計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在以前所未有的速度發(fā)展，人類步入了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新時代———網(wǎng)絡(luò)時代，數(shù)據(jù)、話音、視頻、多媒體等信息量急劇膨脹。信息傳輸?shù)母咚佟踩煽考案魅我恻c(diǎn)之間的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊對信息傳輸介質(zhì)及結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。如何適應(yīng)當(dāng)前及將來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對建筑物布線的挑戰(zhàn)是在設(shè)計(jì)之初必須考慮的課題。綜合布線系統(tǒng)以其極大的靈活性、適用性、可靠性、完整性等優(yōu)點(diǎn)代替了傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)概念，并在我國很快為各級主管和技術(shù)人員所認(rèn)識。
校園網(wǎng)綜合布線需求分析
(一)設(shè)計(jì)目標(biāo)
許昌學(xué)院建設(shè)校園網(wǎng)一期工程建設(shè)，將達(dá)到以下目標(biāo):構(gòu)架千兆校園網(wǎng)主干，實(shí)現(xiàn)教學(xué)辦公綜合樓、教學(xué)樓、圖書館樓群的互聯(lián);每個教室、實(shí)驗(yàn)室、辦公室、均可實(shí)現(xiàn)100M的校園網(wǎng)接入，實(shí)現(xiàn)信息資源的充分共享。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、老師、學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)入校園網(wǎng)獲取校園網(wǎng)信息; 校園網(wǎng)將采用200M光纖接入中國新聯(lián)通網(wǎng)絡(luò);校園網(wǎng)將設(shè)置WWW服務(wù)、FTP服務(wù)、E - MA IL服務(wù);校園網(wǎng)必須安裝內(nèi)容過濾器，以過濾網(wǎng)站不良信息;校園網(wǎng)將構(gòu)建一個完整的網(wǎng)絡(luò)防毒系統(tǒng)，以有效地杜絕病毒的傳播;校園網(wǎng)必須能進(jìn)行全網(wǎng)的智能化管理，使系統(tǒng)管理員能夠方便、高效地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理;校園網(wǎng)的一期建設(shè)必須為以后網(wǎng)絡(luò)建設(shè)預(yù)留發(fā)展和擴(kuò)容的空間;要求全網(wǎng)的交換機(jī)設(shè)備必須采用同一廠家的產(chǎn)品，服務(wù)器也統(tǒng)一品牌。全網(wǎng)綜合布線產(chǎn)品必須全部統(tǒng)一。
(二)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
根據(jù)許昌學(xué)院校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)具體分析之后得出網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在啟智樓二樓，因此各辦公樓、教學(xué)樓、圖書館的核心交換機(jī)將采用千兆可控網(wǎng)管型交換機(jī)接入。同時各辦公樓、教學(xué)樓、圖書館配置千兆匯聚交換機(jī)連接到核心交換機(jī)。對于核心機(jī)房也就是網(wǎng)絡(luò)中心要求全部鋪設(shè)防靜電地板并做好接地和防雷措施，除此之外還安裝了一臺LEMUS10KVA的UPS備用電源以及4個8小時的后備電池作為停電之需。
(三)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
1. 實(shí)用性:實(shí)施后的樓宇自動化系統(tǒng)及其所有的子系統(tǒng)的通訊線路和接口都滿足國際標(biāo)準(zhǔn)。具有良好的用戶使用界面，并且網(wǎng)絡(luò)管理功能完善、使用方便，也使得安裝成本可以用來降低對整個校園網(wǎng)長久的運(yùn)行花費(fèi)，從而取得良好的遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)效益。
2. 靈活性:系統(tǒng)中任一部分的連接都是靈活的，即從物理接線到數(shù)據(jù)通訊、語音通訊、智能控制設(shè)備之間的連接都不受或極少受物理位置和這些設(shè)備類型的限制，減少了對傳統(tǒng)管路的需求，信息口設(shè)備合理，可即插即用，同時提供了一種結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)與管理這一系統(tǒng)。
3. 模塊化:所有用于連接設(shè)備的適配件都是積木式的標(biāo)準(zhǔn)件，不需要掌握很多有關(guān)這些領(lǐng)域的專門知識，就能夠連接這些設(shè)備。模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得用最小的附加布線與變化可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的搬遷、擴(kuò)充與重新安裝。
4. 擴(kuò)展性:由于系統(tǒng)的所有基礎(chǔ)設(shè)施(材料、部件、通訊設(shè)備)都采用國際標(biāo)準(zhǔn)，因此，無論計(jì)算機(jī)設(shè)備、通訊設(shè)備、智能控制設(shè)備隨技術(shù)的發(fā)展，將來都可能很方便地將其連接到樓宇自動化系統(tǒng)中去。那么不管是現(xiàn)在還是將來，都能對建筑物內(nèi)的環(huán)境提供完全的兼容支持。
5. 可靠性:系統(tǒng)中的各個部分都采用高質(zhì)量的材料、組部件設(shè)備實(shí)現(xiàn)，并謹(jǐn)慎施工和測試，以保證系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)都是可靠的。
校園網(wǎng)綜合布線總體系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)
整個綜合布線系統(tǒng)由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)構(gòu)成。
(一)工作區(qū)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
工作區(qū)子系統(tǒng)布線由信息插座至終端設(shè)備的連線組成，是插座到用戶終端的區(qū)域，包括所有用戶實(shí)際使用區(qū)域。信息插座采用地面安裝形式，也可以采用墻面安裝方式。信息插座選用RJ45 型插座。墻面安裝插座盒底邊距地300mm，在地面插座盒內(nèi)和墻面信息插座旁安裝單相三孔電源插座。工作區(qū)子系統(tǒng)為滿足信息高速傳輸具體情況，全部選用超五類系列信息模塊，性能全部超過國際標(biāo)準(zhǔn)ISO IS 11801的指標(biāo)。而數(shù)據(jù)點(diǎn)采用超5類RJ45信息插座模塊，其功能100MHz時其最差線對近端串音衰減高達(dá)44dB。
(二)管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
管理子系統(tǒng)連接水平電纜和垂直干線，是綜合布線系統(tǒng)中關(guān)鍵的一環(huán)，常用設(shè)備包括配線架、理線架、跳線和必要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，其作用是為連接其他子系統(tǒng)提供連接手段，允許將通信線路定位或重新定位到建筑物的不同部分，以便能容易地管理通信線路，使移動設(shè)備時能方便地進(jìn)行跳接。為方便維護(hù)，必須要對整個布線系統(tǒng)的電纜、連接硬件、空間、走道等進(jìn)行統(tǒng)一管理。許昌學(xué)院校園網(wǎng)設(shè)計(jì)方案中，將各個樓層的信息點(diǎn)通過PVC管槽走墻邊通向各個樓層的配線機(jī)柜，機(jī)柜里放置超5類24口配線架，對各個信息點(diǎn)的接頭進(jìn)行跳線配置，再通過配線架與交換機(jī)相連。采用超5類24口配線架，可安裝在19標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上，只占用1U空間，占用地方小，搬運(yùn)遷移方便。
(三)垂直干線子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1. 干線子系統(tǒng)選 型
垂直干線的設(shè)計(jì)必須滿足用戶當(dāng)前的需求，同時又能適合用戶今后的要求。為此，我們采用6芯多模室內(nèi)光纜，支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的傳輸。其功能在于多用途室內(nèi)布線光纜是由若干根單模或多模單芯緊套光纖圍繞中心加強(qiáng)構(gòu)件膠合成纜芯后，外加繞包層，再套上PVC或低煙無鹵(LSZH)材料外護(hù)套構(gòu)成。由于多模光纖光耦合率高，纖芯對準(zhǔn)要求相對較寬松。當(dāng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸距離超過100米時，用光纖作為數(shù)據(jù)主干將是最佳選擇，并具有大對數(shù)電纜無法比擬的高帶寬和高保密性、抗干擾性。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和光纖技術(shù)的發(fā)展，光纖的應(yīng)用愈來愈廣泛。光纖的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Gbp/s以上，可滿足學(xué)院校園網(wǎng)信息化的需求，適應(yīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
2. 干線電纜布設(shè)方法
垂直干線子系統(tǒng)的作用是把主配線架與各分配線架連接起來，在許昌學(xué)院垂直干線子系統(tǒng)中連接計(jì)算機(jī)中心機(jī)房至樓層配線間的主要是主干光纖和大對數(shù)電纜。目前擬用多模光纜進(jìn)行，由于構(gòu)架千兆校園網(wǎng)主干，也方便日后的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展，干線電纜將使用明鋪金屬線槽由連接設(shè)備傳遞到設(shè)備間并送至最終接口。而計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線路采用6芯室內(nèi)多模光纜。其優(yōu)點(diǎn)是傳輸損耗小、抗干擾能力強(qiáng)、頻帶較寬，也是為了適應(yīng)將來信息技術(shù)發(fā)展的要求。垂直干線電纜(包括雙絞線和光纜)沿弱電豎井中架設(shè)的金屬線槽內(nèi)(規(guī)格為200mm ×100mm)敷設(shè)，電纜與金屬線槽每米設(shè)一固定點(diǎn)。
(四)設(shè)備間子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
設(shè)備間子系統(tǒng)是整個布線數(shù)據(jù)系統(tǒng)的中心單元，實(shí)現(xiàn)每層樓匯接來的電纜的最終管理。設(shè)備間是在每幢大樓的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置進(jìn)線設(shè)備，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理以及管理人員值班的場所。由綜合布線系統(tǒng)的建筑物進(jìn)線設(shè)備，數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)等各種主機(jī)設(shè)備及其保安配線設(shè)備等組成，主要用于匯接各個IDF，包括配線架、連接條、繞線環(huán)和單對跳線等。設(shè)備間子系統(tǒng)所有進(jìn)線終端設(shè)備采用色標(biāo)區(qū)別各類用途的配線區(qū)。為滿足各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對布線系統(tǒng)的要求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以通過光纖跳線組成結(jié)構(gòu)航的線路連接，并通過各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持著各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
(五)建筑群子系統(tǒng)設(shè)計(jì)
建筑群子系統(tǒng)將一棟建筑的線纜延伸到建筑群內(nèi)的其它建筑的通信設(shè)備和設(shè)施。它包括銅線、光纖、以及防止其它建筑的電纜的浪涌電壓進(jìn)入本建筑的保護(hù)設(shè)。在民政學(xué)院校園網(wǎng)綜合布線設(shè)計(jì)方案中各樓間的距離都超過了100米，而當(dāng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸距離超過100米時，用光纖作為數(shù)據(jù)主干將是最佳選擇，并具有大對數(shù)電纜無法比擬的高帶寬和高保密性、抗干擾性。因此各樓間的連接采用6芯多模室內(nèi)光纜，支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的傳輸。在許昌學(xué)院校園網(wǎng)綜合布線設(shè)計(jì)方案中，將使用光纖把各教學(xué)辦公綜合樓、教學(xué)樓、圖書館互聯(lián)，并集中于圖書館一樓網(wǎng)絡(luò)中心，其敷設(shè)方式室內(nèi)采用金屬橋架，室外采用暗埋深溝填鋪的方式進(jìn)行。在設(shè)計(jì)中進(jìn)入主設(shè)備間的所有光纖、大對數(shù)電纜、網(wǎng)通電纜都采用金屬橋架或鋼管進(jìn)行硬件保護(hù)，同時采用IDC線對保護(hù)器對銅纜予以電氣保護(hù)，避免人員和設(shè)備免遭外部電壓和電流的傷害。
(六)線槽及線纜布設(shè)要求
1. 安裝前注意事項(xiàng)
主機(jī)房內(nèi)預(yù)留接地端子，接地線與建筑共用接地系統(tǒng)連成一體。各樓層配線柜單獨(dú)接地，接地導(dǎo)線截面為20mm2，各段金屬橋架和鋼管應(yīng)保持電氣連接，并在兩端做良好接地。
2. 符合規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)
結(jié)構(gòu)化布線的實(shí)施設(shè)計(jì)不僅要做到設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)，滿足用戶使用要求，還要使其造價合理，符合規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。國際和國內(nèi)對結(jié)構(gòu)化布線有著嚴(yán)格的規(guī)定和一系列規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)都做了明確的定義，規(guī)定了其設(shè)計(jì)要求和技術(shù)指標(biāo)。
3. 線槽線纜布設(shè)要點(diǎn)
PVC管道布設(shè):管道可以明敷或預(yù)埋，在線路中間要注意管道的拐彎半徑必須滿足線纜最小半徑要求。金屬管道和強(qiáng)電系統(tǒng)保持足夠距離，并且保護(hù)接地。
金屬橋架安裝:金屬橋架用于本設(shè)計(jì)弱電系統(tǒng)的線纜敷設(shè)，所以其大小要求考慮所有弱電系統(tǒng)線纜的使用，要注意橋架的拐彎半徑必須滿足線纜最小半徑要求。金屬橋架要盡量和強(qiáng)電系統(tǒng)的管線保持足夠距離，并且保護(hù)接地。
布線線纜：每個系統(tǒng)線纜在管道和橋架內(nèi)要求分開布放、綁扎，在布線纜時，避免拉力過大和不勻，線纜頭要有標(biāo)簽編號，方便識別。
校園網(wǎng)主要設(shè)備選型
由于高校校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以該方案在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上分為核心層、匯聚層、接入層。
(一)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選型
1. 網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)在校啟智樓二樓
學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心的設(shè)備應(yīng)當(dāng)具有很高的可管理性;同時學(xué)校的用戶數(shù)比較多，如果這么多用戶同在一個子網(wǎng)內(nèi)，勢必會造成廣播數(shù)據(jù)干擾正常的數(shù)據(jù)傳輸，造成網(wǎng)絡(luò)的阻塞、丟包。劃分虛網(wǎng)(VLAN)是解決廣播干擾和隔離不同部門的一個解決方案，為了在虛網(wǎng)間進(jìn)行通訊，必須在網(wǎng)絡(luò)中心有三層的路由機(jī)制。由于一般路由器的數(shù)據(jù)路由速度很慢，因此使用三層交換機(jī)是解決上述問題的關(guān)鍵。
2. 匯聚層交換機(jī)設(shè)在教學(xué)樓、辦公樓、圖書館等中心部位，起到管理本樓用戶的作用。匯聚交換機(jī)應(yīng)支持全面的網(wǎng)絡(luò)管理、VLAN、端口鏡像、Spanning Tree、IEEE80211x身份驗(yàn)證等功能。
3. 因?yàn)槎嗝襟w教室的用戶較多，且需要實(shí)現(xiàn)組播，所以多媒體教室的匯聚交換機(jī)必須支持組播功能;另外，為了提高網(wǎng)絡(luò)速度，在多媒體教室中建議使用支持堆疊的交換機(jī)。
4. 實(shí)驗(yàn)室、研究所、閱覽室等環(huán)境可以使用非智能型交換機(jī)。這部分交換機(jī)為第三級接入級交換機(jī)，通過匯聚交換機(jī)將這些交換機(jī)每臺設(shè)置為1個VLAN，用于隔離廣播。
(二)服務(wù)器選型
根據(jù)校園網(wǎng)服務(wù)器的應(yīng)用特點(diǎn)，服務(wù)器選型應(yīng)該按照如下原則:
(1)要求反應(yīng)時間短，能快速響應(yīng)和處理用戶的訪問需求。(2)具有強(qiáng)大的信息吞吐能力、多Web站點(diǎn)和內(nèi)容緩存、能在一定投資下提供更多的訪問服務(wù)和提高用戶滿意度。( 3)易于發(fā)布和實(shí)現(xiàn)信息共享。(4)易于建立和運(yùn)行Web應(yīng)用，簡化業(yè)務(wù)進(jìn)程。(5)具有可靠的品質(zhì)，保證Web服務(wù)不間斷。(6)易于設(shè)置和管理，使網(wǎng)絡(luò)管理變得更容易，易于擴(kuò)展，滿足業(yè)務(wù)的擴(kuò)大需求，保護(hù)用戶投資。在該方案中，許昌學(xué)院校園網(wǎng)服務(wù)器選用DELL系列服務(wù)器產(chǎn)品。
性能分析
通過對工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、垂直干線子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施，可以為校園網(wǎng)提供完整的網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)，同時也提拱監(jiān)控系統(tǒng)為學(xué)生提供了生活的安全保障，并且能夠充分適應(yīng)現(xiàn)代和未來技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通信、傳輸，支持各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通訊協(xié)議和包括管理信息系統(tǒng)在內(nèi)的廣泛應(yīng)用。許昌學(xué)院校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等為一體的中心機(jī)房，方便網(wǎng)絡(luò)管理員對整個校園進(jìn)行維護(hù)管理，還可以節(jié)省在維護(hù)、更新資金，方便數(shù)據(jù)交流，為生活、娛樂、學(xué)習(xí)、工作上提供便利，讓老師、學(xué)生得到快速的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。