校園網綜合布線系統設計與分析

摘要:綜合布線系統是校園網的信息傳輸通道，能夠滿足校園網語音、數據、圖像、視頻等多種媒體信息的傳輸，在校園網信息化建設的過程中起著重要的作用。論文是以學校的綜合布線設計為例，簡單介紹了綜合布線系統設計過程中的相關內容。

關鍵詞:校園網;綜合布線;結構化布線;布線系統設計;網絡拓撲

中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)26-7395-02

The Design and Analysis of Generic Cabling System in Campus Network

TIAN Ji-feng

(School of Computer Science and Information Engineering， Shandong Yingcai University， Jinan 250104，China)

Abstract: The Generic Cabling System is a campus network information transmission channels， and it satisfies the campus network information transmission at voice， data， images， video and other multi-media. Information technology in the campus network construction plays an important role. This thesis is based on the design of the Generic Cabling system of school， abrief introduction of the relevant content of designing the Generic Cabling system.

Key words: campus network; generic cabling system; structured cabling; cabling system design; network topology

在教育信息化蓬勃發展的今天，基于校園網的應用不斷革新。通過學校的信息技術建設來提升教學水平、搶占未來教育發展的制高點，成為中國教育界的共識。校園網的建設成為學校必不可少的信息化產物。綜合布線系統作為校園網絡工程的信息傳輸通道，在其中起著重要的作用。

本文以某學院的計算機網絡綜合布線設計為例加以說明。根據學院建設目標，通過本項目的建設，實現了學院教學、科研、辦公，學生檔案、排課、選課等全過程計算機網絡化管理。

1 設計原則

1.1 可靠性和穩定性

系統的高可靠性和穩定性是校園網網絡系統應用環境正常運行的首要條件。我們可以從下面三個方面考慮:網絡設備、主機系統具有很高的平均無故障時間;關鍵網絡設備冗余工作，其關鍵部件可實現在線更換(拔插)，故障的恢復時間在秒級間隔內完成;網絡在設備、拓撲以及線路等方面均應具有較高的可靠性，以保證每周7*24小時，每年365*24小時的正常工作。

1.2 開放性和標準化

整個布線系統的接口全部采用開放技術、支持國際標準協議，具有良好的互連互通性，保證支持同一廠家的不同系列的產品以及與不同廠商的不同網絡設備無縫連接和互操作的能力，而且能支持不同的網絡結構及應用。

1.3 可擴展性和靈活性

整個系統采用先進的跳線管理， 終端的改位、移位只需在配線架上進行簡單的跳線即可實現，便于系統的擴展。靈活擴充性表現在靈活的端口擴充能力、模塊擴充能力、滿足網絡規模的擴充。系統還具備支持新應用的能力，即產品具有支持新應用的技術準備，能夠符合實際要求的，方便快捷地實施新應用。

1.4 先進、成熟和經濟性

綜合布線常采用光纖和雙絞線混布的方式，選用較成熟的線纜類型。綜合布線廠商都有15年的質量保證。綜合布線具有良好的初期投資特性和性能價格比，大大地減少了傳統布線的重復預留。另外模塊化、開放式的產品結

構，降低了日常維護的人力、物力及財力投入，節省運行費用。

2 系統設計與實現

2.1 拓撲結構設計

校園網通常采用層次化的設計方案，便于將來的擴展。本項目中，學院占地800余畝，校舍建筑面積28萬平方米，面積比較大。我們從功能上考慮，把校區分為幾個區:教學辦公區、圖書館區、教工學生宿舍區。采用層次設計方法，將整個網絡劃分為核心層、匯聚層和接入層。在實訓樓的網絡中心部署核心設備，通過千兆以太網互聯各個樓宇，作為組成整個校園網的骨干網，骨干網絡依托千兆鏈路連接各樓宇匯聚的接入。

2.1.1 核心層

核心層一直被認為是流量的最終承受者和匯聚者。本項目中核心采用萬兆核心交換機作為整個校園網的核心設備。信息中心負責為各個樓宇的區塊間流量提供交換平臺，實現骨干網絡之間的優化傳輸。

2.1.2 匯聚層

根據各個樓宇的用戶和流量特點，我們分別在教學A樓、實訓樓等流量比較大的樓宇設置匯聚交換機，擔負著各樓宇用戶數據的數據交換和交換數據的分發。匯聚交換機實現匯聚層數據的交換和轉發，并為各個樓宇或者系部網絡流量做一些安全策略和QoS的設置，實現用戶的流量過濾和智能安全控制。

2.1.3 接入層

分散于學校各個單位和系部，提供最終用戶的網絡接入。接入層主要面對各辦公區和各教學區、宿舍區，接入量大。我們選擇性價比較高的交換機網絡產品作為接入層產品，支持堆疊，支持基于端口、協議的靈活劃分VLAN方式，非常適于一棟大樓內分布不同部門的網絡環境中使用，并支持采用1000M光纖上聯。其物理拓撲結構如圖1。

2.2 綜合布線系統組成

綜合布線系統由六個子系統組成:工作區、管理區、設備間、水平子系統、主干子系統和建筑群子系統。但根據實際情況的不同，不同的樓宇內部系統組成也會有所變化。例如教學C樓信息點的數目比較少，范圍比較小，我們只需要設計工作區、設備間和水平子系統就可以了;而在信息點多、情況復雜的實訓樓，綜合布線系統由管理區、設備間、水平子系統、主干子系統、建筑群子系統以及工作區六個子系統組成。

2.2.1 工作區

工作區是用戶與網絡的接口。主要由計算機等設備終端到信息插座的連線組成，包括一些跳線、軟線等非有源器件。跳線接頭和信息插座的顏色設置需符合國際標準，我們采用的是EIA/TIA 568B標準的線序。跳線根據實際的需要在施工現場手工制作，方便靈活而且價格便宜。

2.2.2水平子系統

水平子系統在整個布線系統中占的比重很大，主要是由配線架、信息插座和它們之間的纜線組成。線纜一般選用超五類非屏蔽雙絞線(UTP)，在允許的條件下，可以考慮6類線纜，甚至是光纖。例如在教師、學生宿舍樓和辦公樓這些帶寬要求不高的地方，我們采用的是性價比較高的超五類非屏蔽雙絞線，滿足100Mbps的數據傳輸速率。而在圖書館和實訓B樓的二樓等要求較高的地方我們采用的是光纖布線，以滿足將來的發展需求。

2.2.3 管理區

管理區是整個布線系統的管理環節，所有水平線纜、主干線纜端接于此。我們可以很方便地根據需要進行跳接，即把跳線跳接到相應的信息端口，滿足增加設備終端、對網絡進行變化的需求。管理區子系統主要包括光纖配線架、銅纜配線架及繞線架。樓層的高度、面積和信息點的數目決定了管理區的數目。經常的做法是一個樓層設置一個管理區，也可以根據實際的需要進行變化。如果單層面積小、信息點比較少，并且纜線在最大允許的傳輸范圍內，我們可以兩個樓層甚至多個樓層設置一個管理區;反之，可以一個樓層設置兩個或者更多的管理區。另外管理區的大小、位置等也有專門的規定。

2.2.4 主干子系統

主干子系統是整個大樓的交通樞紐，主要是將設備間與各配線間連接起來。本系統中一項重要的工作就是電纜的選擇，通常采用大對數電纜或者光纖。電纜總對數的計算，必須遵循干線通道中資源共享原則，即干線線纜的數量和類型不能按信息最大流量時配置，只需要統計信息量的平均值，以避免資源的浪費。通過點對點端接或者分支遞減連接方式，線纜從設備間連接到各個配線間。

2.2.5 設備間

設備間主要由跳線電纜及相關硬件組成，把各個公共系統的設備互連起來。通常情況下，該系統與網絡具體應用相關。設備間的大小、位置需要根據設備的數量、網絡中心位置等因素來綜合考慮決定，但一般處在建筑物的中間位置，例如實訓樓設在二層的網絡中心機房。設備間的跳線因為插拔的次數比較多，可靠性要求高，我們選用的是專用的6類和光纖跳線。

2.2.6 建筑群子系統

建筑群子系統將一個建筑物中的線纜延伸到另外建筑物中的通信設備和裝置上，它由電纜、光纜和入樓處線纜上過流過壓的電氣保護設備等相關硬件組成。線纜通常采用光纜。例如教學樓A樓通過1條6芯室外光纖與核心機房連接。另外我們需要根據現場的敷設情況如工地的大小、建筑物的位置特點等選擇敷設方法。

2.3 信息點及線纜說明

綜合布線中的信息點主要包括語音、數據、圖像和監控信號等。它的估算比較復雜，需要考慮建筑物的性質、規模和人員性質等因素，我們主要的做法是:普通辦公室2個信息點;普通教室2個信息點，大的教室4個信息點;機房至少4個信息點;學生、教工宿舍4個信息點;大會議室6個信息點。另外，有的地方考慮到網絡的擴展，需要預留信息端口。計算結果和纜線使用如下:

教學辦公區包含教學樓A、B、C、D樓4個樓， 共有1000多個信息點。考慮將來的發展需要，教學樓A、C、D樓分別采用1條6芯室外光纖和實訓B樓相連，每個樓都采用星型拓撲結構，同時實訓B樓是整個學院的網絡中心。

圖書館區共有400個信息點，拓撲結構采用星型，中心放在四樓的核心機房，通過1條6芯光纖與B樓相連接，滿足吉比特的數據傳輸速率。樓內干線子系統線纜采用光纖，水平子系統采用超5類電纜。

教工學生宿舍區共有800個信息點，拓撲結構采用星型，考慮校區規劃，還有3座學生宿舍待建設，采用2條6芯室外光纖和教學C樓相連。

實訓B樓包含6個布線子系統，水平子系統中采用超5類的雙絞線，而在垂直干線上采用100對的大對數的電纜;圖書館的水平子系統采用超5類電纜，干線子系統線纜采用光纖;其他的建筑物內信息點數目比較少，范圍小于90米，子系統組成也做了相應的改變，但線纜都采用超5類的雙絞線電纜。

3 系統優勢

在本項目中，為了提高系統的質量和方便維護，我們采用了較為先進的光纜和雙絞線混布的方式;采用模塊化星型拓撲結構，主干段相互獨立。設計過程中，充分考慮了物理鏈路備份問題，使用了雙100Mbps銅纜類型，增加系統的冗余，提高了系統的可靠性，并便于網絡的擴展。主干網上采用了1000Mbps的光纖，減少了周圍的電磁干擾影響，有利于今后更高速率的網絡應用。實訓樓的拓撲結構如圖2。

接入層交換是在第二層進行，支持即插即用，采用1000M光纖上聯，也可支持堆疊、劃分VLAN。我們可以靈活的將每個部門(可跨樓層)處于一個獨立的VLAN中，保證了各個部門之間數據傳輸的安全，提高了網絡訪問效率，同時還便于網絡管理、排錯等。

4 結束語

綜上所述，綜合布線系統是校園網智能化工程的重要組成部分。我們應該依據國家相關標準，結合用戶實際的需求，合理進行綜合布線系統的設計，優化網絡的方案，最終建成一個先進、可靠、開放、經濟實用的綜合布線。另外，設計過程中應采用模塊化設計，提高工程的性價比，便于將來網絡的擴充和改造，適應今后網絡的發展。

參考文獻:

[1] 賀平，余明輝..網絡綜合布線技術[M].北京:人民郵電出版社，2006.

[2] 聶元銘，曾志，劉暉.局域網組建與維護實戰實用[M].北京:人民郵電出版社，2004.

[3] 鄧文達，鄧寧，肖立英.網絡工程與綜合布線[M].北京:清華大學出版社，2007.

[4] 張開棟.通信電纜配線與綜合布線系統[M].北京:人民郵電出版社，2006.