信息系统项目管理师自学笔记（二十二）——布线工程、网络规划与设计

4.7 布线工程

网络系统的详细逻辑设计
全部网络设备加电测试
模拟建网调试及连通性测试
实际网络安装调试

4.7.1 综合布线系统

综合布线系统（Premises Distributed System, PDS）是一种集成化通用传输系统，是在楼宇和园区范围内，利用双绞线或光缆来传输信息，可以连接电话、计算机、会议电视和监视电视等设备的结构化信息传输系统。
综合布线系统可分为6个独立的系统（模块）

（1）工作区子系统。工作区子系统由终端设备连接到信息插座之间的设备组成，包括信息插座、插座盒、连接跳线和适配器。
（2）水平区子系统（水平干线子系统、水平子系统）。水平区子系统应由工作区用的信息插座，以及楼层分配线设备至信息插座的水平电缆、楼层配线设备和跳线等组成。一般情况下，水平电缆应采用4对双绞线电缆。在水平子系统有高速率应用的场合，应采用光缆，即光纤到桌面。水平子系统根据整个综合布线系统的要求，应在二级交接间、交接间或设备间的配线设备上进行连接，以构成电话、数据、电视系统和监视系统，并方便进行管理。
（3）管理间子系统。管理间子系统设置在楼层分配线设备的房间内。管理间子系统应由交接间的配线设备，以及输入／输出设备等组成，也可应用于设备间子系统中。管理间子系统应采用单点管理双交接。交接场的结构取决于工作区、综合布线系统规模和所选用的硬件。在管理规模大、复杂、有二级交接间时，才设置双点管理双交接。在管理点，应根据应用环境用标记插入条来标出各个端接场。
（4）垂直干线子系统（垂直子系统、干线子系统）。通常是由主设备间（如计算机房、程控交换机房）提供建筑中最重要的铜线或光纤线主干线路，是整个大楼的信息交通枢纽。一般它提供位于不同楼层的设备间和布线框间的多条连接路径，也可连接单层楼的大片地区。
（5）设备间子系统。设备间是在每一幢大楼的适当地点设置进线设备，进行网络管理及管理人员值班的场所。设备间子系统应由综合布线系统的建筑物进线设备、电话、数据、计算机和不间断电源等各种主机设备及其保安配线设备等组成。
（6）建筑群子系统（楼宇子系统）。建筑群子系统将一栋建筑的线缆延伸到建筑群内的其他建筑的通信设备和设施。它包括铜线、光纤，以及防止其他建筑电缆的浪涌电压进入本建筑的保护设备。在设计建筑群子系统时，应考虑地下管道铺设的问题。
在综合布线系统的技术指标和质量参数方面，要遵循《综合布线系统工程设计规范》（GB 50311—2007）和《综合布线系统工程验收规范》（GB 50312—2007）的要求。

4.7.2 双绞线的制作及测试

在使用双绞线时，有以下两种不同的制作方法。
（1）直联线（直通线）：用于连接非同种设备（例如网卡和集线器，计算机和交换机等）。直联线的两端均按EIA/TIA 568A线序，或均按EIA/TIA 568B线序。双绞线的每组线在两端是一一对应的，颜色相同的线在两端水晶头的相应槽中的位置保持一致。
（2）反跳线：也称为交叉线，用于连接同种设备（例如两块网卡等）。交叉线的一端按EIA/TIA 568A线序，另一端按EIA/TIA 568B线序。即A端水晶头的1，2对应B端水晶头的3，6，而A端水晶头的3，6对应B端水晶头的1，2。

1.测试的种类

双绞线的测试标准如下。
（1）TIA/EIA-568《商业建筑电信布线标准》。
（2）TSB-67《现场测试非屏蔽双绞电缆布线测试传输性能技术规范》。
（3）ISO/IEC 11801:1995（E）国际布线标准。
双绞线测试包括接线图、链路长度、衰减、连线长度、等效远端串挠、近端串挠、等效远端串挠、综合远端串挠、回波损耗、特性阻抗和衰减串挠比（ACR）等性能指标的双向测试，所有指标应符合规范。下面介绍几个主要的指标。
（1）接线图。这一测试是确认链路的连接，这是一个逻辑连接测试，用来确认链路一端的每一个针与另一端相应针的连接是否正确。
（2）链路长度。每一个链路长度都应记录在管理系统中。链路的长度可以用电子长度的测量来估算，电子长度的测量是基于链路的传输延迟和电缆的额定传播速率值而实现的。
（3）衰减。衰减是沿链路的信号损失度量。衰减与线缆的长度有关系，随着长度的增加，信号衰减也随之增加。衰减用dB（分贝）作为单位，表示传送端信号与接收端信号强度的比率。由于衰减随频率而变化，因此，应测量在应用范围内的全部频率上的衰减。
（4）串挠。串挠分近端串挠（NEXT）和远端串挠（FEXT），测试仪主要测量NEXT，由于存在线路损耗，因此FEXT量值的影响较小。近端串挠损耗是测量一条UTP链路中从一对线到另一对线的信号耦合。对于UTP链路，NEXT是一个关键的性能指标，也是最难精确测量的一个指标。随着信号频率的增加，其测量难度将加大。
（5）回波损耗。回波损耗是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是减少回波损耗的关键。
（6）特性阻抗。与环路直流电阻不同，特性阻抗包括电阻及频率为1～100MHz的电感阻抗及电容阻抗，它与一对电线之间的距离及绝缘体的电气性能有关。各种电缆有不同的特性阻抗，而双绞线电缆则有100？、120？及150？等几种。
（7）衰减串挠比。在某些频率范围，串挠与衰减量的比例关系是反映电缆性能的另一个重要参数。ACR有时也以信噪比表示，它由最差的衰减量与NEXT量值的差值计算。ACR值较大，表示抗干扰的能力更强。一般系统要求至少大于10分贝。
（8）电缆特性。通信信道的品质是由它的电缆特性描述的。信噪比是在考虑到干扰信号的情况下，对数据信号强度的一个度量。如果信噪比过低，将导致数据信号在被接收时，接收器不能分辨数据信号和噪声信号，最终引起数据错误。因此，为了将数据错误限制在一定范围内，必须定义一个最小的可接收的信噪比。

2. 测试的设备

双绞线测试的设备主要有音频生成器和音频放大器、万用表、连通性测试仪和电缆分析仪等。

音频生成器和音频放大器
万用表
连通性测试仪
电缆分析仪

4.7.3 光缆布线系统的测试

1.测试的种类

1．测试的种类
对光缆的测试方法通常有连通性测试、端—端损耗测试、收发功率测试和反射损耗测试4种。
（1）连通性测试。在光纤一端导入光线（如手电光），在光纤的另外一端看看是否有光即可。
（2）端—端的损耗测试。使用一台功率测量仪和一个光源，先以被测光纤的某个位置作为参考点，测试出参考功率值，然后再进行端—端测试并记录下信号增益值，两者之差即为端到端的实际损耗值，用该值与相应标准值相比就可以确定这段光缆的连接是否有效。
（3）收发功率测试。在发送端，将测试光纤取下，用跳接线取而代之，跳接线的一端为原来的发送器，另一端为光功率测试仪，使光发送器工作，即可在光功率测试仪上测得发送端的光功率值。
（4）反射损耗测试。在接收端，用跳接线取代原来的跳线接上光功率测试仪，使发送端光发送器工作，即可在光功率测试仪上测得接收端的光功率值。发送端与接收端的光功率之差，就是该光纤链路所产生的损耗。

2.测试的设备

（1）闪光灯。闪光灯是最简单的光线测试设备，它可以对配线架上的每根光纤进行快速检测，该设备测试光纤链路段的连通性也非常便利。
（2）可视电缆示踪仪和故障定位仪。可视电缆示踪仪和故障定位仪是一种简单的光缆测试设备，可以用来定位没有标记的光缆或诊断布线链路中存在的故障。可视电缆示踪仪和故障定位仪可以测试长度在5km以上的光线链路段，用这两种设备来定位和处理光纤链路的故障非常节约时间。
（3）光功率计。光功率计是测试光纤链路损耗的基本测试设备，它可以测量光缆的出纤光功率。在光纤链路段，用光功率计可以测量传输信号的损耗和衰减。
（4）光纤测试光源。光纤测试光源和光功率计一起使用，在使用光功率计进行测量时必须有一个稳定的光源。光纤测试光源可以产生稳定的光脉冲，这样光功率计就可以测试出光纤链路段的损耗。
（5）光损耗测试仪。光损耗测试仪（OLTS）是由光功率计和光纤测试光源组合在一起构成的，它还包括所有进行链路测试所必需的光纤跳线、连接器和耦合器。
（6）光时域反射计。光时域反射计（OTDR）是最为复杂的光纤测试设备，使用该设备既可以进行光纤损耗的测试，也可以进行长度的测试，此外还可以确定光纤链路中故障的起因和位置。

4.7.4 机房工程

在机房工程的管理中，要把握好以下4个重点：
（1）做好工程实施组织方案，尤其要重点关注保证施工质量的措施。
（2）控制好施工人员的资质，坚持持证上岗。
（3）要认真贯彻《建筑智能化系统工程实施及验收规范》，及时发现并纠正违反规范的做法。
（4）深入现场落实“随装随测”的要求，以保证施工质量，加快施工进度。
为了能够做好机房工程的实施和管理工作，项目经理必须对场地的选择、机房环境、接地系统和电源系统等规范要求有着深入的了解。在这方面，要熟记《电子计算机机房设计规范》（GB 50174—93）和《建筑防雷设计规范》（GB 50057—94）中的相关指标和参数规定。

4.8 网络规划与设计

（1）网络的功能要求。任何网络都不可能是一个可以进行各种各样工作的“万能网”，因此，必须针对每一个具体的网络，依据使用要求、实现成本、未来发展、总预算投资等因素仔细地反复推敲，尤其是分析出网络系统要完成的所有功能。
（2）网络的性能要求。根据对网络系统的相应时间、事物，处理的实时性进行研究，确定系统需要的存储量及备用的存储量。根据网络的工作站权限、容错程度、网络安全性方面的要求等，确定采取何种措施及方案。
（3）网络运行环境的要求。根据整个局域网运行时所需要的环境要求，确定使用哪种网络操作系统、应用系统以及相应的应用软件和共享资源。
（4）网络的可扩充性和可维护性要求。如何增加工作站、怎样与其他网络联网、对软件／硬件的升级换代有何要求与限制等，都要在网络设计时加以考虑，以保证网络的可扩充性和可维护性。通常新建网络时都会给这个局域网提出一些有关使用寿命、维护代价等的要求。

网络设计方面，主要采用层次式方法。层次式网络设计在互联网组件的通信中引入了3个关键层的概念，分别是核心层、汇聚层和接入层。
通常将网络中直接面向用户连接或访问网络的部分称为接入层，将位于接入层和核心层之间的部分称为分布层或汇聚层。接入层的目的是允许终端用户连接到网络，因此接入层交换机具有低成本和高端口密度特性。
汇聚层交换机是多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路，因此汇聚层交换机与接入层交换机比较，需要更高的性能，更少的接口和更高的交换速率。汇聚层是核心层和终端用户接入层的分界面，完成网络访问策略控制、数据包处理、过滤、寻址，以及其他数据处理的任务。
将网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供优化、可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性、性能和吞吐量。核心层为网络提供了骨干组件或高速交换组件，在纯粹的分层设计中，核心层只完成数据交换的特殊任务。