VOIP实验机房工程设计毕业设计论文.docx
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VOIP实验机房工程设计毕业设计论文
毕业设计（论文）
设计（论文）题目：
VOIP实验机房工程设计
摘要
VoIP（VoiceoverInternetProtocol）简而言之就是将模拟声音讯号数字化，以数据封包的型式在IP数据网络）上做实时传递。
VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。
在本次设计中首先对重庆邮电大学通信与信息工程学院逸夫楼的305实验室进行了勘察，逸夫楼305实验室VOIP实验机房设计是数字化校园基础建设的重要组成部分，经过仔细的探查对它进行重新的布局设计及安装。
首先，根据它的布局及学校的要求画了草图，然后回来用autoCAD进行了精心的绘制，再后用成捷讯软件进行了概预算。
争取做到费用低又能满足学校的要求。
【关键词】VoIP数据网络实验室autoCAD成捷讯软件绘图概预算
ABSTRACT
VoIP（VoiceoverInternetProtocol）inshortisdigital,analogsoundsignalindatapackettypeinIPdatareal-timetransmissionnetwork）do.VoIP'sgreateststrengthiscanwidelyadoptedInternetandglobalIPinterconnectionthantraditionalbusinessenvironment,toprovidemoreandbetterservices.Inthedesignoffirstcquptcommunicationsandinformationengineeringcollege,shawfloorofthesurvey,305laboratoryyifubuilding305laboratoryVOIPexperimentroomdesignofdigitalizationcampusinfrastructureisanimportantpartoftheexploration,carefullyforittolayoutdesignandinstallation.First,accordingtotherequirementsofthelayoutandschool,thendrewsketchesmadewithautoCADbackcarefullydrawn,thenusethedispatchsoftwareintothebudget.Trytobelowcostandtomeettherequirementsoftheschool.
【keywords】VoIPdatanetworklaboratoryautoCADdrawingbudget
二、现状2
二、网关（Gateway）5
三、关守（Gatekeeper）5
五、安全性15
三、实验系统拓扑结构（增强实验台）17
二、特点18
前言
近年来，智能建筑在国内得到了迅速推广，综合布线系统已成为建筑物的标准配置。
随着综合布线技术的发展，建筑物智能化程度越来越高，综合布线系统容纳的通信系统也从最初的网络和电话发展到了计算机网络、电话、视频监控、公共广播、有线电视等多个通信系统。
本论文在编写过程中，查阅了大量有关实验室voip布局设计的相关内容，并仔细考察了重庆邮电大学逸夫楼305实验室的布局，以科学的方法设计出了305实验室voip的实验室布局。
在第一章中主要介绍了voip的基本概念及一些协议如ITU-T的H.323协议、实时传输协议（RTP）、实时传输控制协议、传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等。
在第二章中介绍了机房设计的一些基本内容及原则，主要是要满足机房设计的规范，而且要做到便于升级及做到经济上的合理性等。
在第三章中着重对机房的实际布局，结合各种需求对重庆邮电大学逸夫楼305实验室绘制了设计图并作了安装。
在第四章中对设备的选择作了一些阐述，如设备商的选择、可靠性等。
也介绍了综合布线的一些要求、特点、组成等。
在第五章中，结合工程的实际需要，对这次的设计做了概预算，同时也介绍了概预算的一些标准及作用。
第一章VoIP概述
第一节VoIP的概念
一、简介
VoIP（VoiceoverInternetProtocol）简而言之就是将模拟声音讯号（Voice）数字化，以数据封包（DataPacket）的型式在IP数据网络（IPNetwork）上做实时传递。
VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。
VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。
VoIP（VoiceoverInternetProtocol）是一种以IP电话为主，并推出相应的增值业务的技术。
VoIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。
VoIP相对比较便宜。
为什么？
VoIP电话不过是互联网上的一种应用。
网络电话不受管制。
因此，从本质上说，VoIP电话与电子邮件，即时讯息或者网页没有什么不同，它们均能在经过了互联网连接的机器间进行传输。
这些机器可以是电脑，或者无线设备，比如手机或者掌上设备等等。
为什么VoIP服务有些要收钱，有些却免费？
VoIP服务不仅能够沟通VoIP用户，而且也可以和电话用户通话，比如使用传统固话网络以及无线手机网络的用户。
对这部分通话，VoIP服务商必须要给固话网络运营商以及无线通讯运营商支付通话费用。
这部分的收费就会转到VoIP用户头上。
网上的VoIP用户之间的通话可以是免费的。
使用VoIP，你需要做些什么？
你需要有互联网连接。
这可以是最基本的拨号上网服务，或者更理想的宽带服务，你的网络连接速度越快，VoIP的通话质量就越好。
例如，高速宽带连接能够令你一面打电话，一面上网冲浪。
你还需要VoIP软件。
用户可以选择一种VoIP软件软件安装至台式电脑或笔记本电脑上。
然后，电脑就可以进行网上通话了。
如果用户想要将自己的家庭电话转化为VoIP拨号系统，他需要适配器的帮助。
VoIP软件可以单独预装在一种名为“模拟电话适配器”（analogtelephoneadapter）的硬件设备中，模拟电话适配器主要安装于家庭电话与宽带调制解调器之间。
二、现状
目前大中华地区当中，以香港的应用层面较大。
早在1990年代中期，不少大型公司（以轩尼斯及LVMH）就透过IP电话技术，为海外分公司提供直线电话接往公司的总部。
早期的IP电话由于频宽问题，会使通讯出现很严重的机械声音，但现在已经不再出现。
现时在香港提供IP电话服务的，有最先推出这种服务的香港宽带、透过视像电话提供服务的和记环球电讯、租借同属九龙仓集团的i-CABLE有线宽带网络提供服务的九仓电讯，以及利用软件技术提供服务的新世界电讯，至此全香港只剩下市场占有率最大、历史最悠久的电讯盈科一间固网商未有提供这项服务。
三、预测
在未来的3到5年，2009年的中国VoIP市场流量将达到9950亿分钟，而具有更强大实力的新VoIP服务供应商也会涌入市场。
无线VoIP在不久的将来会与传统无线通信实现并存和竞争的关系，而不是对传统无线通信的一种廉价替代物VoIP在大中华区的发展
第二节VoIP的相关协议及发展
一、VoIP控制协议
目前常用的协议如H.323、SIP、MEGACO和MGCP。
H.323是一种ITU-T标准，最初用于局域网（LAN）上的多媒体会议，后来扩展至覆盖VoIP。
该标准既包括了点对点通信也包括了多点会议。
H.323定义了四种逻辑组成部分：
终端、网关、关守及多点控制单元（MCU）。
终端、网关和MCU均被视为终端点。
会话发起协议（SIP）是建立VOIP连接的IETF标准。
SIP是一种应用层控制协议，用于和一个或多个参与者创建、修改和终止会话。
SIP的结构与HTTP（客户－服务器协议）相似。
客户机发出请求，并发送给服务器，服务器处理这些请求后给客户机发送一个响应。
该请求与响应形成一次事务。
媒体网关控制协议（MGCP）是由思科和Telcordia提议的VoIP协议，它定义了呼叫控制单元（呼叫代理或媒体网关）与电话网关之间的通信服务。
MGCP属于控制协议，允许中心控制台监测IP电话和网关事件，并通知它们发送内容至指定地址。
在MGCP结构中，智能呼叫控制置于网关外部并由呼叫控制单元（呼叫代理）来处理。
同时呼叫控制单元互相保持同步，发送一致的命令给网关。
媒体网关控制协议（Megaco）是IETF和ITU-T（ITU-TH.248建议）共同努力的结果。
Megaco/H.248是一种用于控制物理上分开的多媒体网关的协议单元的协议，从而可以从媒体转化中分离呼叫控制。
Megaco/H.248说明了用于转换电路交换语音到基于包的通信流量的媒体网关（MG）和用于规定这种流量的服务逻辑的媒介网关控制器之间的联系。
Megaco/H.248通知媒体网关将来自于数据包或单元数据网络之外的数据流连接到数据包或单元数据流上，如实时传输协议（RTP）。
从VoIP结构和网关控制的关系来看，Megaco/H.248与MGCP在本质上相当相似，但是Megaco/H.248支持更广泛的网络，如ATM。
二、中国地区早期VOIP市场的发展简史
（中国只有VOIP市场发展史,几乎没有技术发展史）
1995.2以色列VocalTec公司推出"IPhone1.0"，全球第一款Internet语音传输软件诞生。
IPhone可以说是现代IP电话的雏形
1996.7美国IDT公司发布Net2phone单工测试版，全球第一款可拨打电话的VOIP电话诞生
1996.11美国IDT公司正式发布Net2phone全双工版
1997.2IDT公司宣布Net2phone通话达到2,000,000次,商业服务初步取得成功
1997.7N（创始人是一名名叫陈昱的在校大学生）开始向中国客户宣传推广Net2phone,成为中国最早开展此项业务的服务商
1997.7.12该网站发展了中国第一位Net2phone用户。
当时中国的国际长途电话费为15元/分钟,客户使用后每月节约数千元
1997.7-8该站向中国各大国际贸易公司宣传、推介Net2phone
1998.1该站代销售的Net2phone被一些用户转售、出租使用，其中福建的陈氏兄弟被福州市公安局以"非法经营电信业务"的罪名逮捕，此案件被称为“中国IP电话第一案”
1998.3天津福瑞泰科技有限公司抢先取得Net2phone中国区独家代理权，并于1999年至2001年一度垄断国内的Net2phone市场，期间Net2phone在中国发展迅速，至2001年，通过Net2phone传输的VOIP话音量超过1亿分钟。
期间（1999年）N创始人成功汉化Net2phone9.6版,使中国人第一次使用到了中文界面的VOIP电话,极大地推进了Net2phone的中国市场发展。
而期间中国电信的长途电话费不得不一降再降,并迫于市场的压力也推出了IP电话.
2001.8因财务纠纷,福瑞泰公司销售的所有Net2phone电话卡被美国IDT公司宣布为无效伪卡,数以万计的中国用户直接受到损失,福瑞泰公司被美国IDT公司取消代理权.
2001-2003Net2phone先后与中国吉通等多家公司尝试合作，最终选择具有政府背景的中国技术创新有限公司为其中国地区总代理
第三节VoIP相关技术标准
为了在现有通信网络上进行多媒体应用，国际电信联盟（ITU－T）制定了H.32x多媒体通信系列协议，下面就其中主要几个标准做简单说明：
H.320，在窄带可视电话系统和终端（N－ISDN）上进行多媒体通信的标准;
H.321，在B－ISDN上进行多媒体通信的标准;
H.322，在有QoS保证的局域网上进行多媒体通信的标准;
H.323，在无QoS保证的包交换网络上进行多媒体通信的标准;
H.324，在低比特率通信终端（PSTN和无线网络）上进行多媒体通信的标准。
上述标准当中，H.323标准定义的网络是目前应用最为广泛的，例如以太网、令牌网，FDDI网等。
基于H.323标准的应用也理所当然成为市场的热点，所以下面我们会重点介绍一下H.323。
H.323建议中定义了四个主要的组件:
即终端、网关、网关管理软件（也叫关守或网闸）和多点控制单元。
一、终端（Terminal）
所有的终端都必须支持语音通信，视频和数据通信能力是可选的。
所有的H.323终端也必须支持H.245标准，H.245标准用于控制信道使用情况和信道性能。
H.323对语音通信中的语音编解码器主要参数做如下规定：
ITU建议语音带宽/KHz传输比特率/Kb/s压缩算法注释G.7113.456,64PCM简单压缩，应用于PSTN中G.7283.416LD-CELP语音质量同G.711，应用于低比特速率传输G.722748,56,64ADPCM语音质量高于G.711，应用于高比特速率传输G.723.1G.723.03.46.35.3LP-MLQ语音质量可以接受，G.723.1为VOIP论坛采用G.729G.729A3.48CS-ACELP时延低于G.723.1，语音质量高于G.723.1
二、网关（Gateway）
这是H.323系统的一个可选件。
网关能把不同系统所用的协议、音频、视频编码算法以及控制信号进行变换以适应系统终端互通。
如基于PSTN的H.324系统和基于窄带ISDN的H.320系统与H.323系统进行通信，就需要配置网关；
三、关守（Gatekeeper）
这是H.323系统的一个可选组件，是由软件来完成管理功能。
它主要有两个功能：
第一是对H.323应用的管理；第二是对终端通过网关通信（如呼叫建立、拆除等）的管理。
管理员可以通过关守，进行地址转换、带宽控制、呼叫认证、呼叫记录、用户注册、通信域管理等功能。
一个H.323通信域可以有多个网关，但只能有一个关守工作。
四、多点控制单元（MultipointControlUnit）
MCU实现了在IP网络上进行多点通信，点到点的通信并不需要。
通过MCU使整个系统形成一个星型的拓扑结构。
MCU包含两个主要部件：
多点控制器MC和多点处理器MP，也可以不包含MP。
MC处理终端间的H.245控制信息，建立一个音频和视频处理的最小公共命名器。
MC并不直接处理任何媒体信息流，而将它留给MP来处理。
MP对音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。
当前在业界IP电话有两种并列的体系结构，一种是以上介绍的ITU－TH.323协议，另一种是由互联网工程任务组（IETF）最近提出的SIP协议（RFC2543），SIP协议更适用于智能化终端。
第二章机房设计概述
第一节需求分析
一、工程概述
① 工程名称：
重庆邮电大学逸夫楼305实验室VOIP实验机房设计
② 地理位置：
重庆邮电大学逸夫楼305实验室
③ 建筑物数量：
1实验室
逸夫楼305实验室VOIP实验机房设计是数字化校园基础建设的重要组成部分，我们经过仔细的探查对它进行重新的布局设计及安装。
二、用户需求
根据学校其实际情况和需要，将作以下描述：
305实验室：
由于一个班二十人分为四组，每组四人，16台学生计算机、交换机4个、VOIP一套、电话机、IP话机和pos话机每组4个。
网络组建：
实现16个信息点的信息流通。
三、设计思想
计算机机房是各类信息的中枢，机房建设工程必须保证计算机系统设备能够达到长期、安全、可靠运行，同时还为机房工作人员提供一个美观、舒适的工作环境。
为使机房工程的设计能够满足上述要求，对如下几点进行着重考虑：
1、机房的装修效果：
要达到舒适宜人，简洁明亮。
2、设计方案的完善性：
机房工程一旦竣工，不宜再进行阶段性翻新、改造。
3、机房设备和供配电器件的可靠性：
全部采用符合国际标准的进口产品或国内优质标准的产品，技术性能和安装工艺均应符合国家标准，以确保系统运行稳定。
4、工程的可扩展性：
机房设计应具有较高的科技含量和超前意识，应考虑到今后设备所需的空间布局、空调及电力容量，能够满足今后业务发展的需要。
5、机房设计强调以安全可靠为准绳：
有完善的不间断供电系统、可靠的配电方案、功能齐全的设备环境、有效的防雷防过压及接地保护措施。
6、人性化设计：
强调以人为本，注重对工作人员的身心保护。
在机房设计中,特别注重人、机工作场地的绝对分离等,专门划分出大型、高尖端、现代化设备的工作场地,以满足这些设备所需的特殊工作条件和工作环境要求，并做出相应的安全保护措施。
四、建设目标
整个网络建成之后，将达到如下目标：
1、网络运行稳定、速度快
2、整个网络完成后具有良好的扩展性，为以后升级余留了空间。
3、只要添加外接设备，就很容易实现所有VOIP接入INTERNET，并能与更多的教育站进行互联，实现网上资源共享。
4、整个教学网通过INTERNET或其它连接方式都可以访问其它城域网。
5、在每一台工作站都可以运行各种各样的应用软件。
6、网络管理容易，可操作性强，实用性强。
第二节机房设计原则
一、实用性和先进性
采用先进成熟的技术和设备，满足当前的需求，兼顾未来的业务需求，尽可能采用最先进的技术、设备和材料，以适应高速的数据传输需要，使整个系统在一段时期内保持技术的先进性，并具有良好的发展潜力，以适应未来信息产业业务的发展和技术升级的需要。
二、安全可靠性
为保证各项业务应用，网络必须具有高可靠性，决不能出现单点故障。
要对数据中心机房布局、结构设计、设备选型、日常维护等各个方面进行高可靠性的设计和建设。
在关键设备采用硬件备份、冗余等可靠性技术的基础上，采用相关的软件技术提供较强的管理机制、控制手段和事故监控与安全保密等技术措施提高电脑机房的安全可靠性。
三、灵活性与可扩展性
当今是一个信息快速发展的社会，所以其VOIP机房必须具有良好的灵活性与可扩展性，能够根据今后业务不断深入发展的需要，扩大设备容量和提高用户数量和质量的功能。
具备支持多种网络传输、多种物理接口的能力，提供技术升级、设备更新的灵活性。
四、经济实用性原则
整套应用系统应能方便用户的使用和管理，以实际工作的业务模式为基础，实现业务处理的计算机化；并能做到用户界面的友好统一，应用平台的简单化和标准化。
第三节设计标准
一、总体方案及装修
《高性能屏蔽室屏蔽效能设计方案》（GB12190-90）
《处理涉密信息的电磁屏蔽室的技术要求和测试方法》（BMB3-1999）
《军用电磁场屏蔽室通用技术要求和检验方法》（GJB20219-94）
《计算站场地技术条件》（GB-2887-2000）即《电子计算机场地通用规范》（GB/T2887-2000）
《电子计算机房设计规范》（GB50174-93）
《计算站场地安全要求》（GB9361-88）
《建筑设计防火规范》（GB16-87）2001版
《计算机房施工和验收规范》（SJ/T30003-93）
《建筑内部装修设计防火规范》（GB50222-95）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）2001版
《电磁辐射防护规范》（GB8702-88）
《计算机机房用活动地板工地技术条件》（GB6650-86）
二、电力保障系统
《低压配电设计规范》（GB50054-95）
《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
《计算站场地技术要求》（GB2887-89）
《供配电系统设计规范》（GB50052-95）
《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）
《通信电源设备安装设计规范》（GB5040-1997）（电源保障系统）
《通信工程电源系统防雷技术规范》（GB5078-1988）（电源保障系统）
《计算机站场地技术条件》（GB2887）（电源保障系统）
《通用用电设备设计规范》（GB50055-93）（其他电子设备）
《电气装置安装工程电气设备交接实验标准》（GB50150-91）
三、空调及通风系统
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2002）
四、弱电系统
《光纤链路传输设计规范》（TIA/EIA-626）
《屏蔽与接地规范》（EIA/TIA607）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）原《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000从2007年10月1日起废止
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2007）
《大楼通信综合布线系统》（YD/T926.1）
《明用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《安全防范工程程序与要求》（CA/T75-94）
《通信工程电源系统防雷技术规范》（YD5078-98）
五、消防系统
《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）
《火灾自动报警系统施工及验收规范》（GB50116-92）
《洁净气体灭火系统设计规范》（NFPA-2001）
《气体灭火系统施工及验收规范》（GB50263-2007）（GB50263-97已作废，被GB50263-2007代替）
《七氟丙烷（HF-227ea）洁净灭火系统设计规范》
《消防技术标准规范汇编》（公安局消防局）
六、防雷接地部分参照标准
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（防雷系统）
《计算机机房防雷设计规范》（GB50174-93）（防雷系统）
《雷电电磁脉冲的防护》（IEC61312）（防雷系统）
《过电压保护器》（VDE0675）（防雷系统）
符合德国VDE、国际电工IEC及GB有关防雷标准（防雷系统）
第三章实验室布局设计
第一节实验室布局参考设计
一、需要的事项
实验室布局规划图
每组实验台容纳人数
实验台形状、方位摆放
试验设备安装方式（机柜安装、平面摆放）
二、实验室布局参考设计
根据实验室的布局及教学的实际需要，经过反复的勘察设计，以成本最低而又能满足各项要求的前提下做了如下图布局设计：
图3.1机房设计图
第二节系统安装
一、需要校方配合施工的项目
在实验设备安装之前，校方需要对实验室进行前期施工，要求如下：
序号
项目
要求说明
备注
1
定制实验台
参考实验室布局规划图，定制合适尺寸的实验台
2
实验台摆放固定
按照实验室布局规划图，将符合要求的实验台正确摆放，并固定好
3
实验室网络布线
按照实验
升级会员 