网络综合布线系统设计及组网原理.doc

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1、信息与电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称 ： 网络综合布线课程设计 题 目 ：主教楼综合布线系统设计及组网实现 专业班级 ： 通信工程08-01 学生姓名 ： # 指导教师 ：$ 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2011年12月23日前言 人们需要网络，因为人们需要信息；人们离不开网络，因为人们离不开信息交流。在信息社会中，一个现代化的建筑物内，除了具有电话、传真、空调、消防、电源、照明线路之外，计算机网络通信线路更是不可缺少。在数字化的信息社会中，无论是在办公室、家里、银行或是商场，代表数字化网络通信的缆线正像常青藤一样到处蔓延。为了使延伸的网络通信缆线不

2、至于造成泛滥而无法控制，广大从业人员开始注意到综合布线的重要性。综合布线系统GCS (Generic Cabling System)就是信息时代的这样一个必然产物。它正以其鲜明的特点和优势逐步取代传统专业布线，信息技术领域已经越来越多地意识到综合布线系统的重要性。综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来，同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。结合本学期对网络综合布线这门课程的学习，为了能更好的掌握

3、本课程，现对本学校主教楼进行布线及组网实现，具体的方案如下。一课程设计的目的1.1 设计的目的课程设计是工科学生必不可少的一个综合性实践环节，是课程学习后的一个综合性实践环节，是对课程理论和课程实验的综合和补充。它主要培养学生综合运用已学过的理论和技能去分析和解决实际问题的能力，对加深课程理论的理解和应用具有重要意义。本课程设计是在学完“网络综合布线系统”课程之后综合利用所学综合布线知识完成一项综合布线工程的设计任务，研究确定实施方案并进行部分工程的实施，从而加深对弱电系统与综合布线的原则、特点、施工组织方法等基本知识的理解，获得初步的应用经验，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础

4、理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。为走出校门从事网络综合布线的相关工作打下基础。1.2 设计的主要任务本次课程设计的主要任务是对本学校主教楼综合布线系统设计及组网实现，根据主教学楼中1层至6层各房间的具体结构,依据主教楼的使用要求,对各子系统进行设计。确定每个房间信息口的数量、类型和位置，依据设定的信息点的数目，计算出所用线缆数量，估算本部分的工程造价，绘制出相关图纸。利用实验室的现有设备进行系统的模拟实验。对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。1.3设计的技术要求（1）设计应符合EIA/TIA-568民用建筑线缆标准和ISO/IEO11801国际标准;（2）整个网络规划应符合实

5、际情况,拓扑结构合理、科学、具有先进技术；（3）缆线的路由和敷设方式应满足规范和实际需要的要求；（4）与其他各子系统的连接要合理；（5）根据各个房间的功能，分别考虑信息点的富裕量；二课程设计的内容 利用课堂上所学习过的网络综合布线这门课的理论知识，以及借助图形化资源管理设计平台VisualNet软件为基础对主教楼综合布线系统设计及组网实现。2.1内容要求 (1)根据题目调研，进行系统需求分析； (2)设计布线路由和施工图纸； (3)估算所需材料用量，完成设备连接拓朴图，图表按制图要求绘制，做到清晰整洁，设计方案应严格遵守综合布线的相关规范； (4)确定设备间和管理间的位置； (5)以开放式为基

6、准，尽量与大多数厂家产品和设备兼容。 （6）课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清楚、数据完整、结论明确。2.2工程概括 主教学楼1层至6层主要为学校领导和各学院的办公室，还有考研教室和课设临时教室。根据建筑物布局结构以及干线子系统设计方案，楼层配线间选在既靠近建筑楼入口又接近外墙的位置，这样方便于设备间相关大型设备的搬入，也有利于建筑物干线与外网的连接。 根据老师给的主教楼的建筑平面图可知每层的信息点分布如下：一层二层三五层六层信息点数41个46个43*3个87个三课程设计的步骤3.1设计流程以下框图是系统设计流程图，通过该图可以清晰明了的把主教学楼综合布线系统的设计思路展现给我们，便于我们

7、理解该管理系统。 分析课程设计任务书收集系统设计过程中的相关资料构思系统设计的大概流程系统设计方案论证，确定系统的最佳设计方案使用VisualNet软件来构建系统对系统的功能进行测试，并使其功能完善对系统进行测试验收攥写课程设计报告书图一 系统设计流程框图3.2系统设计方案鉴于主教楼的办公用途，并考虑一定时间内网络通讯需求的增长，在扩展性和灵活性方面要具备良好的适应性，满足可能的场地搬迁，数据和语音点拥有适当的冗余度，最终确定方案如下：结构化综合布线系统采用星型网络拓扑结构。1楼为主机房（MDF），5楼设有1个配线间（IDF）。1、2、3楼水平布线至1楼的主机房；4、5、6、楼水平布线至5楼的

8、配线间，主机房和配线间均设在靠近大楼弱电井的房间内。根据每层信息点的个数可知第一层至第五层分别需要一个48口的交换机第六层需两个48口的交换机，网络拓扑结构图如下：FDTOTOBDFDDDDFDDFDTOTOTOFDTOFDTO图二：网络拓扑结构图整个综合布线系统分为5个子系统，即工作区子系统、水平布线子系统、配线间管理子系统、垂直干线子系统、设备间子系统。由于是单一建筑，没有建筑群子系统。该方案全部采用大唐电信6类非屏蔽综合布线产品。该类产品支持各种高速率应用：ATM622Mbps、2.4Gb、10GbaseTX以太网。通过泰尔、UL、RoHS等相关认证。系统拓扑结构图如下：图三：系统拓扑结

9、构图3.2.1工作区子系统 工作区子系统由信息插座和跳线组成。信息插座采用大唐电信单孔或双孔平面型插座，接口带有滑门，防止灰尘进入，上方配有明显的、永久性标识，以区分数据和语音，防止接口的混淆，便于系统的管理。插座采用墙插方式，安装在离地300mm位置。信息模块采用大唐电信6类RJ45非屏蔽免打线模块，安装方便，卡线方式统一采用TIA 568B标准。跳线使用大唐电信6类非屏蔽跳线。 双孔面板 六类非屏蔽模块 六类非屏蔽跳线图四：各模块设备3.2.2 水平布线子系统 水平布线子系统由从各配线间到对应的用户工作区的线缆组成，可采用铜缆和光缆。这里采用大唐电信4对6类非屏蔽双绞线，传输频率达到或高于

10、250MHz，支持1000BASE-T， ATM622Mbps及更高传输速率的数据网络的应用。 水平电缆从配线间沿电缆桥架分别引向工作区各信息点，水平布线距离不超过90m，加上两端的跳线总长度不超过100m。桥架转弯均有45过渡段。在电缆布放到位后，线缆的两端均贴上标签，标明电缆对应的起源和目的地。各条电缆在用户工作区一端预留20cm左右长度，便于做模块；配线间一端预留2m左右的长度，便于安装跳线盘。图五：大唐电信6类4对非屏蔽双绞线水平布线宜采用星型拓扑结构。这种拓扑结构是以FD为主节点，各种通信引出端（信息插座）为从节点，FD 与TO之间采用独立的线路相互连接，形成以FD为中心向外辐射的星

11、型线路网状态。其优点是线路长度较短，有利于保证传输质量和降低工程造价及便于维护使用并很好解决了它对应用的开放性 。楼层各房间平面布线图如下：图六：三五楼各房间的平面布线图3.2.3 配线间管理子系统 管理子系统由线缆连接硬件和线缆管理硬件组成，充分体现综合布线的灵活性、开放性和扩展性。每个配线间由19工业标准机柜、24口6类非屏蔽RJ45配线架、110型语音配线架和24口光纤配线架组成。各设备采用模块化结构，配置数量由所管理的信息点的数量来确定。对于所有信息点，均采用跳线管理。任何信息点的变更均可通过跳线变更轻松完成。 图七：24口6类非屏蔽RJ45配线架配线子系统应用由工作区的信息插座，信息

12、插座之楼层配线设备FD的水平电缆楼层配线设备FD，设备缆线和跳线等组成，CP点任选的功能，如图下图，配线子系统在工程设计中内容最多，也较为复杂，因为它具有永久特性，所以做的原则考虑发展和冗余。FD CP最长90米设备缆线水平电缆信息插座跳线图八：水平结构图3.2.4 垂直干线子系统干线子系统指提供建筑物的主干电缆的路由，是实现主配线架与中间配线架，计算机、PBX、控制中心与各管理子系统间的连接。干线传输电缆的设计必须既满足当前的需要,又适应今后的发展。干线子系统布线走向应选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。干线子系统在系统设计施工时，应预留一定的线缆做冗余信道，这一点对于综合布线系统的可扩

13、展性和可靠性来说是十分重要的，这里我们也采用6类非屏蔽双绞线3.2.5 设备间子系统设备间子系统由布线系统的建筑物进线设备，电话、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。在本方案设计中，大楼内结构化布线的设备间子系统设在1楼主机房。设备间子系统采用19工业标准机柜，用于安装配线架、理线架及Hub、Switch等网络设备。设备间内的设备种类繁多，而且线缆布设复杂。为了管理好各种设备及线缆，设备间内的设备按内网、外网、语音分类分区安装，设备间内所有进出线装置或设备采用不同色标，以区别各类用途的配线区，方便线路的维护和管理。四课程设计所需材料的计算4.1缆线的计算 水平布线子系统线缆长度的

14、确定应根据布线的具体方法和走向，先确定距离交换间最远和最近的信息插座的连接电缆走线距离，然后计算平均电缆长度和电缆平均走线长度，从而算出每个楼层用线量。具体计算公式如下：每个楼层用线量C可按下式计算：C=0.55*(F+N)+6*n (m)式中：F为最远信息插座离交换间的距离N为最近信息插座离交换间的距离n为每楼层信息插座数量计算第1层线缆长度：根据CAD图可知第1层最近信息点距离楼层配线架4m,即N=4m,最远信息点距离楼层配线架62m,即F=62,而n=41，则C=0.55*（4+62）+6*41=1734.3（m）计算2层线缆长度：根据CAD图可知第2层最近信息点距离楼层配线架4m,即N

15、=4m,最远信息点距离楼层配线架62m,即F=62,而n=46，则C=0.55*（4+62）+6*46=1945.8（m）计算35层线缆长度：根据CAD图可知第3层最近信息点距离楼层配线架7.2m,即N=7.2m,最远信息点距离楼层配线架61.2m,即F=61.2,而n=43，则C=0.55*（7.2+61.2）+6*43=1875.7（m） 计算6层线缆长度：根据CAD图可知第6层最近信息点距离楼层配线架3.6m,即N=3.6m,最远信息点距离楼层配线架65.6m,即F=65.6,而n=87，则C=0.55*（3.6+65.6）+6*87=3833.2（m） 由此可以算出总的线缆长度为：13

16、140.4m电缆订购数,按4对双绞电缆包装标准1箱线长=305m，电缆订购数=W/305箱（按整数计）。所需电缆=13140.4/305=43.08箱，考虑到电缆线的切割损耗这里我们需订购45箱确保工程能够顺利的进行。4.2各模块的计算信息模块的需求量： m=n+n3 其中：m：信息模块的总需求量。 n：信息点的总量。 n3：为富余量。RJ45插头数量一般用下述方式计算： m=n4 +n415 m：RJ45的总需求量。n：信息点的总量。n415：留有的富余量。由此我们可以算出： 信息模块的需求量：m=303+303*3%=313个RJ45插头数量：m=303*4+303*4*15%=1394个

17、线槽的横截面积=线缆截面积之和的3倍管道的横截面积=线缆截面积之和的4.5倍地面线槽每48m设置一个分线盒或出线盒，敷设线缆时拉线容易。地板下的布线方式主要有地面线槽布线法、蜂窝状地板布线法、高架地板布线法，直接埋管法。由上面两个公式可计算出线槽和管道的横截面积4.3设备间的面积通信网络设备已经确定。当通信网络设备已选型时，可按下式计算：A=KSi 式中，A：设备间的使用面积，单位为； Si：与综合布线系统有关的并在设备间平面布置图中占有位置的设备投影面积； K为系数，取值为57。通信网络设备尚未定型。当设备尚未选型时，可按下式计算：A=KN 式中，A为设备间的使用面积，单位为； N为设备间中

18、的所有设备台(架)总数； K为系数，取值4.55.5/台(架)。设备间的楼板载荷一般分为两级： A级：楼板载荷5kN/； B级：楼板载荷3kN/。4.4所需材料清单材料名称材料数量材料名称材料数量思科2948核心交换机1台光纤盒2个思科2948从交换机6台19工业标准机柜2个RJ-45水晶头1394个RJ45配线架2个6类非屏蔽双绞线45箱光纤配线架1个VisualNet软件1套CAD软件1套建筑物平面图1套双孔平面型插座726个 五、VisualNet软件介绍VisualNet软件采用了目前较为流行的图形化资源管理设计平台为基础，使用它来搭建一套图形化的机房设备与线路资源管理系统。由于设备线

19、路管理的复杂性在机房管理中普遍存在，因此VisualNet这款软件的价值也日益变得高涨。 5.1、使用VisualNet软件的设计过程5.1.1做好规划 首先，要确定好管理的区域与范围，譬如：需要管理的机房分布在哪些区域、有哪些基站，每个机房在哪个层楼，在哪个房间，有多少机柜，每个机柜有多少设备，等等。其次，要确定管理哪些设备对象。常见的管理对象有：交换机、路由器、光端机、ODF、DDF配线架、服务器、PC机、UPS、KVM、光纤跳线、电缆等等。根据需要，您还可以把电源柜、蓄电池、空调、监控器等一起规划到机房中进行集中管理。 5.1.2制作模板 VisualNet的一个重要特征是：系统把设备、

20、线路当作对象来处理，每类对象既具有共性，又具有各自的属性特征。并且都采用模块化的拖拉式设计方式。因此，在我们做好系统规划以后，接下来的一项重要工作就是定义自己的模板库。 5.1.3进行图纸设计 模板库制作完成后，接下来就是制图了。设计的时候，我们只需按由总到分，由粗到细的方式一步步进行细化设计，把实际的设备连接图画出来就可以了。先把区域地图、楼层平面图、机房、机柜、设备、配线架、端口等，从模板库中拖到设计页面上，并且排放固定好它们的位置，调整好它们的大小。在这些“设备”都定位以后，接下来就是把设备的端口之间的连接线画好，这些连接线代表了我们日常在机房中看到的“光缆”、“电缆”。所以需要认真核对

21、好机房的实际线路后进行连接。 5.1.4初始化数据 系统采用两种方式输入数据：一种是点击相应的设备节点或连接线，然后在属性窗体的相应字段中依次输入数据即可。另外一种是先对本页设备、线缆进行统计，产生一个EXCEL报表，然后结合“细节预览器”的定位，给当前行的数据进行数据录入。前一种方式适合单个对象数据的录入，后一种方式适合大数据量的集中录入，可以把它们结合起来使用，以提高工作效率，防止数据录入错误。5.2、VisualNet软件的特点5.2.1属性查询 查询设备参数或数据信息是我们常用的功能之一。系统提供了“即点即显”功能，每个图形都是“活的”，点击其中的任意一个设备或线缆，其所有的相关属性全

22、都显示了出来。譬如点击交换机，我们能看到交换机的各种属性和配置参数；点击服务器，我们就能看到服务器的相关信息；点击光缆，就能看到光缆的各种技术参数，十分便于我们的资料查询。 5.2.2 链路分析 在维护工作中，我们有时要插拔一些线缆或者从配线架上重新跳接一下光纤，那么在插拔之前我们很需要了解这个端口的终端设备是什么、起始端设备是什么、会影响到其它哪些设备。VisualNet系统提供的“路由分析”、“端链路分析”、“连接关系”功能，很容易地帮我们找到整条链路上所有的设备、线路、中间跳接点及其各自的信息。 双击链路中的任意一根线或节点对象，系统会自动切换到设备的实际页面，并闪烁指示其位置，十分便于

23、我们查找分析。 5.2.3 资产统计 在任意一个层面上，点击“数据统计”按钮，您都能很快地统计出当前页面或其子页上所有类型的设备数量和参数报表。在不同的页面层次上，可以对不同区域、楼层、部门、机柜等进行统计。5.2.4设备查询 由于VisualNet平台很好地把数据集成到了图形中，因此设计图中的每个图形对象都能很容易地被搜索到。如果我们的光缆故障告警系统发现距离机房2000米处的光缆断了，那么您可以在查询窗体中，为“杆路“或”路标石“模板的“距机房距离”字段，输入相应的数据后和条件后，相关的杆路或路标石都能被找到。 在得到查询结果后，双击这行数据，系统就能打开该设备所处的页面，同时闪烁定位其具

24、体位置，十分便于我们抢修维护。 5.2.5与网管软件的捆绑管理 常用的网管软件一般都随设备厂家一起提供，能通过Web登陆的方式来监控管理设备的状态。在VisualNet中，我们可以充分利用双击事件功能，把该设备的Web监控地址作为属性保存下来。当需要了解设备状态的时候，双击该设备或属性字段，就能直接打开该监控页面进行管理了。 VisualNet提供的双击事件功能，很好地把设备的物理信息和逻辑信息的管理集成到了一起，便于设备的及时监控与维护。 5.3、VisualNet的主要功能模块5.3.1 图形化拖放式设计系统提供了全球1200多家近10万个专业设备模板库，通过便捷的模块拖拉操作，就能快速搭

25、建出专业的系统。 当图库模板更新时，所有设计的图纸中设备线路也自动更新，无需人工干预。5.3.2 层次化的项目管理方式实现从广域网到局域网的管理：区域建筑楼层房间机柜机架设备模板端口元器件5.3.3 图形与数据的无缝集成图形外观、属性字段都可自定义，能够任意增加、修改或删除对象的属性信息、相互之间关系和业务数据，使图形具备智能性，同时也让系统具备了强大的扩展性。5.3.4 便捷的批量数据录入功能系统提供“字段默认值”、“列表值选择”、“批量属性值复制与粘贴”、“批量命名”、“导入外部数据源”等众多方式，来解决系统大批量数据输入的难题，是其它系统没法实现的一个强悍功能。5.3.5 数据的同步更新

26、无论您在设计图状态输入数据还是在表格方式下修改数据，所有页面上相关对象的数据更新都是同步发生、一次完成，无需您到各个页面修改。当图库更新时，每个页面上该类型的设备图也会自动更新，无需手工去修改原来的设计图。5.3.6 强大的搜索定位功能用户可以自己配置各种属性字段进行搜索查询，无其它常规资源管理系统开发时把数据字段“写死”在程序中的”硬伤“！您还可直接双击查询结果，直接打开该对象所处的图层并闪烁指示其位置。5.3.7 丰富的双击事件功能节点、线缆或属性字段都可具备双击事件功能，可帮助您创建子页面、访问细节页面、打开相关电子文档、访问网站、下载驱动、运行第三方监控检测程序、执行系统命令等，把更多

27、的资源集成到一个人机界面去执行。5.3.8 智能化的路由分析能跟踪任意设备间的连接关系，帮助您透彻了解设备链路。 论您在哪个页面上，点击任意一根线缆或设备终端，即能把整条链路上所有连接的设备或端口指示出来。5.3.9 任意图层设备资产统计与报表输出可按区域、楼层、部门、房间、机柜进行统计，多种数据输出格式。还能输出Access数据库，供您自定义报表。5.3.10 跨图层间连接与复合视图不同的页面之间可以直接创建连接线路。用户还可以把不同设计页面组合在一起，建立系统总图，便于您从更高角度掌握网络结构。5.4、VisualNet的主要运用场合第一个应用是：资源管理系统的快速设计与开发第一类是硬件设

28、施型的管理系统开发第二类是数据资源型的管理系统开发第三类是图档管理系统的开发第二个应用是：运行维护的支持第三个应用是：资产管理与成本控制第四个应用是：建立一整套标准化、规范化的基础信息管理体系第五个应用是：动态监控系统的前端设计。六课程设计总结为期两个星期的课程设计已经接近尾声，虽然时间是短暂而有限的，但是使我学到了很多课堂没有学到的知识。比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅。这次的课程设计检验了我所学习的知识。在设计过程中，和同学们相互探讨，相互学习。学会了合作，学会了宽容，学会了理解。经过这次课程设计使以前所学过的理论知识又再次重现在我们的脑海中，经过了

29、自己的亲手实践使我们更好的理解和掌握了那些知识。同时，经过这短短几天的课程设计也使我提高了自己与其他同学交流沟通的能力。这次课程设计也使我明白了“实践是检验真理的唯一标准”，要想更好的掌握以前学过的知识除了定期的“温故知新”外，还需要进行一些实验和实践。使我们的理论和实践能力同步提高，这次课程设计也使我深刻的认识到了团队合作的重要性。只要大家团结起来就能战胜一切困难。七、参考文献1 吴达金综合布线系统工程设计和施工人民邮电出版社.2000.62 黎连业计算机网络与工程实践指导科学出版社.2007.23 张彝.董茜编著网络综合布线工程技术人民邮电出版社.2006.84江云霞.杨延嵩.马颂阳综合布线实用教程国防工业出版社.2003.15 雷锐生.潘汉民综合布线系统方案设计西安电子科技大学出版社.2004.3课程设计评 语课程设计成 绩指导教师（签字） 年 月 日