网络工程设计CH5

1、需求分析的重要性网络性能的重要指标实验室网络vs.办公网络第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法2教学目的 建立网络系统的环境平台是为网络工程奠定物理基础，这包括结构化布线系统设计、网络机房系统的设计和供电系统的设计等内容 本章从系统设计者的角度介绍了基本的相关知识重点 结构化布线系统的概要设计 网络机房供电供电功率的估算第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法3结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方

2、法4布线系统是计算机网络系统和电话系统的基础设施计算机网络布线系统有两种 结构化布线 非结构化布线结构化布线系统是一种跨学科、跨行业的系统工程，能够满足综合性的应用布线系统所采用的结构，通常要根据技术要求、地理环境和用户分布等情况而定，设计的目标是在满足使用的技术指标的情况下，使系统布线合理，造价经济，施工及维护方便第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法5具有良好的综合性和兼容性 集语音、数据、图像与监控等设备于一体，并将多种终端设备的插头、插座标准化，能够满足不同厂商终端设备的需要适应性强，使用灵活 增减设备、变化位置或更改设备类型，只需在配线架上对相关部位跳线即

3、可改变系统组成和功能第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法6易于扩容，便于维护 采用模块化设计，易于扩充与重新配置。某一模块出现故障，不影响其他模块工作具有科学性和经济实用性 由于开放性，能够满足不同用户需求的能力。结构化布线系统构成了智能化建筑的基础，是智能化建筑的神经系统第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法7智能化建筑的布线系统 这些系统中通常拥有相当数量的先进设备，其通信容量大，自动化程度高商业贸易类型的布线系统 商务贸易中心，商业大厦等；银行、保险公司、证券公司等金融机构；宾馆、饭店等服务行业机关办公类型的布线系统 政府机关、企

4、事业单位、群众团体、公司机关等办公大楼或综合型大厦等 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法8结构化布线系统基本概念结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法9组成结构要遵从国家标准及国际标准化组织/国际电工委员会的标准规定有些标准以一个建筑群为设计单元，有的是以一幢建筑物为设计单元以一个建筑群为单元的网络系统结构，其组成为 工作区(终端)子系统 水平布线子系统 垂直干线子系统 管理子系统 设备间子系统 建筑群子系统第5章 网络系统的环境平台设计

5、陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法10第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法11工作区布线是由终端设备到信息插座的连线组成，就是从通信的引出端到工作站之间的连接线它主要包括 与用户设备连接的各种信息插座和相关配件 终端设备包括计算机、电话机、传真机等 应该配备非屏蔽双绞线的RJ-45插座、RJ-11电话连接插座、图像信息连接插座以及连接这些插座与终端设备之间的连接软线和扩展连接线等布线通常属于非永久性的，根据用户的需要随时可以移动、增加或改变，既便于连接也易于管理；种类、数量视应用而定第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法12第5章 网

6、络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法13是建筑物平面楼层的分支系统，它一端来自垂直干线的楼层配线间(即管理子系统)的配线架，另一端与工作区的用户信息插座相连传输介质有光缆、同轴电缆和双绞线等在同一楼层可以设置楼层配线架，该子系统是由楼层配线架至各个通信引出端为止的通信线路传输介质中间不宜有转接点 布线通常有暗管预埋，墙面引线；或地下管槽，地面出线两种第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法14第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法15是高层建筑垂直连接的各种传输介质的组合，它将各个楼层的水平布线子系统连接起来，是结构化布

7、线的骨干部分干线可以是光缆、大对数电缆或双绞线传输介质安装在沿着贯穿建筑物各个楼层的竖井之内，垂直竖井在每个楼层有连接水平子系统的分支房间，这个房间通常称为管理子系统在多层高建筑或二层以上的低建筑中，这一系统构成垂直子系统关系第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法16第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法17由各个楼层的配线架构成，实现垂直子系统与水平布线子系统之间的连接管理子系统也称配线系统，它就像一个楼层调度室。由它来灵活调整一层中各个房间的设备移动和网络拓扑结构的变更管理子系统常用的设备包括双绞线配线架或跳线板、光缆配线架或跳线系统

8、，除此之外还有一些集线器、适配器和光缆的光电转换设备等第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法18第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法19是一幢楼中集中安装大型通信设备、主机、网络服务器、网络互连设备和配线接续设备的场所在这里监视、管理建筑物内整个网络系统。设备间子系统所连接的设备主要是服务的提供者，并包含大量的与用户连接的端子。该机房担负户外系统与户内系统的汇合，同时集中了所有系统的传输介质、公用设备和配线接续设备等该子系统位置通常选择在一幢楼的中部楼层 便于垂直、水平布线子系统连接，满足电磁环境要求 它涉及到结构化布线的投资、施工安装

9、与维护等 机房供电要求严格，通常必须配备不间断电源(UPS)第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法20第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法21是将一个建筑物中的电缆延伸到建筑群的另一些建筑物中的通信设备和装置上支持提供楼群之间通信所需要的硬件，如有光缆、同轴电缆或双绞线等传输介质采用介质，根据网络的规模、通信的传输距离和用户的容量而确定，通常优先考虑采用光缆布线通常有通过地下管道布线和架空布线两种方式，它与户内系统的连接进入设备间子系统第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法22结构化布线系统基本概念结构化布线

10、系统组成布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法23结构化布线系统中所需要的设备和部件很多，大体上划分为 承载设施：主要用于承载和收纳各类网络线缆、网络设备等所用到的设施 连接设施 配线设施第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法24底盒 用于承载用户端面板模块的设施，根据其安装位置的不同一般又分为暗盒和明盒，暗盒一般嵌入安装在墙体内，明盒一般安装在支撑物的表面穿线管 用于承载零星线缆的设施，一般嵌入安装在墙体或地面内，作为用户端底盒到房间顶部桥架的穿线通道，也可作为底盒

11、到底盒之间的穿线通道第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法25桥架 用于承载批量线缆的设施第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法26机柜 用于放置网络设备或配线设备的设施双绞线连接设备 信息插座 水晶头与跳线第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法27同轴电缆连接设备光缆连接设备第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法28配线架 由各种各样的跳线板与跳线组成，能够方便地调整各个区域内的线路连接关系 当需要调整布线系统时，通过配线架系统的跳线重新配置布线的连接顺序 跳线的种类很多，如光纤跳

12、线、电缆跳线等 为了操作方便，电缆配线架大多都采用无焊接的连接方法第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法29理线器 用于对机柜内网络跳线接头部分进行规整的附属设施 一般被安装在机柜内各网络交换机的下方和各配线架的下方 跳线从理线器的出线孔穿出，插头插接到交换机或配线架端口上，使机柜内走线保持美观第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法30实施布线工程时需要用到多种工具，它们主要可分为两类 布线工具 测试工具第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法31结构化布线系统基本概念结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件

13、布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法32几项内容 对用户通信要求的评估 实地勘察建筑群或建筑物的地理环境 根据地理环境选择传输介质、网络设备 绘制网络工程布局、配置蓝图 进行工程造价估算 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法33EIA/TIA 568商业建筑电信布线标准ISO/IEC 11801 建筑物通用布线的国际标准EIA/TIA TSB-67 非屏蔽双绞线系统传输性能验收规范EIA/TIA 569 民用建筑建筑通信通道和空间标准EIA/TIA 民用建筑中有关

14、通信接地标准EIA/TIA 民用建筑通信管理标准我国于1995年3月颁布并批准建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法34分为验证测试和鉴别测试两类 验证测试就是测试线缆的基本安装情况 鉴别测试则是在满足正确连接的同时，测试其电气特性是否达到设计要求等测试的内容通常包括 线缆长度 特性阻抗 噪声 衰减 近端串扰第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法35测试工具通常分为两大类 线缆检测工具，如TEST ALL IV检测仪和Fluke 620检测仪等 线缆测试工具，如DSP-100数字式测试仪、TEXT-AL

15、L25测试仪和938系列光缆测试仪等第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法36结构化布线系统基本概念结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房电源设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法37对机房的要求主要考虑面积、地面、墙壁、顶棚、门窗和照明等机房位置的选址 通常选择在高层大楼的中层为宜机房面积的确定 通常网络系统机房面积设计应为设备占用面积的57倍的关系计算机网络系统机房装饰设计 机房地面、机房墙面、机房顶棚、机房门窗、机房照明 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教

16、程-系统集成方法38第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法39第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法40由于网络系统设备的高精密和系统的接插件多，所以机房环境的设计要求较高通常需要考虑的因素有：电源、灰尘、温度与湿度、腐蚀和电磁干扰等，这些方面也是造成计算机网络系统故障的主要环境因素机房温度与湿度的环境：开机时的机房温度通常要求在1530，停机时的机房温度要求在535；一般湿度保持在2080 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法41机房都主要是靠空调机进行温度和湿度的调节空调容量的设计，通常需要考虑设备发热、

17、机房照明的发热、机房人员的热量、机房外围结构和空气流通等因素计算方法K=(100300)S (大卡) 其中K为空调容量，S为机房面积第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法42结构化布线系统基本概念结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房设计数据中心设计网络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法43计算机网络系统设备间或中心机房的供电系统，通常要求不间断地供电，即建立不停电系统，采用一类供电也可以采用两路供电系统，一旦一路停电，立即自动切换到另一路供电系统 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程

18、设计教程-系统集成方法44第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法45一个机房或一个用电系统，分为照明用电、空调用电和设备用电 负载功率有实测法和估算法两种 实测法即指在通电的情况下，测量负载电流。如果负载为单相时，则为相电流与相电压乘积的2倍作为负载功率；如果负载为三相时，则用相电流与相电压乘积的3倍作为负载功率 估算法则是将各个单项负载功率加起来，所得的和再乘以一个保险系数(可取1.3)作为总的负载功率上述计算仅作为总负载功率的基数，还要考虑为以后扩容设备留余量第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法46市电直接供电方式适应于电网系统运行

19、稳定，质量又有保证，周围没有大型负载以及电磁干扰 UPS系统供电在线型UPS即指其机内的逆变器串联在供电回路上，持续不间断地工作着的UPS后备型UPS是指其机内逆变器通过转换开关并联在供电回路上，只有当市电中断以后才受控工作的UPS 综合式供电方式机房内，电源插座应有两种。一种由UPS电源供电，另一种由市电直接供电第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法47用电设备过载配电系统的设计时，对用电的负荷量要留有充分的余地。防止因用电过负荷使电力线发热而可能引发的电源火灾，同时UPS和交流稳压电源的功率与负载功率相比，要有一定的余量电气保护措施电力线进入机房时，入口处要有保

20、护措施。注意防止雷电影响，设计时需要增加防雷保护装置对静电干扰也要有防止措施电气保护还包括过压保护和过流保护等 第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法48电力供应有以下要求电网电压要稳定，通常要求在任何情况下，其偏差不得超过额定值的5要求电网电压杂波少、干扰小防止工业控制系统交变电磁场的辐射干扰电网必须在一定的时间内不间断地连续供电最好不要与大容量的感性负载电网并联运行，以防止高压涌流 电网的频率漂移要小，提供计算机网络系统设备的电源的频率偏差不得大于1计算机网络系统所用的电源要有良好的接地第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法49所谓接

21、地就是设备的某一部分与土壤之间作良好的电气连接，这就叫作“接地”，与土壤直接接触的金属导体叫作接地体或接地极，连接接地体或设备接地部分的导线叫作地线。接地是以接地电流易于流动为目的，所以接地电阻越低接地电流越易于流动，通常要求接地电阻越低越好，说明接地效果好 计算机供电系统的接地，通常包括交流接地、直流接地和保护接地几种第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法50交流接地 是将交流电电源的地线与大地相接，通常是采用较粗的导线与铜排相接之后，埋设于1.52m深地下，并撒放一些粗盐或木炭增加其导电性能。接地电阻小于3直流接地 将直流电源输出端的一个极(负极或正极)与大地相

22、接，提供稳定的零电位，以便供电压参考，可以减少数据传输中差错。通常要求直流接地电阻不得大于1保护接地 通常是指各种设备的外壳接地。保护接地的作用是屏蔽外界各种干扰对计算机或其他设备的影响，同时防止因漏电流造成的人身安全问题第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法51地线的制作方法 通常最简单的方法是使用金属地板做接地网使用，接地网所用的金属可以是铜板或铜排或钢板、角钢、钢筋等 一般情况下，建筑物都要做整体接地设计，每个楼层、每个设备机房都应有接地引出端第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法52桥架接地处理防静电地板接地处理机柜设备接地第5章

23、 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法53接地系统的标准：为保证计算机网络系统设备免受外界电力干扰，并保护工作人员的安全，接地系统必须满足TIA/EIA-607 接地线必须与其他任何导线完全隔离并绝缘，地线只能与建筑物的真正接地线相接 接地线的线径不得少于5.58mm的要求 接地线与交流电源中的中性线应有区别，安装时接地线与电源中的中性线必须分开 接地线必须连接到专用的接地端，接地电阻应小于1第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法54结构化布线系统基本概念结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计网

24、络工程案例教学第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法55数据中心网络是指数据中心内部通过高速链路和交换机连接大量服务器的网络数据中心网络通常主要采用层次结构实现，且承载的主要是客户/服务器模式应用多种应用同时在同一个数据中心内运行，每种应用一般运行在其特定的服务器/虚拟服务器集合上主机是数据中心的执行计算的单元，它们负责提供内容、存储邮件和文档，并共同执行大规模分布式计算第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法56数据中心网络支持两种类型流量：在外部客户与内部主机之间流动的流量，和内部主机之间流动的流量为了处理外部客户与内部主机之间流动的流

25、量，数据中心网络包括了一台或者多台边界路由器，它们将数据中心网络与公共因特网相连57第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法趋势之一是部署能够克服传统等级设计缺陷的新型互联体系结构和网络协议趋势之二就是采用基于集装箱的模块化数据中心第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法58结构化布线系统基本概念结构化布线系统组成结构化布线系统的设备和部件布线系统工程设计网络机房设计网络机房电源设计数据中心设计第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法59案例教学要求： 掌握估算一个计算机网络机房电源容量的基本方法。案例教学环境 PC

26、 1台，Microsoft Visio软件1套。第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法60设计要点： 每个计算机网络机房都需要有一个完善的供电系统。为了保障供电安全，需要对机房中所有机器设备的总电力功率进行估算。 电功率估算方法是：每台PC计300w，每台交换机计2kw，每台路由器计3kw，每台服务器计5kw；照明电一般与动力电分路供电，可分开按灯具功率计算。第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法61按“4.6.1网络实验室局域网的设计”设定的条件进行设计。其中 PC共80台。 实验室组网用交换机22台，另外还有实验用交换机60台，共计8

27、6台。 实验用路由器20台。 实验室用服务器两台。第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法62该网络实验室的总功率为：乘以保险系数1.3后，得345.8kw，该网络实验室实际配置总功率约为350kw上面提供的电功率估算数值应当根据具体设备的情况加以调整第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法6380 0.3 86 2 20 3 2 5 266kw 案例教学要求 理解20层楼宇的结构化布线系统的网络物理传输介质的选择方法和大致使用量。 能够用Visio绘制该楼宇结构化布线系统。案例教学环境 PC 1台，Microsoft Visio软件1套。第

28、5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法64设计要点： 建造一座20层的教学大楼，每层楼高3 m，长度120 m，宽40m，在大楼中部设有弱电竖井，可用于安装计算机网络线路。 在各个办公室需要部署信息点(即连接计算机网络和电话的地方)，大约平均每2m2一个信息点。 楼宇干线传输速率要能够支持1000Mpbs，每层的传输介质一般要能够支持100Mpbs。第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法651.不涉及建筑群子系统，可忽略由于楼宇设有弱电间（竖井），则本结构化布线系统应围绕弱电间进行设计 大楼的设备间一般应当选择设置在大楼的中间部位，这样通常可以节省垂直干线子系统的造价。若将大楼设备间选择在10层的话，则向下、向上均约30米。 由于该楼宇的干线速率要求支持千兆速率，因此垂直干线子系统选用的介质应当是光缆第5章 网络系统的环境平台设计陈鸣：网络工程设计教程-系统集成方法662.根据用户需求，确定信息点设置并留有一定余量。否则可采用估算的方法：