校园网解决方案

第一章 概述

1.1需求分析

根据河北省教委市政府关于信息技术教育发展目标，全市所有学校建成校园网，实现校内、校际、区域三网连接，做到“校校通”，中小学基本普及信息技术教育的建设构想，此网络系统是一个包括校园园区网络建设及校际、区域网络连接的大型城域网工程建设项目。本着技术领先和经济相结合的原则，充分利用现有的设备，建立一个开放型的综合网络布线系统。

整个网络将向用户提供系统中数据信息的查询和交流功能；提供电子邮件的收发功能；提供网络上文件的快速传输功能；提供软件系统及网络中硬件的共享能力；支持远程拨号用户的拨号访问功能；并为用户对多媒体信息(视频信息)的实时调用提供足够的带宽。

1.2网络总体结构设计分析

网络技术 近几年来，随着应用的发展，对计算机网络技术提出了更高的要求，各种网络技术层出不穷。在局域网来讲，按照

网络拓扑结构的不同，有总线型网络，星型网络，环型网络，其中总线型网络近年来已很少采用，目前最为广泛使用，技术发展最快的是星型结构的网络。相比之下，星型网络结构在一个节点(Node)出现故障时不会影响到整个网络的运行，而总线型和环型网络结构在一个节点出现断点时，整个网络将不能正常运转；同时，星型结构使得网络的扩展，变更更加方便，迅速。

按照网络的通信协议，传输速率的不同，星型网络又分为10BASE-T，100BASE-TX以及近年来快速发展起来的1000MBASE-FX超高速网络。这些网络基本上都是基于国际电子电气工程师协会的IEEE802.3标准的以太网络，使用CSMA/CD(Carrier

Sense

Multi-Access/Collision

Detection，载波侦听多路访问/冲突检测)协议。

100BASE-TX标准是在传统10BASE-T协议基础上发展起来的快速以太网技术，使用与10BASE-T相同的帧格式，它在传统的五类双绞线上实现了100MBPS的传输速率。

交换式以太网络

交换技术是近年来迅速发展起来的一种网络技术，主要有帧交换(Frame Switch)和信元交换(Cell Switch)两类交换技术。

在帧交换技术中，最常见的是交换式以太网技术。当以太网交换机从一个端口收到数据帧后，并不象传统的共享式集线器(HUB)那样简单地将信号转发至所有端口，而是对数据帧中所包含的MAC(Media Access Control)地址进行分

析，并利用交换机中的端口地址映射表将数据帧转发至相应的端口。因此各端口独自享有10M或者100M的网络带宽。

交换机在包转发时有三种转发机制：切入法(Cut-through)；存储转发法(Store & Forward)及改进型切入法(Fragment Tree)。

Adaptive Cut-through也称为自适应技术(Adaptive Technology)，它采用了动态监控技术，可根据每个端口当前的流量选择最佳的包转发模式，而无需网管人员通过手动或软件进行设置。通过这种动态的调节，不断地在最大交换速度和最小误码传输之间寻找平衡，达到了改善整个网络运行效率和性能的目的。由于对每一端口监视和调整是独立完成的，在单一的交换模块出现的故障不会影响其它端口的工作。

1.3设计目标

本系统的设计，旨在建立一个具备开放性，灵活性，实用性，扩充性，经济性及安全性的高品质的教学网布线系统，并可达到下开目标：标准化的网络系统――各种设计规范，技术指标及产品均符合国际和工业标准，并可提供多厂牌产品的支持能力。实施后的布线系统将为数据通信提供实用的、灵活的可扩展的模块化介质通路，它达到以下目标： a) 实用灵活性――

实施后的教学网布线系统，将能够在现在和将来适应技术的发展，且实现数据通信的传输。布线系统就能够满足灵活应用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机打印机、终端、摄像头等。 b) 模块化

布线系统中，除去固定于建筑内的缆线外，其余所有的接插件都应是积木式的标准件，以方便管理和使用。 c) 扩充性

布线系统是可扩充的。配合技术发展趋势，选择可实施的布线方案，并兼顾现阶段的需求及未来的发展预留有足够的扩充能力。以便将来有更大的发展时，很容易将设备扩展进去。 d) 经济实用性

在满足应用要求的基础上，尽可能降低造价。 e) 共享性

通过网络实现各教室，各办公室的相互连接，实现资源的共享。 f) 安全可靠性

安全可靠是整个系统的基本要求。如果一个系统安全性差，运行不稳定，应用的基础都没有，很难想象，这样的系统能够真正使用起来。可靠性是指系统在运行期间的健壮性。主要涉及软件和硬件两个方面，其中硬件方面包括网络服务器，工作站，电源，网络连接设备(路由器，交换机)，网络接口卡，网络传输介质等硬件本身的运行

的稳定性和可靠性，以及它们连接在一起构成一个系统时的运行稳定性和可靠性。软件方面包括操作系统(OS)，数据库管理系统(DBMS)，电子邮件系统(E-MAIL)和网络防火墙等软件的可靠性和应用软件的安全性。因此系统中的各个部分都采用高质量的材料、组部件设备实现，并谨慎施工和测试，以保证各个环节都是可靠的。

本系统参考标准 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范CECS－72－95

城市住宅区和办公楼电话通信设施设计标准YD/T2008-93

总配线架技术要求和试验方法YD/T694-93 市内通信全塑电缆线路工程设计规范YDJ9－90 有关四类/五类UTP技术性能规定TIA/EIATSB－36 有关电缆及连接技术性能补充规定TIA/EIATSB-40/TSB-40A

UTP电缆系统传输特性现场测试技术规范TIATSB－67 商务建筑电信布线路径和空间位置标准TIA/EIA－569 对EIA/TIA－568标准的补充规定SP2840/SP2340A UTP跨接线传输技术规范TIAPN－2948

开放式办公环境水平电缆布线实践补充TIAPN－3398 用户建筑物通用布线标准ISO/IEC11801 IEEEE802.310Base-T

IEEEE802.3100Base-T IEEEE802.5Token-RING ANSIX3T9.5FDDI ISO/IEC93143FDDI

1.4设计范围

a) 本方案为本方案提供综合布线系统。

b) 本布线系统将为贵校教学网提供数据传输的综合布线管理。

1.5 设计方案特点及预期效益

a) 工作效率提高，网络系统管理采用分散式网络结构，集中式的网络管理，可以灵活使用，有效管理； b) 以合理的投资，取得最大的经济效益配合现有的设备及采用技术成熟的布线系统，可以用合理的投资来发挥最大的经济效益；

c) 布设具有高品质的五类双绞线可以在网络设备及介面卡成后，不需要重新布设即可作快速弹性扩充，原有网络上的设备即可以享用到350M的频宽。 d) 整个网络布线系统工程遵照国际标准及施工准则，并由丰富实践经验的专业技术人员来进行设计和施工，以保证整个网络的优良品质。

第二章 设备选型

2.1教学网布线系统设备选择的总体原则

1.先进性

一个系统，必须保持先进性。先进性主要是基于整个网络的性能和将来的应用趋势的考虑。保持一定的先进性，才能经得起时间的冲击，保证所用的技术不会很快被淘汰，保护用户的投资。先进性主要考虑以下几个因素：整体结构的先进性；网络操作系统平台的先进性；网络构件的先进性；系统布局的先进性；数据库平台和开发平台的先进性，除了这些之外还应有其它许多东西，所以先进性是一个综合指标。 2.经济实用性

构建一个系统，在考虑先进性的同时，又不片面追求先进性，才能体现系统的科学性。需要根据系统的需求和技术的发展动态，确定网络的规模，档次，带宽。实用是一个系统最根本的要求。在网络设计时需要根据系统的实际需求，要做到一切面向应用，一切面向系统的应用实际。由系统的实际需求层层下溯，从服务器，器件，带宽等各个方面为网络定位。当然，这种前提下，一定要有前瞻性考虑，要考虑系统应用的发展，技术的发展，需求的膨胀，从而确保系统的持续发展。 3.可伸缩性

技术的发展使得人们越来越强调系统的可伸缩性。所谓可伸缩性，是指根据实际情况，系统可被方便地裁减和灵活地扩充，使系统具有一定的应变能力。在系统面对新的需求的时候，只需做少许变动即可，就可达到用户的要求。网络的可伸缩性是指设计的网络在整体结构不变的情况下，可进行纵横两个方向的扩充，如主干(Backbone)的扩充和工作组(Workgroup)的扩充，这种扩充应该是积木式的，扩充过程不影响原有系统的正常运转，而且非常方便。可伸缩性强调可伸缩的体系结构和产品支持，只有构架可伸缩性的结构，选择可伸缩性的产品，才能保证系统的可伸缩性。 4.可维护性

可维护性，即是系统在运行过程中出现故障的时候能够快速定位和排除。可维护性和开放性，可伸缩性，先进性是有着紧密的关系。可维护性里面又包含可管理性，可管理性是指在系统运行的时候能够实时监控网络的性能，进行参数调整和网络优化，能够预防问题。可维护性指在网络出现问题的时候，能够在波及面很小的情况下，通过一定的技术手段，使网络的运行恢复正常。 5.稳定性

设备要有可靠的质量，以保证一个稳定运行的网络。 6.互操作性

选用的技术和设备的互操作性强，技术必须是被多家采用的技术，设备必须能和多家产品兼容。但在设备选择上尽量采用一家产品。

总而言之，这几个基本原则是从实践的经验中总结出来的，划分不是完全独立的，其中有些相互之间是互斥的，譬如先进性和经济实用性，这就要求在具体的实施过程中具体情况具体分析，确立一个整体性能价格比最佳的方案。

2.2布线系统设计原则

结构化布线系统是当今最先进最流行的建筑物布线系统，已成为国际上办公大楼的弱电布线标准。它能够满足任何特定建筑物及建筑 网络的布线要求，完全开放化，既支持集中式网络系统，又支持分布式网络；支持不同厂家、不同类型的网络产品；符合目前要求和未来发展 需要。

基于本设计应用于教育系统，其布线系统选用世界领先的美国 AMP 结构化开放性综合布线系统作为其语音、数据系统的布线平台。实施后的布线系统可以满足： □ 保护投资

结构化布线系统支持各种系统和设备的集成，如可将语音、数据、图象、监控等设备设计在一起工作，从而在硬件，软件、培训方面具有投资保护性。 □ 节省费用

结构化布线系统有助于将你分散的线缆系统合并到一组统一的，标准的网络中去。 □ 强化的控制管理

结构化布线系统的设计使用户自己容易地，标准地排除网络的故障。保证了在管理和支配整个系统中的最高效率 。 □ 完整的产品

结构化布线系统包括非屏蔽/屏蔽双绞线及光纤传输媒介，交叉连接，适配器连接器插座和插头，传输电器保护设备及工具。 □ 模块化

基于物理星型结构的结构化布线系统提供一种模块化子系统方法，于是你的需求即体现在每组结构化的科学管理点上。 □ 灵活性

用多种高性能的线缆来满足你的联网需求。在速度、距离、信息能力方面都是高性能的。并能与众多厂家产品兼容，于是你的来自各个厂家的设备都能插到这组通用的楼宇综合布线系统中去。 □ 发展性

结构化布线系统为了适应未来的发展，采用了积木块式结构。这种结构能将当前的和未来的语音及数据设备，互联设备，网络管理设备方便地扩展进去。

总之 ，结构化布线系统为你提供：

§ 超凡的非屏蔽双绞线技术 § 高速及宽带的传输能力

§ 灵活的，基于开放结构的子系统 § 具有发展性，以适应未来的需求 § 众多厂家产品的兼容性

2.3综合结构化布线系统设计说明

 设备间子系统采用双绞线及光纤LIU配线架连接主机，PBX及网络设备。

 垂直子系统数据部份采用多模光纤配置以满足高速网络传输要求，将FD与BD用星形结构连接。  管理子系统分布于各相应楼层竖井内的分配线间，管理各层的水平布线同相应的网络设备连接，根据实际情况采用墙上型配线架。

 水平子系统区用户区至管理子系统，整个大楼数据采用超５类四对屏蔽或非屏蔽双绞线，语音采用３类四对双绞线。

 工作区子系统为用户提供一个符合综合业务需求的四对连接方式(T568A/T568B两种接线方式任选)，

使其适应多种业务，提高系统存活力，不必为新增业务需求而重新接线，并节省费用。这里建议采用T568A方式连接，信息插座采用超五类规范，以满足高速数据传输的要求。 ★ 产品选型原则

* 信息插座—数据/话音部份都采用五类模块以满足 ISDN 和ATM需要。

* 传输介质—水平系统中，数据采用超５类四对屏蔽或非屏蔽双绞线。数据干线部分采用多模六芯光缆。

* 配线单元—配线区管理采用附墙式双绞线配线架/屏蔽高密度模块式配线架和光纤跳线架 LIU。

* 跳线单元—采用UTP跳线，及光纤跳线两种方式。 2.4布线系统设计

★ 工作区子系统设计说明

□ 信息插座分布及工作区的设置根据各楼层用途考虑。大楼信息点部分采用墙面出口， 部分采用地面出口。 □ 选型—依据信息系统情况和具体需要，数据和话音部分采用超五类高品质插座，它们可和双孔或单孔面板一起，以暗埋或固装于墙、柱、楼板或其它指定的位置。 所选产品和其他产品的比较具有以下几点优势：

 所有的信息出口均有固定线缆的匝线口， 同时每个

信息出口都带有匝线条， 保证整个系统不会由于信息出口的线缆的松动而造成系统的中断。

 墙面的信息出口采用斜面的信息出口，且有防尘盖，线缆自然受力， 防止物体的碰撞破坏信息出口。  屏蔽信息插座具有方便、可靠的接地措施。  系统的检查和维护量少， 不用卸下出口面板， 可直接卸下信息出口进行系统的检查和维护。

 AMP所有的信息出口是世界上唯一的UL免检产品。  产品的外观美观， 是世界上综合布线行业内最先进、最具有权威性的产品。

★ 水平子系统设计说明

□ 选型—为适应信息系统网络发展之需要，保证未来ISDN及ATM技术应用，数据和话音部份分别采用高品质三类、超五类屏蔽或非屏蔽UTP

本产品在世界上同类产品中性能最好， 超出国际标准20%-30%。其温度适应范围广， 抗拉强度高， 同时其线径比较小， 在相同的管路空间内可以穿更多的线缆。 ★ 垂直子系统设计说明

数据部份—各个分配线间（FD）至主配线间（BD）均配一条6芯多模光纤(62.5/125微米)。 ★管理子系统设计说明

管理子系统是整个配线系统的中心，其布放、选型及环境条件的考虑都直接影响将来信息系统的正常运行，维护和使用上的灵活性。

管理子系统中各配线架的设计及水平跳线架及垂直主干跳线架的设计依据端口数量按实际计算。

分配线间（FD）的配置：

AMP公司的110型/HD5S型配线架具有其他公司没有的特点：

 独特的中间带孔穿线：

AMP公司的配线架从中间穿了三个孔， 便于线缆从后端直接连接至配线架上。一般的配线模块中间没有走线孔， 所有的线缆都挤在一个狭窄的布线槽内， 其实质相当于一对混合线缆。大大影响了电缆本身的传输性能。

国际标准ANSI/EIA/TIA568-A与ISO/IEC/IS 11801都规定， 5类线缆开绞程度不大于13mm， 弯曲半径不小于UTP电缆本身直径4倍，只有AMP公司的这种中央走线穿孔的S110配线架， 才能充分保证双绞程度和线缆的弯曲半径， 从而防止近端串扰， 确保5类传输性能。

HD5S型配线架为屏蔽型配线架它具有良好的接地结构。安装方便，性能良好。

★ 设备区子系统设计说明

设备区子系统由计算机主机，网络设备，PBX等通信设备以及设备连接线组成。

从网管中心与各分配线间均用多模光缆连接， 在网管中心采用机柜式光纤配线架：

本光纤配线架具有集成程度高， 占有机柜的位置少， 同时其模块化的设计， 适合今后不断扩容的需求。

第三章 综合布线系统

管线设计方案

3.1水平子系统的布线设计 3.1.1 墙面型信息出口

采用走吊顶的轻型装配式槽形电缆桥架的方案，这种方式适用于大型建筑物，为水平系统提供机械保护和支持。 楼板

吊顶 吊顶线槽

结构化布线是辐射型的，线缆量较多，所以线槽容量的计算十分重要。按照标准的线槽设计方法，应据水平缆径来

确定线槽的容量：

线槽的横截面积＝水平线缆截面积×3

线槽材料多为冷轧合金板，表面可进行相应处理。如镀锌，喷塑等。线槽可根据情况选用不同的规格。为保证线缆的弯曲半径，线槽须配以相应规格的分支辅件。

为确保线路的安全，应使槽体有良好的接地端，金属软管、电缆桥架及各种配线箱均需要整体连接后良好接地。接地的方式视建筑物结构，以采用网状或星状接地形式。如不能确定信息出口的准确位置，拉线时可先将绕线盘置于吊顶内的出线口，待位置确定后，再行放线至各信息出口。 3.1.2干线的水平通道部份

水平通道部份的作用是为提供垂直干缆从设备间至其所在楼层的弱电井的通路，这部份也应采用走吊顶装配槽形电缆桥架的方案。所有的导线管槽必须由金属材料构成，用于安放和引导电缆，并予以机械保护。其选材算法同水平子系统设计部份一致。 3.2设备电源管线方式 3.2.1动力配线要求

电力铺设线同弱电布线在横向部份可平行走线，但需分隔于不同的金属管槽中，予以良好屏蔽和接地。

电力铺设的AC插座应同信息插座的使用环境适配，以

满足网络设备的供电需求。

值得一提的是对于照明和UPS电源线应采用薄金属管进行屏蔽。由于可能会产生偶然断路事故，因此不要有邻近的轻便开关来控制这些插座。 3.2.2设备间弱电接地方式

应在设备间墙壁的相应位置设置接地铜线，经接地铜线与弱电设备做焊接或紧固的硬性连接。

第四章 本设计方案的特点

本设计方案具有以下特点：

(1)可以满足现行系统对布线的要求。

(2)可实现图象传输，多媒体，可满足千兆、百兆以太网数据传输之要求。

(3)结构化布线便于安装，维护和管理，无需为此投入更多专业人员。

(4)该系统具有较大灵活性，接插件是模块化的，组装时操作简单。

(5)完全支持现有的各种网络工业标准。

第五章 布线系统对环境的要求

5.1 总体要求

a)在信息插孔旁必须设置独立的三相/两相电源双孔座，以供一些网络设备使用。

b)有良好通风系统用于散热。

c)设备间内防尘良好，且应有照明系统，便于安装和管理。

d)建议将配线间配置垂直干线的跳线架和水平线缆的跳线架之间和连接通过网络设备和跳线，形成了一个管理点。这样无论是工作区终端位置的变化，还是网络结构的变化，都可以在接线间内通过简单的跳线完成。

e)设备间有足够的空间用于安装配线架等。

f)应有布线系统独立的管路和线槽。

g)施工过程中，应有存放布线设备、材料的场地。

5.2布线系统对配线间的环境要求

1．保持室内无尘，通风良好，亮度为99米一烛光； 2．恒温，恒湿；温度：18 oC~27 oC 湿度：30%~50% 3．配线间面积应以便于安装、调试、检修为准。

第六章 教学网布线的施工

6.1线缆的敷设

6.1.1线管线槽的环境要求

a)综合布线系统的线槽应与强电线槽和强电管路相距50cm。和吊顶内的其它管路应有合理的界面分割，以便各工种施工。

b)综合布线系统的线槽尽可能靠近吊顶安装。

6.1.2线管线槽施工、检查及验收

a)所有管道安装之前，必须进行检查。

b)三根及以上绝缘导线穿于同一根管时，其总截面积(包括外护层)不应超过管内截面积的40%。

6.2干线电缆和水平电缆的布放

施工管理人员首先依照设计的要求和系统规划图对设备间的定位，缆线的路由进行分析，并组织施工人员进行施工前的技术交底。对于光缆和铜缆干线部分的敷设，从各个分配线架开始顺着本层水平线槽、竖井线槽到主配线间。施工中全部用人工放线，不得硬拉，避免因机械操作损害电缆；

各条电缆必须进行规范的标识，同时还必须在施工图上进行编号标识，以免因电缆数目过多而在主配线架一侧造成混乱，使得在测试过程中浪费时间，影响工期。

6.3配线架的安装和制作

按照布线设计要求和施工规范及工艺要求进行主、分配线架、TP点的制作、安装。在安装过程中，合理安排配线架的位置，达到好看、好用、有利于与网络设备的连接以及各种网络的组合。

第七章 综合布线系统测试部分

7.1网络媒介测试指标和手段

按照TSB67电气性能测试标准进行测试，采用 5类电缆布线测试仪。通信介质的正确连接及良好的传输性能，是系统正常运转的基础，系统安装完毕后，必须对系统进行必要的测试，以确认传输介质的性能指标已达到了系统正常运转的要求。ANSI/EIA/TIA-568A国际商业大楼通信线路标准对结构化布线系统的缆线及连接器的传输给出了最低的电气性能指标要求。按照不同的传输速率对布线系统电气性能的不同需求，定义了3类，4类，5类布线材料。其中，ANSI/EIA/TIA-568TSB-36标准确定了传输线缆――双绞线的衰减，NEXT（NearEndCrosstalk）。特性阻抗及分布电容参数。对3类缆线，其测试数据传输带宽最大为16MHZ，对5

类缆线，其测试指标达到100MHZ的传输带宽。而对5类缆线，其测度指标满足100MHZ的传输速率。而TSB－40标准则定义了结构化布线系统中的连接器件的性能指标，这些指标是：衰减，NEXT和反射损耗。同样，3类连接器定义了其在最大16MHZ传输速率的条件下的性能指标。5类的连接器则为100MHZ。而对超5类缆线，其测试指标满足ATM和千兆网的传输速率。这些具体的指标要求如表所示：（见下面）

简单的说，这三类材料有如下特性：

a)Category3：这类材料的性能定义到10MHZ的数据速率，建议用于电话及数据传输（速率最高达10MHZ），即符合IEEE802.5/4MbpsTokenRing 及IEEE802.310BASE－T。 b)Category4：这类材料的性能定义到20MHZ的数据速率，建议用于数据传输（速率最高达16MHZ）即符合IEEE802.54/16MbpsTokenRing。

c) Category5：这类材料的性能定义到100MHZ，且建议用在数据速率在100MHZ的数据传输上，即

IEEE802.5/16Mbps的TokenRing和ANSI X3T9.510Mbps TP-PMD。

在我们的设计中，所选用的材料为UL免检布线材料。在实际系统中，从一个网络设备到另一个网络设备之间的物理通道往往不是一条完整的缆线，而是有接插件、连接头及缆线，所以布线系统的测试是测试设备到设备之间的传输通道是否符合实际应用要求。

表一：布线系统缆线规格：IEEE802.310BASE－T

测试项目 色标正确性及导通测试 PinAssignment&connectivitytest 信号衰减测试 AttenuationTest 信号串扰测试 CrorrtalkAttenuationTest 测试仪器：FlukeDSP2000

测试标准 1．导通（长度） 2．色标正确 <11.5dB (endtoend) 》30dB 》26dB 测试环境 室内 ＠5MHZ ＠10MHZ ＠5MHZ ＠10MHZ 表二：布线系统缆线规格：IEEE802.310BASE-F&FDDI光缆

测试项目 导通性及特性测试 Length&Characteristic 信号衰减测试AttenuationTest 测试仪器：

8146A光时域反射计（OTDR） 8140A便携式光衰减测试仪

测试标准 1．Length（《2 Km） 2．测试曲线 Endtoen：《10dB 室内 测试环境 室内 表三：布线系统缆线规格IEEE802.310BASE2＆10BASE5同轴电缆

测试项目 缆线材料规格 MediaSpecification 导通测试（长度） ContinuityTest，(length) 特性阻抗测试 CharacteristicResistanceTest 测试文件 documents 本方案所选用设备及报价

完工报告及测试结果 测试标准 IEEE802.3 10BASE2/10BASE5同轴电缆 导通状态 10BASE5 10BASE2 于缆线一端加500Ω匹配器 测试环境 室内