多媒体机房综合布线案例.docx
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多媒体机房综合布线案例
多媒体机房综合布线
2005年暑假期间，为了满足教学需要，我们学校在原有8个多媒体机房（包括4大4小）的基础上，又新建了2个80座的机房。
现将这两个多媒体机房的需求、设计、施工以及最后的试运行介绍如下。
1.工程概述
这两座多媒体机房都在我校综合教学楼的3层。
新建的机房要满足对计算机课程教学的需要，可以与其他几个已建好的机房通过网络连接到一起，还要接入到校园网中。
另外，机房中还要安装配套的多媒体设备，包括：
投影仪，功放和音箱，电子白板等。
同时，机房在建设和使用过程中，要严格遵守国家相关多媒体机房建设规定，保证机房的使用安全。
建成后的多媒体机房应该能够满足正常的计算机教学，多媒体教学，网络广播以及网络会议的功能。
2.设计
2.1楼宇概况
新建的机房和以前的多媒体机房都在同一撞教学楼中，教学楼经过几次改造，又分为老教学楼、东西配楼、后配楼几部分。
原有的8个多媒体机房中有4个在老教学楼3层，4个在后配楼3层，新建的2个机房在西配楼3层，因此几个机房都处在同一层的不同区域，相互间隔几十到上百米距离。
我校的网络中心也在老教学楼3层。
因此，进行设计时只需考虑水平子系统，不再考虑垂直子系统。
如下图：
2.2干线铺设方案
新建机房通过光纤直接与网络中心连接。
这样做有两方面考虑，一是新建机房与网络中心间的直线距离超过了100米，铺设过程中还需要从天花板及楼道间绕过去，因此使用双绞线已经不能很好的满足要求，二是教室中的机器数量很多，使用双绞线作为干线肯定不能很好的满足网络连接的需要，因此选择使用光纤以解决带宽要求，并且还为以后进一步增容打下基础。
铺设干线时，我们设计要求的是同时架设两根光纤，一根实际使用，另一根预留作为备用。
因为铺设光纤过程中，需要经过老教学楼和后建的配楼，因此中间的地形比较复杂。
在配楼中，基本可以直接从天花板中穿过，但是在配楼中，一部分可以从天花板中穿过，但是有一段必须走明线加PVC管的防护，这也是老教学楼的一个缺陷。
2.3新建教室的具体要求
每间教室各有计算机80台，教师用管理机2台，网络打印机1台，中央控制设备1套，功放及音箱1套，投影仪1台。
所有教室信息点发布参见表1（其中302和304为新建教室）。
表1各教室信息点及相关设备
教室
信息点分布
其他布线
网络端口／个
讲台及讲台下备用端口／个
教室后侧备用端口／个
类型
数量
3层
302室
80
10
10
麦克风及音频线
1套
音箱线
1套
投影仪视频及控制线
1套
304室
80
10
10
同302室
314室
78
10
10
同302室
316室*
200
10
10
同302室
318室
120
10
10
同302室
320室
72
10
10
同302室
老306室
20
无
5
无
老308室
20
无
5
无
老318室
20
无
5
无
老320室
20
无
5
无
注：
其中的316教室机器数量为100台，为满足举行会议等的需要，每个座位布2个信息点，另一个信息点用来连接笔记本电脑。
由于每个教室中的机器数量很多，本地电网也不是很稳定，因此每机架群还需要有专用的配电单元（PDU）和稳压电源来保护计算机。
2.4主要交换设备的选取
按照多媒体机房的使用要求，我们决定建立快速以太网。
鉴于经费等多方面考虑，最终决定将光纤接入一台千兆多层核心交换机，再由这台核心交换机分4路接入到4台交换机中，302和304两个教室各使用两台交换机，最后经过配线架以百兆连接到各节点中。
2.5相关国家标准
工程实施过程中，需要参考的相关国家规定：
●民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92
●工业企业通信设计规范CECS0989
●建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312-2000
●建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000
●大楼通信综合布线系统行业标准YD/T926.1-1997
●总线局域网标准IEEE802.3
●环型局域网标准IEEE802.5
●千兆以太网标准IEEE802.3ab、802.3z
●商用建筑群布线标准EIA/TIA568、569
●商用建筑群布线测试标准EIA/TIATSB67
●民用建筑通信管理标准TIA/EIA606
●集中光纤布线指导原则EIA/TIATSB72
●国际建筑布线标准IEC/ISO11801
●欧洲布线标准EN50173
●光纤分布式数据接口高速局域网标准ANSIFDDI
●综合业务数字网基本数据速率接口标准CCITTISDN
●EMC电磁干扰标准EN55022、prEN55024
●市内电信网光纤数字传输系统工程设计暂行技术规定YDJl3—88
3.系统实施
机房系统实施过程中主要考虑的是强电系统和弱电系统的整合。
两者间需要相互隔离，但在实际施工时又要考虑布线的可行性。
本次的机房建设工程不涉及到多幢建筑，所以没有建筑群子系统。
2个机房都在同一楼层，并且是紧挨着的，因此没有涉及垂直干线子系统。
最终的整体综合布线构成图见图1。
3.1综合布线系统概述
结构化布线是一个模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道，是智能建筑的“信息高速公路”。
它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部通信网相连接。
它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。
综合布线由不同系列和规格的部件组成，其中包括：
传输介质、相关连接硬件（如配线架、连接器、插座、插头、适配器）以及电气保护设备等。
这些部件可用来构建各种子系统，它们都有各自的具体用途，不仅易于实施，而且能随需要的变化而平稳升级。
一个设计良好的综合布线对其服务的设备应具有一定的独立性，并能互连许多不同应用系统的设备，如模拟式或数字式机的公用系统设备，也应能支持图像（电视会议、监视电视）等设备。
3.2综合布线系统的优点
●全系列产品
综合布线包括双绞线和光纤传输介质，交叉连接，适配器，插头插座和支撑硬件，这些组成产品已作彻底的测试，能保证最佳的传送性能。
●开放的系统体系
综合布线是为了支持现有及新改进的国际和工业标准而设，能支持任意的网络结构（总线型、星型、环型）
●先进的互连结构
通过为组成智能大厦的所有设备和系统进行的计划和管理，能提供全部必要的互连，包括工厂、旅馆、机场、教育机构、停车场以及传统办公楼和工业客户。
●模块化的设计
综合布线所有的接插硬件都是积木式的模块化的标准件，方便使用和扩充。
●灵活性
使用高品质的线缆和高品质的连接组件使任意信息插座能够连接不同类型的设备。
●管理的简易性
使用标准的彩色代码管理和标签管理，当安装需要调整时能确保其效率，简易性和低费用。
●扩充的方便性
使用模块化的设计，令系统需要扩充时更加方便。
●集散式的管理思想
因综合布线的子系统方法，使系统设备能够集中安装以方便管理及减少电力和设备组的费用，或者分散安装以用于局域控制或是满足设备运行特性的需要。
●构建及操作费用的节省
综合布线系统的设计能在一定程度上节省大量经费，如使用单一布线系统而减少其它系统所重复的管道费用，而在运行方面更加能把重置费用如增加、移动及改良等调整费用减至最低，减少用户的支出。
●多厂商的支持
综合布线系统已得到广泛的认同，并为国际性的标准所接受，是与众多设备制造商的支持分不开的.众多厂家在设计和制造他们的设备和系统时,都遵从了综合布线系统中的开放性结构,使更多的厂商能够把自己及他人生产设备应用于这一系统中。
3.3综合布线系统的结构
综合布线系统采用星型拓扑结构。
该结构下的每个分支子系统都是相对独立的单元，对每个分支子系统的改动都不影响其它子系统，只要改变节点连接方式就可使综合布线在星型、总线形、环型、树型等结构之间进行转换。
综合布线系统用模块化的结构。
按每个模块的作用，可把它划分成6个部分，如图2所示。
图2综合布线各子系统结构
这六个部分可以概括成“一间、二区、三个子系统”，即：
●设备间
●工作区
●管理区
●水平子系统
●垂直子系统
●建筑群子系统
从图2中可以看出，这六个部分中的每一个都相互独立，可以单独设计，单独施工。
更改其中一个子系统时，均不会影响其它子系统，下面分别介绍一下这几个系统。
3.3.1工作区子系统
工作区子系统是放置应用系统终端设备的地方，是指终端设备连接到信息插座的连接线（或软线），它包括装配软线、适配器和连接所需用的扩展软线，并在终端设备和I/O之间搭桥。
如图3工作区子系统示意图
图3工作区子系统
工作区子系统主要涉及的工作器件包括：
●信息插座：
分为两种。
一种是满足一般通讯要求的铜缆信息插座，另一种是满足光纤通讯的混合介质插座。
●工作区跳线：
分为两种。
一种是满足一般通讯要求的铜缆成品跳线，另一种是满足光纤通讯需求的光纤跳线。
●五类模块：
所有数据点均采用五类或超五类的模块插座，以保证百兆的高频传输信号。
3.3.2水平子系统
水平子系统的作用是将工作区子系统引至管理子系统，是从配线间或跳线面板到独立的工作站或工作组之间连接线。
它是整个布线系统的一部分，将干线子系统线路延伸到用户工作区，水平布线子系统一般情况下总是处在一个楼层上，末端接在信息插座或区域布线的中转点上。
水平子系统主要涉及的工作器件包括：
●网络连接线：
一般选用五类或超五类双绞线，这类双绞线的传输要求已被EIA/TIA－568A标准所定义，这种电缆适合那些传输频率可能达到百兆的应用。
●信息插座：
作为网络连接线转接用的标准接口，可以固定在墙面、桌面或其它材质上。
3.3.3垂直子系统
垂直子系统也称为主干线子系统，是将分配线架与主配线架用星形结构连接。
它是整个建筑物综合布线系统的一部分，它提供干线电缆的路由，它由所有的垂直布线电缆组成，或者由导线和光缆以及将此光缆连到其他地方的相关支撑硬件组合而成。
传输介质可能包括一幢多层建筑物的楼层之间的垂直布线的内部电缆或从主要单元（如计算机房或设备间和其他干线接线间）来的电缆。
本次工程中，只涉及到同一层两间多媒体机房的综合布线，网络中心与这两间教室也在同一层，因此垂直子系统部分没有涉及。
但是这两间机房也是属于整个校园网综合布线的一部分，在校园网中垂直子系统是有广泛涉及的。
3.3.4管理子系统
管理子系统分布在各层竖井配线间，管理各层的水平布线，连接相应的网络设备。
由交连、互连和I/O组成，提供了与其他子系统连接的手段，也使得整个布线系统能够灵活的使用和安排。
管理子系统对水平与水平子系统，水平与垂直子系统起到了衔接作用，因此对综合布线的最终效果有着很重要的影响。
管理子系统中涉及到的器件包括：
●配线架：
将数量众多的网络连接线整齐的连接到配线架中，方便以后的管理。
●色彩标签：
通过使用带颜色和文字的标签，实现配色管理，可以使得追踪、改建、调整线路变得灵活方便。
3.3.5设备间子系统
设备间子系统一般采用快接式配线架连接主机及网络设备。
由设备间中的电缆、连接器和相关支撑硬件组成，他把公共系统设备的各种不同设备互连起来。
该子系统将中继线交叉连接处和布线交叉连接处与公共系统设备连接起来。
由于新建的多媒体机房中信息点发布非常集中，机房位置也相对集中，并且没有涉及垂直子系统。
因此最终设计时，我们将管理子系统和设备间子系统结合到一起，放在了一间屋子里，甚至于把部分设备集中到了一个机柜中。
3.3.6建筑群子系统
建筑群子系统将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上。
它是整个布线系统中的一部分，并支持提供楼群之间通信设施所需要的硬件，其中有导线电缆、光缆和防止电缆的浪涌电压进入建筑物的电气保护设备。
在本次工程中，建筑群子系统也没有涉及，因此不再过多介绍。
3.4综合布线系统的设计
本次的施工过程中，按照对多媒体机房建设的标准和要求，对综合布线的各子系统设计内容如下：
3.4.1工作区子系统的设计
工作区子系统设计的内容包括：
1）信息点、信息面板的位置和数量
根据多媒体教学的要求，每台计算机都要有对应信息点，并且要预留一定量的信息点备份，备份信息点统一放置在教室的讲台和教室最后（各10个）的地板下。
备份信息点只需要做出颜色标记，不接入信息模块。
工程选用的信息模块为：
AVAYAMPS100系列模块，该模块非常适于接入到信息插座接线盒内，并从信息面板引出到终端设备。
该信息模块外观如图4，其的特点包括：
●在接入差异小的跳线时,提供卓越的电气特性。
●灵巧吻合地连接至86系列插座面板、桌面安装盒及机柜式配线架上。
●可选选90度（垂直）或45度（斜角）安装方式，且无需特别斜口面板的专利设计。
●多种颜色选择，标签有助于快捷、准确及方便地安装。
●新设计的后侧面盖板可防止脏污，确保连接完全可靠。
●更宽的分线走道以便端按安装时更灵活，更方便。
图4MPS100系列信息模块
信息面板选用标准的86系列单口工程塑料面板，并且将面板直接固定在电脑桌的隐蔽处，位置的选取一方面要美观，不影响整体效果，一方面要便于走线，包括地下引出信息点的走线和到终端设备的走线，另外还要注意的是信息面板和走线尽量避免放在主机的正后方，以免影响主机的散热效果。
信息面板外观如图5。
图5施工中选用的信息面板
2）信息模块与终端设备的连接和跳线方式
信息模块与终端设备的连接使用标准的超五类双绞线连接方式，接头使用标准RJ-45插头连接，接线标准统一使用T568B标准。
RJ-45插头连接方式介绍如下（参考图见图6）：
1.先抽出一小段线，然後先把外皮剥除一段
2.将双绞线反向缠绕开
2.根据标准排线：
注意这里是非常重要
3.铰齐线头
4.插入插头
5.用打线钳夹紧
6.使用测试仪测试
图6RJ-45插头示意图
3.4.2水平子系统的设计
水平子系统是本次综合布线过程中很重要的一部分，由于机房布线的特殊性，需要考虑的事情也要更多一些。
水平子系统所涉及的内容包括：
1）连接用线缆
水平子系统的很重要的一部分内容就是布线，通过布线将网络线缆从管理子系统中的交换设备一直接入到工作区子系统的信息模块中。
连接用线缆选用最为常见的双绞线。
双绞线分为多种类型，有不同的传输速率，并且有屏蔽和非屏蔽的区别。
按照实用为主的设计要求，因此选用五类或超五类非屏蔽双绞线。
选用非屏蔽双绞线一方面是学校经费有限，使用屏蔽双绞线的采购成本和施工成本都要高得多，另一方面，百兆的传输速率已经足以满足使用的需要，即使相互间有一定的干扰，但基本不影响使用。
五类非屏蔽双绞线的相关技术参数和适用场合见表2。
表2五类非屏蔽双绞线参数表
缆线名称
单心铜线外径／mm
最大直流电阻／（Ω／10m）
线对间分布电容／（nF／10m）
对地分布电容／（nF／10m）
信号衰减／（dB／10m）
适用场合和传输性能
缆线结构
五类非屏蔽双绞线（UTP）
0.5
0.94
0.46
13.1
2
（100MHz
的传输速率）
五类4对双绞线可用于高速数据传输，高品质的五类4对非屏蔽双绞线，可传输速率达到155／622Mbps
0.5mm裸实心铜线外用聚乙烯和阻燃聚乙烯，双层绝缘，扭绞成线对，外包灰色的阻燃聚乙烯塑料外护套
最终选型：
选用型号：
AvayaSystimax1061C+。
Avaya产品的特点
1．产品科技含量高。
由于AVAYA公司推出的结构化布线系统是由全球闻名的贝尔实验室研究、开发出来的，因此在其产品中体现出很高的技术水平。
贝尔实验室不仅首先提出了网络星型拓扑结构，一举奠定了结构化布线系统的物理结构，而且首先发明了4对水平线缆，8芯模块式信息插座，62.5/125um多模光纤,局域网非屏蔽线缆等等。
无论是5类系统、PowerSUM超五类系统还是PowerSUM“六类”系统，在当时都是最先进的结构化布线系统。
无论是如AVAYA生产的线缆在业内有口皆碑。
2．产品质量过硬。
AVAYA公司生产的结构化布线系统产品全部通过了ISO9001国际标准化组织的认证，从根本上保证了整个系统端到端通道性能的完好性。
3．产品系列全。
从铜缆、光纤、接插件、跳线，到各种适配器、安装工具、测试工具，AVAYA公司均可以生产。
4．性能价格比好。
AVAYA公司的产品虽然价格上比其它布线厂商的产品高20%左右，但其组成系统后的整体性能大大超过其它产品，从总体而言，具有很好的性能价格比。
5．质量保证水平高人一筹。
AVAYA公司不仅对其产品提供15/20年质保，对其产品的电磁兼容性提供保证，而且还对其产品上的一些系统应用提供保证。
2）信息点引出
各层的信息点连接电缆由相应的管理间引出。
通过在中心机柜中安装配线架，并在配线架的每个输出端口上标记颜色和对应的文字编号，再连接五类非屏蔽双绞线，将连接电缆从管理子系统中引出。
使用配线架和统一的编号可以保证任何系统的改变（如增减用户、用户地址改变等）都不影响整个系统的运行，增减用户只需做必要的跳线即可，使整个系统具有极强的灵活性，同时为系统线路故障检修提供极大方便。
3）工作区子系统与管理间子系统的连接
每一个工作区子系统中的信息模块到管理间都用水平线缆连接。
从管理间出来的每一根4对双绞线长度一般不能超过150米，并且通过金属线槽走线，布线过程中必须遵循下列标准：
●用颜色和编号对每一根双绞线的两端作出一致的标记，方便以后查找和更改；
●符合EIA/TIA-568民用建筑通信标准；
●由于机房中所布线缆的密度比较大，为了尽可能减小电磁干扰，从管理子系统引出的所有线缆统一置于金属的线槽内，并从教室前方一直延伸到后方。
然后再对每一行所需的线缆再引出一根金属的子线槽，从每台计算机地板下方穿过，最后再将线缆穿过阻燃PVC线管引至地板上的信息模块内。
●使用金属线槽的原因一方面是弱电线缆相互间的干扰，另一方面机房的所有强电也要从地板下分开布线，这样做也可以避免强电布线对弱电所产生的电磁干扰。
实际情况参见图7。
弱电系统布线用的软管
强电系统布线用的金属管线
图7地板下的强电与弱电系统的布线
4）双绞线线缆布线时的要求
●双绞线线缆布放前应该先核对规格、程式、路由及位置是否与设计规定相符合；
●布放的线缆应平直，不得出现扭绞、打圈等现象，不应受到外力挤压和损伤；
●在布放前，线缆两端应贴有标签，标明起始和终端位置以及信息点的标号，标签书写应清晰、端正和正确；
●信号电缆、电源线、双绞线缆、光缆及建筑物内其它弱电线缆应分离布放。
●布放线缆应有冗余。
在二级交接间、设备间双绞电缆预留长度一般为3-6m，工作区为0.3-0.6m，特殊要求的应按设计要求预留。
●布放线缆，在牵引过程中吊挂线缆的支点相隔间距不应大于1.5m。
●线缆布放过程中为避免受力和扭曲，应制作合格的牵引端头。
如果采用机械牵引，应根据线缆布放环境、牵引的长度、牵引张力等因素选用集中牵引或分散牵引等方式。
5）金属线槽安装规定
金属线槽的安装位置应符合施工图的规定，左右偏差视环境而定，最大不应超过50mm，同时还要注意如下问题：
●线槽水平每米偏差不应超过2mm。
●垂直线槽应与地面保持垂直，并无倾斜现象，垂直度偏差不应超过3mm；
●线槽节与节间用接头连接板拼接，螺钉应拧紧。
两线槽拼接处水平度偏差不应超过2mm。
●当直线段桥架超过30m或跨越建筑物时，应有伸缩缝。
其连接宜采用伸缩连接板；
●线槽转弯半径不应小于其槽内的线缆最小允许弯曲半径的最大者。
●盖板应紧固。
●支吊架应保持垂直，整齐牢靠，无歪斜现象。
3.4.3管理子系统和设备间子系统的设计
由于学校对于机房的投资有限，并且教室数量不足，因此在建设多媒体机房过程中，我们将管理子系统和设备间子系统置于同一间屋内，部分设备甚至安装在同一个机柜中。
管理子系统和设备间子系统设计的内容包括：
1）配线架的选取
设备间采用110DW2型和PatchMAX型48口配线架与水平线缆端接，可为多系统应用提供最大灵活性。
整个系统采用单点管理，配线架如图8。
图8配线架示意图
2）交换机设备的选取
交换设备主要包括机柜和交换机，交换机选取的好坏直接关系到每个教室网络连接的性能。
由于每个机房仅学生机器数就有80台，因此交换机选取要求使用48口百兆交换机，每个机房使用两台交换机组建局域网，再通过多模光纤接口模块与核心交换机相连，以达到组建快速局域网的目的。
交换机最终选用实达锐捷公司的STAR-S2150G及M2101F多模光纤接口模块，该型号交换机的具体介绍如下：
STAR-S2126G/S2150G是两款全线速可堆叠的安全智能交换机，在提供智能的流分类、完善的服务质量（QoS）和组播应用管理特性同时，并可以根据网络实际使用环境，实施灵活多样的安全控制策略，可有效防止和控制病毒传播和网络攻击，控制非法用户使用网络，保证合法用户合理使用网络资源，充分保障网络安全和网络合理化使用和运营。
STAR-S2126G/S2150G可通过SNMP、Telnet、Web和Console口等多种方式提供丰富的管理。
S2126G/S2150G以极高的性价比为各类型网络提供完善的端到端的QoS服务质量、灵活丰富的安全策略管理和基于策略的网管，最大化满足高速、安全、智能的企业网新需求。
产品特性如下：
1、高性能
●12.8G/18.5G背板带宽为所有的端口提供非阻塞性能；
2、灵活完备的安全控制策略
●通过内在的多种安全机制可有效防止和控制病毒传播和网络流量攻击，控制非法用户使用网络，保证合法用户合理化使用网络，如端口安全、端口隔离、专家级ACL、时间ACL、端口ARP报文合法性检查、基于数据流的带宽限速、六元素绑定等等，满足企业网、校园网加强对访问者进行控制、限制非授权用户通信的需求；
●硬件实现端口与MAC地址和用户IP地址的绑定，严格限定端口上用户接入；
●通过将端口设为保护端口即可简单方便地隔离用户之间信息互通，不必占用VLAN资源；
●通过PrivateVLAN可以在交换机的同一VLAN中提供端口之间的通讯或安全隔离，确保数据流进入有效端口，而不会被发送到其它端口，即解决了因传统802.1QVLAN造成全网VID资源不够的问题，同时又无需利用安全规则资源即能达到隔离不同用户以及不同组用户之间通讯的功能，充分保护用户隐私；
●通过锐捷SAM平台，可实现用户账号、MAC地址、IP地址、交换机IP、交换机端口等六大元素之间的灵活任意绑定，有效确认用户合法性和唯一性；
●支持业界特有的IGMP源端口检查，有效杜绝非法组播源播放和大量占用大量网络带宽，提高网络安全性；
●提供极为有效的PortBlocking功能，避免端口受到其它端口发送的广播包、多播包等报文的干扰，有效减轻端口负载负担，提高端口带宽，保护用户PC更高效安全地运行；
●基于源IP地址控制的Telnet和Web设备访问控制，增强了设备网管的安全性，避免黑客恶意攻击和控制设备；
●提供加密传输的SecureShell（SSH），保证管理设备信息的安全性，防止黑客攻击和控制设备；
●可灵活控制二－七层数据报文，使得任何一个用户PC上的任何一种应用报文通过网络都能得到有效控制，充
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