网络系统集成 课件 第3-5章 综合布线系统及案例、局域网组网技术、网络方案设计案例

第三章综合布线系统及案例【内容介绍】综合布线系统是在计算机网络建设中属于基础设施建设，可以简单的被看成网络功臣方案的物理网络方案建设。本章节主要从综合布线系统的基础开始，介绍了综合布线设计标准和综合布线所需要的传输介质。重点介绍了综合布线设计的基础和六大子系统的具体设计，同时还介绍了综合布线系统的施工和测试及验收，最后给出了一个简单的案例。3.1综合布线概述3.1.1综合布线系统概念综合布线系统的国际标准有《商用建筑电信布线标准》（EIA/TIA-568A）、ISO/IEC11801标准等，我国标准有《综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）、《综合布线系统工程验收规范》（GB50312-2007）等，GB50311-2007规定了综合布线系统的基本结构。3.1.2综合布线系统相关标准简介1.国际标准（ISO/IEC）ISO/IEC11801国际商用建筑物布线标准2．北美标准（ANSI）EIA/TIA568商用建筑电信布线标准EIA/TIA569商用建筑通信通道（通信路由）和空间标准EIA/TIA606北美商用建筑物电信设备的管理标准EIA/TIA607商业大楼布线接地保护连接需求EIA/TIA570住宅及小型商业区综合布线标准EIA/TIATSB-67非屏蔽双绞线布线系统传输性能现场测试EIA/TIATSB-72集中式光纤布线准则3．国家标准GB/T50311-2007建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50312-2007建筑与建筑群综合布线系统工程施工和验收规范4．智能弱电系统相关标准DBJ08-4智能建筑设计标准（上海地方标准）GB/T50314-2015智能建筑设计标准（推荐性国标）GB/T50103-2010总图制图标准GB/T50104-2010建筑制图标准GB/T50105-2010建筑结构制图标准GB/T50328-2010建设工程文件归档整理规范JGJ/J16-2008民用建筑电气设计规范3.1.3综合布线系统的设计等级为了使智能化建筑或智能化建筑群间的工程设计具体化，根据综合布线系统的实际需求，我们将综合布线系统分三个设计等级：1．基本型主要适用于综合布线系统配置标准较低的工程，采用铜芯双绞线布线。其配置如下：(1)每个工作区有一个信息插座。(2)每个工作区的配线电缆为1条4对非屏蔽双绞(UTP)连接到楼层配线架。(3)完全采用夹接式交接硬件。(4)楼层配线架至设备间主配线架的干线电缆至少有2对双绞线。基本型综合布线系统大都能支持话音／数据，其特点如下：(1)是一种富有价格竞争力的综合布线方案，能够支持语音、语音／数据或高速数据。(2)便于技术人员管理。(3)采用气体放电管式过压保护和能够自恢复的过流保护。(4)能支持多种计算机系统数据的传输。2．增强型适用于综合布线系统中中等配置标准的场合，采用铜芯双绞线缆组网。其配置如下：(1)每个工作区有至少有2个信息插座。(2)每个工作区中每个信息插座的配线电缆为独立的1条4对非屏蔽双绞线电缆(UTP)。(3)采用夹接式(110A系列)或接插式〔110P系列)交接硬件。(4)楼层配线架至设备间主配线架的干线电缆至少4对双绞线。3．综合型适用于综合布线系统中配置标准较高的场合，采用光缆和铜芯双绞电缆混合组网。其配置如下：(1)以基本型和综合型的基础配置增设光缆布线系统。(2)楼层配线架到主配线架的干线配置：每48个信息插座宜配2芯光纤，适用于计算机网络；电话或部分计算机网络，选用双绞电缆，按信息插座所需线对的25%配置垂直干线电缆，或按用户要求进行配置，并考虑适当的备用量。(3)当楼层信息点较少时，在规定的线缆长度范围内，可多楼层合用配线架（同时也合用集线器或交换机）。(4)如有用户需要光纤到桌面(FTTD)，光缆可经或不经FD（楼层配线设备）直接从BD（设备配线设备）引至桌面。(5)楼层之间原则上不敷干线电缆，但在每层的FD可适当预留一些接插件，需要时可临时布放合适的缆线.。4．综合布线系统各种设计等级的异同基本型、增强型和综合型综合布线系统都能支持话音／数据等业务，能随智能化建筑工程的需要升级布线系统，它们之间的主要差异体现以下两个方面：(1)支持语音和数据业务所采用的方式有所不同。(2)在移动或重新布局时，线路实施管理的灵活性不同。3.1.4综合布线系统的设计原则设计原则主要是根据用户实际、综合布线标准、技术性要求等来综合考虑：1．开放性、标准型原则2．先进性、可靠性原则3．可行性、实用性原则4．可扩展性、可维护性原则5．灵活性、模块化原则6．可管理性原则3.1.5综合布线系统设计范围及步骤进线间子系统其主要设计步骤如下：(1)用户需求分析，生成问题清单。(2)获取建筑物平面图和实际情况，实地勘察建筑物现场。(3)综合布线与整体工程配合。(4)设计标准，描述其综合布线系统设计的标准和依据。(5)综合布线系统结构设计，生成物理拓扑技术文档(6)布线路由设计，生产逻辑结构图，体现信息插座、电缆路由索引表等技术文档。(7)布线施工图纸设计，生成信息点插座标号、布线电缆标号等技术文档。(8)编制产品选型及用料清单。3.2综合布线系统常用传输介质3.2.1双绞线双绞线(TwistedPairwire，TP)是综合布线系统中最常用的一种传输介质。“双绞线”的名字由来和特点是采用一对互相绝缘的金属导线，按一定密度互相绞在一起的方式来抵御一部分外界电磁波干扰，或者降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22~26号、具有绝缘保护层的铜导线、按照一定密度相互缠绕而成。常见的双绞线有3类线、5类线和超5类线、6类线、6a类线、7类线，6类及以上线线径粗，连接适配器头需要6类头超5类4对UTPAMP6类23AWG100ΩUTP图3.3超5类和6类双绞线双绞线可分为非屏蔽双绞线(UnshildedTwistedPair，UTP)和屏蔽双绞线(ShieldedTwistedPair，STP)两大类：(1)屏蔽双绞线电缆的外层由铝铂包裹，以减小辐射，但并不能完全消除辐射，屏蔽双绞线价格相对较高，安装时要比非屏蔽双绞线电缆困难，常见用于涉密布线系统中，防止信息泄漏。(2)非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一层绝缘、抗阻燃的塑料外皮构成，通常为4对非屏蔽双绞线电缆。而非屏蔽双绞线电缆具有以下优点：无屏蔽外套，线径小，节省空间；重量轻，易弯曲，易安装；平衡传输，避免了外界干扰；将串扰减至最小或加以消除；具有阻燃性；可支持高速数据传输的应用；使用保持独立，具有开放性，非常适用于结构化综合布线系统。在UTP和STP分类中又分100Ω电缆、双体电缆、大对数电缆、150Ω屏蔽电缆等，具体分类如下所示：(1)100Ω屏蔽电缆(STP)5类4对26AWG屏蔽电缆、5类4对24AWG100Ω。超5类24AWG单芯(Solid)双绞线。(2)100Ω非屏蔽电缆(UTP)6类：4对24AWG非屏蔽电缆、4对23AWG非屏蔽电缆、25对22AWG非屏蔽电缆。5e类（或叫超5类）：4对24AWG非屏蔽电缆。5类：4对24AWG、4对24AWG非屏蔽软线、25对24AWG非屏蔽软线。4类：4对24AWG非屏蔽软线、25对24AWG非屏蔽软线。3类：4对24AWG非屏蔽线、25对24AWG非屏蔽线。(3)双体电缆24AWG非屏蔽4/4对、24AWG非屏蔽/屏蔽4/4对、24/22AWG非屏蔽/屏蔽4/2对、24AWG非屏蔽2/2对。(4)150Ω屏蔽电缆IBM的1A型、6A型、9A型，需要IBM的适配器。双绞线性能测试的指标在UTP和STP两类双绞线的综合布线中，我们应该规定布线系统中的双绞线性能指标，在综合布线完后，需要按照用户所规定的指标进行测试。这些指标包括衰减、串扰、阻抗特性、分布电容、直流电阻等。2024/3/2020屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线导线绕对拉绳护套导线绝缘层导线拉绳护套非屏蔽双绞线2024/3/2021屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线STP屏蔽双绞线护套绕对屏蔽层编织网屏蔽层导线绕对导线绝缘层导线编织网屏蔽层绕对屏蔽层护套2024/3/20224对双绞线与大对数双绞线24对UDP电缆大对数电缆截面图识别五类或超五类UTP时应注意以下几点：(1)查看电缆皮外面的说明信息。在双绞线电缆的外面包皮上应该印有像“COPARTNER”、“24AWG”、“UL”“CAT5E”、“TIA/EIA-568-B.2”“2015-05-09”的字样，表示该双绞线是台湾康佰纳（COPARTNER）公司的超五类双绞线，其中24AWG表示是24型号线的美国线缆标准，CATEGORY5表示为五类，TIA/EIA-568-B.2表示符合TIA/EIA568B的标准，“2015-05-09”表示生产日期。(2)是否易弯曲的一种软线。UTP双绞线应柔软、弯曲自然，以方便布线。(3)电缆中的铜芯是否具有较好的韧性。为了使双绞线在移动中不至于折断，除外皮保护层外，内部的铜芯还要具有一定的韧性。(4)是否具有阻燃性。为了避免受高温或起火而引起的线缆损坏，双绞线最外面的一层包皮除应具有很好的抗拉特性外，还应具有阻燃性，测试方法可以用火烧一下外胶皮，如果胶皮只会受热松软，不会起火，就是正品；否则就可能是假货。EIA/TIA568的布线标准中规定了两种双绞线的线序标准如下：568A：绿白--①，绿--②，橙白--③，蓝--④，蓝白--⑤，橙--⑥，棕白--⑦，棕--⑧；568B：橙白--①，橙--②，绿白--③，蓝--④，蓝白--⑤，绿--⑥，棕白--⑦，棕--⑧。双绞线制作及应用说明如下：交叉线，通常应用于计算机与计算机、集线器与集线器和交换机与交换机。直连线，通常应用于集线器或交换机的级联、计算机与集线器或交换机。图3.4RJ-45连接器插头图3.5RJ-45连接器插座3.2.3光纤和光缆1．光纤和光缆的定义光纤即光导纤维的简称，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质。光缆是由多根光纤组成。与铜质介质相比，光纤不会向外界辐射信号，具有高的安全性；在传输过程中，信号衰减极其低，具有高可靠性，传输距离更远等特性。概括的说光纤通信有这些优点传输频带宽，通信容量大；损耗低；不受电磁干扰；线直径细，重量轻；资源丰富。2．光纤分类光纤分类方法很多，种类也很多，为了说明常见分类，从以下几个方面说明：(1)按照制造光纤所用的材料分类有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的，它的特点是制造成本低、相对来说芯径较大、与光源的耦合效率高和使用方便。但是由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信。而目前通信中普遍使用的是石英系光纤。(2)按光在光纤中的传输模式分类有单模光纤和多模光纤。多模光纤的纤芯直径分别为50、62.5和100μm，其包层外直径分别为125μm、125μm和140μm；单模光纤的纤芯直径分别为8.3μm、8.7μm、9μm和10μm，其包层外直径均为125μm。光纤的工作波长有短波长850nm、长波长1300nm和1550nm。多模光纤多模光纤(MultiModeFiber)：中心玻璃芯较粗(50、62.5或100μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤单模光纤(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。(3)按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率固定在最佳的单一波长的光上，如1300nm。色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率固定在最佳的两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。色散平坦型单模光纤：这种光纤在1300nm到1550nm整个波段上的色散都很平坦，接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。渐变型光纤：为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。(4)按光纤的工作波长分：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。短波波长光纤是指800～900nm的光纤；长波波长光纤是指1000～1700nm的光纤；而超长波光纤则是指2000nm以上的光纤。2024/3/20331.室内光缆和室外光缆2024/3/20342.束管式光缆和层绞式光缆2024/3/20353.光纤带光缆和单纤光缆2024/3/20364.直埋光缆、管道光缆和自承光缆2024/3/20374.直埋光缆、管道光缆和自承光缆2024/3/2038补充光纤连接器光纤活动连接器，俗称活接头，一般称为光纤连接器，是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件。通过光纤连接器，可以连接两根光纤或光缆以及相关的设备，因此被广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架、光纤测试仪器和仪表中。2024/3/2039SC型连接器ST型连接器LC型连接器MT-RJ型连接器2024/3/2040MU型连接器VF-45型连接器补充完2024/3/2041

补充，除常见传输介质外，应使用的其他布线材料综合布线系统的传输介质主要是双绞线、同轴电缆和光纤，可支持语音、数据、传感信号和图像信息的传输。此外，组成一个网络传输通道系统还必须有其他布线设备部件的配合，在综合布线系统的设计和实施过程中，主要会用到配线架、信息插座、跳线、机柜、机架、线槽和管道等。2024/3/2042配线架楼层配线架建筑物/群配线架配线子系统干线子系统信息插座配线架在布线系统中的位置2024/3/20431.双绞线配线架双绞线配线架屏蔽双绞线配线架壁挂式配线架2024/3/20442.双绞线终端盒壁挂式光纤终端盒模块化光纤终端盒光纤适配器2024/3/2045信息插座信息插座是终端设备与水平子系统连接的接口设备，同时也是是水平布线的终结，为用户提供网络和语音接口。对于UTP电缆而言，通常使用T568A或T568B标准的8针模块化信息插座，型号为R-J45，采用8芯接线，符合ISDN标准。对光缆来说，规定使用具有SC/ST连接器的信息插座。水平子系统楼层配线架主干子系统信息插座2024/3/2046信息插座的类型2024/3/2047信息插座的组成面板底盒信息模块信息模块2024/3/2048信息插座的组成面板底盒2024/3/2049跳线1.双绞线跳线2024/3/2050

跳线2.光纤跳线2024/3/2051机柜1.机柜2.机架2024/3/2052线槽和管道1.线槽2.管道2024/3/2053

其他材料1.理线器2024/3/20542.扎带2024/3/20553.标签及打印机2024/3/20564.光电转换设备建筑群配线架建筑物配线架楼层信息插座光缆光缆双绞线双绞线光电收发转发器3.3综合布线系统的设计3.3.1工作区子系统的设计工作区组合式跳线计算机、合成终端图3.10工作区布线子系统3.3.2水平（配线）子系统的设计水平布线子系统图3.11水平布线子系统水平子系统设计涉及到水平子系统传输介质和部件集成，主要有7点：(1)确定线路走向及物理拓扑；(2)确定线缆、槽、管的数量和类型；(3)确定线缆的类型和长度；(4)订购线缆和线槽；(5)如果打吊杆走线槽，则需要用多少根吊杆；(6)如果不用吊杆走线槽，则需要用多少根托架。(7)语音点、数据点互换时，应考虑语音点的水平干线线缆与数据点线缆的类型。确定线路走向一般要由用户、设计人员、施工人员到现场根据建筑物的物理位置和施工难易度确立。2．线缆数量的估算信息插座的数量和类型、线缆的类型和长度一般在总体设计时便已确立，但考虑到产品质量和施工人员的误操作等因素，在订购时要留有余地。订购电缆时，必须考虑：(1)确定介质布线方法和电缆走向；(2)确认到管理间的接线距离；(3)留有端接容差。电缆的计算公式有如下几种：订货总量（总长度m）=所需总长+所需总长×10%+n×6其中：所需总长指n条布线电缆所需要的理论长度；所需总长×10%为备用部分；n×6为端接容差。整幢楼的用线量＝ΣN·C其中：N指楼层数；C指每层楼用线量；C＝［0.55×(L＋S)＋6］×n（L指本楼层离水平间最远的信息点距离；S指本楼层离水平间最近的信息点距离；n指本楼层的信息插座总数；0.55指备用系数；6指端接容差）。 总长度=用线箱数=总长度÷1000+1在水平布线通道内，关于电信电缆与分支电源电缆的说明有以下几点：(1)屏蔽的电源导体（电缆）与电信电缆并线时不需要分隔；(2)可以用电源管道障碍（金属或非金属）来分隔电信电缆与电源电缆；(3)对非屏蔽的电源电缆，与电信电缆并线的最小距离为10cm；(4)在工作站的信息口或间隔点，电信电缆与电源电缆的距离最小应为6cm；(5)水平间设计的最后一点是确定水平间与干线接合配线管理设备。(6)打吊杆走线槽时，一般是间距1m左右一对吊杆。吊杆的总量应为水平干线的长度（m）×2（根）。(7)使用托架走线槽时，一般是1m~1.5m安装一个托架，托架的需求量应根据水平干线的实际长度去计算。(8)托架应根据线槽走向的实际情况来选定。一般有两种情况：水平线槽不贴墙，则需要定购托架；水平线贴墙走，则可购买角钢的自做托架。（9）水平线缆长度极限值参照GB50311-2007标准4．水平子系统布线线缆种类在水平布线子系统中常用的线缆有如下４种：(1)100Ω非屏蔽双绞线（UTP）电缆（欧洲大部分采用120Ω或150Ω的线缆）；(2)100Ω屏蔽双绞线（STP）电缆；(3)50Ω同轴电缆；(4)62.5/125um多模光缆。5．水平布线子系统的布线方案一般可采用3种类型：(1)直接埋管布线方式(2)先走线槽再走支管方式(3)地面线槽方式3.3.3管理子系统的设计管理子系统是针对设备间、交接间（电信间）和工作区的配线设备、缆线等设施，按照一定的模式进行标识和记录的规定。内容包括：管理方式、标识、色标、连接等，这些内容的实施将会将来网络维护和管理带来很大的方便，有利于提高管理水平和工作效率。管理子系统由配线间(包括中间交接间、二级交接间)的配线硬件、输入/输出(I/O)设备等组成。每个配间及设备间都有管理子系统，如图3.12所示。管理子系统提供了与其它子系统连接的手段，使整个综合布线系统及其连接的设备、器件等构成一个有机的整体。调整管理子系统的交接使得有可能安排或重新安排线路路由，因而传输线路能够延伸到建筑物内部各个工作区。用户工作区和其它的输入/输出(I/O)是水平子系统布线的终点，是把语音、数据、图像、监控等设备或器件连接到综合布线系统的通用进出口点。所以说我们只调整管理子系统的交接，就可以管理整个用户终端，从而实现了综合布线系统的灵活性。图3.12管理（间）子系统图3.13光纤配线架实物图水平线缆终端设备交换机系统紫白设备间图3.14单点管理单交接跳线水平线缆终端设备交换机系统紫白设备间图3.14单点管理单交接跳线图3.16双点管理双交接设备间干线线缆交换机系统紫白终端设备白蓝跳线跳线水平线缆3．管理子系统设计设计管理子系统时候，一般采用以下步骤：(1)确定配线架的端接线路模块化系数。(2)确定系统跳线架(配线架)的类型。(3)按照计算跳线架(配线架)数量的公式来计算跳线架(配线架)数量：跳线架的数目=(I/O总数)÷(每个跳线架可端接的线路数)(4)确定采用哪一厂家的110型配线架(或其它类型)、跳线等产品。设计管理间子系统时，一般采用下述步骤：(5)管理间的信息点连接是非常重要的工作，其连接应尽可能的简单，主要工作是跳线。4．标识管理在综合布线系统中，网络应用的变化，设备的移动、连线的改变，时间久了就会导致线路混乱，不利于工作人员的维护和管理，一旦没有明确的标识或标识混乱，都会导致网络管理变得效率低，有时候还会因为错接线路而导致严重网络故障，解决故障就变得非常难。根据TIMEIA606标准《商业建筑物电信基础结构管理标准》的规定：传输机房、设备间、介质终端、双绞线、光纤、接地线等都应有明确的编号标准和方法。用户可以通过每条线缆的唯一编码，在配线架和面板插座上识别线缆。3.3.4干线子系统的设计干线子系统的任务是通过建筑物内部的传输电缆，把各个楼层交接间（管理间，有时候也叫配线间）的信号传送到设备间（如图3.17所示），直到传送到最终接口，再通往外部网络，其基本结构形成一个星型。它必须满足当前的需要，又要适应今后的发展。垂直干线子系统图3.17干线子系统设计时要考虑以下几点：(1)确定每层楼的干线要求。(2)确定整座楼的干线要求。(3)确定从楼层到设备间的干线电缆路由。(4)确定干线接线间的接合方法。(5)选定干线线缆的长度。(6)确定敷设附加横向线缆时的支撑结构。(7)线缆不宜布放在电梯、供水、供气、供暖、强电等竖井中(重要)。(8)干线宜采用星型拓扑结构，即多个FD（楼层配线间）到一个BD（建筑物配线设备间）。(9)干线线路的类型选择：100Ω、150Ω双绞线电缆8.3/125µm单模光缆62.5/125µm多模光缆在敷设电缆时，对不同的介质电缆要区别对待。(1)光缆光纤电缆在室内布线时要走线槽。光纤电缆在地下管道中穿过时要用PVC管。光纤电缆需要拐弯时，其曲率半径不能小于30cm。光纤电缆的室外裸露部分要加铁管保护，铁管要固定牢固。光纤电缆不要拉得太紧或太松，并要有一定的膨胀收缩余量。光纤电缆被埋入地下时，要加铁管保护。注意多模和单模光缆的传输距离标准要求。(2)双绞线双绞线被敷设的时候，线要平直，走线槽，不要扭曲。双绞线的两端点要标号(重要)。双绞线的室外部要加套管，严禁搭接在树干上。双绞线不要拐硬角弯。注意双绞线线缆最长不超过90m。(3)同轴电缆细缆弯曲半径不应小于20cm，粗缆在拐弯时，其弯角曲率半径不应小于30cm。细缆上各站点距离不小于50cm。细缆的长度应小于185m，粗缆的长度应小于500m。粗电缆敷设时不宜扭曲，走线槽，要保持自然平直。设计方法确定从楼层间（FD）到设备间（BD）的干线路由，应选择干线段最短、最安全和最经济的路由。干线子系统通道有电缆孔、电缆竖井等两种方式可供选择，宜采用电缆竖井方式；水平通道可选择预埋暗管、或水平管道方式或电缆桥架方式。3.3.5设备间子系统设计图3.18设备间子系统设备间子系统MDF设备间的主要设备有各种交换机、配线架（跳线架）、机柜、电源、服务器、存储设备等等；与外部通信网连接时，应遵循相应的接口标准，并预留安装相应接入设备的位置；设备间的位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳的网络中心等因素，综合考虑确定。针对它的使用面积，我们必须通盘考虑。目前，对设备间的使用面积有两种计算方法：方法一：面积S＝设备间子系统是一个公用设备存放的场所，也是设备日常管理的地方，在设计设备间时应注意：(1)设备间宜处于干线子系统的中间位置，并考虑主干缆线的传输距离与数量。(2)设备间宜尽可能靠近建筑物线缆竖井位置，有利于主干缆线的引入。(3)设备间宜靠近服务电梯位置，便于装运笨重设备。(4)具有防护意外水害(如暴雨成灾、自来水管爆裂等)。(5)设备间的位置宜便于设备接地。(6)设备间应尽量远离高低压变配电、电机、X射线、无线电发射等有干扰源存在的场地。(7)设备间室温度应为10～35℃，相对湿度应为20%～80%，并应有良好的通风。(8)设备间内应有足够的设备安装空间，其使用面积不应小于10m2，该面积不包括程控用户交换机、计算机网络设备等设施所需的面积在内。(9)设备间梁下净高不应小于2.5m，采用外开双扇门，门宽不应小于1.5m。(10)设备间内无尘土，通风良好，要有较好的照明亮度。(11)安装符合规范的消防系统，宜至少有一个安全通道。(12)使用防火门，墙壁必须使用阻燃漆。(13)机架或机柜前面的净空不应小于80cm，后面的净空不应小于60cm。(14)壁挂式配线设备底部离地面的高度不宜小于30cm。(15)在设备间安装其他设备时，设备周围的净空要求按该设备的相关规范执行。设计设备间时，必须考虑下述要素：(1)最低高度。(2)房间面积大小。(3)照明设施。(4)地板负重。(5)电气插座。(6)配电中心。(7)管道位置。(8)楼内、室内湿度、温度控制范围。(9)门的大小、方向与位置。(10)配线架端接空间大小。(11)设备、电源接地要求。(12)备用电源。(13)安全保护设施。(14)消防设施。设备间子系统的环境考虑

A级B级C级夏季冬季温度(°C)相对湿度(％)22±440~6018±435~3712~3030~808~35温度变化率(℃／h)＜5要不凝露＞0.5要不凝露＜15要不凝露灰尘颗粒的最大直径(μm)0.5135灰尘颗粒的最大浓度(粒子数/m3)1.4×1077×1052.4×1051.3×105(2)照明设备间内在距地面0.8m处，照度不应低于200(Lux)。还应设事故照明，在距地面0.8m处，照度不应低于5(Lux)，其中Lux是用来测量投射在物体上的光的数量的米制单位。(3)噪声设备间的噪声应小于70dB，否则将影响工作人员的身心健康和工作效率，还可能造成人为的噪声事故。(4)电磁场干扰设备间内无线电干扰场强，在频率为0.15～1000MHz范围内不大于120dB。设备间内磁场干扰场强不大于800A/m（相当于10Ω）。(5)供电系统设备间供电电源应满足下列要求：频率：50Hz；电压：380V/220V；相数：三相五线制或三相四线制/单相三线制。

A级B级C级电压变动%-5~+5-10~+7-15~+10频率变化Hz-0.2~+0.2-0.5~+0.5-1~+1波形失真率%＜±5＜±5＜±10(6)安全设备间的安全可分为3个基本类别：对设备间的安全有严格的要求，有完善的设备间安全措施。对设备间的安全有较严格的要求，有较完善的设备间安全措施。对设备间有基本的要求，有基本的设备间安全措施。根据设备间的要求，设备间安全可按某一类执行，也可按某些类综合执行。(7)建筑物防火符合《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）要求。(8)地面为了方便表面敷设电缆线和电源线，设备间的地面最好采用抗静电活动地板，其系统电阻应在1～10Ω之间。具体要求应符合GB6650《计算机房用活动地板技术条件》标准。(9)墙面墙面应选择不易产生尘埃，也不易吸附尘埃的材料，并且还需要在平滑的墙壁涂阻燃漆，或在平滑的墙壁覆盖耐火的胶合板。(10)顶棚为便于吸噪音和布置照明灯具，设备顶棚一般在建筑物梁下加一层吊顶。吊顶材料应满足防火、防静电、防潮、防尘等要求。(11)隔断根据设备间放置的设备及工作需要，可用玻璃将设备间隔成若干个房间。隔断可以选用防火的铝合金或轻钢作龙骨架，安装10mm厚玻璃。或从地板面至1.2m安装难燃双塑板，1.2m以上安装10mm厚玻璃。(12)火灾报警及灭火设施A、B类设备间应设置火灾报警装置。在机房内、基本工作房间、活动地板下、吊顶地板下、吊顶上方、主要空调管道中及易燃物附近部位应设置烟雾传感器和温感探测器。3.3.6建筑群子系统的设计建筑群子系统设备间子系统（网络中心）图3.19建筑群子系统布线设计步骤及其要点常见的建筑群子系统布线设计步骤如下：(1)确定铺设现场的要点：确定整个工地的面积。确定工地的地界。确定需要对多少座建筑物实施布线。(2)确定线缆系统的一般参数确认起点位置。确认端接点位置。确认涉及的建筑物和每座建筑物的层。确定每个端接点所需的双绞线对数或光纤芯数量。确定有多个端接点，每座建筑物所需的双绞线总对数或光纤芯数量。(3)确定建筑物的线缆入口对于现有建筑物，要确定各个入口管道的位置；每座建筑物有多少入口管道可供使用；入口管道数目是否满足系统的需要。如果入口管道不够用，则要确定在移走或重新布置某些电缆时，是否能腾出某些入口管道；在不够用的情况下应另装多少入口管道。如果建筑物尚未建起来，则要根据选定的电缆路由完善电缆系统设计，并标出入口管道的位置；选定入口管理的规格、长度和材料；在建筑物施工过程中安装好入口管道。建筑物入口管道的位置应便于连接公用设备、根据需要在墙上穿过一根或多根管道。(4)确定明显障碍物的位置确定土壤类型：砂质土、粘土、砾土。确定线缆的布线方案，光缆和电缆布线方式不同。确定地下公用设施的位置。查清拟定的线缆路由中沿线各个障碍物或地理条件，如铺路区、桥梁等。确定对管道的要求。(5)确定主线缆路由和备用线缆路由对于每一种待定的路由，确定可能的线缆结构。所有建筑物共用一根电缆。对所有建筑物进行分组，每组单独分配一根线缆。每座建筑物单用一根线缆。查清在线缆路由中哪些地方需要获准后才能通过。比较每个路由的优缺点，从而选定最佳路由方案。(6)选择所需线缆类型和规格线缆长度。画出最终的结构图。画出选定路由位置和挖沟详图，包括公用道路图或任何需要经审批才能动用的地区的草图。确定入口管道的规格。选择每种设计方案所需的专用电缆。有关电缆中线号、双绞线对数和长度应符合有关要求。应保证线缆可进入口管道。如果需用钢管，应选择其规格、长度和类型。(7)确定每种方案所需的劳务成本确定布线时间：包括迁移或改变道路、草坪、树木等所花的时间；如果使用管道区，应包括铺设管道和穿电缆的时间；确定电缆接合时间；确定其他时间，如除去旧电缆、避开障碍物所需时间。计算总时间。计算每种设计方案的成本为总时间乘以当地的工时费。(8)确定每种方案所需的材料成本确定线缆成本：确定每英尺的成本；参考有关布线材料表；针对每根线缆查清每100米(英尺)的成本；将每米(英尺)的成本乘以米(英尺)数；确定所有支持结构的成本：查清并列所有的支持结构；根据价格表查明每项用品的单价；将单价乘以所需的数量。定所有支撑硬件的成本(9)选择最经济、最实用的设计方案把每种选择方案的劳务费用成本加在一起，得到每种方案的总成本。比较各种方案的总成本，选择成本较低者。确定比较经济的方案是否有重大缺点，以致抵消了经济上的优点。如果发生这种情况，应取消此方案，考虑经济性较好的设计方案。3．布线方法根据调研很多网络系统集成和专业综合布线公司，建筑群子系统通常有4种布线方法：(1)架空线缆布线(2)直埋线缆布线(3)管道系统线缆布线(4)隧道内线缆布线方法优点缺点管道内提供最佳的机构保护；任何时候都可铺设电缆；电缆的铺设、扩充和加固都很容易；保持建筑物的外貌。挖沟、开管道和入孔的成本很高。直埋提供某种程度的机构保护；保持建筑物的外貌。挖沟成本高；难以安排电缆的铺设位置；难以更换和加固。架空如果本来就有电线杆，则成本最低没有提供任何机械保护；灵活性差；安全性差；影响建筑物美观。隧道保持建筑物的外貌，如果本来就有隧道，则成本最低、安全。热量或泄漏的热水可能会损坏电缆可能被水淹没。3.3.7进线间子系统设计参照GB50311-2007标准，提出了进线间的设计要求：(1)进线间应设置管道入口。(2)进线间应满足缆线的敷设路由、成端位置及数量、光缆的盘长空间和缆线的弯曲半径、充气维护设备、配线设备安装所需要的场地空间和面积。(3)进线间的大小应按进线间的进局管道最终容量及入口设施的最终容量设计。同时应考虑满足多家电信业务经营者安装入口设施等设备的面积。(4)进线间宜靠近外墙和在地下设置，以便于缆线引入。(5)与进线间无关的管道不宜通过。(6)进线间入口管道口所有布放缆线和空闲的管孔应采取防火材料封堵，做好防水处理。(7)进线间如安装配线设备和信息通信设施时，应符合设备安装设计的要求。3.3.8电气保护设计电气保护的目的，是为了尽量减少电气故障，减少对综合布线系统的线缆和接插件的损害，也避免电气故障对综合布线系统所连接的设备和器件的损坏。关于电气保护，主要表现在防止电磁场的干扰、冲击电压干扰、静电干扰、雷击和其他干扰。根据GB50311-2007《综合布线系统工程设计规范》标准和TIA/EIA607《商业建筑中电信布线接地及连接要求》，进行综合考虑，简要叙述如下：(1)当综合布线区域内存在的电磁干扰场强大于3V/m时，应采取防护措施。(2)当附近电动机、电力变压器等电气设备可能产生高电平电磁干扰的时候，应保持必要的间距。综合布线电缆与电力电缆的间距参考值应符合表3.15的规定。类别与综合布线接近状况最小净距(mm)380V电力电缆＜2KV·A与缆线平行敷设130有一方在接地的金属线槽或钢管中70双方都在接地的金属线槽或钢管中10380V电力电缆2~5KV·A与缆线平行敷设300有一方在接地的金属线槽或钢管中150双方都在接地的金属线槽或钢管中80380V电力电缆>5KV·A与缆线平行敷设600有一方在接地的金属线槽或钢管中300双方都在接地的金属线槽或钢管中150其他管线最小平行净距(mm)最小交叉净距(mm)电缆、光缆或管线电缆、光缆或管线避雷引下线1000300保护地线5020给水管15020压缩空气管15020热力管(不包封)500500热力管(包封)300300煤气管30020(4)综合布线系统采用屏蔽措施时，必须有良好的接地系统，并应符合下列规定：保护地线的接地电阻值，单独设置接地体时，不应大于4Ω，采用联合接地体时，不应大于1Ω。采用屏蔽布线系统时，所有屏蔽层应保持连续性。采用屏蔽布线系统时，屏蔽层的配线设备(FD或BD)端必须良好接地，用户(终端设备)端视具体情况宜接地，两端的接地应连接至同一接地体。若接地系统中存在两个不同的接地体时，其接地电位差不应大于1Vrms（Vrms表示电压有效值）。(5)采用屏蔽布线系统时，每一楼层的配线柜都应采用适当截面的铜导线单独布线至接地体，也可采用竖井内集中用铜排或粗铜线引到接地体，导线或铜导体的截面应符合标准，接地导线应接成树状结构的接地网，避免构成直流环路。(6)综合布线的电缆采用金属槽道或钢管敷设时，槽道或钢管应保持连续的电气连接，并在两端应有良好的接地。(7)干线电缆的位置应尽可能位于建筑物的中心位置。(8)当电缆从建筑物外面进入建筑物内时，电缆的金属护套或光缆的金属件均应有良好的接地，应采用过压、过流保护措施，并符合相关防雷规定(9)综合布线系统有源设备的正极或外壳，与配线设备的机架应绝缘，并用单独导线引至接地汇流排、与配线设备、电缆屏蔽层等接地，宜采用联合接地方式。(10)根据建筑物的防火等级和对材料的耐火要求，综合布线应采取相应的措施，在易燃的区域和大楼竖井内布放电缆或光缆，应采用阻燃的电缆和光缆；在大型公共场所宜采用阻燃、低烟、低毒的电缆或光缆；相邻的设备间或交接间应采用阻燃型配线设备。3.4工程测试与验收测试和验收通常是用户方委托第三方服务商进行测试和验收综合布线工程，是用户对工程的施工工作的认可，检查工程施工是否符合设计和符合有关施工规范，是综合布线工程最重要的一道关口。因此第三方服务商要致力于维护客户利益，需要明确工程是否达到了原来的设计目标？质量是否符合要求？有没有不符合原设计的有关施工规范的地方？。当用户将工程测试和验收职责交于服务商时，服务商应该要以负责的态度和规范的流程实施服务。3.4.1测试与验收的标准和依据为了明确测试与验收工作的开展，需要从以下几方面体现标准和依据：(1)委托方与施工方签定的合同书及后补充的相关协议。(2)本项目招标文件。(3)施工方的设计与施工方案稳当。(4)综合布线测试和验收标准根据国家和国际标准，比如EIA/TIA568和TSB-67等。(5)本项目相关产品厂商施工规范说明文档。(6)本项目涉及的相关国际、国内标准或规范，比如ISO/IEC11801、GB/T50311-2007和GB/T50312-2007。3.4.2测试与验收工作1．准备工作流程测试与验收工作是相互关联在一起的，需要作如下准备工作：(1)验收方实地考察该项目所在地，详细了解该项目的情况。出具“工程验收实地考察报告”文档。(2)验收方与委托方协商并制定“验收计划书”。“验收计划书”包括以下内容：施工方提交工程竣工日程安排的文档。审核工程竣工日程安排的文档。现场测试日程安排及“测试大纲”，它包括工程测试内容和测试的标准和依据。验收会日程安排文档。(3)书面通知施工方提交工程竣工文档：施工方应准备的工程竣工文档。委托方应准备的文档。(4)审核工程竣工文档。2．现场验收和测试验收和测试的有物理和文档两种情况，其中物理有竣工后和施工过程中验收和检查，简要内容如下：(1)现场（物理）验收工作区子系统验收线槽走向、布线是否美观大方，符合规范。信息座是否按规范进行安装。信息座安装是否都做到一样记、平、牢固。信息面板是否固定牢靠。水平区子系统验收槽安装是否符合规范。槽与槽，槽与槽盖是否接合良好。托架、吊杆是否安装牢靠。水平干线与垂直干线、工作区交接处是否出现裸线？是否按照规范制作。水平干线槽内的线缆有没有固定。干线子系统的验收管理间、进线间、设备间子系统验收，主要检查设备安装是否规范整洁。工程实施中随时验收的内容施工过程中甲方需要检查的事项环境要求施工材料的检查安全、防火要求检查设备安装机柜与配线面板的安装信息模块的安装双绞线电缆和光缆安装桥架和线槽安装线缆布线室外光缆的布线架空布线管道布线挖沟布线（直埋）遂道线缆布线线缆终端安装(3)文档与系统测试验收文档验收主要是检查施工方是否按协议或合同规定的要求施工，交付所需要的文档。系统测试验收可对信息点有选择的测试，并出具“线缆性能测试报告”、“设备验收报告”、“网络性能测试报告”和“网络系统功能测试报告”，同时还对测试结果进行分析，决定是否召开验收会。对于测试的内容主要有：线缆的性能测试光纤的性能测试设备验收。网络性能测试。网络系统功能测试。安全、防火、接地验收。3．召开验收会议测试与验收通过后，验收方颁发“工程竣工验收证书”，4．召开鉴定会议鉴定是对于工程施工的水平程度做评价。鉴定评价来自专家、教授组成的鉴定小组，用户只能向鉴定小组客观地反映使用情况，鉴定小组组织人员对新系统进行全面考察。鉴定组写出鉴定书提交上级主管部门备案。鉴定会需要准备的材料主要有：综合布线工程建设报告综合布线工程测试报告综合布线工程资料审查报告网络综合布线工程用户意见报告网络综合布线工程验收报告习题与思考1．如何制作EIA/TIA-568A和EIA/TIA-568B标准的双绞线？2．有哪些光纤分类，如何理解多模光纤和单模光纤及其应用场合？如何认识光缆型号编制？3．GB50311-2007标准综合布线系统一般有哪几个子系统？并简要叙述各个子系统的任务和内容。4．简要说明垂直干线子系统、设备子系统和管理间子系统应该做哪些工程工作？5．建筑群子系统布线设计内容和要求，以及注意事项？6．如何完成工程测试与验收？第四章局域网组网技术【内容介绍】

在本章主要讨论局域网方案设计中主要用到的网络技术，包括了：局域网相关基础知识；局域网交换机技术及交换机设备选型；VLAN技术中标准IEEE802.1Q和CiscoISL协议知识；交换机链路聚合知识；无线局域网技术知识；VoIP技术知识；常见的广域网接入技术知识。4.1局域网基础知识4.1.1局域网的组成4.1.2局域网的分类局域网的分类方式较多，比如可以按传输介质分类，也可以按照拓扑结构进行分类。根据本章节所要讲解内容的需要，可以根据工作方式和分组结构的不同分类，可以分为令牌网、FDDI和ATM、以太网等。4.1.3以太网以太网（Ethernet）是一种产生较早，并且是目前应用相当广泛的局域网，以太网在物理层可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光纤等多种传输介质，并且在IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准。下面对其中的10Base-5、10Base-2、10Base-T、快速以太网、千兆以太网和万兆以太网分别进行介绍。4.1.4局域网MAC地址及管理办法局域网上一般有很多工作站，每个工作站都会接收到各种各样的帧信息。那么，工作站怎样识别目标系统呢？怎样知道帧是否是属于它的呢？其实，在每个帧的头部都包含有一个目地MAC地址，这个地址就可以标识各个站点，并且可以告诉工作站某个帧是否是对其进行访问的。如果工作站发现目的MAC地址与其不匹配（这个帧不是来访问我的），工作站将对该帧不予处理。介质访问控制（MediaAccessControl，简称MAC）地址，是厂商生产的网卡的地址，对于每一台设备是惟一的，该地址定义了计算机间的网络连接，记录在网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC）上的硬件电路上。介质访问控制地址是由12位16进制数（0～F）共48位表示，前24位标识网络接口卡的厂商，不同厂商生产的标识不同，后24位是由厂商指定的网络接口卡序列号。4.2局域网交换机及交换技术4.2.1局域网交换机的交换原理交换机的转发所遵循的规则如果数据帧的目的MAC地址是广播地址或多播地址（广播地址为ffff.ffff.ffff，多播地址为01开头，意味着多台主机），则向除数据帧的来源接口外的所有接口转发该帧。如果数据帧的目的MAC地址是单播地址，但不在交换机的MAC地址表中，则将向除数据帧的来源接口外的所有接口转发该数据帧。如果数据帧的目的MAC地址确实存在于交换机的MAC地址表中，则向对应接口转发该数据帧。如果数据帧的目的MAC地址与源MAC地址在同一个接口上，则丢弃该数据帧。4.2.2交换机的分类1．根据传输介质和传输速度分类根据交换机使用的网络传输介质及传输速度的不同一般可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、千兆（GB）以太网交换机、10千兆（10GB）以太网交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等千兆交换机万兆交换机根据交换机所应用的网络层次，可以将网络交换机划分为企业级交换机、校园网交换机、部门级交换机和工作组交换机、用户桌面级交换机五种。（1）企业级交换机（2）校园网交换机（3）部门级交换机（4）工作组交换机（5）桌面型交换机照局域网交换机分层部署分类在传统的局域网设计中，由于受当时设备功能所限，整个系统中的各个设备在功能划分上比较模糊。随着可管理的二层交换机和三层交换机的广泛应用，不同类型的设备在网络中的功能划分将越来越清晰，分层的概念己成为组建网络时遵循的一个规律和原则。根据应用功能的不同，可以将同一网络中的交换机设备划分为3个层次：接入层、汇聚层和核心层汇聚层网络应用提供的服务功能只具有接入层和核心层的网络结构4.2.3交换机的连接方式当单一交换机所能够提供的端口数量不足以满足网络计算机的需求时，必须要有两个以上的交换机提供相应数量的端口，这也就要涉及到交换机之间连接的问题。从根本上来讲，交换机之间的连接不外乎两种方式：堆叠和级联。1．交换机级联这是最常用的一种多台交换机连接方式，它通过交换机上的专用扩展接口级联口进行连接，也可以采用普通接口级联。需要注意的是交换机不能无限制级联，超过一定数量的交换机进行级联，广播风暴会导致网络性能严重下降。级联又分为以下两种：（1）使用普通交换机端口进行级联（2）使用交换机扩展端口级联交换机堆叠4.2.4多层交换技术第二层交换是基于硬件的桥接。在交换机中，数据帧的转发是由ASIC（ApplicationSpecificIntegratedCircuit）专业化硬件处理的，因此，交换机的转发速度要比网桥快得多，一般只需几十微秒交换机便可决定一个帧送往哪里。简单地说，第三层交换技术是“第二层交换技术+第三层转发技术”。这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。一个具有第三层交换功能的设备是一个带有第三层路由功能的第二层交换机，但它是二者的有机结合，并不是简单地把路由器设备的硬件及软件简单地叠加在局域网交换机上。第四层交换可以简单定义为：这是一种功能，它决定传输不仅仅依据第二层的MAC地址或第三层的IP地址，而且依据第四层的TCP/UDP应用端口号。4.3VLAN技术4.3.2IEEE802.1Q协议4.3.3CiscoISL协议4.4交换机链路聚合可以把交换机之间的多个物理链接捆绑在一起形成一个简单的逻辑链接，这个逻辑链接被称之为一个aggregateport（以下简称AP），如图4.20所示为典型的链路聚合配置。AP是链路带宽扩展的一个重要途径，主要的作用就是可容错，负载分担等，符合IEEE802.3ad标准。它可以把多个端口的带宽叠加起来使用，比如全双工快速以太网端口形成的AP最大可以达到800Mbit/s，或者千兆以太网接口形成的AP最大可以达到8Gbit/s。在Cisco设备中，端口聚合协议PAgp是cisco专有的协议，链路聚合控制协议LACP是通用的协议，应该注意要聚合端口要在同一个vlan里面或者同为Trunk，封装协议为ISL或者IEEE802.1Q，而且两边的全双工模式要一样，链路数通常不超过8条链路。4.5交换机选型1.厂商选择网络方案设计者，应该熟悉各种网络设备的基本原理，了解最新的网络技术、并能够将不同厂商的产品进行多方面的指标对比，选择可靠、稳定、适度的、具有强有力的后期技术支持和维护的品牌厂商，当前的品牌厂商有Cisco、华为、H3C、锐捷、中兴（ZTE）、TP-Link、D-Link、、联想等。2.指标对比（1）背板带宽、二/三层交换吞吐率（包转发率）。这个决定着网络的实际性能，不管交换机功能再多，管理再方便，如果实际吞吐量上不去，网络只会变得拥挤不堪。所以这项参数是最重要的。背板带宽包括交换机端口之间的交换带宽，端口与交换机内部的数据交换带宽和系统内部的数据交换带宽。端口要达到线速交换，背板带宽应该大于等于交换机端口×端口带宽×2的值，其中数字“2”表示了全双工工作。二/三层交换吞吐率表现了二/三层交换的实际吞吐能力，通常也叫包转发率的能力，单位pps，表示每一秒钟内发送64字节的数据包个数。（2）是否支持VLAN，支持VLAN类型和数量，一个交换机支持VLAN，可以控制不必要的网络广播风暴，网络中工作组可以突破共享网络中的地理位置限制，而根据管理功能来划分子网；交换机支持更多VLAN类型和数量将更加方便地进行网络拓扑的设计与实现。（3）支持链路聚合，链路聚合可以让交换机之间和交换机与服务器之间的链路带宽有非常好的伸缩性，比如可以把2个、3个、4个千兆的链路绑定在一起，使链路的带宽成倍增长。链路聚合技术可以实现不同端口的负载均衡，同时也能够互为备份，保证链路的冗余性。（4）交换机端口数量及类型，不同的应用有不同的需要，应视具体情况而定。交换机的端口类型：RJ-45双绞线的固定接口、支持GBIC（电口或光口）模块的插槽、支持SFP（电口或光口）模块的插槽、XFP（电口或光口）模块的插槽、XENPAK（电口或光口）模块的插槽；并且所选光纤模块是否支持的适配器型号，比如SC、LC、ST、FC、MT-RJ等，以及支持的光信号是长波还是短波、支持单模还是多模。（5）是否支持QoS、IEEE802.1p优先级控制、IEEE802.1x、IEEE802.3x，这些功能能提供更好的网络应用类型的流量控制和用户的管理，应该考虑采购支持这些功能的交换机。（6）堆叠的支持，当某一接入层用户终端集中，数量多，此时，堆叠就显得非常重要了。一般网络扩展交换机端口的方法为一台主交换机各端口下连接分交换机，这样交换机与主交换机的最大数据传输速率只有100Mbit/s或1000Mbit/s，极大得影响了交换性能，受线路传输率的影响而形成瓶颈，如果能采用堆叠模式，其以Gbit/s为单位的带宽将发挥出巨大的作用。主要参数有堆叠数量、堆叠方式、堆叠带宽等。（7）交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等也是相当重要的参数。（8）交换机的MAC地址表的大小，代表了能够存储MAC地址的能力，这种能力体现了交换机的交换和数据帧的转发能力。（9）是否支持生成树、快速生成树、多生成树，也是一个重要的指标，这个功能可以让交换机学习到网络拓扑结构，对网络性能也有很大的影响。（10）三层交换机还有一些重要的参数，如启动其他功能时是否保持线速转发、路由表大小、访问控制列表大小、对路由协议的支持情况、VRRP支持、对组播协议的支持情况、包过滤方法、扩展能力等都是值得考虑的指标，应根据实际情况选型。（11）是否支持SNMP和RMON，是解决网络设备集中监控和管理的方法，可以实现配置管理、服务质量的管理、告警管理等策略。4.6WLAN局域网技术无线网络早就应用于计算机通信之中，最简单的如笔记本电脑的红外线通信，后来有蓝牙，HomeRF，到现在IEEE802.1l系列。本节所介绍的就是基于IEEE802.11系列标准下的无线局域网接入技术。按照IEEE802.11系列标准，目前常用的有IEEE802.11b，IEEE802.11a，IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac这几种标准，这几种标准的最大传输速率分别为：11Mbit/s、54Mbit/s、54Mbit/s、300Mbit/s或600Mbit/s、1Gbit/s。当前无线网卡的主流产品是速率和价格都比较合适的是IEEE802.11g、IEEE802.11n产品。无线网络设备选型1.厂商选择网络方案设计者，应该熟悉各种无线网络设备的基本原理，了解最新的无线网络技术、并能够将不同厂商的产品进行多方面的指标对比，选择可靠、稳定、适度的、强有力的后期技术支持和维护的品牌厂商，当前的无线产品厂商非常多。2.指标（1）RF管理特性：支持的频段和信道情况，是否具有信道自动选择功能等。（2）支持的协议：IEEE802.11a/b/g/n/ac，IEEE802.3，IEEE802.3u等。（3）支持的工作模式：AP、CPE、中继、WDS（无线桥分布式点到点、点到多点）。（4）支持的SSID的数目：SSID是ServiceSetIdentifier的缩写，意思是服务集标识，SSID技术可以将一个无线局域网分为几个需要不同身份验证的子网络，每一个子网络都需要独立的身份验证，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的子网络，防止未被授权的用户进入本网络。（5）无线通信方式：支持直序扩频（DSSS），正交频分复用（OFDM）。（6）支持的调制方式（7）网络接口数量及类型：有RJ-45的10/100Mbit/s，10/100/1000Mbit/s接口或光纤接口，2个接口及以上。（8）网络安全：有MAC地址控制、防火墙功能、WEP、WPA、IEEE802.1x。（9）POE支持：IEEE802.3af的POE供电。（10）能够承载的用户Wi-Fi接入量：SOHO级通常为10个左右，工作组级100个左右，企业级100个以上。（11）QoS功能：具有能够实现流量限制，以及IEEE802.11e和WMM。（12）MTBF：是衡量设备的故障率。（13）无线功率：表示了支持的速率、信道带宽、信道分配、发射功率。（14）设备工作环境：承受的温度和湿度。4.7VoIP技术4.8广域接入技术广域网（WAN，WideAreaNetwork）是一种地域分布极其广大的网络，其分布范围可以覆盖一个地区、一个国家，甚至全球网络。广域网由于受各种条件的限制，必须借助公共传输网络来完成互连。我们通常使用现成的网络运营商所提供的线路来接入到广域网，并最终接入到Internet。早期的广域网接入主要是窄带方式，而随着近几年互联网接入技术的发展，宽带接入方式已经成为了主流，早期的有DDN、FR（帧中继）接入技术，当前比较常见的有xDSL、光纤(LAN和EPON）、3G（WCDMA、CDMA-2000、TD-MA）、4G（LTE-FDD、LTE-TDD）。dsl接入方式光钎接入，EPON技术参考EPON资料（百度等）4.8.6无线广域网接入方式FDD-LTE/TDD-LTE（4G网络）LTE(LongTermEvolution，长期演进)是第4代通信技术的简称，LTE是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。FDD-LTE和TDD-LTE是4G网络的标准模式，分别支持频分双工（FDD）和时分双工（TDD）通信。LTE的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供>100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。习题与思考1.局域网按工作方式和结构可分为哪些类型？2.以太网常见有哪些类型？3.如何修改本地计算机的MAC地址？4.简述VLAN技术？5.简述多层交换技术？6.如何选购交换机？7.查阅VoIP相关的技术及IPPBX（基于IP的基于交换机）产品？8.什么是EPON，查阅资料了解EPON的应用？9.查阅LTE相关资料，简述TDD-LTE、FDD-LTE的相关技术？第五章网络方案设计案例【内容介绍】

在本章主要根据前面的知识点，通过列举某研究所的案例，分析和讲解了网络方案的基本设计过程，包括了：需求分析、信息点统计、网络建设的原则；网络拓扑分析及设备选型参考；网络IP和VLAN规划设计；路由设计；网络冗余设计。5.1网络建设目标及需求分析5.1.1网络建设目标加快某研究所的网络信息化建设，提高研究所的科研、管理、办公、网络视频会议的科学化服务和管理，以高质量、高可靠性、高安全性、高稳定性、可控管性的建设要求完成本所数据信息传输的基础网络建设，为日后的科学研究、后勤、采购、合同等的网络化办公提供一个安全可靠的、稳定的、高速传输网络。提示：网络系统商首先应了解用户的建设目标、网络建设背景，通过目标和背景，才能进行下一步的需求调研和调查，按照需求调研调查的方法进行，摸清用户的真实需求。通常需求调查的方法，可以通过如下方式完成：正式会议和座谈交流：相关的集成商方案设计人员、项目经理、用户方参与，提出需求、目标、标准等。用户走访和调查：到用户方，相关的行政办公区、生产工作区走访相关的基层人员、管理人员，调查用户基层的真实需求和想法，规划的网络平台更贴近用户的实际需要。实地考查：实地考查是方案设计人员获取最为真实的用户实际环境信息，比如楼层分布、楼宇分布、楼宇办公间情况、楼宇内业务分布情况、用户信息点分布等。等等。5.1.2网络建设需求分析1.基本需求为加快某研究所的网络信息化建设，响应本期数据基础网络建设工程，满足用户信息化需求，建设本期的多功能网络系统综合网，整合整个数据基础网络的资源利用最大化；保证高质量、高效率地为各个子网日常办公、VoIP、视频会议、资源共享、E-MAIL、FTP、WEB信息发布、VOD视频点播、信息传递、共享文件打印机、网络传真服务、宏观协调及科学决策服务。先进性、实用性、稳定性、可靠性、可扩展性、安全性、可管理性、可运营、可增值是本次数据基础网络络建设的首要条件。应用需求某研究所的数据基础网络络信息化建设，必须以用户的应用需求作为基础。随着网络技术的飞速发展和应用水平的逐步提高，用户的网络需求也不断的增加，应用特点也在不断变化，网络应用新特点，主要表现为：该研究所的需要接入网络数逐渐增多，扩展速度快：新建办公楼、生产工作区规模在扩大，地理分布较大，员工人数增加较快，家属生活区家庭用户需要接入该所网络，用户终端数量增大；业务应用增多，网络传输质量要求严格：工作区、行政办公区、生产区、家属生活区等需要持续不断的业务传输，传输质量要求可靠、稳定、安全，保证接入用户身份明确；安全隐患大：目前网络攻击软件泛滥，来源方便，并对技术要求更低；同时网络病毒泛滥、新病种不断呈现，危害性更强；不易管理：用户中经常发生IP地址盗用、IP地址冲突、帐号盗用、非法DHCP服务器和设置代理服务器等令网络管理及维护人员非常头疼的问题；非法组播源：从任何端口进入的视频流均是合法的，交换机会把它们转发到已注册的端口，无法区分合法的视频流，影响网络带宽和性能。3.网络高性能需求根据用户的基本业务，对网络性能体提出了新需求：并发性强，要求终端接入准入认证效率高，对用户的认证不会对网络性能造成瓶颈；各种流媒体的应用（比如：视频、语音、小区视频监控数据），要求全线支持组播、QoS、流量控制等流技术，使用户能正常、流畅的应用多媒体；网络设备的交换容量要足够用，保证每端口能线速转发，同时预留一定端口作为扩展余地；应用系统复杂化和多元化，需求网络具有高带宽，核心层之间必须支持万兆链路扩展，汇聚层到核心层多条千兆链路聚合，接入层到汇聚层千兆链路或链路聚合，百兆到桌面的以太网为目标。4.可靠性、稳定性需求核心层是该研究所的业务中心，如何保障网络的高效率、高可靠、高稳定运行是网络建设的前提；核心层之间设备互为备份，包括设备、链路、路由等备份，保证了网络可靠性；可提供管理模块冗余和电源模块冗余，保障网络的高可用性和稳定性；5.网络安全需求杜绝非法的组播源播放非法的组播信息；如何有效控制和预防病毒的传播和网络的攻击；由于各种病毒在被公布前是很难防范的，网络技术需要能适时的调整安全策略，并在最短的时间内部署到全网，把病毒拒绝在网络之外。建立行政办公区、生产区中各个科室之间的安全访问控制问题，做到将攻击威胁控制在子网内，甚至可以控制在子网内的交换设备的某端口。6.网络准入控制认证需求，便于建立一个可信网络有效的对用户进行接入控制，保证只有申请开通的合法用户才可以使用网络，保证接入的用户身份合法性；能够对接入用户进行帐号与IP、MAC、端口等多元素绑定，以唯一确定用户身份同时准确定位；客户端自动在线升级，方便网络管理人员的维护，提高工作效率；对部分接入用户权限漫游，要求IP地址与用户一一对应关系。7.网络监控管理需求需要方便的进行用户管理，包括开户、销户、资料修改和查询；需要能对用户进行分级管理，认证系统需要支持远程登录的方式进行管理；需要能够对网络设备进行集中的统一管理，自动生成网络拓扑结构，通过颜色变化来区分设备运行情况；组、帐号用户管理模式，提高网络的开户效率和组管理功能；用户能自己管理帐户的密码和查看上网记录；可监视和管理用户上网的行为，特别是对工作区中的上班时间员工上网行为监控：聊天、访问非法网站、在线看电影，等等。8.QoS需求由于研究所系统的特殊性，其通信的类型几乎涵盖了Internet所有的应用通信类型，包括Email、FTP、网页浏览、数据库查询、协同计算机辅助设计（CAD）、基于计算机的企业系统（ERP等）、协同研究、视频广播、语音广播（生产工作区）、IP视频监控、VoIP以及视频会议等等应用类型。其通信方式和对传输网络的要求各不相同，为了合理利用网络资源，需要为业务、VoIP、语音广播、视频会议等对网络服务质量要求高的应用提供高优先级，才能为所有这些应用提供网络传输保证，保障各种不同服务的流畅应用，并实现端到端的QoS服务。9.组播应用需求IP组播技术作为一种节省带宽的网络技术，最适合在流媒体应用中使用。流媒体技术，可用于生产工作区语音广播、视频点播、远程监控、视频会议等应用。需要对网络设备的要求：组播协议，核心和汇聚的三层交换机支持PIM/IGMP等协议，接入的二层交换机支持IGMPSnooping协议；多媒体双向组播，实现时时的交互式视频应用；多媒体非法组播源控制；端到端QoS保障，要求全网提供服务保证。10.终端桌面安全需求：研究所具有一些政策性约束条件，对接入终端的审计具有高安全性要求，因此，针对该研究所的行政办公区、研究室、财务室等重要部门进行用户桌面终端行为监控，能够有效地审计用户，便于事后进行取证。5.1.3信息点分布分析信息点分布情况区域楼宇信息点（接入层）终端（含PC、手机或PAD）接入量（大约）行政办公区1#（6层高）40间/层*6层*2点/间=480点6层*4个会议室/层*4/个会议室=96点2016台2#（6层高）40间/层*6层*2点/间=480点6层*4个会议室/层*4/个会议室=96点2016台3#（3层高综合楼）12间/层*2层*6点/间=144点1层（图书阅览室）*40点/层=402层*2个会议室/层*4/个会议室=46点240台生产工作区1#，2#120点100台3#，4#220点200台5#，