网络系统设计说明书.docx
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网络系统设计说明书
湖南高速铁路职业技术学院
数字化校园总体规划方案
2011年12月
GET/QP/No.:
200＿＿＿＿＿
网络系统设计说明书
工程名称：
工程地点：
设计单位：
编制单位：
编制人：
编制日期：
2011年12月17日
审批负责人：
审批日期：
2011年12月20日
概述
现代信息技术正在向高校教学、科研、管理的每一个环节渗透，将改变传统的教学模式并大幅度提高教育资源的利用率。
数字化校园、网上大学和远程教育已被人们熟悉，高等教育正在走向全面的信息化。
利用校园网控制信息的有序流动，实现信息资源的共享，更有效地形成、整理、使用各类信息，分成内部信息建设、外部信息建设。
内部信息建设有校园一卡通，校园网管理系统，校园办公系统，校园网上点播系统，网上考试系统和校园网资源库等；外部信息有主页,远程教学。
在学院新校区建设中推动和完善学校信息化基础设施建设，最终将新校区建设成为一个信息化时代下的高水平的智能化、数字化校园，从而为我院的教育信息化打下坚实的基础。
结合学校的发展目标、及其它高校调研情况和实践经验。
本方案提出是新校区的学院数字化总体规划的初步方案。
建设方案
新校区的数字化程控交换系统建设有以下两种方式:
电信部门建设
即联系电信部门,由他们来建设,实现校园的程控交换的数字化，水平子系统和工作区子系统布线由学院自己完成。
学院自建
由我院投资建设学院内所有布线系统和交换设备。
程控交换机房主要由程控交换机,配线架,分线盒,及所需连接电缆,电话机终端等设备组成。
下表结合新校区规划图将所需设备（500门用户）及价格列出:
所需材料
市场报价
备注
程控交换机
？
元/台
外线48分机容量600
（华为集团）
配线架
3000元/台
分线盒
100元/个（x26个）
根据新校区规划图上”建筑及场地名称表”,新校区有楼26栋,每栋楼需1个分线盒.
电话机
98元/门（x100门）
操作台
9000元/台（x30台）
电缆（200对）
55元/米（x3000m）
电缆（100对）
32元/米（x2000m）
电缆（50对）
20元/米（x3000m）
电缆（30对）
18元/米（x3000m）
塑料膨胀螺丝
元/个（104个）
每个分线盒4个螺丝
电缆沟挖掘
15元/米（11000米）
砖
元/块（37000块）
每块砖填充米电缆沟
沙子
60元/吨（370吨）
每吨沙子填充30米电缆沟
合计造价
元
表1-1自建程控交换预算（注:
表中电缆的长度是根据新校区规划图预测而出）
程控交换机房建设完毕后,可以通过租用线的方式,节约大量办公通信费用及教职工的通信费用。
长远来看,我们的投资所能带来的经济方面的节约与组织管理方面的益处是显而易见的。
规模统计
下面就我院新校区的通信规模（需要开通的电话机数目及网线端口）做一大致分析,以便提供有效的数据给电信部门,吸引对方来投资。
新校区家属楼
新校区家属楼按每户一部电话计算,大约需电话500部。
培训楼住房（基地）
培训基地按楼内两人一间安装一台话机计算,约需安装电话100部,
办公类
学院各部门办公楼,每间1-2部电话,约需安装电话700部。
学生宿舍及学生实习
我院新校区有学生宿舍1800左右,需安装电话1800部。
图书馆
图书馆需电话50部左右。
其他
校医院、学生食堂、体育馆等各种设施约需安装电话150部,。
那么也就是说数字化校园的建设约需安装电话3300部。
序号
楼宇
估算公式
信息点数
电缆种类
1
教学楼5-1（6层）
8*6
48
50对
2
教学楼5-2（6层）
8*6
48
50对
3
教学楼5-3（6层）
8*6
48
50对
4
体育馆
27+4
31
50对
5
学生活动中心
30
30
50对
6
校医院
40
40
50对
7
食堂12-2
20
20
25对
8
实验楼4-1
18*4
72
200对
9
实验楼4-2
6*3
18
10
实验楼4-3
15*4
60
11
图书馆
15+11+9+8
43
50对
12
行政办公楼
40*6
240
300对
13
培训中心
5+20*4+25*4
185
200对
14
学生宿舍一区（7层*7栋）
每间一台
637
600+50
15
学生宿舍二区（7层*7栋）
每间一台
637
600+50
16
学生宿舍三区（7层*7栋）
每间一台
637
600+50
17
教师住宅区
每家一台
500
600
18
南校门（后勤服务中心）
每间一台
80
100
合计
表1-2实际语音信息点计算
校园网功能要求
根据学院的规划，结合现今计算机及网络技术发展的现状和未来的需求，提出以下功能需求。
1.3.1园网内部功能
（1）建立学校办公系统，实现无纸化办公
（2）建立课件、教学资源数据库，实现课件点播和辅助教学
（3）建立图书馆里系统，实现图书馆信息自动化管理和快速检索、电子阅览
（4）建立IC卡管理系统，实现校内一卡通
（5）建立校园银行系统，实现校内存取款业务
（6）建立校园监控系统，实现校园内无缝监控业力
（7）建立语音系统，实现校内语音业务（VoIP）
（8）建立无线网络，实现校内无线上网业务。
1.3.2Internet功能
（1）建立Web站点，实现学校信息在Internet上发布
（2）提供E-mail服务，方便内外联络
（3）通过校园网实现所有计算机连接到Internet
（4）建立远程访问，利用校园网实现远程办公和移动办公，实时掌握教学动态信息（预留）
总体要求
湖南高速铁路职业技术学院新校区的CATV系统利用市有线电视信号、卫星电视信号、自办节目信号，传输入前端设备，通过同轴电缆进行传输。
1.4.1信号源
信号源部分对系统提供各种各样的信号，以满足用户的需要。
由于信号源部分获取信号的途径不同，输出信号的质量必然存在差异，有的电平高，有的电平低，有的干扰大，有的干扰小。
而信号源处于系统的最前端，若某一个信号源提供的信号质量不高，则后续部分将很难提高该信号的质量。
因此信号源的选择尤其重要，既要选择内容丰富精彩的信号来源，又要兼顾信号源提供信号的质量高低，才能做到节目内容好看的同时电视画面又清晰。
鉴于以上几方面的考虑，并充分的考虑了湖南高速铁路职业技术学院新校区其需求上的特殊需要，我们建议的CATV信号来源包括：
（1）卫星电视信号；
（2）市有线电视信号或者铁路有线电视台；（3）自办节目信号。
且保留好系统的可扩充性，便于今后根据校区的实际使用情况任意增加。
1.4.2前端设备
该部分是对信号源所提供的各种信号进行必要的处理和控制，并输出高质量的信号给干线传输部分，主要包括信号的放大、信号频率的配置、信号电平的控制、干扰信号的抑制、信号频谱分量的控制、信号的编码、信号的混合等等。
前端设备是整套有线电视系统的心脏，由各种不同信号源接收的电视信号须经再处理成为高品质、无干扰讯号的电视节目，进入混合器混合以后再馈入传输电缆。
为了增加传输距离，一般应在满足载噪比指标的`前提下，尽量提高前端的输出电平，并使输出端各频道电视信号的电平之间符合一定的要求。
1.4.3干线传输系统
干线传输部分的任务是把前端输出的高质量信号尽可能保质保量地传送给用户分配系统；在双向传输系统中，需把上行信号反馈至前端部分。
根据系统的规模和功能的大小，干线部分的指标对整个系统指标的影响不尽相同。
对于大型系统，干线长，干线部分的质量好坏对整个系统质量指标的影响大，起着举足轻重的作用。
由于湖南高速铁路职业技术学院新校区的特殊需求，及其在市内的地位，其内部对有线电视系统要求较高，因此干线传输系统的设计至关重要。
既要考虑到目前的情况，又要兼顾今后的长远发展，因此有线电视系统按照860mhz带宽有线电视传输系统要求设计，其中750mhz以下留给当地有线电视信号的传输和开发，750-860mhz可安排卫星电视信号和自办电视节目信号，回传通道为5-65mhz；
用户分配网络
该部分是把干线传输系统传来的信号分配给系统内所有的用户，本设计属于双向传输系统，因此还需把上行信号反馈给干线传输部分，并保证各个用户的信号质量。
本系统主要按照分配—分支方式设计。
这种设计方法使线路损耗平均，用户端电平约为64±4db，保证图像的传输质量，使电视信号在处理和传输过程中不失真，从而使用户获得最佳的收看效果。
1.4.4冗余性
对于我们所选的节目信号源的接收留有一定的余地，使系统具有向上扩容性。
同时在系统设计中考虑到各个不同场所在将来有可能有变动，在合适区域留有分配点、预留，既满足目前情况，又兼顾长远发展。
第2章逻辑网络设计
规划控制指标
信息中心机房设置在实验实训中心组团二处。
线缆不可采用明设或架空
子网内信息接点数不宜超过500，各系划分成独立子网，其它可以根据需要合并成一个子网，但所划分子网位置控制在一栋楼或是半径100米范围内。
各VLAN子网划分IP段也要求不同。
本项目网络覆盖在控制在校园内。
本项目基础投资控制在800万人民币范围内
新校园网继续沿用IPv4方案，采用CIDR和VLSM技术，给各VLAN配置相应的IP段。
实验机房和学生宿舍独立成子网，不在此控制范围内，但IP段规划在此范围内。
（宜划分成大子网，由机房办公室再向下划分）。
为了更好的兼容老校区网络，本着节约地址，减少网管工作量，新校园IP段设定在：
。
主要网络系统
2.2.1园区网络
新校区的校园网络主干采用目前成熟的万兆技术。
总体规划采用核心、汇聚、接入三层网络架构，核心设备放置在网络中心，在各建筑组团设置汇聚节点。
各楼宇设置1－3个配线间，将楼内的信息点全部集中到各配线间内，采用百/千兆接入交换机提供各信息点接入的需要，通过千/万兆连接到相应的汇聚中心设备上。
2.2.2园区无线网络
由于目前无线网络设备主要的支持的协议是IEEE802.11a和IEEE802.11g，带宽分别为54M和108M，带宽的限制使其不适合作为园区的主干网技术，但是，对于新校区大面积的公共露天活动区域，以及大会议厅、报告厅或广场由于布线系统距离的限制以及装修美观的要求，无线网络作为有线网络的一个有效补充在新校区建设中显得尤为必要。
规划采用无线网络技术实现师生在新校园内随时、随地的接入需要，扩展网络的使用范围，体现新校区数字化校园网络应用的水平。
2.2.3校区互联和Internet接入
新校区的校园网规划通过大学城的园区网高速联接到中国教育科研网的地区结点。
同时，要充分考虑与中国教育科研网IPV6试验网CERNET-2互联的扩展性。
规划在新校区采用若干100M链路联接到公众网上，同时可以利用该链路作为CERNET出口通道的备份。
校园网拓扑设计
整个校园网采用树型网络拓扑结构。
核心层：
网络中心采用万兆核心交换机，单模光纤连接到各分区汇聚交换机；
汇聚层：
采用带万兆光纤模块的千兆交换机，单模光纤连接到各楼宇；
接入层：
采用带千兆电口模块的百兆交换机，6类或超五类UTP连接到各工作区。
锐捷解决方案网络拓扑图：
图2-1湖南高速铁路职业技术学院校园网拓扑示意图
图2-2学生宿舍网络拓扑示意图
电视终端分布及HFC结构设计图
2.4.1电视终端分布表
位置
数量设置
合计
教学楼组团
每个教室1个点（20*6*3）
360
图书馆
据实际情况而定（每个办公室1个）
25
实验室
每教室+每办公室+休息室1个（80+32+54）
166
行政办公楼
会议室2个点+办公室1个（12+40）
52
培训楼
每个培训室一个点（14*4+21*4）
140
学生宿舍
看情况最多每个宿舍1个点（637*3）
1911
学生食堂
100平方1个点
30
教工住宅
每个住宅1个点
500
学生活动中心
根据实际情况而定
30
教工及家属活动用房
每套房间1个点
30
南校门及后勤中心
根据实际情况而定
30
体育馆
每个房间一个
30
总计
不计算学生宿舍
表2-1
2.4.2HFC结构设计图
光纤到节点（或称光纤到服务区）是目前国内外广泛采用的光纤／同轴混合网的典型传输模式。
它是主前端或分前端按星形辐射方式敷设光缆到各分配节点，在各节点处进行光／电转换，将其转换成电信号，再从光节点的星—树状方式敷设支电缆和用户电缆，将电信号传输到该服务区的有线电视用户。
这种模式的电缆网中不使用于线放大器，通常节点之后电缆网的一条文路一般串有3—5台延长放大器作为限制，而每一个光节点的分配网的服务区通常比较小，大约覆盖2000~5000个用户。
这种模式适用于我们新建的校区。
图2-3整体结构
图2-4光传输系统组成图
新校区传输可分为家属区、教学楼组团、培训中心、实验馆+图书馆、办公楼+食堂、活动中心+食堂、南大门+后勤中心。
光分器最多有1：
32单模输出。
用户分配网络是由用户放大器、分配器、电缆、均衡器、分支器、申接单元、用户终端盒和负载电阻等组成。
图2-5电视信号源详解图
网络多媒体教学系统
2.5.1网络多媒体教室功能要求
系统检测。
总控中心（主控管理服务器）可以对教室端的多媒体设备运行状态进行监测。
总控中心（主控管理服务器）可以远程控制管理各个教室端多媒体设备。
教室端本地控制功能。
教室端的网络中央控制器能够集中切换控制教室内的多媒体设备。
示范教学功能。
当一个教室在上示范课的时候，其它任何一个接入网络的教室通过授权，都能实时的观看示范课。
互动教学功能。
两个教室之间能够实时的收看对方的情况。
网络直播功能。
可以将校长的各种视频讲话、会议实时的直播到每间教室、每个接入校园网的终端，供师生同步观看。
同样，某间教室举办的各种活动也能实时的直播到其他教室。
网络点播功能。
把一些经典的课件保存在主控管理服务器中，网内获得授权的用户都可以在网上点播收看。
电子考场功能。
考试的时候，在主控中心可以监视所有教室的情况，并且要求监看图像清晰、流畅。
电源时序开启功能。
由于教室里面的多媒体设备较多，如果同时打开所有设备电源，瞬间冲击电流可能会很大，从而烧毁设备。
鉴于此，要求能够对设备按时间顺序加电。
电源延时控制功能。
如果关掉投影机后马上断电，由于投影机还没有冷却下来，所以这种断电方式对投影机有损害。
因此需要能够延缓投影机断电的功能。
2.5.2网络多媒体教室设计
图2-6多媒体教室讲台图
图2-7系统结构图
图2-8多媒体教室布局图
200座多媒体教室设备
序号
设备名称
说明
数量
1
电脑
流行中档微机
6
2
投影机
爱普生3000流明以上
12
3
投影幕
电动、100英寸以上
12
4
视频展台
数字展台
6
5
摄像机
变焦彩色摄像一体机
12
6
拾音器
高灵敏度音频采集
6
7
球型护罩
球型云台、护罩一体，内置解码器
12
8
DVD
DVD
6
9
网络中央控制器
主机，控制键盘，控制软件，压缩卡
6
10
电源控制器
使多件设备时序开启，投影机电源延时保护
6
11
话筒
专业会议话筒
12
12
功放
专业功放200W
6
13
音箱
专业音箱（对）60W
12
14
多功能讲台
全钢豪华，厚
6
15
UPS
2KVA
6
预估造价：
50万元
表2-2多媒体教室设备表
序号
设备
说明
数量
1
主控管理服务器
电脑服务器
1
2
监视服务器
电脑服务器
1
3
VOD点播服务器
电脑服务器
1
4
网络直播主机
4路网络直播主机
1
5
主控系统软件
总控软件包
1
6
浏览软件
网络浏览软件
1
预估造价：
10万元
表2-3主控室设备
序号
设备
说明
数量
单价
1
中控系统
20
2000
2
投影机
3000流明以上
20
12000
3
电动屏幕
150英寸/电动
20
800
4
计算机
20
4000
5
多功能讲台
双层平推型
20
2000
6
音响系统
20
1000
合计造价：
元
表2-4普通多媒体教室
校园安全防范系统
2.6.1数字视频网络监控
每大教室最多安装两个网络摄像机，每个摄像机带视频和音频输出，带有有线和无线网络接口。
每个计算机机房内安装一台网络摄像机。
异地进行浏览和云台操作。
通过网线接到楼层的交换机上，每个楼层交换机只需要输入监控主机就可以实时监控，每个网络摄像机支持多人同时浏览。
具备录像和抓拍功能。
重要部门，设备较多地方楼道和楼梯口进行安装网络摄像机（低照度摄像机），通过楼层交换机接入校园网。
关于第5条的视频数据添加网络视频服务器，对数据实时存储。
不适合有线方式布置网络摄像机的地方，可考虑采用无线网络摄像机加定向天线连接到无线AP再连接到校园网。
所有网络摄像机支持多人同时实时浏览。
附一期视频监控结构图
图2-9一期视频监控结构图
设备名称
说明
数量
无线网络0LUX摄像机
支持有线，无线连接，可管理
2
网络视频摄像机
RJ-45接口，可管理
20
无线接入点
2
视频监控服务器
主机，监控软件
1
预计：
15万元
表2-5二期：
教室、机房内部监控
2.6.2周界报警子系统
周界报警系统是用物理的方法和电子技术，来自动探测发生在布防监测区域内的入侵行为，产生报警信号，并向值班人员辅助提示发生报警的区域部位、显示可能采取的对策。
能够自动探知在布防区域内发生的入侵行为，是防探测入侵报警系统成功的关键，在此各种各样的防入侵探测器发挥着至关重要的作用，它们犹如瞪大着的一双双的眼睛，时刻关注着所发生的一切，一旦发生有入侵行为，报警探测器立刻触发产生一个报警信号，并实时的传给报警通讯控制主机，由报警通讯控制主机发出生光报警。
周界报警子系统作为整个校区安全防范的第一道防线，在整个安全防范系统中具有举足轻重的地位，通过周界报警系统可发现无关人员非法翻越校区围墙，同时可与电视监控系统联动动态监视围墙的异常情况，使保安人员可在第一时间赶赴事件现场及时处理异常情况，可有效防止盗窃等非法事件的发生。
对四周的围墙采用红外对射探测器，对楼内的重要办公室采用双鉴红外线探测器，通过这些探测器的安装实时对这些场所的入侵行为进行探测，对非法入侵的行为进行报警。
根据系统各的结构和部分的功能，系统可分为前端探测器部分、传输网络部分和中心控制部分三部分，本方案将根据这三部分的特点和校区的实际情况进行逐项进行设计。
第3章产品选型
主要网络设备及器材
3.1.1主干网（万兆）
网络中心：
1台万兆防火墙，1台万兆核心路由，2台万兆核心交换机,4台服务器（校园卡系统，校园办公系统，校园资源库，Web服务器）。
分教学区（含3栋教学楼，体育馆、食堂、学生活动中心），实验实训区，图书信息中心区，行政办公区，培训中心区，学生宿舍区，教师住宅区，共计7区。
每区采用万兆核心交换机连接到网络中心，每楼宇采用千兆交换机连接到各区核心交换机；各区到网络中心采用单模光纤，各区内楼宇间采用多模光纤连接。
3.1.2接入层（百兆）及信息点统计
各楼宇设一到二个设备间，楼层接入交换机堆叠，并用光纤连接到上级端口，楼层间采用千兆电缆连接，到各工作区端口采用超五类双绞线连接。
信息点分配规则：
办公室每10m21信息点，每普通教室2信息点，每大教室4信息点，培训中心每客房1信息点，学生宿舍每间1信息点，家属区每户1信息点。
布线产品选型
在本方案中，选用了TCL综合布线系统产品为参考方案。
今天的信息系统通常是构建在数据网络上，它不断的高速发展以满足各种应用的需要。
如今数据变得越来越庞大和快速，高速高质量的图像传输等。
最近的研究表明，现今超过75%的用户会选择安装以千兆为基础的网络系统。
因此，为了保证整个网络的传输质量，布线的性能已由超3类全面发展到6类。
6类布线解决方案在抗串扰，平衡传输、阻抗匹配等技术方面取得了重大突破，其带宽和传输速率比超3类系统的性能提高二倍多。
在传输质量上，一个标准的超3类信道只能达到60%的数据吞吐量。
而6类解决方案将系统可能导致误码率的因素降到最低，并使网络设备有更好的兼容性和减少对外界因素的敏感程度。
研究表明，在千兆以太网应用时，6类布线可以将误码率减少10000倍。
这样的效果既减小了误码率，又保证了最大的数据吞吐量，从而提高了信息的传输质量。
选用目前业界杰出的6类结构化联网解决方案-----TCL全套端对端的6类布线解决方案。
可充分保证的产品性能的完整性和优良的匹配性，并按照国家和国际相关标准及公司结构化综合布线系统设计原则和用户的要求设计。
提供20年系统质量保证的承诺。
第4章物理网络设计
拓扑设计
集中式拓扑
把所有电话线路全部集中以网络中心，各建筑采用大对数电缆进行连接，程控交换中心机房分成几个功能区。
统一从网络中心通过光纤出口到电信公司。
基于VOIP软交换的分布式拓扑
每个超过500台电话的地方都需要设一个分支程控交换机，大致有办公楼，学生宿舍组团（3个），家宿区1个，总控交换机1台和1台IP交换机放在网络中心，每个分支地方用光纤连接，组团内部之间用大对数电缆连接，每一幢楼设一个配线架。
统一从网络中心的电信线路通过光纤出口到电信公司。
信息点数
序号
楼宇
估算公式
信息点数
1
教学楼5-1（6层）
40*6
240
2
教学楼5-2（6层）
40*6
240
3
教学楼5-3（6层）
40*6
240
4
体育馆
65+10
75
5
学生活动中心
30
30
6
校医院
40
40
7
食堂12-2
60
60
8
实验楼4-1
50+50+35+35
170
9
实验楼4-2
80=0+20+20+20+20
80
10
实验楼4-3
200=0+50+50+50+50
200
11
图书馆
30+40+45+35
150
12
行政办公楼
40+40+40+40+40+40
240
13
培训中心
20+35+35+35+35+25+25+25+25
260
14
学生宿舍一区（7层*7栋）
（13+10+10+13+16+16+13）*7
637
15
学生宿舍二区（7层*7栋）
（13+10+10+13+16+16+13）*7
637
16
学生宿舍三区（7层*7栋）
（13+10+10+13+16+16+13）*7
637
17
教师住宅区
600
信息结点合计：
4536个＝教学区925+实验实训区450+图书信
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