAT5 UTP做主干。 大楼垂直主干线缆长度大于90m，则每个楼层配线间至少 配置一条室内八芯多模光缆做主干。主配线架在现场中心附 近要保持路由最短原则。 采用星型拓扑结构，每个信息点均需连接到管理子 系统。由UTP线缆构成,最大水平距离：90m（295ft）。 综合布线的水平线缆采用超五类双绞线。所需水平 电缆长度： Y（电缆总长度）信息点数平均电缆长度 =501

21、（90+25）21.1=31688m， Y305m/箱=103箱。 工作区指从由水平系统而来的用户信息插座延伸至数据终端设备的连 接线缆和适配器组成。工作区的UTP跳线为软线（Patch Cable）材料，即 双绞线的芯线为多股细铜丝，最大长度不能超过5m。如下图所示。 图：工作区子系统 设备间子系统建议设在科技楼三层（中部）网络 中心机房，机房的面积要考虑为以后的扩展留有余 地，不要设在顶层或地下室。 建筑群来的线缆进入建筑物时应有相应的过流、 过压保护设施。 设备间子系统空间要按ANSI/TIA/EIA-569要求设 计。设备间子系统空间用于安装电信设备、连接硬 件、接头套管等。为接地和连接设施、保护装置提 供控制环境，是系统进行管理、控制和维护的场所。 6配线间子系统 配线间也称为管理子系统，是整个配线系统的中心单元，如下图所示。 它的位置确定、安装及环境条件的考虑是否恰当，都直接影响到将来信息 系统的正常运行和使用的灵活性。管理子系统（配线室）应尽量靠近弱电 竖井旁，而弱电竖井应尽量在大楼的中间，以方便布线并节省投资。 配线间子系统 7机房电力子系统 设备间要安装配电箱，以保证网络