问答题
阅读以下某购物中心大楼网络建设的需求说明,根据要求回答问题。
[说明]
某购物中心大楼建筑面积3.5×105m2。大楼地上8层(高度30m),地下1层。楼面最大长度为90m,宽度为70m。建筑物中间部位有强、弱电问。营业面积为2.4×105m2,地下一层为超级市场;地上一至四层为零售百货区;五、六层为餐饮、娱乐区;七、八层为管理员办公区。
主机房位于第四层西北角,面积约为250m2;视频监控室位于第一层总值班室。
整座大楼的数据线、语音线路、视频线路及与之相关的电源线路,统一规划、统一设计、统一布线。大楼按“3A”标准设计,在综合布线的基础上,未来3年内将逐步添加设备,分期投资,逐步增加购物中心的功能。第一期工程将建成计算机管理信息系统和保安视频监控系统。
购物中心对结构化综合布线的信息点统计情况见表1。
{{B}}表1
大楼结构化综合布线资源分布情况表{{/B}}
|
楼层 |
信息点数量及需求说明 |
八层 |
40台工作站,40部电话(管理区),2台摄像机(管理区) |
七层 |
28台工作站,28部电话(管理区),2台摄像机(管理区) |
六层 |
5台工作站,4台收款机,20部电话,2台摄像机 |
五层 |
5台工作站,4台收款机,20部电话,2台摄像机(管理区) |
四层 |
15台工作站,3台收款机,10部电话,4台摄像机(主控机房)(管理区) |
三层 |
5台工作站,5台收款机,10部电话,2台摄像机(管理区) |
二层 |
4台工作站,4台收款机,10部电话,2台摄像机 |
第一层夹层 |
2台工作站,4台收款机,8部电话,2台摄像机 |
一层 |
6台工作站,6台收款机,12部电话,6台摄像机(管理区) |
地下一层 |
5台工作站,6台收款机,20部电话,6台摄像机(超级市场) |
地下二层 |
2台收款机,2部电话,4台摄像机(车库) |
问答题
该购物中心大楼第八层距离配线间最近的信息点约为8m,每箱超5类双绞线长度约为305m。请估算对该楼层进行结构化综合布线时,至少需要准备多少箱超5类双绞线。(请简要说明理由或列出计算过程)
【正确答案】6箱,理由如下(包含但不限于以下解释方案):
根据勾股定理可得,距离配线间最远的信息点约为57m(即[*])
第八层水平线缆用量的总长度C=[(Lmax+Lmin)×0.55+6]×n=[(57+8)×0.55+6]×40=1670m
所需线缆的箱数m=1670÷305=5.475,将计算结果向上取整数为6箱
【答案解析】设计本问题的目的是考核读者对水平干线子系统中线缆用量估算的能力。本题的解答思路如下。
进行某个楼层的结构化综合布线时,通常将弱电间作为配线间。由题干关键信息“某购物中心大楼……楼面最大长度为90m,宽度为70m……建筑物中间部位有强、弱电间”,并结合勾股定理可得,距离配线间最远的信息点约为57m(即[*]),如图所示。
[*]
解答思路1:对于某一楼层的水平干线子系统,水平线缆用量的总长度C的一般估算公式如下:
C=[(Lmax+Lmin)×0.55+6]×n
其中,Lmax为该楼层离水平配线间(或管理间)最远的信息点距离,Lmin为该楼层离水平配线间(或管理间)最近的信息点距离,n为该楼层的信息插座总数,0.55为备用系数,6为端接容差(即预留的电缆余量)。
根据表1中数据可知,大楼第八层共有40台工作站,如果暂不考虑信息点未来几年内的增长情况,则第八层的信息插座总数n=40。依题意,Lmin=8m,Lmax=57m,则
C=[(Lmax+Lmin)×0.55+6]×n=[(57+8)×0.55+6]×40=1670m
若每箱超5类双绞线长度约为305米,则所需此类线缆的箱数m=1670÷305≈5.475,将计算结果向上取整数为6箱。
解答思路2:对于某一楼层的水平干线子系统,平均每个信息点需要的线缆长度l的一般估算公式如下:
l=(Lmax+Lmin)×0.55+6
依题意,Lmin=8m,Lmax=57m,n=40,则第八层平均每个信息点需要的线缆长度l=(57+8)×0.55+6=41.75m。
若每箱超5类双绞线长度约为305米,则平均每箱线缆可以穿引的线缆根数x=305÷l=305÷41.75=7.305,将计算结果向下取整数为7根。
总共需要的线缆箱数m=n÷x=40÷7≈5.714,将计算结果向上取整数为6箱。
解答思路3:对于某一楼层的水平干线子系统,平均每个信息点需要的线缆长度l的另一个估算公式如下:
[*]
其中,h为该楼层的层高。由于该购物中心大楼地上8层,总高度为30m,因此平均每一楼层的层高为3.75m(即h=30m÷8=3.75m)。
第八层的平均每个信息点需要的线缆长[*]=43.25m。
若每箱超5类双绞线长度约为305米,则平均每箱线缆可以穿引的线缆根数x=305÷l=305÷43.25≈7.052,将计算结果向下取整数为7根。
总共需要的线缆箱数m=n÷x=40÷7=5.714,将计算结果向上取整数为6箱。
问答题
假设该购物中心大楼第四层主机房遵照行业B级国家标准进行建设,机房内各种主要用电设备名称、台数及电功率见表2。
{{B}}表2
主机房设备类型及其电功率明细表{{/B}}
|
设备名称 |
台数(台) |
电功率(W/每台) |
核心三层交换机 |
1 |
800 |
交换机 |
6 |
250 |
路由器 |
2 |
300 |
防火墙 |
2 |
300 |
上网行为管理设备 |
1 |
250 |
恒温恒湿精密空调 |
1 |
5000 |
存储陈列柜 |
1 |
1500 |
普通服务器 |
8 |
700 |
机柜排气扇 |
8 |
10 |
新风机 |
1 |
200 |
监控计算机 |
5 |
250 |
日光灯 |
12 |
40 |
应急照明灯 |
5 |
6 |
为了让主机房内受保护的设备延时1小时电源保护,规划师设计了在线式不间断电源(UPS)解决方案。该解决方案中预留了30%的富余量,所采用的在线式UPS的功率因数(cos
【正确答案】(1)①《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008);
②《电子信息系统机房施工及验收规范》(GB50462-2008);
③《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(CECS72.97);
④《建筑与建筑群综合布线工程施工与验收规范》(CECS89.97);
⑤《通信局(站)接地设计暂行技术规定》(YDJ26-1989);
⑥《计算机站场地技术条件》(GB2887-1989);
⑦《计算机站场地安全要求》(GB9361-1988);
⑧《通信局(站)接地设计暂行技术规定》(YDJ26-1989);
⑨《供配电系统设计规范》(GB50052-1995);
⑩《计算机机房用活动地板技术条件》(GB6550-1986)等
(2)19.7925KVA或20KVA
(3)电池容量规格:100AH-12V
电池数量:16节
电池柜数量:两个(或2个)
【答案解析】设计本问题的目的是考核读者对网络机房建设相关国家标准规范的掌握、UPS的容量及电池配置的计算等。本题的解答思路如下。
(1)作为一名网络规划设计师,规划、设计一个计算机网络中心机房项目,首先要了解相应的标准规范。《电子信息系统机房设计规范》(GB50174-2008)是最新版的国家标准规范,已于2009年6月1日起实施。该设计规范根据机房所处行业的重要性、使用单位对机房内各系统的保障能力及由于场地设施故障造成网络信息中断(或重要数据丢失)在经济和社会上造成的损失和影响程度,将机房从高到低划分为A、B、C三级。
通常,一个信息系统机房工程包括:综合布线、抗静电地板铺设、棚顶墙体装修、隔断装修、UPS电源、专用恒温恒湿空调、机房环境及动力设备监控系统、新风系统、漏水检测、地线系统、防雷系统、门禁、监控、消防、报警、屏蔽工程等子项目。对于不同的子项目则有对应的国家标准、行业规范。例如,常用的机房建设标准还有:①《计算机机房用活动地板技术条件》(GB6550-1986);②《电子信息系统机房施工及验收规范》(GB50462-2008);③《计算机站场地技术条件》(GB2887-1989);④《计算机站场地安全要求》(GB9361-1988);⑤《通信局(站)接地设计暂行技术规定》(YDJ26-1989);⑥《供配电系统设计规范》(GB50052-1995);⑦《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T 16-1992);⑧《通风与空调工程施工及验收规范》(GB50243-1997);⑨《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-1994)等。
常用的综合布线标准有:①《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》(CECS72.97);②《建筑与建筑群综合布线工程施工与验收规范》(CECS89.97)等。
(2)通常计算机机房负载分为主设备负载和辅助设备负载。主设备负载指计算机及网络系统、计算机外部设备及机房监控系统,这部分供配电系统称为“设备供配电系统”,其供电质量要求非常高,应采用UPS不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性;辅助设备负载指空调设备、动力设备、照明设备、测试设备等,其供配电系统称为“辅助供配电系统”,由市电直接供电。计算机机房中插座通常为市电插座、UPS插座等,并做了明显的区分标记。据此,表2中核心三层交换机、路由器、防火墙、上网行为管理设备、存储陈列柜、普通服务器、机柜排气扇、监控计算机等设备归属于“设备供配电系统”,是在线式UPS的主要防护对象。而恒温恒湿精密空调、新风机、日光灯、应急照明灯等设备归属于“辅助供配电系统”,通常不列入在线式UPS的防护范围。
根据表2中给出的参数,“设备供配电系统”的总电功率P=800+250×6+300×2+300×2+250+1500+700×8+10×8+250×5=12180W。
依题意,在线式UPS的功率因数(cos[*]=P/Q)约为0.8,则无功功率Q=P/cos[*]=12180W÷0.8=15225VA。
由于UPS的最佳工作状态是负载量的70%~80%,考虑到预留30%的UPS容量冗余,因此设计推荐UPS容量至少为15225VA×(1+30%)=19792.5VA=19.7925KVA≈20KVA。
(3)依题意,所采用的在线式UPS的功率因数约为0.8,所以20KVA实际功率为P=20KVA×0.8=16KW。若所采用的UPS的电池直流电压为96V,则根据电功率、电压、电流之间的关系式P=U×I得,I=P÷U=16000÷96≈166.667A。
由于100×2A=200A>65×3A=195A>38×5A=190A>24×7A=168A>166.667A>120A,且试题要求“本项目所使用的UPS电池柜最少”,即为了避免因使用过多的UPS电池柜而占用过多的机房空间,则所使用的电池数量也应该最少,因此为了让主机房内受保护的设备延时1小时电源保护,建议选用100AH-12V的电池,且由两个100AH-12V电池并联起来得到一组200AH-12V的供电电流。
通常用于UPS的电池电压为12V,而本案例所采用的UPS的电池直流电压为96V,因此需要8节(即96V÷12V=8)12V的电池串联起来得到一组96V的供电电压。因此为了达到试题的相关要求,则需要16节(即8×2=16)100AH-12V的电池。
由于所选购的UPS电池柜最大可安装8只相应容量规格(即100AH-12V)的电池,因此本项目需要配置2个UPS电池柜。
问答题
在该购物中心网络系统第一期工程(暂不考虑未来3年内信息点的增长情况)进行交换机设备部署及台数计算时,若从经济适用的角度考虑,应在主机房内部署1台核心三层交换机,其中至少配置______个千兆光口用于连接各个管理间的交换机;至少部署______台16个百兆电端口的接入层交换机(包含主机房内的6台交换机,其中某台交换机用于连接本楼层的信息点),每台交换机允许配置1个千兆光口模块(可选)。据此,在该大楼管理区内至少要部署______个管理间。
【正确答案】8 14 5(或4个)
【答案解析】设计本问题的目的是考核读者根据具体应用环境信息点数量估算交换机台数的综合分析能力。本题的解答思路如下。
依题意,由于主机房位于购物中心大楼的第4层,且该楼层的15个信息点(即15台工作站)直接连接至主机房内的某台交换机上,因此可以不将大楼第4层的弱电间作为管理间。
由于本案例所选用的接入层交换机端口数为16个,而大楼第5层、第6层共有10个信息点(即共有10台工作站),16>10,且暂不考虑未来3年内信息点的增长情况,因此可将大楼第5层的弱电间作为管理间。由于第6层不是管理区(见表1),因此解答时暂不考虑将大楼第6层的弱电间作为管理间的情况。由[问题3]要点解析可知,距离配线间(管理问)最远的信息点约为57m,平均每一楼层的层高为3.75m,90m>57+3.75=60.75m,则从管理间到另一楼层最远信息点的距离在水平干线线缆90m(其中扣除两端跳线的长度10m)范围之内。可以在该管理问内放置相应的标准机柜,机柜内安装配线架、光纤接线盒及1台16个百兆电端口的交换机等设备。同时这两个楼层的各信息点均通过水平干线线缆(即超5类双绞线)连接到管理间机柜内的配线架上,通过跳线与交换机相连。另外连接该管理间与主机房的光纤也端接在机柜内的光纤接线盒上。
同理,大楼第7层有28个信息点(即有28台工作站),16×2=32>28>16,因此可将大楼第7层的弱电间作为管理间。在该管理间机柜内安装两台16个百兆电端口的交换机,用于连接本楼层的相关信息点。大楼第8层有40个信息点(即有40台工作站),16×3=48>40>16×2=32,因此可将大楼第8层的弱电间作为管理间。在该管理间机柜内安装3台16个百兆电端口的交换机,用于连接本楼层的相关信息点。
另一种解答思路是,由于大楼第7层、第8层共有68个信息点(即40+28=68),16×5=80>68>16×4=64,因此可将大楼第7层(或第8层)的弱电间作为管理间。在该管理间机柜内安装5台16个百兆电端口的交换机,用于连接本楼层及相邻楼层的相关信息点。
由于大楼第1层夹层、第2层和第3层共有11个信息点(即2+4+5=11),16>11,因此可将大楼第3层(管理区)的弱电间作为管理间。在该管理间机柜内安装1台16个百兆电端口的交换机,用于连接这3个楼层的相关信息点。
由于大楼第l层和地下一层共有11个信息点(即6+5=11),16>11,因此可将大楼第1层(管理区)的弱电间作为管理间。在该管理间机柜内安装1台16个百兆电端口的交换机,用于连接这两个楼层的相关信息点。
综合以上分析可知,在该大楼管理区内至少要部署5个(或4个)管理间。在管理间内至少部署8台16个百兆电端口的接入层交换机(即1+2+3+1+1=8,或1+5+1+1=8)。若加上主机房内的6台交换机,则该大楼至少需要部署14台接入层交换机。
由于每个管理间中的接入层交换机允许配置1个千兆光口模块,用于上连至核心三层交换机,因此在核心三层交换机中至少需要对应配置8个千兆光口。
问答题
光缆布线系统的测试是该购物中心大楼结构化综合布线工程验收的必要步骤。请列举出3种对光纤线路进行测试的方法,并简要说明各种测试方式的作用。
【正确答案】①连通性测试:用于确定光纤中是否存在断点;
②端一端损耗测试:用于确定光纤链路对光能的传输损耗,以评定光纤的质量和确定光纤系统的中继距离:
③收发功率测试:适用于评定已经建好投入使用、传输距离比较远的光纤链路质量;
④反射损耗测试:利用光的后向散射原理来测量光纤衰减、接头损耗、故障点定位等
【答案解析】设计本问题的目的是加深读者对光缆测试内容的理解。本题所涉及的知识点如下。
光缆布线系统的测试是结构化综合布线工程验收的必要步骤。通常,对光缆进行测试的内容有:连通性测试、端一端损耗测试、收发功率测试、反射损耗测试等。其中,连通性测试的目的在于确定光纤中是否存在断点。通常在光纤一端导入光线(如激光笔的红色光线),在另一端观察是否有光闪。也可以将光纤的一端连接光源,在另一端连接光功率计,通过检测到的输出光功率可以确定光纤系统的光学连通性。当输出端测到的光功率与输入端实际输入的光功率的比值小于一定的数值时,则认为这条链路光学不连通。
端一端损耗测试在于确定光纤链路对光能的传输损耗(传导特性),以评定光纤的质量和确定光纤系统的中继距离。通常可采取插入式测试方法,即使用一台光纤功率测试仪和一个光源,先将光源与光功率测试仪直接相连,测出信号增益值,再利用光源和光功率测试仪测试实际光纤的两端,测试出端到端的参考功率值,两者之差即为实际端到端的损耗值。该方法较为简便,但只适用于光缆线路较短、普通光源功率可以测试的情况。
收发功率测试适用于已经建好投入使用、传输距离比较远的情况。需要的设备主要是光纤功率测试仪和一段跳接线。首先在发送端将待测试的光纤取下,用跳接线取而代之。跳接线一端为原来的发送器,另一端接光纤功率测试仪,此时可以测得发送端的光功率值;在接收端,用跳接线取代原来的跳线,接上光功率测试仪,即可测得接收端的光功率值;二者之差即为该光纤线路所产生的损耗。该方法所得测试结果较为准确,但需要两端都具备测试条件,或者通过在接收端将收发两根光纤回环,这样就可以在本地进行全程测试。
反射损耗测试是光纤线路检修非常有效的手段,也是目前光缆工程验收、测试及故障定位使用最为普遍和权威性的方法。该方法使用光纤时间区域反射仪(OTDR)来完成测试工作。光时域反射仪(OTDR)表现为光纤损耗与距离的函数,是根据光的后向散射原理制作的,其利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位及了解光纤沿长度的损耗分布情况等。