弱电系统设计.docx
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弱电系统设计
**公司办公大楼
弱电系统设计方案
2011-9-22
第一章项目概述
（一）项目简介
国内外的实践均证明，单位网建设的重点在于应用。
而在单位网初建阶段，必须对可能的应用作出规划，使单位网一经建成，就可以进行某些应用，并为更广泛的应用提供一个良好的环境。
**公司计算机网络系统是利用计算机技术和现代化网络技术来提高办公效率及科学性，对**公司的各种业务，包括分布式数据库、多媒体等数据的储存及处理，进行合理的计算机化管理的自动化系统。
该系统应符合国家计算机自动化管理系统的要求，能够方便的处理**公司的各种工作，因此需要我们推荐适合的软、硬件产品，建立一套完整的网络解决方案。
（二）需求范畴
工程的总体目标是：
以促进和发展经济全面建设小康社会为核心，以行政管理业务需求为依据，绿化美化城市，提升生态质量，改善城市环境，建立达到国际先进水平的大型综合计算机管理信息系统，全面实现行政管理的现代化和信息服务的社会化。
根据以上要求及考虑，其布线系统要本着高标准、高水平，按国际一流水平的智慧型办公大楼的设计思想进行设计。
即采用现代先进的结构化布线系统，进行全智能的控制管理，提供多功能的综合信息服务，以满足**公司的局域网、广域网、通讯系统功能的需求和发展，使整片办公大楼成为现代化大楼。
（三）实现办公自动化
办公自动化的内容主要是实现**公司综合楼内信息资源的共享和交换。
为领导、业务部门提供各种信息、财务、人事、公文流转、物业管理等方面的无纸化办公。
因此，该系统应是开放式结构，应能支持电话及多种计算机数据系统。
系统采用物理星型拓朴结构，结构下的每个分支子系统都是相对独立的单元。
（四）支持现有和未来的通信及计算机网络。
既能满足近期需求，又能符合将来发展方向。
避免建成后在较短时间内又要进行扩建改造，造成不必要的浪费。
**公司综合办公楼与其它政府单位一样，数字化是必然趋势。
许多网络设备和计算机正在逐步更新，因此，要求结构化布线系统必须提供足够的带宽。
主干网应具备很高的速率和带宽。
随着应用增加不会造成瓶颈，所以我们选用超五类非屏蔽结构化布线系统，铺设高速信息物理通路。
1、新的局域网主干采用具有第三层交换功能的千兆位以太网（1GigabitEthernet）以满足广大用户的各种要求。
2、新的主干建设应能保护局域网的已有投资，要求与原有网络实施最佳连接，并提供新办公网的管理方案与管理策略。
3、新的主干设备应能满足1000用户接入访问的要求。
4、支持IP多目广播（Multicast）与服务质量（Qos）或服务类型（CoS），满足远程教育的需求。
5、支持虚拟网络（VLAN）。
6、网管软件应具备对接入层交换设备进行远程可操作的能力（如在网络中心对接入交换机进行针对端口IP过滤条件的远程设置）。
7、满足大容量视频、音频无阻塞传输和备份。
（五）办公网建设的整体内容
根据如上需求分析，我们认为一个完整的智能化局域网建设应包括以下几个内容：
1、计算机网络系统
2、安全防范与数字监控系统
3、公共广播（背景音乐）系统
4、有线电视系统
5、会议音响（扩声）系统
6、内、外部电话通讯系统
第二章结构化布线系统
（一）结构化布线系统简介
随着计算机和通信技术的飞速发展,网络应用成为人们日益增长的一种需求,结构化布线即综合布线系统（PremisesDistributedSystem，简称PDS）是网络实现的基础,它能够支持数据、话音及图形图像等的传输要求,成为现今和未来的计算机网络和通信系统的有力支撑环境。
结构化布线系统与智能大厦的发展紧密相关,是智能大厦的实现基础。
智能大厦具有舒适性、安全性、方便性、经济性和先进性等特点,一般包括:
中央计算机控制系统、楼宇自动控制系统、办公自动化系统、通信自动化系统、消防自动化系统、保安自动化系统结构化布线系统等,它通过对建筑物的四个基本要素（结构、系统、服务和管理）以及它们内在联系最优化的设计,提供一个投资合理、同时又拥有高效率的优雅舒适、便利快捷、高度安全的环境空间。
结构化布线系统正是实现这一目标的基础。
（二）结构化布线的发展
结构化布线的最初实施,距今已有十几个年头。
1984年,世界上第一座智能大厦产生。
人们对美国哈特福特市的一座是式大楼进行改造,对空调、电梯、照明、防火防盗系统等采用计算机监控,为客户提供话音通讯、文字处理、电子了件以及情报资料等信息服务。
同时,多家公司转入布线领域,但各厂家之间产品兼容性差。
1985年初,计算机工业协会（CCIA）提出对大楼布线系统标准化的倡仪,美国电子工业协会（EIA）和美国电信工业协会（TIA）开始标准化制定工作。
1991年7月,ANSI/EIA/TIA568即《商业大楼电信布线标准》问世,同时,与布线通道及空间、管理、电缆性能及连接硬件性能等有关的相关标准也同时推出。
1995年底,EIA/TIA568标准正式更新为EIA/TIA/568A,同时,国际标准化组织（ISO）标准出相应标准ISO/IEC/IS11801。
制定EIA/TIA568A标准基于下述目的:
*建立一种支持多供应商环境的通用电信布线系统;
*可以进行商业大楼的结构化布线系统的设计和安装;
*建立和种布线系统配置的性能和技术标准。
该标准基本上包括以下内容:
*办公环境中电信布线的最低要求;
*建议的拓扑结构和距离;
*决定性能的介质参数;
*连接器和引脚功能分配,确保互通性;
*电信布线系统要求有超过十年的使用寿命。
（三）结构化布线的概念
1、定义
结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。
系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输,支持UTP、光纤、STP、同轴电缆等各种传输载体,支持多用户多类型产品的应用,支持高速网络的应用。
2.特点
结构化布线系统具有以下特点：
实用性:
能支持多种数据通信、多媒体技术及信息管理系统等,能够适应现代和未来技术的发展；
2）灵活性:
任意信息点能够连接不同类型的设备,如微机、打印机、终端、服务器、监视器等；
3）开放性:
能够支持任何厂家的任意网络产品,支持任意网络结构,如总线形、星形、环型等；
4）模块化:
所有的接插件都是积木式的标准件,方便使用、管理和扩充；
5）扩展性:
实施后的结构化布线系统是可扩充的,以便将来有更大需求时,很容易将设备安装接入；
6）经济性:
一次性投资,长期受益,维护费用低,使整体投资达到最少。
3、设计规范
1）、国际技术标准及规范：
ISO/IEC11801结构化布线国际标准
EN50173布线欧洲标准
IEEE802.3ae万兆以太网标准
2）、国家、行业及地方标准和规范：
JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
GBJ42-81工业企业通信设计规范
GB\T50311光纤敷设标准
YD/T9261-2-1997大楼通信综合布线系统行业标准
GB/750311-2000建筑与建筑群的综合布线工程设计规范
GB/750312-2000建筑与建筑群的综合布线工程施工验收规范
DB32/181-1998江苏省建筑智能化工程设计标准
3）、产品厂商综合布线系统设计及施工规范
CCITTISDN综合业务数据网络标准
EN55022（电磁兼容）标准
IEC332-3C阻燃要求
EIA/TIA-***民用建筑通信管理标准
GBJ79-85工业企业通讯接地设计规范
ANSIFDDI光纤分布数据接口高速局域网标准
TPDDI双绞线分布数据接口高速局域网标准
TIA/EIA-568B商务楼通信建筑布线北美标准（及草案）
EIA/TIATSB67非屏蔽双绞线系统现场测试传输性能规范
EIA/TIA569商务楼通信通道和空间标准
（四）结构化布线系统的构成
按照一般划分,结构化布线系统包括六个子系统:
工作区子系统、水平支干线子系统、管理子系统、垂直主干子系统、设备子系统和建筑群主干子系统。
1、建筑群主干子系统（CAMPUSSUBSYSTEM）
提供外部建筑物与大楼内布线的连接点。
EIA/TIA569标准规定了网络接口的物理规格,实现建筑群之间的连接。
2、设备子系统（EQUIPMENTSUBSYSTEM）
EIA/TIA569标准规定了设备间的设备布线。
它是布线系统最主要的管理区域,所有楼层的资料都由电缆或光纤电缆传送至此。
通常,此系统安装在计算机系统、网络系统和程控机系统的主机房内。
主要有网络接口、通讯接口、主配线架等等。
3、垂直主干子系统（BACKBONERISERSUBSYSTEM）
它连接通讯室、设备间和入口设备,包括主干电缆、中间交换和主交接、机械终端和用于主干到主干交换的接插线或插头。
主干布线要采用星形拓扑结构,接地应符合EIA/TIA607规定的要求。
常用介质是大对数双绞线、光缆。
4、管理子系统（ADMINISTRATIONSUBSYSTEM）
它是干线子系统和水平子系统的桥梁，同时又可为同层组网提供条件。
其中包括双绞线配线架、跳线和其它相关设备。
在有光纤需要的布线系统中还应有光纤配线架和光纤跳线和其它光纤设备。
当终端位置或局域网结构变化时，只需改变跳线即可解决，而无需重新布线。
5、水平支干线子系统（HORIZONTALSUBSYSTEM）
水平子系统是布在同一层楼上的，一端接在信息插座上，另一端接在层配线间的配线架上。
一般使用四对非屏蔽双绞线，能支持大多数现代通信设备，在某些要求宽带传输时，可采用“光纤到桌面”的方案。
当水平区间面积相当大时，在这个区间内可能有一个或多个卫星配线间，水平线除了要端接设备间之外，还要通过卫星配线间把终端接到信息出口处。
指定的拓扑结构为星形拓扑。
水平布线可选择的介质有三种（100欧姆UTP电缆、150欧姆STP电缆及62.5/125微米光缆）,最远的延伸距离为90米,除了90米水平电缆外,工作区与管理子系统的接插线和跨接线电缆的总长可达10米。
6、工作区子系统（WORKLOCATIONSUBSYSTEM）
由各种应用设备连接到信息插座（InformationOutlet）之间的设备组成。
包括：
信息插座、插座盒、连接跳线和适配器组成。
在每个工作区至少应有两个信息插座,一个用于语音,一个用于数据。
信息插座由符合ISDN标准的八芯或六芯模块化插座组成，插座的管脚组合为：
1&2、3&6、4&5、7&8。
可将电话、计算机、烟感器等设备连接到信息插座上，完成从建筑自控系统的弱电信号到高速数据网和数字话音信号等一切复杂信息的传送。
（五）网络技术介绍
1、FDDI和CDDI（铜质分布型数据接口）
FDDI技术同IBM的Tokenring技术相似，并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施，FDDI支持长达2KM的多模光纤。
FDDI/CDDI有多年的使用历史，是经过考验的成熟技术。
并有众多的网络厂商提供支持。
FDDI的主要缺点是价格同FASTETHERNET相比过于昂贵、只支持光缆和5类电缆。
使用环境受到限制、从ETHERNET升级面临大量移植问题。
2、异步传输模式（ATM）
ATM是一种较新型的单元交换技术，同ETHERNET、TOKENRING、FDDI等使用可变长度包技术不同，ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。
ATM是一种交换技术，它没有共享介质或包传递带来的延时，非常适合音频和视频数据的传输。
ATM使用相同的数据单元，可实现广域网和局域网的无缝连接。
ATM支持VLAN功能，可以对网络进行灵活的管理和配置。
ATM具有不同的速率，分别为25、51、155、622Mbps，从而为不同的应用提供不同的速率。
ATM的缺点主要有以下几点：
ATM的许多概念尚未标准化，尚需时间才能成为一种成熟的标准技术，因此互操作性能不够完善。
现有网络操作系统对ATM的支持不够完善。
ATM网络构件的生产规模不大，价格较高。
3、100VG－AnyLAN
100VG－AnyLAN是一种100Mbps的共享介质技术，它使用共享介质令牌传递总线。
仅有HP公司一家大型厂商提供这一产品，这是100VG－AnyLAN技术的致命缺陷。
它相当于HP的一种专有技术。
4、FASTETHERNET
1995年3月，100BASE－T正式成为IEEE802.3u标准，它具有许多优点：
快速以太网标准得到众多著名网络厂商的支持，其中包括Cisco公司、Cabletron公司、BayNetworks公司、3COM公司、Intel公司等，以及众多的中小型公司和OEM厂商，用户可以得到更多的选择和更好的服务。
10Mbps以太网可以方便的升级为快速以太网，原有的10M型LAN可以无缝的连接到100M型LAN上，通过10/100型集线器连接。
这是其他新型网络技术所无法比拟的。
快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接，能有效的利用现有的设施。
当然快速以太网也有它的不足：
快速以太网是基于载波侦听多路访问和冲突检测（CSMA/CD）技术的，当网络负载较重时，会造成效率的降低，这可以使用交换技术来弥补。
100M快速以太网分类:
1）、100BASE-TX
100BASE-TX是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。
它使用两对双绞线，一对用于发送，一对用于接收数据。
在传输中使用4B/5B编码方式，信号频率为125MHz。
符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT1类布线标准。
使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。
它的最大网段长度为100米。
它支持全双工的数据传输。
2）、100BASE-FX
100BASE-FX是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤（62.5和125um）。
在传输中使用4B/5B编码方式，信号频率为125MHz。
它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。
它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里，这与所使用的光纤类型和工作模式有关。
它支持全双工的数据传输。
100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。
3）、100BASE-T4
100BASE-T4一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。
它使用4对双绞线，3对用于传送数据，1对用于检测冲突信号。
在传输中使用8B/6T编码方式，信号频率为25MHz。
符合EIA586结构化布线标准。
使用同10BASE-T相同的RJ-45连接器。
它的最大网段长度为100米。
5、千兆位以太网技术
千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性，在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性，它是在赢得了巨大成功的10M和100MIEEE802.3以太网标准的基础上的延伸，提供了1000Mbps的数据带宽。
这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。
以太网标准IEEE802.3z
1000Mbps通信速率的情况下的全双工和半双工操作。
802.3以太网帧格式。
载波侦听多路访问和冲突检测（CSMA/CD）技术。
在一个冲突域中支持一个中继器（Repeater）。
10BASE-T和100BASE-T向下兼容技术。
基于不同传输介质的连接距离：
1000BASE-CX一种基于铜缆的标准，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为25米。
1000BASE-LX基于1300nm的单模光缆标准时，使用8B/10B编码解码方式，最大传输距离为3000米。
基于50微米或62.5微米多模光缆标准，使用8B/10B编码解码方式，传输距离为300到550米。
1000BASE-SX基于780nm的FibreChanneloptics,使用8B/10B编码解码方式，使用50微米或62.5微米多模光缆，最大传输距离为300米到500米。
1000BASE-T基于无屏蔽双绞线传输介质，使用1000BASE-TCopperPHY编码解码方式，传输距离为100米。
千兆以太网的特点主要包括如下：
1）．千兆位以太网提供完美无缺的迁移途径，充分保护在现有网络基础设施上的投资。
千兆位以太网将保留IEEE802.3和以太网帧格式以及802.3受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。
2）．千兆位以太网相对于原有的快速以太网、FDDI、ATM等主干网解决方案，提供了一条最佳的路径。
至少在目前看来，是改善交换机与交换机之间骨干连接和交换机与服务器之间连接的可靠、经济的途径。
网络设计人员能够建立有效使用高速、关键任务的应用程序和文件备份的高速基础设施。
网络管理人员将为用户提供对Internet、Intranet、城域网与广域网的更快速的访问。
3）．IEEE802.3工作组建立了802.3z和802.3ab千兆位以太网工作组，其任务是开发适应不同需求的千兆位以太网标准。
该标准支持全双工和半双工1000Mbps，相应的操作采用IEEE802.3以太网的帧格式和CSMA/CD介质访问控制方法。
千兆位以太网还要与10BaseT和100BaseT向后兼容。
此外，IEEE标准将支持最大距离为550米的多模光纤、最大距离为70千米的单模光纤和最大距离为100米的铜轴电缆。
千兆位以太网填补了802.3以太网/快速以太网标准的不足。
千兆以太网的构建
千兆以太网络是由千兆交换机、千兆网卡、综合布线系统等构成的。
千兆交换机构成了网络的骨干部分，千兆网卡安插在服务器上，通过布线系统与交换机相连，千兆交换机下面还可连接许多百兆交换机，百兆交换机连接工作站，这就是所谓的“百兆到桌面”。
在有些专业图形制作、视频点播应用中，还可能会用到“千兆到桌面”，及用千兆交换机联到插有千兆网卡的工作站上，满足了特殊应用下对高带宽的需求。
千兆位以太网标准主要针对三种类型的传输介质：
单模光纤；多模光纤上的长波激光（称为1000BaseLX）、多模光纤上的短波激光（称为1000BaseSX）；1000BaseCX介质，该介质可在均衡屏蔽的150欧姆铜缆上传输。
IEEE802.3z委员会模拟的1000BaseT标准允许将千兆位以太网在5类、超5类、6类UTP双绞线上的传输距离扩展到100米，从而使建筑楼宇内布线的大部分采用UTP双绞线，保障了用户先前对以太网、快速以太网的投资。
对于网络管理人员来说，也不需要再接受新的培训，凭借已经掌握的以太网网络知识，完全可以对千兆以太网进行管理和维护。
如何升级至千兆以太网
把10M、100M网络升级至千兆的条件并不多，最主要的是综合布线条件。
千兆以太网指的是网络主干的带宽，要求主干布线系统必须满足千兆以太网的要求。
如果原来的网络覆盖距离相隔几百米至几公里的多幢建筑物，则原来的主干布线一般采用的是多模或单模光纤，能够满足千兆主干的要求，可以不必重新敷设光纤了。
在建筑物之间的距离小于550米的情况下，一般敷设价格相对低廉的多模光纤就可以满足千兆以太网的需要。
如果原来的网络只覆盖了一幢建筑，而且最远的网络节点与网络中心的距离不超过100米，则可以利用原来的5类或超5类布线系统。
如果原来的布线系统达不到5类标准，或者采用了总线型布线系统而不是星型布线系统，则必须重新布线。
升级至千兆以太网，首先要将网络主干交换机升级至千兆，以提高网络主干所能承受的数据流量，从而达到加快网络速度的目的。
以前的百兆交换机作为分支交换机，以前的集线器则可以在布线点不足的地方使用。
目前千兆交换机的产品已经很多，可以根据网络的要求和预算等实际情况选择。
网络上的服务器需要吞吐大量的数据，如果网络主干升级至千兆，但是服务器网卡还停留在百兆的水平上，服务器网卡就会成为网络的瓶颈，必须使用千兆网卡才能消除这个瓶颈，解决方法是在原来的服务器上添加千兆网卡。
注意应该优先选购64位PCI的千兆网卡，其性能比普通PCI千兆网卡高一些。
千兆网卡可以根据网络的要求和预算等实际情况选择。
网络主干升级了，网络的分支也应随之升级。
如果原来的用户计算机已经安装了10M/100M自适应网卡，则可以不必升级网卡，只要将网卡接到百兆交换机上就可以了；如果原来使用的是10Mbps网卡，则需要将网卡更换为10M/100M自适应网卡，这样才能提高工作站访问服务器的速度。
千兆以太网的前景预测
千兆以太网是建立在以太网标准基础之上的技术。
千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE802.3标准中所定义的管理对象。
作为以太网的一个组成部分，千兆以太网也支持流量管理技术，它保证在以太网上的服务质量，这些技术包括IEEE802.1P第二层优先级、第三层优先级的QoS编码位、特别服务和资源预留协议（RSVP）。
千兆以太网还利用IEEE802.1QVLAN支持、第四层过滤、千兆位的第三层交换。
千兆以太网原先是作为一种交换技术设计的，采用光纤作为上行链路，用于楼宇之间的连接。
之后，在服务器的连接和骨干网中，千兆以太网获得广泛应用，由于IEEE802.3ab标准（采用5类及以上非屏蔽双绞线的千兆以太网标准）的出台，千兆以太网可适用于任何大中小型企事业单位。
目前，千兆以太网已经发展成为主流网络技术。
大到成千上万人的大型企业，小到几十人的中小型企业，在建设企业局域网时都会把千兆以太网技术作为首选的高速网络技术。
千兆以太网技术甚至正在取代ATM技术，成为城域网建设的主力军。
预计到2005年之前，数据传输量每年将以3倍的速度增长，并于当年超过语音传输量，成为全球通信网络主要的传输方式。
面对日益增长的数据流和多媒体服务，大容量、高速率、多功能模块高端网络产品的市场规模将不断扩大。
万兆以太网将是以后的主流，但至少在近两年内，千兆以太网仍然是市场上的主流。
6、万兆以太网
在国际标准组织开放式系统互联（OSI）参考模型下，以太网是第二层协议。
万兆以太网使用IEEE802.3以太网介质访问控制协议（MAC）、IEEE802.3以太网帧格式以及IEEE802.3最小和最大帧尺寸。
万兆以太网技术基本上承袭过去的以太网、快速以太网及千兆以太网技术，从速度和连接距离上来说，万兆以太网是以太网技术自然发展中的一个阶段。
因此在用户普及率、使用的方便性、网络的互操作性及简易性上都占有极大的引进优势。
在升级到万兆以太网解决方案时，用户不需担心既有的程序或服务是否会受到影响，因此升级的风险是非常低的。
这不仅可以从过去以太网一路升级到千兆以太网中得到证明，同时在未来升级到万兆，甚至四万兆（40G），十万兆（100G）都将是一个很明显的优势。
根据万兆以太网标准IEEE802.3ae，万兆以太网将保留802.3帧格式、保留802.3最小/最大帧长度、局域网/城域网PHY（物理层）的速率可达万兆，而广域网PHY的速率为9.29千兆（可支持SONET/SDH）。
万兆以太网与以前以太网技术的不同之处主要表现在以下两点。
首先是具有适用于单模光纤的长距离接口（40公里或以上），可用于局域网PHY或广域网络（广域网PHY）；其次是万兆以太网提供了可选择的广域网PHY。
万兆位以太网只对光纤作用，并只能在全双工模式下操作，这意
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