网络升级改造的结构化布线设计与分析

宁洁 张鹏

摘  要：针对单位网络现状与需求，卫勤保障技术研究所（以下简称“我所”）结合北科研楼主体节能改造的契机，按照结构化布线设计的原则，在网络机房的原址进行了布线改造，对工程实施与验收测试进行了方案设计。不仅弥补了原有网络建设的不足，更为未来的网络发展提供了良好的支撑环境。在整个项目实施过程中网络布线和网络应用并存，既锻炼了实操能力，又积累了宝贵的经验，还为今后处理网络应急事件打下了坚实基础。

关键词：网络升级;网络改造;结构化布线;验收测试

中图分类号：TN913.1      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）17-0052-03

Abstract：In view of the current situation and demand of the unit network，combined with the opportunity of energy-saving renovation of the main body of the North Research Building，according to the principle of structured wiring design，the wiring renovation was carried out at the original site of the network computer room，and the project implementation and acceptance test were designed. It not only makes up for the shortcomings of the original network construction，but also provides a good supporting environment for the future network development. The coexistence of network wiring and network application during the whole project implementation has not only exercised practical ability，but also accumulated valuable experience，and laid a solid foundation for dealing with network emergencies in the future.

Keywords：network upgrading;network reconstruction;structural wiring;acceptance test

1  网络现状与需求

我所原有的计算机网络已经建设使用十几年，由于当时网络的应用比较少，目前出现了网络主体结构单一、覆盖面有限、信息点少等问题，并且网络基础设施已出现陈旧老化、故障、损坏等现象，不能很好地满足科研工作需要，也存在极大的安全隐患。

1.1  网络基础设施出现的问题

（1）部分房间网络信息点不可用，故障率平均达到25%～50%，严重影响了网络使用。主要原因是网络线路老化，房间网络接口模块损坏等，只能依靠集线器连接网络，降低了网络传输速度。

（2）机房和网络浏览室的电源插座损坏，电线暴露在外，易造成漏电、失火等安全隐患。地插无法维修，目前只能临时更换为外接插线板。

1.2  难以适应未来信息化建设需求

上级院机关已经在筹建办公专网，是在全院内部使用的办公网络，采用千兆级网络传输速率，其密级高于现有网络，意味着该办公网必须与现有网络物理隔离，这样一来大部分房间现有的信息接口将不够用，同时现有网络的超五类百兆电缆也将成为千兆网络线路传输的瓶颈。

1.3  北楼主体节能改造的契机

在北科研楼主体进行节能改造、重新强电布线的同时，也实施网络弱电升级改造，必将减少土建施工成本，避免网络布线工程对科研工作造成二次影响。

2  结构化布线设计思路与原则

随着先进技术的持续发展，传统网络已经不能满足日益增多的网络应用的需求，升级改造工程有待完成。由于网络应用涉及不同领域，整个设计过程比较复杂。网络升级改造建设首先必须满足應用的需求[1]，其次需考虑技术与资金等多方面的因素，最后升级改造不同于新建，在工程实施上既要保证时间进度的合理安排又要保障现有网络应用系统的正常运转。

2.1  结构化布线是网络建设的基石

虽然有些安防设备确实能保障网络的安全性和稳定性，例如使用高级防火墙完成访问控制、防毒墙查杀病毒、高性能服务器管理账户和数据，以及入侵检测阻断外来攻击等，但是也不能忽视了网络结构化布线，否则就走入了网络建设中的另一个误区：重视设备配置而轻规划设计。

通过数据调查[2]，可以知道许多网络出现的问题，并非一定来自外部的攻击，而是在网络内部，也就是网络线路出现了问题。基础布线工程在网络建设过程中是非常重要的，据统计，网络故障有58%来自网线，有些负责人对结构化布线不了解也不重视，甚至认为结构化布线可以由装修公司去施工完成，将装修布线与专业布线相等同，这势必会动摇网络建设的基础，没有高速的网络线路就不可能有高效的网络应用。

2.2  网线类型决定网络速度

现有网络使用的是超五类线双绞线，其标识是Cat 5e，带宽155M，通常应用于百兆以太网，实现桌面交换机到计算机的连接。六类非屏蔽双绞线的标识是Cat 6，带宽250M，现在一般应用于架设千兆网，是未来发展的趋势。在外形上和结构上六类非屏蔽双绞线（如图1所示）不仅增加了绝缘的十字架分置四对线，而且通过加粗电缆直径提高了电缆的平衡特性，并改善了串扰衰减。

按照布线系统的发展和新增业务的需求，基本上一个布线系统至少要以应用十年为标准，且能够支持四至五代的网络设备更新[3]。六类非屏蔽双绞线的价格虽然较高，但由于与超五类双绞线具有一定的兼容性，而且能够非常好地支持千兆以太网，因此选择六类非屏蔽双绞线完成网络升级改造的布线系统是比较适宜的。

2.3  专业布线确保施工质量

专业布线与装修布线是不能等同的，装修工程队并不配备专业的网络布线人员，一般由电工来完成网线连接，常出现网线没有统一标识、网线不绑扎整理、直接打RJ45水晶头而省去了配线架设备，甚至用转接头延长网线等情况。这样一来不但增加了故障点，还难以查找排除，施工的质量无法保障。

由上所述，网络布线工程的施工单位必须是由专业资质的公司，按标准规范由专业布线人员来实施完成，还需要使用专业工具。并且六类非屏蔽双绞线施工工艺要求高，超五类双绞线测试余量是大于六类线的，在安装设计时更要特别注意。

3  工程设计与验收测试

为了适应未来信息化建设需求，更新陈旧、故障网络设施，消除安全隐患，我所结合北楼主体节能改造的契机，对北楼网络进行提升改造。

3.1  网络结构化布线的设计方案

（1）网络功能与结构。北楼网络提升改造后，能实现光纤接入、千兆电缆传输、自适应终端百兆网卡接口的网络连接;能确保不同密级、不同性质的网络实现物理隔离;能具有千兆网卡终端设备的连接能力。北楼改造面积5246m2，采用六类非屏蔽双绞线实施网络布线，按照预留15%～25%的设计原则，43m2的办公室平均设置8个网络接口，22m2的办公室平均设置4个网络接口，实验室平均设立2～4个网络接口，再根据研究室对每个房间接口数量和位置的一一核实确认，总计447个网络接口，考虑上浮5%后预计共建立470個网络信息点接口。设立网络主机房和分机房各一个。网络采用结构化布线方式，由总配线柜、分支线缆及网络出线座组成。用千兆网络结构，由机房网络配线柜内通过网络专用设备以千兆传输形式连接到网络出线插座，分支线缆采用六类8芯电缆，由网络配线架引出，沿吊顶内金属线槽敷设，引至网络出线座时穿PC20管保护敷设于吊顶内，然后沿墙或柱暗敷至出线座。

（2）网络布线设计。网络结构化布线设计如图2所示。

（3）网络改造施工。按照招标程序确定施工单位。网络布线施工工期预计60天。

3.2  布线工程的验收测试

网络规划设计必须事先考虑验收测试问题。布线工程完成后的验收测试结果是日后网络管理维护、增容升级的基础[4]。网线的传输性能一般由多种因素决定，包括线缆特性、跳线质量、回路数目等。设计规划和安装质量也会影响传输性能，例如信息点终端模块采用568A标准线序还是568B标准线序也是一个人为的影响因素。由此可见，全面验收测试是布线工程的最后一步。

布线测试的第一步是用通断仪检查网线的连通情况。第二步是按照国际标准对全部电缆系统进行认证测试[5]。主要是测试电缆系统的各种电气参数，以及测试双绞线在链路传输时的最大衰减值和近端串音衰减等指标和参数。第三步是对线缆系统进行抽测，一般是请有资质的第三方完成，线缆抽测的比例通常为10%～20%。

4  结  论

总之，此次网络结构化布线工程是结合北科研楼主体节能改造的契机，在网络机房的原址进行的改造，在整个项目实施过程中网络布线和网络应用并存。工程的安全性和可靠性是办公网络正常运转的唯一保障，避免次级故障发生。前期的方案设计不仅弥补了原有网络建设的不足，更是为未来的网络发展提供了良好的支撑环境。长达数月的施工既锻炼了实操能力，又积累了宝贵的经验，还为今后处理网络应急事件打下了坚实基础。

参考文献：

[1] 王玉珍，李洪威，武旭红.医院网络及数据中心升级改造研究 [J].中国医疗设备，2018，33（9）：141-143+157.

[2] 严比卓.大型综合医院数据中心机房设计与建设研究 [J].电脑与信息技术，2017，25（3）：43-46.

[3] 吴国俊.数字化校园网络改造方案的研究与应用 [J].信息与电脑（理论版），2019（1）：196-197.

[4] 王如海.内部网系统的网络信息安全管理 [J].计算机安全，2007（7）：69-71+77.

[5] 于树新.综合性医院信息化建设方案合理性研究 [J].中国数字医学，2016，11（1）：94-96.

作者简介：宁洁（1969-），女，汉族，河北任丘人，毕业于国防科技大学，副研究员，硕士研究生，研究方向：装备计算机仿真设计技术与信息安全防护。