移动通信课程设计移动无线信道多径衰落的仿真

1、*实践教学*兰州理工大学计算机与通信学院2011年秋季学期移动通信 课程设计题 目：移动无线信道多径衰落的仿真 专业班级： 通信工程（4）班 姓 名： 王彬 学 号： 08250408 指导教师： 张玺君 成 绩： 摘 要移动通信的发展速度非常的快，而无线信道是移动通信中传输信号的媒介，只有深刻掌握和了解移动无线信道的特征，我们才能提出解决各种干扰的措施。这对于提高系统的抗噪声性能和提高系统的传输可靠性都具有非常重要的作用。本次设计在简要介绍了移动无线信道的基本概念、特点、分类及理论知识上，针对移动无线信道中信号传输环境的复杂性和随机性，结合matlab软件运用数字信号处理方法仿真分析了无线信

2、道各信号受多径干扰的情况。关键词：移动信道；多径衰落；matlab仿真前 言移动无线信道传输特性的仿真对移动通信的研究具有重要意义,其中多径衰落仿真又是其中的重点和难点。针对多普勒频移和无线信道的随机性,讨论了无线信道的小尺度模型。运用数字信号处理方法,在频域给出了多普勒滤波仿真信道多径衰落的方法、频率选择性信道的仿真模型和仿真曲线。该方法较好地模拟了信号载波频率和通信终端移动速度的影响。多径效应（multipatheffect）是电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中（包括所有波段），常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量

3、场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。多径效应移动体（如汽车）往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，频率选择性可能表现明显，形成交调。与此相应，由于不

4、同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。多径效应移动体往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成，随着汽车位置的变化，各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。ii目 录摘 要i前 言ii第1章 学校描述1第2章 需求分析22.1 带宽（核心层、（部门层、）桌面）32.1.1 主干网带宽的考虑32.1.2 客户机的带宽分析32.2 子网与vlan规划32.2.1 子网按照学校的地理分布和应用的数据流量进行划分32.2.

5、2 工作组网42.3 实现的信息服务42.4 应用程序42.5 存储系统分析52.6 系统及数据安全分析52.6.1 网络安全规划52.6.2 校园网防病毒解决方案62.7 qos62.8 网间隔离63.1 主干网传输方案设计83.1.1 兰州一中校园网方案设计83.1.2 网络结构说明83.2 internet接入方案93.3 远程访问支持93.4 子网划分与vlan设定103.5 网间隔离方案设计103.6 存储方案113.7 设备选型123.7.1设计思路123.7.2服务器设备选型方案133.8 软件143.9 信息服务方案153.10 综合布线方案153.10.1结构化综合布线系统的

6、组成及设计163.10.2 综合布线应用实例16第4章 网络管理184.1 网络管理设计184.2 网络管理员184.3 关键设备的管理194.4 ip地址的管理19第5章 系统主要设备报价20参考文献21课程设计总结22第1章 移动通信通信双方有一方或两方处于运动中的通信。包括陆、海、空移动通信。采用的频段遍及低频、中频、高频、甚高频和特高频。移动通信系统由移动台、基台、移动交换局组成。若要同某移动台通信，移动交换局通过各基台向全网发出呼叫，被叫台收到后发出应答信号，移动交换局收到应答后分配一个信道给该移动台并从此话路信道中传送一信令使其振铃。1.1移动通信的特点(1)移动性。就是要保持物体

7、在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。(2)电波传播条件复杂因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多卜勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。(3)噪声和干扰严重。在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。(4)系统和网络结构复杂。它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。(5)要求频带利用率高、设备性能好。1.2无线信道移动通信的传输媒介即大气空间就是无线道，无

8、线信道有很复杂的特性，并且其特性会不断的变化，各种地形地物的影响和用户终端的移动使得无线信道具有极大的随机性。一般用路径损失、阴影衰落和多径衰落三种效应描述大、中、小三种不同尺度范围内信道对传输信号的作用。多径衰落也称快衰落，是由于同一信号沿两个或多个路径传播，以微波的时间差到达接收机时相互干涉引起的。而这些波称为多径波，多径波在接收天线处合成一个幅度和相伴都急剧变化的信号，其变化程度取决于多径波的强度、传播时间差以及传播信号的带宽。主要表现在三个方面：1. 经过短距离或短时间传播后信号强度产生急剧变化；2. 在不同路径上，存在着时变多普勒频移引起的随机频率调制；3. 多径传播时延引起的扩展。

9、1.2.1常用的改善方法针对种种情况，在移动通信中，可以采取功率控制、基站切换、分集、交织、自适应均衡等各种有效的方法来保证通信的质量。在仿真验证这些方法的效果时，常常首先对信道衰落尤其多径衰落进行仿真。1.2.2移动无线信道的分类各类信号从发射端发送出去以后，在到达接收端之前经历的所有路径纺称为信道。如果其中传输的无线电信号的话，那么电磁波所经历的路径就被称之为无线信道。与其他通信信道相比，无线信道是最为复杂的一种。无线传播环境是影响无线通信系统的的基本因素。发射机与接受机之间的无线传播路径，因从经历简单的视距传播到遭遇各种复杂的地物（如建筑物、山脉和树林等）所引起的反射，绕射和散射传播等而

10、显得非常复杂。另外，移动台相对于发射台移动的方向和速度，甚至收发双方附近的移动物体也对接受信号有很大的影响。因此，这使得无线信道具有极大的随机性。移动通信信号在空间传播中所经历的衰落大体可以分为两类：即大尺度衰落和小尺度衰落。大尺度衰落是由于发射机与接收机之间的距离和两者之间的障碍物（如山丘、森林、建筑物等）的遮蔽影响而造成的信号强度的衰减，它反映了移动信号在较大区域中的平均能量减少，或称为路径损失。而小尺度衰落是指当移动台在一个较小的范围运动时，引起的接收信号的幅度，相伴和到达角等的快速变化。信号在传播过程中，受各种环境的影响会产生反射、衍射和散射，这样就使得到达接收机的信号是许多路径信号的

11、叠加，因而这些路径信号的叠加在没有视距传播情况下的包络服从瑞利分布。当多径信号中包含一条视距传播路径时，多径信号就服从莱斯分布。根据信号多径附加时延的大小，小尺度衰落又可以分为平坦衰落和频率选择性衰落。另外，由于移动台的移动性而导致接收到的信号产生多普勒频移（频率色散），根据多普勒扩展的大小，信道又可以分为快衰落信道和慢衰落信道。第2章 多径衰落在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，这种现象就是多径效应。这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性，导致接收信号呈衰落状态；这些电磁波射线到达的时

12、延不同，又导致码间干扰。若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，而由此多径效应产生的衰落叫多径衰落，它也是产生码间干扰的根源。对于数字通信、雷达最佳检测等都会产生十分严重的影响。在实际的无线电波传播信道中（包括所有波段），常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。2.1 多径效应多径效应（multipatheffect）是电波传播信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中（包括所有波段），常有许多时延不同的传

13、输路径。各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。因此，多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。多径效应移动体（如汽车）往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。各条路径的电长度会随时间而变化，故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉，形成总的接收场的衰落。各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此，它们的干涉效果也因频率而异，这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中，

14、频率选择性可能表现明显，形成交调。与此相应，由于不同路径有不同时延，同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开，而窄脉冲信号则前后重叠。多径时延特性可用时延谱或多径散布谱（即不同时延的信号分量平均功率构成的谱）来描述。与时延谱等价的是频率相关函数。实际上，人们只简单利用时延谱的某个特征量来表征。例如，用最大时延与最小时延的差，表征时延谱的尖锐度和信道容许传输带宽。这个值越小，信道容许传输频带越宽。传播的多径效应经常发生而且很严重。它有两种形式的多径现象：一种是分离的多径，由不同跳数的射线、高角和低角射线等形成，其多径传播时延差较大；另一种是微分的多径，多由电离层不均匀体所引起，其多

15、径传播时延差很小。对流层电波传播信道中的多径效应问题也很突出。多径产生于湍流团和对流层层结。在视距电波传播中，地面反射也是多径的一种可能来源。2.1.1 多径传输的影响多径效应也会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道，其统计学模型可以由莱斯衰落描述。信号电平高低起伏的现象叫做衰落；多径传输中，由于来自不同路径的信号相互叠加干涉，很容易产生衰落现象，分为快衰落和慢衰落。2.2 多径衰落在陆地移动通信中，移动台常常工作在城市建筑群和其它地形物较为复杂的环境中，其传输信道的特性是随时随地而变化的，因此移动信道是典型的随参信道

16、。移动通信中最难克服的是快衰落引起的时变特性。接收信号强度出现快速、大幅度的周期性变化，称为多径快衰落，也称小区间瞬时值变动。统计表明，在障碍物均匀的城市街道或森林中，信号包络起伏近似于瑞利（rayleigh）分布，故多径快衰落又称为瑞利衰落。快衰落的衰落幅度变化与地形地物有关，可达10db30db，且衰落速度与移动台移动速度有关。在没有直达路径的情况下（当多径数较多时，各路径信号幅度差异很小），快衰落服从瑞利分布： 式中信号幅度均值为：其中为方差，易知当时取得最大值。在存在直达路径的情况下（在各径信号当中有一径信号强度明显高于其他各径），快衰落服从莱斯（rice）分布：其中为第一类修正贝赛尔

17、函数。由上式可知当为零，即不存在直达路径时，此式表示瑞利分布。快衰落的成因之一多径效应在前面已经给出了介绍，下面再介绍快衰落的另一种成因：多普勒频移。在多径条件下，由移动体的运动速度和方向引起信号频谱展宽的现象称为多普勒效应。多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移，可用下式表示：式中是入射电波与移动台运动方向的夹角，是移动电台的速度，是波长。其中与入射角无关，是的最大值，称其为称为最大多普勒频移。快衰落可以分为以下三类：空间选择性衰落，频率选择性衰落和时间选择性衰落。所谓选择性，是指在不同的空间、不同的频率和不同的时间，其衰落特性是不同的。下面首先介绍三个概念：时延扩展、相干带宽和相干时间。2

18、.2.1时延扩展考虑到多径的影响，无线信号有不同的路径，每个路径有不同的路径长度，因此每个路径的信号到达时间是不同的，这种由于多径效应引起的接收信号中脉冲宽度扩展的现象，成为时延扩展，用符号表示。时延扩展会造成数字系统符号间干扰，因此限制了数字系统的最大符号率。为了避免码间串扰，应使码元周期大于多径引起的时延扩展，即其中表示码元周期，表示码元速率。平均时延扩展为式中表示时延概率密度函数，可以表示为指数形式和均匀形式，其中。对于近距离散射体、距离高大建筑物和远山的环境，多径时延扩展可近似为指数分布，指数形式的时延扩展可表示为2.2.2相干带宽信号通过移动信道时会引起多径衰落，因此需要考虑信号中不

19、同频率分量所受到的衰落是否相同。相关带宽表征的是信号中两个频率分量基本相关的频率间隔。衰落信号中的两个频率分量，在其频率间隔小于相关带宽时，它们是相关的，衰落特性具有一致性；在其频率间隔大于相关带宽时，它们是不相关的，衰落特性不具有一致性。根据衰落与频率的关系，可将衰落分为两种：频率选择性衰落和非频率选择性衰落，后者又称为平坦衰落。所谓频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落情况与频率有关，即信号经过传输后，各频率所受到的衰落具有非一致性，因而波形失真，成为频率选择性衰落。所谓非频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与频率无关，即信号经过传输后，各频率所受的衰落具有一致性，即相关性，因而衰落波形

20、不失真。当信号带宽小于相关带宽时，信号通过信道传输后各频率分量的变化具有一致性，成为非频率选择性衰落。这里，对相关带宽再做一点说明：相关带宽表征的是信号中两个频率分量基本相关的频率间隔。对于具有某一时延扩展值的一条信道，衰落信道的两个频率分量是否相关，取决于它们的频率间隔。在实际应用中，常用最大时延的倒数来规定带宽，即一般来说，窄带信号通过移动信道时将引起平坦衰落，而宽带扩频信号将引起频率选择性衰落。2.2.3相干时间多径效应可能引起时间选择性衰落，多普勒频移引起的频率扩展，使得信号在经过多径传输后可能引起时间选择性衰落。一般情况下，有关时间近似定义为多普勒频移的倒数，表示为若表示发送信号的码

21、元周期，当时，会产生时间选择性衰落。一般情况下，所以不会产生时间选择性衰落，多普勒频移引起的频率扩展可以忽略不予考虑。2.3 多径衰落产生的原因在实际移动通信中可根据产生的条件大致分为下述三类：一、是由于快速移动用户附近的物体的反射而形成的干扰信号，其特点是由于用户的快速移动，在信号的频域上产生了多普勒频移扩散，从而引起信号在时域上时间选择性衰落；二、用户信号由于远处的高大建筑物或山丘的反射而形成的干扰信号。其特点是传送的信号在空间与时间上产生了扩散。空域上波束角度的扩散将引起接收点信号产生空间选择性衰落，时域上的扩散将引起接收点信号产生频率选择性衰落；三、是由于接收信号受基站附近建筑物和其他

22、物体的反射而引起的干扰。其特点是严重影响到达天线的信号入射角分布，从而引起信号在空间的选择性衰落。第3章 移动无线信道的仿真3.1 传输模型的建立发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收机，频率f30mhz时，典型的传播通路如图3.1所示。沿路径从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是vhf和uhp频段的主要传播方式；沿路径的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波；路径的电波沿地球表面传播，称为地表面波。由于移动台与基站的相对运动，使得每个多径波都经历了明显的频移程，这种现象称为多普勒频移，它与移动台的运动速度、运动方向接收机多径波的入射角有关。假设移动台在长度为d，端点为

23、x与y的路径上以速率v运动时，收到来自远端源s发出的信号，如图3.1所示。图3.1电波传播示意图无线电波在x与y点上分别被接收时所走的路径差为式中d，t为移动中从x一y所需的时间；为入射波的夹角，由于远端距离很远，可假设x，y处的夹角是相同的。所以，由路径差先造成的接收信号变化值为：=2=2vtcos（1）则多普勒频移为：fd=2t=vcos=fmcos（2）式中fm为最大多普勒频移。从上式中可以看出，若移动台朝入射波方向运动，则由于多径分量经由不同的方向传播到达接收机，从而造成接收机信号的多普勒扩展，增加了信号带宽。3.2小尺度无线信道模型目前流行的局域网骨干技术为千兆以太网技术，包括万兆以

24、太网技术已经很成熟。从用户实用角度以及性价比角度来讲，我们选择千兆以太网技术为兰州一中校园网骨干技术，在核心交换机、接入层交换机均配备了千兆光纤接口，实现网络中心主干到每个楼群平台以千兆多模光纤传输（必要时可实现链路汇聚实现2-8g全双工带宽）。3.1.2 网络结构说明本方案校园网的拓扑结构为星型结构，网络为三级结构：1中心节点网络中心位于实验楼的三楼的网络中心放置校园网的核心设备，如路由器、防火墙、核心三层交换机、服务器（媒体服务器、课件服务器、文件服务器、网管服务器等）并预留将来与学校以外的园区的通信接口和学校家属楼的接口2二级节点校园网主干节点校园网的两条多模光缆，从实验楼的网络中心的核

25、心交换机dcrs7216上辐射到办公楼、学生公寓楼的dcrs5512g上可网管的汇聚层交换机上，并在二级主干节点处端接，形成校园网千兆骨干链路。在主干网节点上安装的dcrs5512g交换机位于网络的第二级，它向上通过千兆多模光纤与网络中心的dcrs7216主干交换机相连，向下通过非屏蔽六类双绞线与dcs3926s相连，形成兰州一中校园网的第二级。3三级节点校园网的另外两条多模光缆，从实验楼的网络中心的核心交换机dcrs7216上辐射到行政楼、综合楼的各楼层配线间的dcs3926s可网管的二层交换机上，并在二级主干节点处端接，形成校园网千兆骨干链路。在主干网节点上安装的dcs3926s交换机位于

26、网络的第三级，它向上通过千兆多模光纤与网络中心的dcrs7216主干交换机相连，向下通过非屏蔽双绞线与其它建筑物内的部门交换机级连或直接与用户工作站相连。3.2 internet接入方案兰州一中内部网络拓扑结构图如图3.1所示。图3.1 兰州一中内部网络拓扑结构图 3.3 远程访问支持远程访问提供电话拨号访问功能，使用户在家中、在外地都可以访问校园网。远程工作站通过拨号接入校园网，采用点对点的协议为ppp。远程访问服务器ras与调制解调器modem组合实现远程访问功能。由于拨号网络是攻击网络的可能的主要入口，因而必须在技术和管理两个方面加强管理。远程访问服务应提供以下功能：拨号访问（telne

27、t/rlogin/ppp）支持；静态/动态地址分配；多协议（ip和ipx）透明访问支持；用户访问和安全控制；拨出（dial-on-demand, dial-out）功能；自动协议检测和转换；远程控制和维护；网管支持。3.4 子网划分与vlan设定为了提高网络整体性能和安全性，目前局域网中普遍采用vlan（即虚拟网）技术，通常vlan和ip子网的划分同时进行。vlan有多种划分方式，其中基于端口的vlan是最容易实现、最容易管理的一种。vlan的具体实现：1将兰州一中的内部服务群、威驰易网管、核心交换机等设备和各个教室的多媒体教学终端划分在同一个vlan1里面，ip地址设置为192.168.1.

28、x/242将办公楼内计算机网络划分在vlan2里面,ip地址设置为: 192.168.2.x/24,3将学校现在计算机教室划分在vlan3里面,ip地址设置为； 192.168.3.x/244将学校行政楼的计算机划分在vlan4里面,ip地址设置为； 192.168.4.x/245将兰州一中此次项目中新建的计算机划分在vlan5里面,ip地址设置为: 192.168.5.x/246对于兰州一中某些特殊的部门,如财务等部门，划分在vlan6里面，ip地址设置为：192.168.6.x/243.5 网间隔离方案设计网络隔离，英文名为network isolation，主要是指把两个或两个以上可路由

29、的网络(如：tcp/ip)通过不可路由的协议(如：ipx/spx、netbeui等)进行数据交换而达到隔离目的。由于其原理主要是采用了不同的协议，所以通常也叫协议隔离(protocol isolation)。1997年，信息安全专家mark joseph edwards在他编写的understanding network security一书中，他就对协议隔离进行了归类。在书中他明确地指出了协议隔离和防火墙不属于同类产品。 网络隔离的关键是在于系统对通信数据的控制，即通过不可路由的协议来完成网间的数据交换。由于通信硬件设备工作在网络七层的最下层，并不能感知到交换数据的机密性、完整性、可用性、可

30、控性、抗抵赖等安全要素，所以这要通过访问控制、身份认证、加密签名等安全机制来实现，而这些机制的实现都是通过软件来实现的。因此，隔离的关键点就成了要尽量提高网间数据交换的速度，并且对应用能够透明支持，以适应复杂和高带宽需求的网间数据交换。而由于设计原理问题使得第三代和第四代隔离产品在这方面很难突破，既便有所改进也必须付出巨大的成本，和“适度安全”理念相悖。3.6 存储方案作为课件服务器和管理及媒体服务器系统，我们不但要保证整个系统的稳定性和安全性，还要保证系统的不间断的运行。因此我们建议使用2台曙光天阔i650(r)机架式服务器分别作为课件服务器和管理及媒体服务器，并且建议兰州一中在以后的使用过

31、程中，保证学校保贵的课件和媒体资源的安全性，在两台曙光天阔i650(r)机架服务器之间采用曙光s1100 scsi盘阵技术作为双机热备。作为web服务器系统，我们不但要保证整个系统得稳定性和安全性，还要保证系统的不间断的运行，而且要保持高效率的运行，使服务器能提供不间断的高速的外部访问。在此我们选用1台曙光天阔i650(r)机架式服务器作为web服务器。同样建议兰州一中在以后的使用过程加持曙光s1100 scsi盘阵技术作为web服务器的硬盘备份，来进一步提高web服务器的数据的安全性。3.7 设备选型3.7.1设计思路通常的网络，一般将核心层和汇聚层合并，形成两层的简单网络结构。核心层设置在

32、网络中心，由一台高性能、高可靠性的路由交换机来担当。接入层包括各配线间接入、远程接入，采用二层网管交换机（配线间接入）或防火墙（远程接入）。但在行政楼和办公楼只统一设置一个配线间，考虑到这两栋楼宇信息点比较密集，同时该区域又是兰州一中校园网重点应用的区域。因此，我们设计在此处配置一台汇聚交换机，通过两根千兆光纤（链路汇聚）和核心交换机相连。向下则通过千兆铜缆连接二层接入交换机。1核心层我们选用国内知名品牌神舟数码dcrs-7216核心路由交换机来担当兰州一中校园网的核心交换机。在核心交换机配备如下功能模块：神州数码dcrs-7216 ，1台（18插槽核心路由交换机机箱。包含1个mrs-7216

33、-m交换管理模块和3个mrs-7200-ac交流电源模块;交换背板384g;包转发速率143mpps，l2/l3全线速;最大千兆端口数量192口;mac表项64k;vlan表项4k;ip路由表项100k）sw-7200-ar（dcrs-7200标准三层升级软件，包括ospf,bgp4,pim和dvmrp，）1套mrs-7200e-12gt，1块（dcrs-7200增强系列12口10/100/1000base-t模块，三于连接各服务器，威驰易网管、数字媒体中心，实验楼接入层交换机等设备）mrs-7200e-12gb，1块（dcrs-7200增强系列12口1000base-x（gbic）千兆模块，

34、用于连接行政楼、综合楼以及办公楼和育才楼的汇聚层交换机）sfp-sx光纤模块4块（1000base-sx sfp接口卡模块，lc接口）2汇聚层采用神州数码dcrs-5512gc作来作为 兰州一中校园网部分区域的汇聚层交换机。具体配置如下功能模块：dcrs-5512gc整机1台（12口千兆路由交换机，4口sfp+8口combo（sfp/gt，可能过千兆铜缆连接办公楼和育才楼的8台二层接入交换机）sfp-sx 2块（1000base-sx sfp接口卡模块，lc接口。通过两条千兆光纤，用链路汇聚的方式和核心交换机7216相连，从而实现2g的全双工带宽）3接入层在接入层我们选用选用神州数码dcs39

35、26二层可网管交换机，具体参数如下：24口10/100base-tx可堆叠交换机(v2.0)，带2个扩展插槽;交换背板18g;包转发速率6.6mpps，全线速;mac表项8k;vlan表项256。在信息较多的地方，我们可将二台3926堆叠，来满足用户的需求（在综合楼就需要堆叠2台3926，来实现45个信息点的接入）。3.7.2服务器设备选型方案1服务器选型的原则对于服务器的选型的原则，我们首先应该明确一点，即高端应用一定要有高端服务器来支持。对于一个比较大的系统来说，主服务器应该满足以下要求：高可靠性，并能提供高可用性解决方案 ； 系统级高度安全性； 良好的可扩展性和投资保护手段 ； 技术的先

36、进性； 经济性； 易于管理和维护； 开放性，能方便与其它系统相连接；2推荐的选型方案作为资源库服务器和监控服务器来说，主要是为兰州一中的教师和学生提供多媒体电子图书和多媒体视频素材，以及兰州一中校园公共区域的30个监控的视频录像功能，因此，必须高速、大容量的硬盘来满足这些特定的需求。因此，在此次方案中我们选择2台曙光天阔i650(r)机架式服务器，来分别作为资源服务器和监控录像服务器。3.8 软件开放系统与标准化所谓开放就是要求系统的网络环境、操作系统、数据库资源以及客户端开发工具建立在有关工业标准之上，用户在软硬件的选择上有广阔的余地，而且能够在原有的系统之上方便扩充。标准是开放的前提，只有

37、建立在一定的标准之上，各种平台上的各种应用系统才能方便的集成在一起。internet应用框架就是一个标准的开放系统。其中涉及的主要标准如是：网络层/传输层协议 tcp/ip、spx/ipx、netbuei应用层协议 snmp，ftp，http，rpc网络计算构架 java、activex、cgi、asp数据库查寻语言 sql数据库访问api odbc、jdbc、db-library 基于web-client/server的体系构架以网络为基础的、强调分布式信息处理的web-client/server体系结构，已成为当前信息处理的主流，iternet/intranet各种服务中，e-meil、f

38、tp、web、dns、telnet、数据库查询等都是基于web-clientl/server结构有如下优点：服务器作为数据处理的焦点，便于对数据处理的集中管理；充分利用服务器的系统资源；降低了对可户机的要求；减少了网络传输的数据量，减少了网络负荷；web技术流行后，浏览器成了客户端的标准配置，web服务器成了服务器端标准的、必不可少的应用服务器。浏览器向用户提供各种服务的界面，服务器负责从各种服务器收集结果并返回客户端浏览器。服务器和客户端软件平台的选择根据实际情况和需求，我们选择windows 2000做为文件服务器操作系统平台，采用随pc机自带的win98操作系统作为客户端软件。3.9 信

39、息服务方案一个综合应用的校园网为教师和学生提供各种网络服务和应用。目前，我们主要从以下几个方面展开校园网的建设工作：1较多可共享的网络资源，包括计算、 存储、外部设备、软件库和数据库分布在校园网。可支持较多课程的科学计算，可通过数学模型进行物理现象的仿真图形显示，可作为计算机辅助设计的工具等应用。2用户通过网络服务，应用各种cai资源（软件、硬件和课件）。cai资源主要配置在cai实验室及各系计算机网络教室，在网络中心的server nt服务器和netware服务器上开发与安装的计算机辅助英语教学，和计算机网络技术教学系统可供任何接在校园网的计算机用户使用。连网的计算机配有投影电视及投影机，可

40、在课堂上进行现场计算机辅助教学。3电子邮件服务设施为教师和学生提供了在课上和课余进行教学活动和交流的强有利的通信工具。同时，也是与外界联系的强有利的工具。4为全校行政管理信息系统和学校办公自动化提供网络环境。学生的学籍管理，教师的教学项目管理，人事管理，财务管理等信息管理，建立在校园网环境下的数据库管理系统。用户通过www服务可查阅、浏览、检索多种数据库资源。5图书馆及校刊是学校学术信息中心，计算机网络引入图书、校刊管理和服务系统，并连入校园网通过www资源及数据库联机检索，为教师、学生提供了通过网络使用图书馆资源及校刊的www平台。3.10 综合布线方案计算机网络技术与综合布线系统息息相关。

41、计算机和通信技术的飞速发展，网络应用已成为人们日益增长的一种需求；而结构化布线是网络实现的基础，是现今和未来计算机网络和通信系统的有力支撑环境。所以在设计综合布线系统的同时必须充分考虑所使用的网络技术及网络技术的新趋势，避免硬件资源的冗余和浪费，以便充分发挥综合布线的优点。 3.10.1结构化综合布线系统的组成及设计 综合布线系统（pds，premises distribution system）是一套开放式的布线系统。结构化综合布线一般划分为四个子系统：1水平子系统（horizontal）及其网络设计 水平子系统主要是实现信息插座和管理子系统，即中间配线架（idf）间的连接。水平子系统指定的

42、拓扑结构为星形拓扑。水平干线的设计包括水平子系统的传输介质与部件集成。选择水平子系统的线缆，要根据建筑物内具体信息点的类型、容量、带宽和传输速率来确定。 2管理子系统（administration）及其网络设计 管理子系统由交连、互连和输入/输出组成，实现配线管理，为连接其它子系统提供手段。包括配线架、跳线设备及光配线架等组成设备。设计管理子系统时,必需了解线路的基本设计原理,合理配置各子系统的部件。3干线子系统（backbone）及其网络设计 干线子系统指提供建筑物的主干电缆的路由，是实现主配线架与中间配线架，计算机、pbx、控制中心与各管理子系统间的连接。干线传输电缆的设计必须既满足当前的

43、需要,又适应今后的发展。干线子系统布线走向应选择干线线缆最短、最安全和最经济的路由。干线子系统在系统设计施工时，应预留一定的线缆做冗余信道，这一点对于综合布线系统的可扩展性和可靠性来说是十分重要的。 4设备间子系统（equipment room）及其网络设计 设备间子系统由设备室的电缆、连接器和相关支持硬件组成，把各种公用系统设备互连起来。设备间的主要设备有数字程控交换机、计算机网络设备、服务器、楼宇自控设备主机等等。它们可以放在一起，也可分别设置。3.10.2 综合布线应用实例 1网络设计 针对校园网络的具体性能要求及建网的经费支出，本文主要讨论应用广泛的基于交换技术的主干网和二级局域网络方

44、案的综合布线。 2设计说明 校园网建筑群子系统光缆工程采用分支递减端接方法：用1根足以支持若干幢楼通信容量的大容量多用途breakout干线光缆，经过配线架分出若干根小容量光缆，再分别延伸到每个楼层配线间。从应用、备份和扩容三个方面考虑，由于多模光纤对未来gigabit ethernet和atm 2.5gbps的支持距离有限，故从网络中心到分支递减端接点应选用36芯或48芯单模mpc光纤，支持100mbps以上带宽。从光缆分支递减端接点到楼内设备子系统根据数据流量及信息点数量分别采用12芯、6芯的单模光纤。楼内水平布线采用六类非屏蔽双绞线为传输媒介，桌面计算机以100m速率接入网络。第4章 网

45、络管理4.1网络管理设计在网络应用的过程中，网络管理一直最重要的部分。有了一个好的网络管理软件，相当于多了几个网络管理员来辅助管理。同时网络管理员需要网络管理软件提供易用、全面和有效等特性。我们使用神州数码公司的网管软件linkmanager-40-b-250n对网络进行管理。4.2 网络管理员网络管理员是网络管理的中坚，对于大型网络来说，要选派技术能力强的网络管理人员来专职网络。网络管理员除管理好网络外，还负责培训用户等工作。1实施网络管理实施网络管理时，应抓住以下几个关键环节选好高素质的网络管理人员并明确责任：制定严格的网络管理规章制度和操作程序选择合适的网络管理系统认真抓好培训工作制定切

46、实可行的网络管理计划和实施方案建立并维护好各种文档2布线系统的日常维护做好布线系统的日常维护工作，确保底层网络连接完好，是计算机网络正常、高效运行的基础。目前，城域网和广域网之间的互连除了微波、卫星通道等无线连接方式外，室外光缆敷设仍然是唯一的有线连接途径。对布线系统的测试和维护一般借助于双绞线测试仪和规程分析仪、信道测试仪等，智能化分析仪器的使用提高了布线的管理水平和管理效率，可以更好地保证计算机网络的正常运行。4.3 关键设备的管理无论何种规模的计算机网络，关键设备的管理都是一项相当重要的工作。这是因为，网络中关键设备的任何故障都有可能造成网络瘫痪，给用户带来无法弥补的损失。校园网中的关键

47、设备一般包括网络的主干交换机、中心路由器以及关键服务器。对这些关键网络设备的管理除了通过网管软件实时监测其工作状态外，更要做好它们的备份工作。对主干交换机的备份，目前似乎很少有厂商能提供比较系统的解决方案，因而只有靠网络管理员在日常管理中加强对主干交换机的性能和工作状态的监测，以维护网络主干交换机的正常工作。4.4 ip地址的管理在tcp/ip协议已经成为事实上的工业标准的今天，tcp/ip网络主的任何一台工作站都需要有一个合法的ip地址才能够正常工作。在构建:规划计算机网络时，应做好机构内部各部门对上网业务的需求调查和统计，确定计算机网络规模。ip地址管理得当与否，是计算机网络能否保持高效运行的关键。如果ip地址的管理手段不完善，网络很容易出现ip地址冲突，就会导致合法的ip地址用户不能正常享用网