计算机网络设计中的结构化布线技术方案研究

2019-12-02张东海

中国科技纵横 2019年17期

摘要：文章以计算机网络设计中的结构化布线技术方案为研究对象，首先分析了计算机网络设计中结构化布线内容，在此基础之上，阐述了计算机网络设计中结构所具备的特点，然后从计算机网络设计的角度，分析了计算机网络设计中结构化布线系统组成，最后结合一工程实例，讨论了计算机网络设计中的结构化布线技术方案，以供参考。

关键词：计算机网络设计;结构化布线;技术方案

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）17-0000-00

0 引言

随着计算机网络在各行各业得到了广泛的应用，推动了各行各业发展的同时，因计算机网络的可靠性得不到保障，同样也造成了严重的损失。根据相关资料显示，在计算机网络的诸多环节中，网络物理连接故障率最高，约占整个网络故障的70%，因此不断提升结构化布线合理性，是解决网络连接的可靠性问题的关键。通过对计算机网络设计中的结构化布线技术方案进行研究分析，对于减少网络物理连接故障率具有重要的意义。

1 计算机网络设计中结构化布线概述及特点分析

计算机网络设计中的结构化布线一般是指由综合电信基础设施的标准化元件组成的一种布线，简单来说，这是一种用于商业或居民住宅单元中语音、数据和视频信号传输和处理的标准化布线系统。相对于一般的布线系统，这种标准化的布线系统使用寿命更长，实际运行维护成本也比较低。在实际进行结构化布线系统的设计时，通常需要提前做好大量准备，并需要应用到多种专业技术。其原因在于，在实际设计时，通常会涉到一些相关建筑物结构分析，还要充分考虑不同材料的应用，实际较为复杂。在实际进行计算机网络布线系统设计时，还需要做好连接入口设施规划，针对垂直和水平主干道，也需要进行相应设计，还要充分考虑垂直与水平主干电缆的使用、工作区插座、电信机柜等内容，实际较为系统复杂，对于设计人员专业能力要求较高。

计算机网络设计中的结构化布线系统具有几点特点^[1]：（1）有着良好的实用性：系统能够适应多种数据通信，支持各种多媒体技术及信息管理系统等使用，更加有利于推动现代与未来技术的发展;（2）有着强大的灵活性，在结构化布线系统之下，存在有多个网络信息点，这些信息点能够连接进行不同类型的设备连接，比如计算机、打印机、各种网络终端、网络服务器、监视器等，实际应用非常灵活多变;（3）开放性，结构网络系统能够支持任何厂家的任意网络产品，能够适应各种类型的网络结构，如总线形、星形、环型等，在实际应用上较为开放;（4）具有模块化特点：在结构化布线系统之中包含有很多插件，并且这些接插件都是积木式的标准插件，插口标准规范，因此非常便于使用、管理与扩充;（5）具有良好的应用扩展性，在完成结构化布线系统设计安装后，还可以根据后续布线系统要求变化，在原本的基础之上进行更进一步的扩充，从而在有更大需求时，很容易完成设备的安装接入应用;（6）布线结构系统有着非常好的经济性，系统一般具有一次性投资，长期受益，并且由于整个系统布置设计非常标准，因此实际维护也比较简单，有效降低了维护费用，使整体投资达到最少。

2 计算机网络设计中结构化布线系统组成分析

计算机网络结构化布线系统是一个集模块化设计、星型拓扑为一体的建筑物布线网络系统，系统本身开放性较强，主要由6个子系统组成，具体可以概括为“一间、二区、三子系统”，在实际进行结构化系统设计时，需要针对上述子系统做好针对性的设计。计算机网络设计下的结构化布线系统具体组成分析如下：

（1）工作区。应用终端设备一般都是放置在工作区位置，一般是由终端设备连接到信息插座的连线或者接插软线组成。再生合计进行该工作区设计时，通过注意自信息插座起，一直到终端设备，两者的连线距离需要控制在90m范围内;针对对超五类线，在实际设计接线时，应采用模块B 型接线方式;若是進行跳线连接，应严格遵循 “橙、绿、蓝、棕，蓝绿互换”原则。此外还应注意，在水平子系统中，如果选择的电缆介质与设备所需电缆介质存在一定的差异性，在应用时时需要加装相应适配器。（2）水平子系统。该系统是自系统是信息插座起，一直到管理区的配线架。整体结构通常为为星形，一般在同一楼层上进行设计布置，并与信息插座相连。针对该系统设计，需要注意以下几点，一是水平子系统的连线距离同样需要控制在90m范围内。二是在选择介质布线方式与确定电缆走向时，应充分考虑建筑物的物理位置、施工难易及环境劣程度，从而保障布线的合理性，建议在进行布线时，设置专门的连线走线槽，或者也可以在天花板吊顶内进行布线。（3）干线子系统。该系统是由设备间与楼层配线间的连接线缆组成，两端分别与设备间与楼层配线间的配线架相连，负责管理区与设备间子系统连接。在针对该系统设计时，主要考虑拿权问题，尤其是建筑防雷击设施，需要结合安全需要实际，选择合理的电缆介质，确定防雷标准满足要求。如果采用光缆进行连接，应在拐弯处，预留一定的度，避免光缆受损;为更加方便路由管理，应将干线电缆与干线光缆交接控制在两次以内。（4）设备间。该子系统主要用于放置综合布线线缆和相关硬件设备，在设计设计时，应注意控制好设备间环境，要求温度、湿度适宜，通风良好，消防设施齐全。空间足够大，便于后续维护。（5）管理区。该区域是指配线间或设备间的配线区域，主要负责干线子系统与水平子系统的线缆管理。在实际设计时，应注意采用UPS电源，确保网络设备能够持续稳定供电，管理区空间应足够大，便于设备放置与维护。在主配线架中，跳线和插接线的长度应控制在20m以内。（6）建筑群干线子系统。该系统是由连接各建筑物之间的线缆组成，系统本身具有拓扑结构，通常为星形拓扑结构，传输介质主要是光缆。在实际设计时，应以建筑物实际物理位置、施工难度为依据，保障室外电缆的走向科学合理性。在进行室外电力铺设时，需要选择合理的铺设方法，比较常见的有架空电缆、直埋电缆、地下管道电缆等。

3 计算机网络设计中结构化布线技术方案应用

3.1 工程概况

现有某公司网络管理机房布线系统，该系统主要由三个部分组成，分别是监控系统、网络系统、电话系统，公司网络管理机房在三层，机房和其它各节点长度都在90m以内。根据物理结构进行系统进一步划分，具体可分为工作区模块、机架模块、水平模块与管理模块;在系统布线方面，采用的是星型结构;在网络点接入方面，主要位于机房配线架位置，所有电话点接入程控交换机也在配线架位置。并且该电力系统与网络电话系统分开走线，根据不同功能，可具体划分为系统内网与系统外网，内外网呈物理断开。网络电话系统的管槽在进行模块材料选择上，考虑到经济、实用需求，建议三楼主干管槽应采用金属桥架，支干采用耐高温、防火的PVC管槽与万能角钢管槽，从而更加有利于后续线路固定与施工安装^[2]。

3.2 用户需求

该公司网络系统应分为内外网两部分，并且公司领导要求要同时具有访问内外网子系统的权限。系统设计应按照一个信息点一个语音点进行设计。同时整体设计应尽量体现出经济性、实用性，能够充分利用公司计算机网络系统现有的资源;在实际进行布线设计时，要求通过一套布线系统，就能够将公司整个机房内的监控区、办公区、机架区连接在一起。并且布线系统要求能支持多种网络协议及网络结构，还要能同时提供语音、文字、数据和图像传输，系统主干网通讯速率应在622Mbps以上。

3.3 方案设计

本次结构化布线方案设计有三个子系统，分别是工作区布线子系统、水平布线子系统、设备布线子系统。在本次设计中，由于所有节点到中心机房的距离都在90m以内，因此可以直接改变高层楼宇综合布线典型的两点管理模式，通过将所有信息点直接牵八芯双绞线到机架配线板，如此一来，不仅可以有效降低因两点管理而造成的衰减，并且并且采用双绞线作为传输介质的交换机，整体也更加节约材料，降低设计费用，满足设计经济性要求^[3]。

（1）工作区布线子系统设计。工作区子系统即用户的办公区，包括信息插座及连接设备的连接线及相应的适配器。本布线系统在工作区子系统为用户提供一个符合ISDN标准的RJ-45通用信息出孔，并兼容RJ11接头，它可直接连接电话和微机，并可连接各种转换器和产品适配器。根据本系统的具体情况和用户要求，为节约用户投资并且要满足高速网络的传输要求，提高整个系统的灵活性，建议信息出孔全部采用超五类模块插座芯模块，并配用MDOV面板。（所有信息点均按照超五类性能设计，语音、数据节点可互换）。（2）水平子系统。针对该系统设计，本次方案内容：针对所有信息点，直接选择牵八芯双绞线到机房配线架，本布线系统在水平干线子系统能够为用户提供多种八芯非屏蔽双绞线。同时，为更好的满足当下网络系统中高速网络的传输要求，可以将原本的传输网络提升为ATM异步传输网络，从而能够更好的满足未来发展的需求。在水平子系统内，全部采用超五类作为水平传输介质，可以有效提升网络传输性能。在电缆敷设及路由方面，在该子系统的主要功能便是将不同工作区引至设备间子系统（主配线架）中，因此在走线设计上，主干采用的是镀锌桥架，支干采用的是线槽，这些走线直接进入房间并连接到表面安装盒。在本次方案設计中，结合工程设计考虑，基本没有设计管理水平线缆的管理子系统，而是直接将八芯双绞线牵至配线架。针对不同材料数量选择，可根据公式计算：首先是信息点平均距离L=（最远点长度+最近点长度）÷2;其次是每个通信间水平电缆的总数量C=（通信间提供的服务工作区的数量）×（每个工作区提供服务的数量）;最后是所需水平电缆的总长度：Q=C×（通信间的数量）×L;此外，在计算总共所需电缆的箱数时，可采用M=（Q×1.2）÷305m。其中305m具体是指双绞线订货单位为1000英尺=305m。（3）设备间子系统的设计。由于该系统布线重点在于计算机网络建设，因此建议采用超五类48口配线板，可以使整个网络管理非常方便。整体更加美观、整齐。配线板的具体配置入下：3个超五类配线架，型号为48口;一套300对110配线架;一个标准机柜，型号为2m19英寸;3个软线管理组板。