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中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)34-9668-02
Experimental Design of Network Generic Cabling System
CHEN Dao-cun, ZHU Jun
(Anhui Agricultural University, Hefei 230036, China)
Abstract: From the perspective of network generic cabling system's practical, economical and synthesized aspects, this article emphasizes experiment process, combines theory with practice and then puts forward experimental design of Network Generic Cabling System with easy operation and adaptation.
Key words: generic cabling; experiment; design
目前許多高校都設有網絡工程專業,網絡綜合布線系統是該專業的主干課程之一,該課程極具實踐動手的特點,學生在具備一定的理論課基礎的同時,只有通過實驗才能將知識真正掌握、理論聯系實際,從而為走上相應的工作崗位奠定基礎,成為企事業單位需求的畢業后可以直接上崗的網絡人才。
1 存在的問題
網絡綜合布線系統實驗,目前較普遍的做法是使用市面上一些公司開發的綜合布線技術實訓室方案套包,一次性購買4至8組(根據學生數),同時選配相關組件,從而形成網絡綜合布線實驗室,供網絡工程專業學生使用。但該方案有以下不足之處:
1.1 不太適合本科教育
其實訓室的定位是重點培養技能型人才,重在施工過程,包括所有的施工環節和施工技術,因而非常適合高職院校使用。而網絡工程專業學生的本科教育是培養既掌握計算機網絡的基本理論和網絡工程的實用技術,又具有計算機網絡工程設計與建設、網絡運行維護與管理、開發網絡應用軟件能力的高級工程技術人才,并非過分突出施工過程及施工技術。
1.2 費用太高
一組墻面及組件約需5至7萬元經費,1個網絡工程專業班級學生數約30人,按照4人一組,則需7至8組,整體成本算出來,學校最少得投入30萬。高校耗費大量資金建設實驗室,培養出的學生卻是重施工技術的“熟練工人”,顯然是不合適的。
鑒于以上存在的問題,本文根據高校網絡工程專業學生培養目標,結合網絡綜合布線系統理論課的知識點,從系統綜合性、高效實用性、經濟靈活性等方面考慮,對網絡綜合布線系統實驗作以下設計。
2 網絡綜合布線系統實驗設計
2.1 設計目標
結合高校網絡工程專業的特點,充分考慮社會對應用復合型技術人才的專業知識和技能要求,突出對學生專業知識應用能力和技能的培養,從演示實驗教學,基本技能訓練實驗教學到綜合性實驗教學,充分激發學生的創新潛能,提高學生解決實際問題的綜合能力,同時培養學生的團隊精神、合作意識,達到學生在學校與社會零距離上崗的需求。
2.2 設計思路
結合網絡綜合布線系統理論課知識點,完成實驗課程大綱規定的學習目標和任務;根據學校自身特點及現有條件進行設計,使實驗在可行的條件下順利進行(利用學校網絡中心的優勢,進行實踐鍛煉);充分考慮學生知識結構及認知能力等因素的不同,使學生主動積極地參與到實驗中,在適度緊張的實驗任務中完成學習目標。
2.3 實驗環境設計
2.3.1 實驗室規劃
實驗室面積約150平方米,邏輯上分為A區,B區。具有8個實驗臺(即8組,A區包括第一組、第二組、第三組、第四組,B區包括第五組、第六組、第七組、第八組),2個網絡機柜(即A柜、B柜,其中A柜屬于A區,B柜屬于B區,模擬綜合布線中的CD、BD、FD),綜合布線模擬墻面1塊,綜合布線展示區及教師示范操作臺各1個。實驗室布局見圖1。
2.3.2 實驗室組建
實驗室中實驗臺組成見表1,網絡機柜內設備組成見表2(A、B柜配置相同)。相關網絡輔材1批。采用此配置,可滿足每個實驗臺提供4位同學做實驗,整個實驗室可以容納32位同學同時做實驗。
2.4 實驗設計功能
2.4.1 綜合布線展示區及教師示范操作臺
主要用于學生認知綜合布線材料及相關工具,以及實驗教師進行實驗介紹及演示等。便于學生認識各種規格線纜及其端接設備,了解其區別、性能等,包括光纖綜合布線器材,以及常用網絡壓線、整線工具的介紹與使用方法。
2.4.2 學生實驗臺
學生操作區域之一。用于網絡跳線制作,熟悉和掌握跳線的壓接方法、技巧;網絡插座的安裝與模塊壓接,熟悉和掌握線纜在模塊中的端接方法、技術,以及模塊與面板、底盒的安裝方法;熟悉和掌握監控線纜BNC及電視F頭等其他用途的常用接頭制作方法及技巧,包括互聯技術等。工作區子系統邏輯結構圖,見圖2。
2.4.3 網絡機柜(A、B柜)
學生操作區域之二。主要功能包括數據配線架及110配線架的安裝、壓接及管理區線纜整理,使學生掌握數據配線架的壓接方法、技巧,了解模塊補償特點,規范整理線纜,以及標識制作;光纜兩端端接方式,熟悉光纜的常用熔接技術,熟練運用光纖熔接的技巧與方法,掌握光纖尾纖整理及固定技術等。
2.4.4 模擬墻面
學生操作區域之三。用于模擬綜合布線CD、BD、FD互聯,包括水平、垂直子系統的線槽(管)、橋架安裝,使學生掌握線槽(管)的鋪設技巧及計算用量,熟悉線槽(管)拐彎、跨接的常用鋪設方法;水平子系統(包括干線)的銅纜計量方法,常用的鋪設方法以及規范的線路整理;垂直、建筑群子系統光纜測算、選型及鋪設方法等。
2.4.5 整體功能
綜合布線系統實驗結構圖,見圖3(左圖為數據實驗結構圖,右圖為語音實驗結構圖)學生完成實驗環境物理線路的互聯,數據網絡要求互相能夠Ping通對方機器的IP地址,語音網絡要求互相能夠連通電話。
學生在完成各操作區實驗后,再進行線纜認證測試,包括熟悉Fluke設備(包括Fluke DTX-1200、Fluke Cable IQ、Fluke Nettool、Fluke 鏈路通、Fluke 尋線儀等)的使用,了解相關參數的含義,掌握測試模型及測試方法,并能夠對網絡工程中綜合布線故障進行分析,從而快速準確定位故障點;同時根據學生實驗內容,逐項進行模擬驗收,包括熟悉并掌握我國及國際上最新的綜合布線驗收的相關標準,并能利用標準對綜合布線工程進行驗收,同時編制相應的驗收文檔;通過驗收,采用“逆向思維”教學方式,再讓學生熟悉并掌握綜合布線工程方案的設計,并能對工程進行比較準確的預算,了解投標報價的策略,并能夠編制綜合布線工程投標書。
2.5 實驗總結
通過分組的方式,給學生提供一個真實、完整的綜合布線實驗環境,促進學生自主學習,調動學生的學習熱情和求知欲望。實驗老師采用PPT文檔演示并配合現場操作,使學生明白“做什么”(目標、內容)、“為何做”(實驗內容與真實崗位的技能對應)、“怎么做”(具體的實驗步驟及注意事項)。實驗中,結合既定的實驗內容及實驗時間,輔以實驗教材,重點強調實驗過程,通過組內、組間競爭考核,提高學生知識運用能力、工作效率以及團隊合作與創新能力,達到“以學生為主體,實驗老師為主導”的教學效果。
實驗完成后,再配合綜合布線工程真實環境的參觀與實踐,并進行現場講解,將理論知識應用到實際環境中,從各方面提高和加深學生對綜合布線課程相關技能和知識的掌握。同時要求學生提交完整的實驗報告,記錄實驗中遇到的各種問題及其解決辦法,總結在實驗中學到的內容,并整理歸檔,幫助學生明晰實驗內容及最佳思考方法,找出不足,并對實驗進行拓展和延伸,實現知識和技能的跨越。
3 結束語
本實驗設計已在安徽農業大學信息與計算機學院得到驗證,在應用與實踐中,能夠建立課堂與實際工作崗位的良好銜接,既培養了學生的動手能力,又提高了學生綜合分析解決問題的能力。通過實驗,結合所學的理論知識,使每位學生都能夠成為一名合格的網絡綜合布線工程師。
參考文獻:
[1] 華杰.計算機網絡綜合布線系統研究[J].軟件導刊,2007(11):74-75.
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2011)30-7411-02
隨著計算機網絡技術的高速發展,局域網技術、通信技術、信息技術被廣泛應用,這些都是以信息傳輸為基礎,依靠光纖和電纜來實現信息的傳送,這就離不開網絡布線系統。2006年我院校園網工程啟動,我都實時參與,幾年來的實踐和應用,我對布線系統有了更深的理解,在此有幾點粗淺的認識。
1 我院計算機校園網綜合布線系統的建設
綜合布線系統是一套用于建筑物內或建筑群之間為計算機、通信設施與監控系統預先設置的信息傳輸通道。它將語音、數據、圖像等設備彼此相連,同時能使上述設備與外部通信數據網絡相連接。計算機校園網絡綜合布線是計算機校園網絡的重要基礎,是計算機網絡的生命線。采用符合國際標準的計算機網絡結構化布線,可以使計算機校園網絡滿足結構化、標準化、模塊化要求,達到易于控制、擴展和管理的目標。
1)校園網布線系統設計目標和原則。2006年,我院校園網絡布線系統開始建設,為適應能支持綜合樓內的話音和數據系統,實現局域網資源共享。布線系統采用國際標準(ISO/IEC 11801)建議的星型拓撲結構,滿足ISDN的要求,采用美國PLEACH六類布線產品,本著滿足當前通訊實用性,具有適應未來技術的先進性,投資經濟型等原則進行建設。
2)校園網綜合布線系統設計建設說明。系統將主教學樓十樓設置中心機房,設置校園網絡總配線間,網絡綜合布線系統共分為三級。校園中心機房總配線間至樓層配線間為一級主干,采用12芯多模室外光纖;從樓內總配線間至樓層配線間為二級主干,采用12芯室內多模光纖;從樓層配線間到樓層信息點為三級主干,采用六類非屏蔽雙絞線。
3)校園網綜合布線系統的組成。參考ISO/IEC11801標準,綜合布線系統分為六個子系統,包括工作區子系統、水平區子系統、設備間子系統、垂直干線子系統、管理子系統及建筑群子系統。1)工作區子系統:即最終用戶的辦公區域,工作區子系統是一個可以獨立設置終端設備的區域,該子系統包括水平配線系統的信息插座、連接信息插座和終端設備的跳線以及適配器。本方案選用了PLEACH Cat 6非屏蔽六類信息插座。2)水平區子系統:水平布線子系統將垂直干線子系統線路延伸到用戶工作區。水平子布線系統大部分處于一個樓層或相鄰樓層上,一端節接到信息插座上,另一端接在分配線間的管理配線架上。本方案選用了PLEACH Cat 6非屏蔽4對雙絞線、RJ45信息插座、樓層配線設備和跳線。3)管理間子系統 :為滿足線纜的長度要求,在每層設1-2個管理配線間,配線間采用標準配線架、跳線架、理線架、光纖配線箱進行靈活的配線和跳接。4)垂直干線子系統:垂直干線子系統應由設備間的配線設備和跳線以及設備間至各樓層分配線間的連接電纜組成。本方案用一根12芯的多模光纖到機房,保證了主干網上的數據傳輸質量和速度。5)設備間子系統:設備間是在每一幢大樓的適當地點設置進線設備,進行網絡管理以及管理人員值班的場所,是結構化配線的核心。它管理計算機網絡的垂直線纜和水平線纜的進線。設備間內的所有進線終端設備應采用色標區別各類用途的配線區。6)建筑群子系統:是將一個建筑物的光纖延伸到另一個建筑物的設備上,連接各建筑物之間的纜線和配線設備,組成建筑群子系統。
4)本方案綜合布線系統的特點。采用星型拓撲結構、模塊化設計的綜合布線系統,系統具有開放性、靈活性、模塊化、擴展性及獨立性等特點。這樣設計思路簡潔,施工簡單,施工費用降低,充分適應通訊和計算機網絡的發展,為今后辦公自動化打下堅實的線路基礎。
2 計算機校園網布線系統建設過程的經驗總結
綜合布線系統是一個綜合性很強的工程,建設過程并非一帆風順,得到的經驗教訓也很多。在此,就幾方面談談。
1)設計科學合理的綜合布線方案。只有符合國際標準的,設計合理的結構化綜合布線系統才能滿足當前校園網的需求,對布線方案的設計要多論證、多考察。
2)校園網綜合布線系統應以實用性為主。一定要從實際出發,不可脫離學校的實際情況。盲目的追求過高的標準,會造成嚴重的浪費。特別是學生宿舍信息點數的布設,學校一定要科學考察,綜合分析,因為學生宿舍的信息點占得比重很大,假如學校有10000學生,僅宿舍信息點數就要達到基本的1250個,才能滿足每個房間的需求。其布線系統采用的交換機、線纜等設備投入就會幾十萬甚至上百萬的投入。
3)校園網布線系統一定要選擇優質的綜合布線產品。因為優質的布線產品,完善的技術支持,有保證的售后服務是信息傳輸的長遠需求。綜合布線的硬件產品也一定要通過專用的智能網管軟件來實現管理。
4)對綜合布線系統的實施過程要有充分的認識。(1)一個優秀的設計方案最終能夠在智能建筑中完滿實現,工程組織和工程實施十分重要,這就需要一支懂技術、會管理的施工隊伍。(2)布線過程并非一帆風順,施工會遇到一些不可預知的阻力。主要來源于建筑物工程,特別是建筑工程設計、施工造成的線路管直徑達不到穿線的要求,導致雙絞線電纜無法穿線,給施工會造成很大的麻煩。因此,弱電工程的施工與土建施工的協作配合就顯得尤為重要。
5)電磁輻射和遭受外部電磁干擾的認識要提高。建筑物內的弱電布線和強電布線往往是一起的。若強電的電壓很高,勢必對弱電線路有超強的電磁輻射,影響和衰減弱電信號。采用屏蔽度高的雙絞線電纜以及與強電系統保持一定的距離是非常有效地手段。
6)校園網用戶每天都在使用布線系統,用戶變更網絡連接或跳接的頻率很高,更換粘貼新標簽成為一項必然的工作。同時,舊標簽脫落現象嚴重。因此,認識到近幾年新技術應用的必要性,對已有網絡布線升級也成為一種可能。當然,新上項目一定要結合自身實際,考慮新技術的科學性、經濟型和必要性。
計算機校園網絡綜合布線系統的建設,不僅要科學的設計方案、優秀的布線產品,更要加強對成本、進度、質量的控制;加強甲方、監理、設計院、施工方的協調工作;加強施工過程中對用戶的全方位、多層次的培訓。
新區公安局作為新區重要的公安部門,其信息化應用水平將直接影響到公安工作的及時性、準確性及保密性。因此,在規劃和設計綜合布線系統時,必須充分考慮計算機信息網絡系統、語音通信系統及各智能子系統對綜合布線系統的要求,力求把綜合布線系統建設成一個可靠、開放、高帶寬、可擴展并滿足未來發展需要的系統。
二、系統的建設目標
新區公安局辦公大樓樓層總數為13層,其中地上11層,地下2層。大樓綜合布線系統作為語音、數據及圖像通信等系統的傳輸媒介,要求能夠滿足對通信自動化、辦公自動化等系統信息傳輸的需求,提供大樓各種業務網絡的高速可靠的連接通道。
三、系統的設計原則
本設計以行業標準及作為設計依據,并結合最終用戶的要求及建筑樓層的分布情況,用最佳設計方案體現最高的性能價格比,是本方案設計的指導思想,也是本方案設計的基本出發點和追求的目標。
四、結構化綜合布線系統
結構化綜合布線系統(SCS)是樓宇和園區范圍內,在統一的傳輸介質上建立的可以連接電話、計算機、會議電視和監視電視等設備的結構化的信息傳輸系統。
結構化綜合布線系統分為六個子系統:建筑群子系統、垂直子系統、水平子系統、管理子系統、設備間子系統和工作區子系統。
五、大樓結構化綜合布線系統設計
(一)總體結構
新區公安局大樓包括地下二層,地上十一層。地上每層設獨立配線間,管理本層的水平電纜,地下二層的信息點由首層的配線間管理。
數據中心設在首層的計算機房,語音中心設在首層通信機房。
分配線間設有19”標準機柜用作配線柜,所有線纜管理器件都為19”機柜式安裝,方便管理,光纜也端接在19”配線柜上。水平和垂直線纜端接在不同的配線架上,分別標注清楚,通過跳線進行連通,或通過標準跳線聯入設備。
水平布線系統采用六類非屏蔽雙絞線、六類模塊及光模塊;垂直子系統采用12芯、6芯和8芯多模光纖作為數據主干;語音主干為五類大對數線纜。
本布線系統主要由工作區子系統、水平子系統、管理子系統、垂直子系統和設備間子系統等部分組成。
(二)工作區子系統
工作區子系統由安裝在各工作區的國際標準信息插座及面板組成。電源插座和信息插座的水平間距為300mm,距地面300mm。
數據信息插座全部采用AMP 1375055-1信息模塊,為8針RJ45插座;語音信息插座采用拓貿隆T5051模塊;信息插座的面板采用AMP 86式方形雙口面板1427003-2,并提供話音/數據識別符號。
(三)水平子系統
水平子系統是連接管理子系統到工作區子系統之間的連線。包括水平布線、電纜終結及交換。為保證網絡的先進性、靈活互換性,為未來高帶寬需求預留容量,大樓的數據水平傳輸介質采用能夠確保高速數據傳輸的AMP六類1427254-6 UTP雙絞線,語音水平傳輸介質采用拓貿隆五類T-5001 4芯雙絞線。
(四)管理子系統
管理子系統放置通信布線設備,用來對線纜提供端接和跳接線管理,包括水平、主干布線系統的終結和主干的交換。管理子系統對各種信息提供一種流向管理,使某種信息流通過結構化布線系統到達相應的控制和交換設備。
水平雙絞線及垂直主干備用雙絞線線纜均端接到雙絞線配線架上,該配線架的數量應根據信息點端口數量、主干備用雙絞線纜的對數 、一定的冗余量來定,以達到最大的靈活性。
地上每層設一個配線間,共十一個配線間。端接水平、垂直線纜的語音、數據配線架、光纖配線架都安裝在配線間的19”標準機柜里;數據系統雙絞線端接在24口配線架上,語音系統水平和垂直線纜均端接在科龍電話配線架上;光纖均端接在機架式光纖接續箱內,且根據光纖所連的網絡種類不同(如公安網、互聯網、業務專網),應單獨熔接到各自獨立的光纖接續箱內。配線間內的機柜除安裝配線設備,還應為網絡設備預留空間。根據設備數量為每個配線間配置足夠的19”標準機柜。
數據配線架采用AMP 1375014-2 24口六類模塊配線架。AMP 1375014-2六類模塊超群的性能參數超越了所有六類標準中的規定,提供業界最高性能的UTP線纜的數據傳輸速度。同時根據數據信息點數量的1/2配備六類RJ45-RJ45雙絞線跳線。語音配線架按照樓層語音信息點的數量,采用科隆150對或100對的電話配線架。光纖接續箱內光纖的熔接均采用FC耦合器和接頭,端口按光纜芯數1:1配置。
(五)垂直子系統
垂直子系統指從各樓層的分配線間配線架(IDF)接到樓內各主設備間配線架(MDF)的光纖和六類雙絞線、五類大對數UTP電話線纜。
作為整個布線系統的主干部分,在材料選擇方面應在滿足當前應用需要的同時,充分考慮線路的冗余備份及未來幾年系統的升級發展需要。本方案中,設計網絡的主干采用12芯、8芯和6芯多模光纖,并利用六類雙絞線備份。語音的主干采用50對五類大對數電纜。
(六)設備間子系統
本布線系統的主設備間(即語音機房、數據機房)設在一樓,管理著整個大樓的數據和語音(電話)信息點 ,各樓層的語音、數據信息點通過各個管理子系統接入主設備間。主設備間放置了大樓的總配線架(包括語音總配線架、各數據網數據總配線架)、電信設備和計算機網絡設備。
各數據機房機架式光纖接續箱安裝于19”標準機柜內,按實際光纖數量分別選用24口、72口、96口的抽屜式光纖接續箱。
數據機房的雙絞線配線架選用AMP 1375014-2 24口六類模塊配線架,用于端接預留的各樓層光纖主干線路的備用雙絞線,安裝于19”標準機柜內。
語音主配線架負責匯總和管理所有語音信息點,電話線進戶按要求以1000對考慮,使用一臺2000回線的電話回線箱。
從電信部門進入的電話外線通過光纖接入設備機房的程控交換機,然后從程控交換機通過大對數電纜接入電話回線箱,與樓層語音配線架進行跳接,以便開通各個房間電話信息點。
中圖分類號:TN711 文獻標識碼:A 文章編號:
智能建筑是信息時代的必然產物,綜合布線系統是智能建筑物內的數據傳輸系統,它既實現了建筑物或建筑群內部的圖像、語音和數據之間彼此相連傳輸,也實現了各個通信設備和交換設備與外界通信網絡相連接。
一、綜合布線系統概述
1.1綜合布線系統的定義。
綜合布線系統是信息時代的必然產物。它是通過網絡傳輸介質與相關的硬件設備的有機結合,從而實現了整個系統上的各種功能,保證了信息傳輸的安全性、可靠性和有效性。綜合布線系統使智能建筑群內所有帶弱電的設備進入了同一個網絡系統,由設置的中央控制室的網絡管理系統進行控制和管理。綜合布線系統的構成分為六個子系統,它們是由計算機網絡硬件、傳輸信息的電子鏈路、傳輸網絡介質、電氣保護設備等硬件集成在一起的。
1.2綜合布線系統的規范和網絡標準。
1)中國國內規范:GB/T50311-2007綜合布線系統工程設計規范;GB/T50312-2007綜合布線系統工程驗收規范。
2)國際標準及規范:ISO/IEC 11801,EIA/TIA 568A,EIA/TIA 568B等。
3)綜合布線系統支持的網絡標準:ATM異步傳輸模式;CDDI銅線分布式數據接口高速網絡標準;FDDI光纖分布式數據接口高速網絡標準;IEEE8023總線局域網標準;IEEE8025環型局域網標準。
1.3綜合布線系統的主要特點。
開放性
綜合布線系統采用開放式體系結構,符合多種國際上現行的標準,它幾乎對所有著名廠商的產品都是開放的,并支持所有的通信協議。
這種開放性的特點使得設備的更換或網絡結構的變化都不會導致綜合布線系統的重新鋪設,只需進行簡單的跳線管理即可。
靈活性
綜合布線系統采用星型物理拓撲結構,為了適應不同的網絡結構,可以在綜合布線系統管理間進行跳線管理,使系統連接成為星型、環型、總線型等不同的邏輯結構,靈活地實現不同拓撲結構網絡的組網;當終端設備位置需要改變時,除了進行跳線管理外,不需要進行更多的布線改變,使工位移動變得十分靈活;
同時,綜合布線系統還能夠滿足多種應用的要求,如數據終端、模擬或數字式電話機、個人計算機、工作站、打印機和主機等,使系統能靈活的聯接不同應用類型的設備。
模塊化
綜合布線系統的接插元件,如配線架、終端模塊等采用積木式結構,可以方便地進行更換插拔,使管理、擴展和使用變得十分簡單。
擴展性
綜合布線系統(包括材料、部件、通訊設備等設施)嚴格遵循國際標準,因此,無論計算機設備、通訊設備、控制設備隨技術如何發展,將來都可很方便地將這些設備連接到系統中去。綜合布線系統靈活的配置為應用的擴展提供了較高的裕量。系統采用光纖和雙絞線作為傳輸介質,為不同應用提供了合理地選擇空間。
對帶寬要求不高的應用,采用雙絞線,而對高帶寬需求的應用采用光纖到桌面的方式。
語音主干系統采用大對數電纜,既可作為話音的主干,也可作為數據主干的備份,數據主干采用光纜,其高的帶寬為多路實時多媒體信息傳輸留有足夠裕量。
獨立性
綜合布線系統的最根本的特點是獨立性。最底層是物理布線,與物理布線直接相關的是數據鏈路層,即網絡的邏輯拓撲結構。
而網絡層和應用層與物理布線完全不相關,即網絡傳輸協議、網絡操作系統、網絡管理軟件及網絡應用軟件等與物理布線相互獨立。
二、綜合布線系統的設計與應用
綜合布線系統一般由六個子系統構成,分別是工作區子系統、水平布線子系統、垂直干線子系統、設備間子系統、管理子系統以及建筑群子系統。綜合布線系統中還有一項最重要的組成構件就是網絡傳輸介質,它決定了網絡數據傳輸的最大距離、網絡數據的傳輸速率、連接設備的選擇和傳輸的可兼容性、安全性、可靠性及有效性等等。
1)水平子系統的設計。水平子系統是由水平布線子系統由信息插座、水平電纜、樓層配線架上的配線盤和跳線等組成。信息插座的接口是8針RJ45形式,必須符合ISO8877和ISO603.7標準,電氣性能至少保證五類指標,可采用ST或SC形式,水平布線的長度不得超過90米。
2)垂直干線子系統的設計。垂直干線子系統是由設備間子系統或管理區子系統與水平子系統的引入口之間的連接線纜組成。在設計施工時,應預留一定長度的線纜作為冗余信道。
3)工作區子系統的設計。工作區子系統是需要設置終端設備的區域,是由終端設備及其連接到水平系統信息插座的接插線等組成。對于計算機終端,采用RJ45-RJ45的4對跳線,跳線的長度設計為1.5米、3米或5米,信息插座是由8芯模塊化RJ45頭插座組成,其功能規定符合568標準。
4)設備間子系統的設計。設備間子系統是建筑物用于進行綜合布線、安裝進出線設備及其應用系統管理和維護的區域,設備間的位置應設計在建筑物平面的中間位置及建筑物干線的中間樓層。
5)管理區子系統的設計。管理區子系統是由配線架、配線間的線纜及相關接插線等組成,它是管理連接硬件和線纜的區域。網絡管理人員可以在管理區子系統中便捷地改變任意用戶的路由。
6)建筑群子系統的設計。建筑物子系統是由連接各建筑物之間的傳輸介質和各種相關支持的設備構成的,敷設電纜的方法有直埋電纜法、架空電纜法和管道布線法。管道布線是由管道和入孔組成的地下系統,將建筑物的各個建筑物進行互連。
三、綜合布線系統存在的問題
設計不標準:當前為了滿足技術指標的要求,綜合布線工程中多用超五類線,但為了中標,有些集成商提出改用三類線代替,從而降低競標預算價格,達到拿下該工程項目的目的。建立的文檔不全面:為了便于日后測試、維護、運行和管理綜合布線系統,必須有一套完備準確的文檔資料;驗收工程草率了事:沒有索取完備的測試報告,沒有清查信息點布置的數量,沒有核準纜線的布置方法和線路等等問題,極易使日后用戶與集成商發生糾紛。
四、綜合布線系統的優化
綜合布線系統作為智能建筑的“中樞神經”系統,綜合布線系統是智能建筑必備的基礎設施。但發生故障導致智能系統癱瘓的根源,有70%以上是由于智能系統的布線不善。當前國內綜合布線的工程設計,采用AutoCAD優化網絡圖替代手工設計已成為趨勢,但對其設計方案中器件數量的統計和各種線纜長度的測量、計算,既費力又很容易出錯。因此,有必要對綜合布線的配線子系統路由進行優化和研究。
1.配線系統路由優化算法
針對綜合布線配線子系統的路由進行優化,可分為房間內的布線和廊道內布線(即樓層配線間至房間引入點)兩部分進行。其路由優化計算方法采用改進的迪杰斯特拉算法,以找出樓層配線間V1至各布線點的最短路徑。
改進的迪杰斯特拉(ImprovedDijkstra)最短路算法不僅可以求出圖中從一個特定頂點至所有其他頂點的最短路由,且能給出經過的最短路徑點,計算出各點間的最短距離。知道了各點間的最短路由及距離,就知道了各布線路由的分支情況,便于后面利用計算機對布線材料的自動統計。
2.綜合布線配線子系統路由優化設計
子系統路由優化設計的重點,即從AutoCAD圖中正確地讀取優化網絡圖中需要的數據,構建優化網絡圖矩陣,以便進行高效率地最短路徑分析計算,最后由計算機自動地進行最短路徑的布線繪制。
2.1構建優化網絡圖矩陣
從布線工程圖中讀取優化網絡圖中需要的數據時,計算機可以直接對各點編號,生成節點表。但在畫出線纜路由前,各點是相互孤立的,計算機無法自動辨別哪些點按實際布線情況是不可能相連的。這時,計算機就能夠提取到廊道內的可能布線點和這些點間的距離即優化網絡圖中的弧長,而不在同一直線上的點,在優化網絡圖的矩陣中弧長初始值為∞,由此可以將這些數據形成和構建優化網絡圖的矩陣。
2.2自動繪制布線優化路徑
在進行優化路徑分析計算時,采用改進的迪杰斯特拉算法。該算法的網絡圖中的特殊點、其它點和距離參數對應于布線工程圖中為:樓層配線間引出點設定為特定頂點V1,由每個房間的引出點定為必經點,廊道拐點形成廊道內可能的布線路由點。然后經過改進的迪杰斯特拉算法進行廊道內布線路由優化計算。
最后計算機自動將前面生成的廊道內可能的布線路由按照優化計算結果進行修訂,將優化計算結果中的節點連接,并生成廊道內的最優布線路由圖,從而實現優化結果下的計算機自動布線。
五、結語
綜合布線系統是智能建筑的重要構成部分,為智能建筑提供了高速可靠便捷的信息通道,是實現智能建筑功能的重要基礎和保證。隨著我國經濟實力的不斷壯大和計算機網絡技術的不斷迅猛發展,綜合布線系統會有更廣闊的發展前景。
參考文獻:
[1]劉國林,綜合布線系統工程設計[M].電子工業出版社,1998.
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)07-0134-02
“網絡綜合布線”是一門綜合性、實踐性非常強的課程,在教學中非常注重實踐環節,通過加強實踐環節的教學,使理論知識轉變為實際生產活動。在“網絡綜合布線”教學結構中,理論教學與實踐教學大致為四六分成。40%課時來學習基礎知識與基本理論,60%課時用于實踐、實習,從中提高學生的分析能力與解決問題能力。待到整體課程結束之后,學生能夠掌握布線標準與規范、綜合布線流程、熟悉布線系統中的傳輸介質、多項設計方法、施工技術、測試技術、維護技術、驗收等技能。在應用層面,學生能夠根據客戶實際需求,設計出整套布線方案,并展開后續工作。本文嘗試采用在CDIO模式下,實現“網絡綜合布線”實訓項目的協同創新模式。
1CDIO模式概述
CDIO模式主要包含構思、設計、實施、運行的四大環節。簡單來講,在CDIO模式下主要是采取實踐教學,通過工程項目作為學習載體,并且由教師引導學生在此四個環節中學習、實踐、探究。CDIO模式不僅能夠讓學生掌握新知識、鞏固舊知識,同時也會讓學生在實踐中學會思考、動手、總結、探究。
2CDIO模式的教學要求
2.1轉變教師的角色定位
CDIO模式以突出學生的主體地位為特色,教師主要發揮自身的引導作用與輔助作用。通過轉變學生、教師的角色定位,讓學生由被動變為主動,學生成為課堂主導者,教師作為引導者,如果學生在實踐中出現偏差,教師給予矯正,幫助學生提高專業能力。
2.2教學體系構建要求
通過構建完善的CDIO教學模式,能夠提高學生的方案設計能力、施工能力、檢測能力、維護能力,同時也能夠提高學生的協作能力與動手能力,進而改善傳統教學模式的弊端,如教學目標與內容不匹配、教學內容與實踐相脫節等。注重學生在CDIO模式中的能力培養,進而實現人才培養目標。因此,在CDIO教學模式下,必須要突出學生主體地位,轉變傳統教學理念與方法、發揮實訓項目作用、明確人才培養目標,通過多方協同創新完成最終目標。
3協同創新理念概述
3.1師生協同
師生協同理念下,教師主要任務是幫助學生完成學習,指出學生在學習中的問題所在。其中包括:問題分析、解決問題、資料查詢等。教師通過指導學生進行學習,實現師生共同學習模式,進而培養學生的創新能力。
3.2學生協同
學生協同主要是指合作學習模式,將學生分成若干小組,讓學生小組一起學習、探討,實現知識共享,讓學生之間相互彌補、相互促進。在小組交流中,學生能夠主觀的表達觀點,進而在學習中達成共識,培養學生的團隊協作能力。
3.3教師協同
即使是同一學科教師,其特長也有所差異。因此,教師協同非常必要,能夠完善教師的知識結構,取長補短??梢宰尣煌瑢I、不同層級的教師組成課程研討小組。通過組建教師團隊,教師們能夠相互提高、相互學習、保障教學計劃的合理性、進而提高教學質量與實訓質量。
3.4校企協同
校企協同即是校企合作。讓學習課堂走進企業中,使學生在企業中展開實訓、學習。在校企模式下,學生可以結合書本知識與實訓項目,做到學以致用,提高整體的學習效果,鍛煉學生的創新精神與實踐能力。
4CDIO模式下實訓項目的構建
4.1實訓項目構思
實訓主要是以小組合作模式為主。將班級學生分為若干小組,給予指定地點讓學生小組進行實訓項目。在實訓過程中,可以讓每個小組成一個整體;也可以讓全班同學成為一個整體,每個學生小組擔任項目中一個環節的任務。以班級整體為例,可以將整體實訓項目分為工作系統、設計系統、管理系統、建筑群系統、設備系統等,進而將不同小組安排到不同系統中。同時,要為學生提供一些硬件設施,例如光纖熔接機、線路測試儀、網絡性能測試儀、線纜及相關工具等,為實訓項目奠定堅實的基礎。通常情況下,教師要根據班級實際人數進行分組,每組4~6人最佳,并選出一名專業能力、動手能力、組織能力較強的學生做組長。之后,每個小組正式進入構思、設計、實施、運行等教學環節。
4.2項目實訓環節設置
在CDIO模式下,教要創設一個讓學生小組置身其中的環境,,以項目要求作為基礎,進行構建框架、項目設計、項目施工、運行與驗收四大學習環節,進而通過個人努力、團隊努力來完成任務。同時要注重師生協同、學生協同來提高實訓質量。
4.2.1構思環節
教師要給學生提出構思方案,要求學生根據某公司綜合布線系統,構思相應的布線方案。待到方案落實到學生身上之后,學生首先要構思一個大體架構,明確客戶需求及當下的系統狀態。在構思過程中,學生要認識到建筑物的構造特點。因此,需要建筑專業的教師協同配合。由建筑教師提出建筑設計基本理念、方法、構造等內容,之后學生結合建筑理論展開系統分析,為后續實訓環節打下基礎。
4.2.2設計環節
學生構思完成之后,根據教師所提要求進行項目設計,采用繪圖工具繪制出系統線管、系統走線等布線信息。學生小組在設計環節中,要重點考慮信息點數量、線纜長度、線纜型號、線路路由、配線架型號等內容。在施工方案設計中,要根據市場現狀,給出所用設備、材料,及整體造價。
4.2.3實施環節
設計環節結束之后,學生可以利用實訓基地中的設備和布線系統,展開管槽布設、安裝插座、連接線纜等工作。在實施環節中,學生要以團隊為核心,發揮團隊協作精神,做到相互幫助、合理分工,集小組所有人的力量來完成施工。
4.2.4運行與驗收環節
施工完成之后開展運行工作,查看完成的項目是否能夠正常運行。首先要利用線路測試儀對系統進行檢測,檢查線路連接、配線系統是否滿足標準,線纜各項指標是否達標,進而完成系統驗收;接著進行語音系統測試和數據業務測試,觀察二者是否正常,并采用網絡測試儀監測網絡環境,看工程整體是否滿足項目要求。
在上述四個環節中,教師發揮自身的引導作用,協同各個學生小組完成任務。待到驗收環節完畢之后,教師要對各個小組進行考核、評價。實訓項目中的不足之處再加以改進。
4.2.5校企合作
1.1開放性
結構化布線系統由于采用開放式體系結構,符合各種國際上主流的標準,對所有符合標準的計算機設備和網絡交換設備廠商是開放的,也就是說,結構化布線系統的應用與所用設備的廠商無關。而且胡沂有通信協議也是開放的。
1.2靈活性
物理上為星型拓撲結構。因此所有設備的開通、增加或更改無需改變布線系統,只需變動相應的網絡設備以及必要的跳線管理即可。系統組網也可靈活多樣,各部門既可以獨立組網,又可以方便的互連,為合理的進行信息共享和信息交流創造了必要的條件。
1.3可靠性
布線系統都是采用高品質、高性能材料和組合壓接技術,構成一個標準非常高的信息通道。所有元器件經過CAS、150認證。經過專用儀器設備測試的每條信息通道可以保證其電氣性能??梢灾С謑印Base--T及、仆的應用。星型拓撲結構實現了點對點端接,任何一條線路故障都不會影口向其它相關線路的運行。從而保證了系統的可靠運行。采用相同的傳輸介質可互為備用,提高了系統的冗余。
1.4先進性
超五類或超五類屏蔽雙絞線布線系統使數據的傳輸速率達到155MbpS、622M飾s、l。洲)M飾s,對于特殊用戶的需求,光纖可到桌面,干線子系統和建筑群子系統中光纖的應用,使傳輸距離達2公里以上。為今后計算機網絡和通信的發展奠定了基礎。同時物理星形的布線方式使交換式網絡的應用成為可能。
2綜合布線系統的結構
星型拓撲結構布線系統是一種模塊化設計。主節點可與從轉點自接才目連,而從節點之間的通信只有經過主節點的交換才能完成。而星型拓撲結構正是由一個中心主節點向外輻射延伸到各從轉點。同時由于每一條線路從主節點到從轉點的線路均與其池線路相刊獨立,智能大廈的計算機網絡在主節點配置一臺主交換機,在每個褸層酉己線間配置交換機或集線器,{婁層酉己線間交換機或集線器與主交換機連接。星型拓撲結構的優點:星型拓撲結構的所有信息通信都要經過中心節點,所以比較容易維護與管理。利用樓層配線間的配線架的跳線,可以移動、增加或減少終端設備,操作容易、適應性強。每一條鏈路的相對獨立性,使旱一線路故障不影響其池工作站的運行,并且有利f故障的排除。星型拓撲結構的缺點:布線工作量大,線纜長度的增加使布線工程預算提高。隨著計算機網絡交換技術的發展,綜合布線系統應用星型拓撲結構。
中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)26-0211-02
在當今社會中,信息已成為一種關鍵性的戰略資源。為了使信息能準確、高速地在各種型號的計算機、終端機、電話機、傳真機和通訊設備之間傳遞,世界上有不少發達國家正紛紛興建信息高速公路。
21世紀將是INTER-NETWORKING(網聯機器),CLIENT/SERVER和多媒體整合的年代。現在“網聯機器”的概念代替了“機器網聯”的傳統概念。也就是說,當一個企業,一個政府部門,在規劃電腦系統時,先從建網開始,再根據具體需求將各種型號的大、中、小微型機掛在網上,從根本上避免了“機器聯網”造成的開放性不良的被動局面。因此,在新建大樓或舊樓改造的工程中迫切需要一種先進的布線系統來鋪設信息高速公路。綜合布線系統正是這樣一個系統,它以其極大的靈活性、適用性、可靠性、完整性等優點代替了傳統的布線系統概念,并在我國很快為各級主管和技術人員所認識。
因此,綜合布線系統立足于開放原則,既支持集中式系統,又支持分布式系統,既支持不同廠家不同類型的計算機及網絡產品,又支持可視電話,符合目前和未來的發展需要。總之,在高品質的綜合布線系統支撐下,網絡工程將是一個既投資合理又擁有高效率的舒適、溫馨、便利的環境,同時也具有長遠的系統靈活性。
1 綜合布線系統組成
從功能上看,綜合布線系統包括工作區子系統、水平子系統、管理子系統、垂直干線子系統、設備間子系統和建筑群子系統。
1.1 工作區子系統
工作區子系統由設在各用戶末端的信息插座及連接信息插座至終端設備之間的線纜構成。工作區常用設備是計算機、網絡集散器(Hub或Mau)、電話、報警探頭、攝像機、監視器、音響等。
1.2 水平子系統
水平子系統由連接各辦公區的信息插座至各層配線間之間的線纜構成。由六類線纜構成。目的是實現信息插座和管理子系統(跳線架)間的連接,將用戶工作區引至管理子系統,并為用戶提供一個符合國際標準,滿足語音及高速數據傳輸要求的信息點出口。
1.3 管理子系統
管理子系統由各層分設的配線間及主機房的主配線間構成,主要負責本樓層內的信息通道的統一管理。它是由配線間中的非屏蔽跳線、非屏蔽配線架等組成。
1.4 垂直干線子系統
垂直干線子系統由連接主設備間至各樓層配線間之間的線纜構成。其功能主要是把各分層配線架與主配線架相連。用主干電纜提供樓層之間通信的通道,使整個布線系統組成一個有機的整體。
1.5 設備間子系統
設備間子系統是一個集中化設備區,連接系統公共設備,如PBX、局域網(LAN)、主機、建筑自動化和保安系統,及通過垂直干線子系統連接至管理子系統。
1.6 建筑群子系統
建筑群子系統也稱校園子系統,它是指由一幢建筑物中的電纜延伸至另一幢建筑物的通信設備與裝置構成的子系統。
2 綜合布線系統支持的網絡
1) 10Basse-T、100BASE-T,100BASE-VG、1000BASE-T ;
2) IBM System ;
3) ATM155、ATM622;
4) Tokeng Ring ;
5) FDDI ;
6) ISDN等。
3 綜合布線系統的特點
3.1 開放性
綜合布線系統是一套全開放式的布線系統,它具有一套全系列的適配器,可以將不同設備廠商的不同傳輸介質全部轉換成相同的非屏蔽雙絞線,通過雙絞線可以傳輸話音、數據、圖象、視頻信號:采用光纖可以遠程高速傳輸數據、高清晰度圖象信號,可以支持目前所有數據及話音設備廠商的系統。
3.2 靈活性
由于所有信息系統采用相同的傳輸介質,因此所有信息通道是通用的,信息通道可以支持電話、傳真、多用戶終端、ATM、10BASE-T工作站及令牌環站。所有設備的開通及更改均不需要改變系統布線,只需做必要的跳線管理即可:系統組網也可靈活多樣,各部門即可獨立組網又可方便互連,為合理組織信息流提供了必要條件。
3.3 可靠性
綜合布線系統采用高品質的標準材料,以組合壓接的方式構成一套高標準信息通道,每條信息通道都要采用專用儀器測試以保證其電器性能。系統布線全部采用物理星型拓撲,點到點端接,任何一條線路故障均不影響其它線路的運行;同時為線路的運行維護及故障檢修提供了極大方便,從而保障了系統可靠運行。更重要的是在復雜環境下,全程6類非屏蔽系統為用戶將來在更高(100MHZ或大于100MHZ)的數據、語音傳輸提供了安全可靠的保證。
3.4 先進性
采用極富彈性的布線概念,數據、語音采用6類非屏蔽雙絞線布線方式,極為合理地構成一套完整的布線系統。所有布線均采用世界最新通訊標準,所有信息通道均按國際標準,采用八芯配置,通過6類雙絞線傳輸數據可達到1 000MHz。
3.5 安全性
“防塵裝置”避免信息點意外損傷及因灰塵而產生信息傳輸障礙。
3.6 經濟性
采用綜合布線系統后可以使管理人員減少,同時,因為模塊化的結構,工作難度大大降低了日后因更改或搬遷系統時的費用。
中圖分類號:TP391.41 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2016)10-0156-01
1 背景分析
虛擬現實技術在上個世紀八十年代由美國提出,最初主要集中在美國軍方對宇航員、飛行員的培訓任務中,后來逐漸在商業、教育領域傳播開來。虛擬現實之所以受到體驗者的青睞,很大程度上是因為它可以運用計算機技術創造出一個與現實環境相仿的模擬場景,并且可以讓用戶參與到其中。
虛擬現實技術在教育領域應用也非常廣泛,也更有影響。主動地去交互與被動的觀看,有著本質的區別。正是在虛擬現實的優勢背景下,作者在本學院的院級課題中,設計了基于Unity3D的3D虛擬網絡綜合布線仿真系統。不僅能通過本系統直觀地體驗、學習各個實訓的完整過程,而且還可以進行交互式展示、考核,同時也融合了傳統文字、圖片、視頻的展示內容,增加了學習和體驗的趣味性,對于教學起到了良好的促進作用。
2 “綜合布線工程”教學仿真系統的開發
2.1 平臺的選擇
本系統基于Unity3D平臺來設計與實現,Unity3D是一款跨平臺的游戲開發引擎,也非常適合開發虛擬現實產品。Unity3D屬于利用交互的圖型化開發環境為首要方式的引擎,可至Windows、Mac、Wii、iOS、WebGL(需要HTML5)、Windows phone 8和Android等多個平臺,也可以利用Unity web player插件l布至網頁。而且至不同平臺,只需稍作修改,無須重新開發。Unity3D還提供免費版本,對于小型開發團隊,這無疑是一個非常理想的工具。
2.2 仿真系統開發流程
根據網絡綜合布線工程需要展示的內容和實際實訓項目,本系統選擇了2個展示場景和5個典型實訓項目進行設計與開發。開發的流程和思路具體如圖1所示。
根據仿真系統需要實現的功能和效果,本系統主要采用三維制作工具3ds Max進行前期場景的搭建,各種交互模型的制作,制作交互過程涉及到的動畫。利用Ps圖形處理工具進行貼圖的繪制。最后將相關資源導入到Unity3D中,進行交互功能的設計與串接,編寫交互腳本代碼,添加UI內容。最后通過Unity3D至Windows端及Web端。
2.3 仿真系統的設計以及各類美術資源的搭建
綜合布線工程仿真系統的設計,主要實現的功能包含:各類典型設備的交互展示,布線工程樣板場景交互展示,5個典型交互式實訓環節。因此涉及到的模型、貼圖等美術資源內容較多。
為了能滿互式實訓環節的需要,模型的尺寸必須盡量精確。在進行虛擬場景及模型制作時,首先需要對設備和場景進行尺寸的測量,同時拍攝盡可能多的各個角度的圖片,為后續構建奠定基礎和積累素材。
仿真系統所有的模型均采用多邊形建模技術,包括布線工程樣板間漫游場景,各類設備與實訓工具。模型制作完成之后,還需要真實還原各種設備的色彩和質感,因此需要對模型展平UV,并且設置好UV的編號,再對它們進行貼圖的繪制。
美術資源導入到Unity3D中進行構建時,是沒有燈光照射的,缺乏真實感。在Unity3D中雖然自帶了幾種類型的光源,若采用Unity3D中的實時光照,對系統資源的消耗會較大,效果也并不是非常理想。因此,本系統采用貼圖加光照貼圖的思路來進行,這樣能大大加快系統運行效率。燈光貼圖就是將滿意的光照信息保存在一張貼圖上,模擬物體接受到光照的效果。本系統中,場景中大部分模型都是采用此類方案來處理的。
2.4 Unity3D中交互功能的實現
將3ds Max中制作的模型、燈光貼圖等美術資源導入到Unity3D中,然后添加相應的操作交互腳本,來控制游戲對象在虛擬場景的交互行為。這其中就使用了Unity3D原生的第一人稱角色控制系統來實現角色在漫游場景中的行走與觀察。以及設計了物體交互瀏覽、視頻播放、動畫控制、整個系統UI交互的腳本。
2.5 仿真系統的測試與
系統完成之后需要對系統進行測試,根據測試結果對系統進行調試與優化。Unity3D整個系統相對來說還是比較方便,選擇對應的平臺,將要的關卡放入列表中,以及設置好相應的一些參數,比如屏幕分辨率、啟動畫面及LOGO、渲染方式等,即可。
3 最終效果
基于Unity3D的綜合布線工程教學仿真系統,最終了PC端和網頁端的兩個版本,能在這兩個平臺上流暢運行,滿足了設計時的需求。系統效果如圖2。
4 結語
應用虛擬現實技術,采用Unity3D專業3D引擎設計開發了一款PC版和web版的綜合布線工程的教學仿真平臺。通過使用該平臺來進行教學實訓,比傳統教學課件更加直觀和更具吸引力,也更加具有互動性。可以說,虛擬現實技術特別適合教育領域,尤其是一些不太直觀、操作性較強的學科,通過虛擬現實技術可以大大增強學習的代入感,激發學生的內在潛力與動力。
參考文獻
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20世紀90年代初,綜合布線系統進入中國,2007年4月6日,GB50311-2007《綜合布線系統工程設計規范》和GB50312-2007《綜合布線系統工程驗收規范》兩個中國國家標準正式頒布,2008年開始制定中國網絡綜合布線系統技術白皮書,首批啟動了《綜合布線系統管理與運行維護系統設計白皮書》、《屏蔽布線系統的設計與施工檢測技術白皮書》、《萬兆布線系統工程測試技術白皮書》等,計劃在2009年上半年陸續正式。這些標準和白皮書的制定,對中國綜合布線系統工程的設計、施工、驗收、管理等提出了具體要求和規定,將推動中國網絡綜合布線系統技術的發展。
2網絡綜合布線系統的市場需求
網絡綜合布線系統的市場需求主要涉及布線材料、設備、工程、監理和驗收、管理和維護等多個方面。根據美國FTM顧問公司調查報道,2008年的全球綜合布線材料市場為153億美元,預計在2013年,全球綜合布線材料市場為295億美元。賽迪顧問預計,2009年中國數據中心市場將達到404億人民幣,綜合布線系統是數據中心市場的重要組成部分。
中國既有建筑總面積420億平方米,有近120億平方米辦公樓、商業寫字樓等公共建筑。如果按每年有10%的公共建筑需要改造增加網絡綜合布線系統,預計在未來10年中,中國既有建筑網絡綜合布線系統改造工程每年將有約1500億的市場規模。
中國已經成為全球最大的建筑市場國家。2009年,如果按照20億平方米建筑物面積,其中40%為公共建筑,大約有2億個信息點來算的話,2009年市場需求規模將為1000億元,并且將以每年25%以上的速度增長。
3網絡綜合布線系統行業人才需求規格和就業崗位
3.1綜合布線系統涉及行業和企業情況
綜合布線系統應用涉及材料制造、工程設計、施工、監理和驗收、運行管理和維護等企業。材料制造企業主要包括銅纜雙絞線和光纜等纜線制造行業,配線架和模塊等配件制造行業。目前在全國區域內銷售的各種品牌就有50多個,其中知名品牌有約30多個,進口品牌有約25個。
綜合布線系統工程施工企業由國家實行資質管理,2008年全國約有5000家,其中具有資質的企業約2000家,沒有資質企業約有3000家。2008年,北京市綜合布線施工企業約有800家,其中具有資質企業約235家,沒有資質企業約有500家。
隨著綜合布線系統工程設計規范和驗收規范兩個國家標準的正式實施和相關技術白皮書的推廣,網絡綜合布線系統工程必須進行第三方測試、監理和驗收。
3.2綜合布線系統行業人才需求規格
現在隨處可見遍布各行各業的綜合信息系統,如交通、小區物業、商場、銀行等部門的監控系統、社區樓宇安防系統、智能小區信息化網絡等??梢哉f,21世紀是網絡綜合布線的世界,市場急需大批網絡綜合布線技術人員。需要世界一流水平的頂尖科技人才進行創新研究和推動技術發展,也需要大批生產制造技術工人,更需要大批專業工程技術人員進行項目設計、施工、監理和維護。
根據2008年末和2009年初多次國內綜合布線行業研討會上生產廠家和工程公司的多名行業資深專家提供的資料和經驗,結合北京市數據綜合分析,預計2009年,全國綜合布線系統工程行業從業人數為48萬人,北京市為6.9萬人。按照以往綜合布線行業每年25%的增長速度計算,預計全國每年需要新增加的就業人員為12萬人,北京市為1.7萬人。這些崗位中的80%需要職業院校培養的專業技能人才,從事工程項目管理、銷售、設計、安裝施工、測試、監理、維護和服務等專業技術工作。例如:首都機場T3航站樓綜合布線系統工程共有7000個信息點,僅綜合布線系統測試工作就由30人進行了3個月時間。表1為2009年綜合布線系統工程行業從業人員估算表,表2為綜合布線系統工程行業專業技術工作崗位技能要求表。
3.3綜合布線系統工程的技術性特點
以前很多人認為,綜合布線系統工程項目施工是民工的崗位,施工不進行監理,工程竣工不進行測試,沒有電子檔案,只有幾張圖紙和設計文件,這是非常錯誤的。這也導致了投入巨資建設的網絡系統施工質量差,應用水平低,故障多且維修困難。
在實際應用中,網絡綜合布線系統工程和建筑工程一樣,是百年大計。因為投入使用后無法拆除原有的綜合布線系統進行更換,因此要重視綜合布線系統前期設計和施工技術。下面我們僅以配線端接技術為例,說明施工操作技術的重要性。
綜合布線系統工程建設和應用實踐經驗表明,計算機網絡系統故障的70%~80%發生在綜合布線系統,而綜合布線系統故障的90%發生在網絡配線端接,特別是六類綜合布線應用中,配線和端接技術直接影響網絡傳輸速度、傳輸速率、傳輸距離。
每個網絡信息點從網絡交換機―跳線―網絡配線架―(通信跳線架)―CP集合點―墻座―跳線―PC,往往需要12次端接,每次端接8芯,共計需要端接96芯。例如在1000個信息點的綜合布線系統工程中,將需要端接96000個線芯。如果線芯端接故障平均為1‰,整個工程竣工后將有96芯端接故障,工程故障率將可能高達96‰,這是任何一家工程商和用戶都不能容忍的。因此網絡綜合布線系統工程端接必須由具有專業知識和專門訓練的技術人員上崗操作,才有可能保證合格率達到1000‰。這些專業技能要求非常適合職業院校計算機類專業的畢業生,例如計算機應用專業、網絡工程專業等。
為了規范和提高中國網絡綜合布線系統行業的應用技術水平,解決民工施工存在的大量問題,中國工程建設標準化協會加快了有關標準和技術白皮書的制定工作。2007年頒布了兩個綜合布線系統工程國家標準,明確規定了工程設計和安裝工藝,要求綜合布線系統必須進行測試,僅永久鏈路就有11項技術指標。2008年7月了《數據中心布線系統設計與施工技術白皮書》,2008年10月了《光纖配線系統的設計與施工檢測技術白皮書》,2009年將《綜合布線系統管理與運行維護系統設計白皮書》等一批施工技術白皮書。
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2013)05-0994-02
1 互聯網
互聯網(internet),即廣域網、城域網、局域網及單機按照一定的通訊協議組成的國際計算機網絡。互聯網是指將兩臺計算機或者是兩臺以上的計算機終端、客戶端、服務端通過計算機信息技術的手段互相聯系起來的結果,人們可以與遠在千里之外的朋友相互發送郵件、共同完成一項工作、共同娛樂。同時,互聯網還是物聯網的重要組成部分,根據中國物聯網校企聯盟的定義,物聯網是當下幾乎所有技術與計算機互聯網技術的結合,讓信息更快更準得收集、傳遞、處理并執行。
1)通過全球唯一的網絡邏輯地址在網絡媒介基礎之上邏輯地鏈接在一起。這個地址是建立在互聯網協議(IP)或今后其它協議基礎之上的。
2)可以通過傳輸控制協議和互聯網協議(TCP/IP),或者今后其它接替的協議或兼容的協議來進行通信。
3)以上公共用戶或者私人用戶享受現代計算機信息技術帶來的高水平、全方位的服務,這種服務是建立在上述通信及相關的基礎設施之上的。
互聯網至少揭示了三個方面的內容:首先,互聯網是全球性的;其次,互聯網上的每一臺主機都需要有“地址”;最后,這些主機必須按照共同的規則(協議)連接在一起。所以互聯網計算機網絡綜合布線工程質量的優劣不僅關系到整個計算機網絡的安全,也會關系到每一個客戶能否獲得一個為其提供優質服務的計算機互聯網絡。
2 網絡綜合布線的設計原則
在設計智能化建筑物期間,要提出并研究近期和長遠的需求是非常必要的。實際上各綜
合布線產品都只提出15年質量保證體系,并沒有提出多少年投資保證。為了保護建筑物投資者的利益,應該采取 “總體規劃,分布實施,水平布線盡量一步到位”。主干線大多數都設置在建筑物弱電井,更換或擴充比較省事;水平布線是在建筑物的天花板內或管道里,施工費比初始投資的材料費高。如果更換水平布線,要損壞建筑結構,影響整體美觀。因此,在設計水平布線,盡量選用檔次較高的線纜及連接件,縮短布線周期。
經過綜合分析,網絡綜合布線采取以下一些設計原則:
1)按需設計:所有設計內容以滿足用戶需求為第一要點。
根據用戶需求為上,進行網絡綜合布線系統工程設計,另外確定選用的電纜、光纜、各種連接電纜以及配線設備等所有硬件設施均應符合國際標準。
2)成熟可靠:使用成熟的、可靠的技術方案和技術標準。
進行網絡綜合布線系統工程設計時,應按照近期和遠期通信業務,計算機網絡拓撲結構等需要,選用合適的網絡綜合布線硬件設施。選用產品的各項指標應高于系統指標,且應當恰如其分,既要保證系統指標得以滿足,又要兼顧工程造價不要過高。一般來說,水平配線擴建難,應以遠期需要為主;垂直干線易擴建,應以近期需要為主,適當滿足遠期的需要。
3)先進可擴展:技術上有一定的前瞻性,容量上有一定的預留。
網絡綜合布線工程系統是開放式結構,應能支持語音、數據、圖像及監控等系統的需要。在進行網絡綜合布線系統的設計時,應適當考慮今后信息業務種類和數量增加的可能性,預留一定的發展余地。
4)預算平衡:在滿足以上三點的基礎上,平衡預算,用最合理的造價完成設計。
3 網絡綜合布線的設計和施工
1)確定信息點數量與位置。這是網絡綜合布線設計的第一步,信息點位置的確定既要符合國家標準規范,又要考慮未來客戶房間設計的方便和美觀,而且還要考慮網絡綜合布線對線纜的彎曲半徑的要求。在硬件和布置上,要最大限度的降低電磁輻射對數據傳輸的干擾,為多媒體的傳輸提供必要環境。
2)工作區子系統的設置。預埋可采用金屬線槽、暗管,格形樓板和溝槽綜合,設置纜線橋架和纜線線槽支撐保護方式,設計施工時,采用其中一種形式或幾種形式綜合的敷設方式。
3)水平子系統設置。首先應遠離水平強電井,以便降低電磁干擾和網絡傳輸的誤碼率。然后水平弱電管路宜采用金屬電纜橋架方式,允許將網絡布線電纜,火災報警電纜,監控系統電纜和有線電視電纜布置在同一路橋架內,但要求有線電視電纜宜采用金屬隔板分開。最后水平子系統宜敷設鍍鋅鋼管或金屬電纜橋架中。
4)干線子系統設置。應遠離干線強電井,遠離電梯間。干線弱電的管路可采用電纜孔,管道,電纜豎井三種方式。
5)設備間子系統設置。設備間應處于干線綜合體的最佳網絡中間位置,靠近建筑物電纜引入區和網絡接口。電纜引入區和網絡接口的相互間隔宜小于等于15米。設備間位置應便于接地裝置的安裝。網絡綜合布線系統采用屏蔽措施時,應有良好的接地系統。當單獨設置接地體時,接地裝置的接地電阻不應大于4歐姆,采用聯合接地體時,則不應大于l歐姆。屏蔽層配線設備(FD或BD)端應接地,且應單獨布置接地導線至接地體。
4 網絡綜合布線施工中應注意問題
1)當電纜在兩個終端有多余的電纜時,應該按照需要的長度將其剪斷,而不應將其卷起并捆綁起來。電纜的接頭處反纏繞開的線段的距離不應超過2cm。過長會引起較大的近端串音。在進行認證測試的時候,近端串音就無法通過了。
2)在電纜接線施工時,電纜的拉力是有一定限制的,一般為88N左右。請和電纜的供應商確認其拉力。過大的拉力會破壞電纜對絞的勻稱性。
3)標記一定要清晰、有序。清晰、有序的標記會給下一步設備的安裝、調試工作帶來便利,以確保后續工作的正常進行。
4)對于已敷設完畢的線路,必須進行測試檢查。線路的暢通無誤是綜合布線系統正??煽窟\行的基礎和保證,測試檢查是線路敷設工作中不可缺少的一項工作。要測試線路的標記是否準確無誤,檢查線路的敷設是否與圖線一致等。
5)高低壓線須分開敷設。為保證信號、圖像的正常傳輸和設備的安全,要完全避免電涌干擾,要做到高低壓線路分管敷設,高壓線需使用鐵管;高低壓線應避免平行走向,如果由于現場條件只能平行時,其間隔應保證按規范的相關規定執行。
5 網絡綜合布線系統的測試驗收
1)在網絡綜合布線系統測試驗收中,有些網絡布線系統施工單位使用的是像網絡通斷測試器那樣的簡單測試工具,測試時網絡連通燈一亮,就認為網絡沒有問題,線纜安裝合格,這是不可取的。這種測試只能說明網線接對了且沒有斷路。我們知道,計算機網絡工作時要使用高速度承載很大的信息流量,對通信線纜的要求非常高,衰減、損耗、速率和抗干擾都有相應的規定。所以網絡綜合布線系統是否達到標準,必須使用專門的網絡測試儀器進行全面測試。
2)在驗收時對于跳線的要求也應該非常嚴格,只有線序的測試是遠遠不夠的。除了持續不斷地測試外,還應該對跳線的每一對線的近端串擾和回波損耗進行測試,這些測試應該按照TIA的跳線測試標準進行,而不是簡單的通道測試。最終用戶首先應該選擇有質量保證的跳線,還需要一個好的工具來測試跳線。
3)布線測試的結果必須認真保存好。布線施工單位對測試結果必須加編號儲存。為保障用戶的權益,測試儀提供的測試結果應是經過加密無法讓施工人員進行修改的計算機文件。
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