光纤通信系统课程设计

光

纤

通

信

课

程

设

计

目录

1

2 项目概述................................................................................................................................... 3 项目设计思想及原则 ............................................................................................................... 4

2.1 项目设计原则 ............................................................................................................... 4

2.2 项目相关标准 ............................................................................................................... 5

项目详细设计 ........................................................................................................................... 5

3.1 工作区子系统 ............................................................................................................... 6

3.1.1 信息点数量确定 ............................................................................................... 6

3.1.2 信息插座安装方式 ........................................................................................... 7

3.1.3 信息插座的选择 ............................................................................................... 7

3.2 水平子系统 ................................................................................................................... 7

3.2.1 确定水平缆线类型 ........................................................................................... 8

3.2.2 水平缆线数量的统计 ....................................................................................... 9

3.2.3 确定楼层配线设备的类型与数量 ................................................................... 9

3.2.4 水平路由的确定 ............................................................................................. 10

3.3 干线子系统 ................................................................................................................. 10

3.3.1 干线路由的选择及走线方式 ......................................................................... 11

3.3.2 主干线缆类型的确定 ..................................................................................... 11

3.3.3 干线线缆用量的统计 ..................................................................................... 11

3.4 设备间子系统 ............................................................................................................. 12

总结......................................................................................................................................... 12

附表一：布线系统图 ............................................................................................................. 14 附表二：水平布线与信息点分布平面图 ............................................................................. 14 3 4 5 6

计算机与通信工程学院楼网络综合布线

1 项目概述

计算机与通信工程学院楼为一栋5层建筑，每层楼高3.4-3.6米,每各楼层有各类办公室30个左右，建筑格局不规则。本次计算机与通信工程学院楼网络综合布线为整个楼层提供了智能高效的办公条件和先进的教学系统和高速畅通的通信环境。本设计方案主要针对数据通信网络，未涉及语音通信方面，各工作区子系统信息点也均只设置数据信息点。网络综合布线主要分为“一间、二区、二个子系统”，一个设备间，工作区，管理区，水平子系统，干线子系统。整个局域网采用以太网技术，主干带宽达Gbps，100Mbps到桌面。以下为详细介绍：

（1）系统包括计算机与通信工程学院楼的主干布线和水平布线，包括两端接所需的接插端口、配线架、面板等组件和机柜等必要的配套设备，形成完整有效的通信链路。

（2）各楼层的信息点布置，应根据各楼层的建筑实际平面的功能布局，设计语音及数据信息端口。

（3）大楼通信网络中心至各楼层弱电间的垂直干线系统，建议采用光纤。各楼层的弱电间至本楼层工作区水平干线系统建议采用六类线(CAT6)非屏蔽双绞线铺设，部分区域数据信息点可考虑采用光纤到桌面的形式。

（4）配线间布放、选型及环境条件的考虑是否恰当，都直接影响到将来信息系统的正常运行及维护和使用的灵活性，配线间的选择需要有足够的设备安装空间，提供离地板至少为2.55米高度的无障碍空间，应考虑设计提供UPS电源配电盘或双路供电配电盘，以保证网络设备运行及维护的供电。应保持电气连接并接地，接地电阻值不应大于1Ω。

（5）由办公室、会议室、值班室等相应区域信息点的布线工作区系统，在信息点相应的墙面、地面上安装信息插座，建议为六类RJ45标准插口。

（6）系统采用开放式星型拓扑结构，应能支持数据、图文、图像等多媒体业务的需要，每个小办公室卡位设置2个（均为数据）信息点，其它大办公场所按每4个信息点考虑。

2 项目设计思想及原则

2.1 项目设计原则

本设计方案参照 ISO/IEC ISO 11801 ANSI/TIA/EIA568A 及河南省地方标准之结构化综合布线系统的有关规定设计，采用符合6类标准的布线线缆和连接硬件，以确保整个系统的规范和质量。本系统支持数据(图象、多媒体)传输，可满足快速以太网、ATM155Mbps /622.5Mbps及千兆万兆以太网等应用场合。 综合布线同传统的布线相比较，有着许多优越性，是传统布线所无法比及的。其特点主要表现为它的兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性。而且在设计、施工和维护方面也给人们带来了许多方便。

兼容性：综合布线的首要特点是它的兼容性。所谓兼容性是指它自身是完全独立的而与应用系统相对无关，可以适用于多种应用系统。综合布线将语音、 数据与监控设备的信号线经过统一规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些不同信号综合到一套标准的布线中。由此可见，这个布线比传统布线大为简化，节省大量的物资时间和空间。

开放性：该系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有通信协议。

灵活性：该系统采用标准的传输线缆和相关连接硬件，模快化设计，所有通道都是通用的，而且每条通道可支持终端、以太网工作站及令牌网工作站。所有设备的开通及更改均不需改变布线线路，组网也可灵活多变。

可靠性：该系统采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输通道，所有线缆和相关连接件均通过ISO认证，每条通道都要采用专用仪器测试链路阻抗及衰减率，以保证其电气性能。应用系统全部采用点到点端接，任何一条链路故障均不影响其它链路的运行，从而保证了整个系统的可靠运行。 先进性：该系统采用光纤和双绞线混合布线方式，极为合理地构成一套完整的布线。所有布线均采用世界上最新通信标准，链路均按8芯双绞线配置。5类双绞线的数据最大传输率可达到155Mbps，对于特殊用户的需求可把光纤引到桌面。干线语音部分采用电缆，数据部分采用光缆，为同时输多路实时多媒体信息提供足够的裕量。

经济性：虽然综合布线初期投资比较高，但由于综合布线将原来相互独立、互不兼容的若干种布线集中成为一套完整的布线体系，统一设计，统一施工，统一管理。这样可省去大量的重复劳动和设备占用，使布线周期大大缩短。另外，综合布线系统使用简单、方便，维护费用低，可以满足三维多媒体的传输和用户对ISDN、ATM的需求。可见综合布线系统具有很高的性能价格比。

计算机与通信工程学院楼网络综合布线的水平线缆采用的6类千兆线缆，那么对于主干部分，面临的带宽和应用的增长将更为巨大。所以选用支持万兆的光纤产品是性能和成本综合的考虑。

2.2 项目相关标准

满足下列标准：

－ISO11801 国际建筑通用布线标准

－ANSI / TIA / EIA 568A

－ANSI / EIA/TIA-569

－ANSI / EIA/TIA－606

－ANSI / EIA/TIA TSB－75

－IEEE 100 BASE-T

－CCITT ISDN

－IEEE 802.3 10BASE-T 北美商用建筑电信布线标准 北美电信走道和空间的商用建筑标准 北美商用建筑物电信设备的管理标准 北美商用建筑物电信设备的管理标准 100兆以太网 综合业务数据网络标准 光纤分布数据接口（FDDI）标准

－IEEE 802.5 TOKEN RING 网络标准

－ANSI FDDI 110Mbps 北美光纤数据接口高速局域网标准 －ATM 155Mbps/622.5Mbps 异步传输模式标准

－RS232、X.21、RS422 异步、同步传输标准

3 项目详细设计

计算机与通信工程学院楼网络综合布线系统包括工作区子系统，水平子系统，干线子系统，设备间子系统，管理子系统。本次设计以四楼为例，分析各部分设计如下：

3.1 工作区子系统

工作区布线子系统由终端设备连接到信息插座的连线和适配器组成。它包括装配软线、适配器和连接所需的扩展软线，并在终端设备和I/O之间搭桥。其示意图如图1所示。

图1工作区子系统

3.1.1 信息点数量确定

计通学院网络综合布线系统的信息点主要分数据点和无线AP点。信息点设置原则：

（1）按照设计要求和楼层建筑布局，在普通独立办公室按照每卡位设置二组信息点（均为数据点，下同）；

（2） 在大办公室设置四组信息点，方便接入网络以及对其它设备接入的需

要；

（3） 为不确定用途办公室预留一部分信息点；

（4）其它场所按照实际及功能的需要设置信息点数量。

计通学院楼四楼信息点统计表： 项目

大办公室

小办公室 数目（个） 4 23 信息点4*4 23*2 总计（个） 16 46

四楼共计62个信息点，均为数据信息点，无线AP12个

3.1.2 信息插座安装方式

根据各工作区信息点位置的不同和计通学院楼格局，信息插座安装方式采用了墙面型安装方式其安装高度应离地30cm。如下图图2所示

图2信息插座安装方式图

3.1.3 信息插座的选择

工作区由终端设备连接到信息插座的连线和信息插座所组成。通过插座可以引连接数据终端。根据适应环境的不同，信息插座可分为墙上型、桌上型和地上型等3种类型。桌上型适用于主体建筑完成后进行的布线工程，既可安装于墙壁，也可固定于桌面。由于计通学院楼已建成，故选用桌面型。根据所连接线缆的不同，系统分为光纤信息插座、双绞线信息插座。

在本系统中数据端口采用六类非屏蔽的标准RJ45插口。在RJ45插座内可以插入数据通讯通用的RJ45接头。信息出口（IO）采用的是单口插座、双口插座及多口插座，为拆装灵活的模块式8芯信息插座，该插座具有性能高、尺寸小、安装简便等特点。

3.2 水平子系统

水平子系统是综合布线结构的一部分，它将垂直子系统线路延伸到用户工作区，实现信息插座和管理间子系统的连接，包括工作区与楼层配线间之间的所有电缆、连接硬件（信息插座、插头、端接水平传输介质的配线架、跳线架等）、跳线线缆及附件。它与垂直子系统的区别是：水平子系统总是在一个楼层上，仅与信息插座、管理间子系统连接。水平子系统的管路敷设、

线缆选择将成为综合

布线系统中重要的组成部分。水平布线应采用星型拓朴结构，每个工作区的信息插座都要和管理区相连。每个工作区一般需要提供语音和数据两种信息插座。下图为水平子系统：

图3水平子系统图

水平子系统包括从工作区到电信接线间（TC）这段距离。

组成：包括TO和把插座延伸到TC所使用的传输介质。

应采用星形拓扑结构，所有工作区TO都连接到一个TC或一个设备间ER上。 水平电缆的最大长度是295英尺（90米）。

各楼层的配线间至本楼层工作区水平干线系统采用六类线(CAT6)非屏蔽双绞线（UTP）铺设。

3.2.1 确定水平缆线类型

考虑到系统成本、质量和可靠性，本系统中选用六类线，六类布线与基于光纤媒介的垂直干线一起使用，为高带宽应用程序提供完全的端到端布线解决方案，具有很强的超前性，适用于未来网络的扩展及升级，减少维护费用，六类布线不仅可以降低支持千兆以太网的电子设备的费用，同时也为今后超过1Gbps 的局域网技术提供了基本设施保障。同时，本综合布线系统在部分对传输速率要求较高的区域采用光纤到桌面形式，如领导办公区。

楼层配线间与信息插座之间的水平布线均选用六类线(CAT6)非屏蔽4对双绞线，这种双绞线具有支持办公室环境中的语音和数据传输要求所需的物理特性

和电气特性。

3.2.2 水平缆线数量的统计

水平线缆的用量按下式计算：

水平线缆平均长度 =[(Xmax＋Xmin)÷2＋端接容限(铜缆6m，光缆12m)]×1.1

每箱缆线可布信息点数 = 每箱缆线长度（305米）÷水平线缆平均长度 线缆箱数 = 信息点数÷每箱缆线可布信息点数

由以上计算公式四楼线缆计算过程与结果：

水平线缆最长距离为416办公室信息点，Xmax=70m

水平线缆最短距离为411办公室信息点，Xmin=15m. 项目 线缆类型 Xmax(m) Xmin(m) 每个信息

点平均长

度（m）

42.5 信息点数（个） 线缆箱数（箱） 四楼 6类UTP 70 15 62 9

在布线施工中应充分考虑到缆线布局的合理性，减少不必要冗余缆线，同时也要兼顾系统的扩充性，缆线安装长度还应按实际需求做适量增减。

3.2.3 确定楼层配线设备的类型与数量

由于主干线采用光缆和铜缆传输，所以楼层配线架需分别选择铜缆配线架和光缆配线架，其配线设备类型选择如下：

1)铜缆配线架：数据配线架根据每层的数据点数采用24口配线架。

2)网络设备主要包括核心交换机、汇聚层交换机、接入层交换机。

信息点数及配线设备的类型，每楼层配线设备数量的计算过程和结果如下： 数据配线架个数=FD数据点数÷配线架端口数

交换机台数=FD数据点数÷交换机端口

四楼配线设备的计算过程与结果：

楼层

四楼 FD数据点数（个） 62 数据配线架数（个） 3 交换机端口类型（口） 48 交换机台数（台） 2

说明：在确定设备数量时已充分考虑余量，增强系统的灵活性以便以后扩展需要。

3.2.4 水平路由的确定

本系统水平线缆、线槽路由按照要求沿走廊靠墙走位，且按照就近原则从线槽出线，沿吊顶和墙面布置到各信息点。

3.3 干线子系统

干线子系统由设备间的建筑物配线设备（BD）和跳线以及设备间至各楼层配线间的干线缆线组成。它提供建筑物的干线电缆的路由。它由大对数铜缆和光缆组成，它的一端端接于设备机房的主配线架上，另一端通常端接在楼层电信间的各个管理分配线架上。干线子系统设计包括了确定干线电缆路由、干线类型及数量、设备间配线设备的类型和数量。干线子系统的设计应既满足当前的需要，同时又能适应以后的发展。如下图所示：干线子系统

图4干线子系统

连接电信接线间和设备区域，实现大楼内部通信。提供大楼的干线（馈电线）电缆的路由部份。组成：铜缆和光缆以及将此线缆连接到其它地方的相关支撑硬件。

距离：

a) 语音级 UTP电缆长度2624英尺（800米）

b) 数据三、四、五类电缆时长度295英尺（90米）

c) 多模光纤可以达 6560 英尺（2000 米）

d)

单模光纤可以达 9840 英尺（3000 米

3.3.1 干线路由的选择及走线方式本次系统设计的主干线缆路由选择走弱电竖井， 进入配线间部分将根据各楼 层的实际情况确定。 由于楼层的所有 I/O(输入/输出设备)并都在楼层配线间 90m 范围内，所以系统不需要采用双通道干线系统，垂直干线经设备间由星型结构的 干线布线系统连接至各楼层配线间。3.3.2 主干线缆类型的确定根据系统要求，本系统的主干线缆为光缆。 由于本系统工作区子系统使用 100M 到桌面的网络传输要求，且楼层信息点 为 62 个，按忙时同时使用人数为 30%,则所需主干网络带宽较大。本系统数据主 干采用 8 芯万兆多模光纤，充分保障数据主干的万兆的网络带宽，可以充分满足 当前应用并提供一定的冗余满足今后的需要。3.3.3 干线线缆用量的统计干线缆线的长度按实际层高及实际距离逐层计算， 计算时每段线缆长度含有 10%的备用部分和端接容量。干线线缆的用量按下式计算： 干 线 线 缆 长 度 =[( 垂 直 长 度 + 水 平 距 离 ) ＋ 端 接 容 差 ( 铜 缆 6m ， 光 缆 12m)]×1.1 至各层干线缆线计算过程与结果： 楼层 8 芯多模光缆长度（m） 垂直长度 1层 2层 3层 4层 5层 总计 0 4 8 12 16 40 水平长度 4 4 4 4 4 20 总计 18 22 27 31 35 133 光纤终端 盒数（个） 1 1 1 1 1 5

3.4 设备间子系统设备间是整个配线系统的中心单元， 它的环境条件的考虑是否恰当都直接影 响到将来信息系统的正常运行及维护使用的灵活性，需要满足以下条件：  防盗：网络中心设备间应设立较为坚固的防盗门，防止系统关键设备被 盗，其余各主要建筑物设备间的钥匙应由专人保管；  防损：设备间内配置专用机柜，所有重要设备尽可能放置在机柜之内， 机柜钥匙由专人保管，设备间禁止无关人员随意出入；  防火：设备间内配置灭火器，并定期检查；  防尘：计算机、网络设备对设备间的洁净程度通常要求较高，经济条件 许可时， 尽量为设备间尤其是网管中心配置双层玻璃窗户， 保持室内的洁净；  防潮：计算机、网络设备属于电子类设备，日常需要注意防潮。 考虑到以上条件， 为了节省经济我们选择位于计通学院楼的 1 层的一个办公 室作为语音及数据的主设备间， 面积大约 10m2.， 经主干线路经过主跳线架(MDF) 连接到各系统主机上。系统数据主设备间位于 1 层设备间内，由此向各管理间星 形配出数据多模光纤干线及 6 类铜缆级联主干， 用以沟通数据主设备间与各管理 间中网络设备的主干高速数据通道，开通各楼层网络设备终端。为了节约经济 1 层的楼层配线间也位于设备间内，由此星型配出本层水平线缆。 主设备间管理设备全部采用机房主机柜安装，机柜为 19 英寸标准，并配有 网络设备专用配电电源及风扇，可将设备间网络设备一同放置其中。此种安装模 式具有整齐美观、可靠性高、防尘、保密性好、安装规范、并具有一定的屏蔽作 用等优点。4 总结综上所述，综合布线系统做为楼层局域网的最基础部分，承载也同时制约着 运行在上面的多个其他系统，如教学、科研、办公和学习业务应用管理系统、数 字化教学系统、数字化图书馆系统、门户网站、资源规划管理系统、建筑物业管 理系统、 楼层智能卡应用系统及各类建筑根据业务功能需求所设的其他应用系统。 综合布线线缆铺设完毕后的不方便更改性， 更凸现了前期规划设计的重要性。

设计完毕后， 遵循各种强制标准和规范进行施工， 减少应施工不当对系统的影响， 进而保证校园网的完整畅通，保护在信息通道中传输的各种信息流。 综合布线线缆被财富 500 强中 75%用户所广泛采用，其线缆外径比其他产品 更细，使得在特级/一级建筑施工时更游刃有余，线缆柔软，施工异常容易，一 次操作通过率近 100%；六类铜缆整体链路可支持 6 个连接点，从而使网络架构 不受综合布线限制(六连接点获 UL 认证)； 可 45 度角或 90 度角安装的阻然防爆 ； 裂的面板，便于满足不同用户的喜好。 另外为电信配备的插座配有明显的、可方便互换的、永久的彩色标识，以区 分插座用途，满足 TIA606 的综合布线标签管理的要求。 由于千兆之后的任何网络系统，几乎都将以光纤为传输介质，因此，对光纤 的关注也越来越高。2002 年颁布的 ISO/IEC 11801 标准中，正式将多模光缆进 行性能分类。 OM3 是新增的万兆光纤。 光缆同时在两种模式下都进行了优化。 ， OM3 基于 OM3 理念的万兆多模光纤，使用户可以在 300 米内轻松部署万兆主干，并可 以向下兼容在 1000 米内运行千兆主干。 综合布线线缆铺设完毕后的不方便更改性， 更凸现了前期规划设计的重要性。 设计完毕后， 遵循各种强制标准和规范进行施工， 减少应施工不当对系统的影响， 进而保证计通学院楼网的完整畅通，保护在信息通道中传输的各种信息流。

5 附表一：布线系统图附表一：布线系统图6 附表二：水平布线与信息点分布平面图附表二：水平布线与信息点分布平面图