综合布线

结构化综合布线:综合布线意思就是我这条线上语音、数据、图像、视频的数据都能跑

综合布线的6大子系统

子系统名称 描述 备注
工作区子系统 用户计算机上的网口至墙面信息插座,包括用户电脑与网口之间的连接部分 用户网口 → 墙面信息插座
水平子系统 房间的墙面信息插座至楼层配线架,覆盖范围为网口到楼层配线架 墙面信息插座 → 楼层配线架
管理子系统 将水平子系统的双绞线接入配线架,并通过交换机将干线子系统的光纤线路与之连接;楼层配线间属于管理子系统,用于集中管理和布线 楼层配线架 → 楼层交换机
干线子系统 通过光纤连接各个楼层,实现楼层之间的网络互联 通过光纤连接各个楼层
设备间子系统 核心机房区域,包含主配线架、核心交换机或汇聚交换机等关键设备 核心机房:主配线架、核心交换机或汇聚交换机等关键设备
建筑群子系统(园区子系统) 连接同一园区内不同建筑的网络,实现一栋建筑与其他建筑之间的网络通信 园区建筑A → 园区建筑B

以上是按照综合布线系统各子系统的定义和功能整理的表格描述。

结构化布线系统是一种设计和实施的标准方法,旨在构建一个灵活、可扩展、易于管理的通信网络基础设施。该系统被划分为六个主要子系统,每个子系统都有特定的功能和目的。以下是结构化布线系统的六个子系统及其简要描述:

  1. 工作区子系统(Work Area Subsystem)

    • 这是用户实际工作区域,从信息插座延伸至终端设备(如计算机、电话、打印机等)的连接部分。工作区子系统包含数据线缆、电话线缆、以及适配器(如RJ-45插头)等,确保用户设备可以快速便捷地接入到网络中。
  2. 水平子系统(Horizontal Subsystem)

    • 水平子系统连接工作区子系统与管理子系统,即从楼层接线间或配线柜中的配线架到各个工作区的信息插座。这一部分通常使用双绞线(如CAT5e、CAT6或CAT6A等)或光纤电缆铺设,负责将网络信号传输至各个办公区域。
  3. 干线子系统(Backbone/Sub-Distribution/Subsystem)

    • 干线子系统又称垂直主干线子系统,用于连接各个楼层的设备间子系统和跨越建筑群子系统。通常采用大对数双绞线或多模/单模光纤等高速介质,确保大楼内或建筑群间不同区域之间的高速、大容量数据传输。
  4. 设备间子系统(Equipment Room Subsystem)

    • 设备间子系统是在建筑物的每个楼层或特定区域内设立的集中式布线区域,通常包括通信机房或接线间。在此子系统中,包含了交换机、路由器、配线架等网络设备,以及用于交叉连接和互连的跳线,用来管理不同楼层或区域之间的网络连接。
  5. 管理子系统(Administration Subsystem)

    • 管理子系统负责组织和管理整个布线系统的线缆和连接点。它包括配线架、标签系统、记录管理系统等,确保所有的线缆都能有序、清晰地标记和管理。通过管理子系统,网络管理员可以方便地进行线缆的添加、更改和移除操作,以适应不断变化的网络需求。
  6. 建筑群子系统(Campus Backbone/Subsystem)

    • 建筑群子系统用于连接不同建筑物之间的结构化布线系统,实现跨建筑物的网络连接。这一子系统通常使用室外级的光纤或特殊的室外电缆,以应对恶劣的室外环境条件,并确保足够的传输距离和带宽。

每个子系统都是结构化布线系统不可或缺的一部分,它们相互配合,共同构成了一个完整的、高度灵活的网络布线环境,支持语音、数据、视频等多种类型的通信服务。

工作区插口连电脑,水平布线到配线架,

干线子系统跨楼层,光纤相连不迷途,

设备间里有乾坤,核心交换真中枢,

管理子系做调度,线缆汇聚在一处,

建筑群间广互联,园区布线展宏图。

——by 通义千问

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布线距离

子系统 子系统描述 光纤(米) 屏蔽双绞线(米) 非屏蔽双绞线(米)
建筑群子系统 楼宇间 2000 800 700
干线子系统 主干即设备间到配线间
通过光纤连接各个楼层
2000 800 700
水平子系统 配线间到工作区信息插座 - 90 90
工作区子系统 信息插座到网卡 - 10 10

注意:

  1. 用户计算机到信息插座的距离不要超过10米;(双绞线最大传播100m,因此1、2加起来不超过100m)

  2. 信息插座到楼层配线间的距离不要超过90米;(双绞线最大传播100m,因此1、2加起来不超过100m)

  3. 信息插座(网口)距离房间地面的高度为至少30cm;(国家规定)

  4. 信息插座(网口)距离房间电源插座的距离为至少20cm;(国家规定)

网络分析与设计

五阶段周期模型(考察最多)

需求——通信——逻辑——物理——实施:系统罗五十

阶段 描述
需求规范 需求分析,明确网络建设的目标、功能要求、性能指标和用户需求
通信规范 根据通信流量分析,制定网络带宽需求,估算网络流量以及预期的设备(如交换机、路由器)利用率
逻辑网络设计 - 绘制网络逻辑架构图
- IP地址规划与分配策略
- VLAN划分策略
- 安全管理规划,如网络安全区域划分、防火墙部署位置及其规则设置
物理网络设计 - 实体网络布局及综合布线方案设计
- 网络组件选择,如网线类型(Cat5e/Cat6等)、光纤布设、配线架规格等
- 设备物理位置规划及连接方式确定
实施阶段 - 按照设计方案进行硬件安装、配置与测试
- 实施IP地址分配、VLAN配置
- 安装并配置安全设备(如防火墙、IDS/IPS)
- 系统集成与验证,确保网络性能符合需求规范和设计目标

六阶段周期模型

六阶段模型为循环,做完之后仍需要进行不断优化

网络流量分析

早期内部网络访问互联网较少,遵循80/20原则;目前访问互联网流量已经很大,遵循20/80原则。

流量类型 80/20原则(内部流量为主) 20/80原则(外部流量为主)
内部流量 80% 20%
外部流量 20% 80%

这样的流量分布对于网络设计、带宽规划、网络安全策略制定等方面都有重要影响。例如,在内部流量为主的网络中,可能更需要关注内部资源访问效率和内网传输安全;而在外部流量为主的网络中,则可能更侧重于互联网接口的处理能力、防火墙策略和对外服务的稳定性。

网络安全技术措施表(原三级等保要求)

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广域网接入技术

广域网接入技术

PSTN 公用电话网络

PSTN见第3章 第1节 公共交换电话网络PSTN

PSTN:公用电话网络

速率:56Kbps

目前状态:已经淘汰

ISDN

ISDN(Integrated Services Digital Network,ISDN)综合数字业务网,目的是以数字系统代替模拟电话系统(PSTN)(见第3章 第1节 公共交换电话网络PSTN),把音频、视频、数据业务放在一个网上统一传输

ISDN分为窄带ISDN和宽带ISDN

窄带ISDN

窄带ISDN提供以下两种用户接口

  • 基本速率BRI=2B+D=144Kbps

  • 基群速率PRI=30B+D=2.048Mbps(已经淘汰)

宽带ISDN:ATM

前面提到的宽带ISDN,即ATM

ATM是Asynchronous Transfer Mode(ATM)异步传输模式的缩写,是实现B-ISDN的业务的核心技术之一。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。

  • ATM是信元交换,信元为53字节固定长度

  • ATM依然是以虚链路提供面向连接的服务

  • ATM典型速率为150Mbps

HFC 线缆调制解调器接入(常考)

HFC(Hybrid Fiber Coaxial,混合光纤同轴网)是指光纤同轴电缆混合网,采用光纤到服务区,“最后一公里”采用同轴电缆。

主干网络用光纤,用户接入用铜缆(常考)

对HFC技术而言,前端(运营商这端)用CMTS(是一种光终结的设备),主干用光纤,用户本地使用Cable Modem,用户接入用铜缆↓

HFC网络主体 使用介质
前端(运营商侧/用户网络源头) CMTS(是一种光终结的设备)
主干网络(指运营商接出到用户本地这段) 光纤
用户本地 Cable Modem(线缆调制解调器)
Cable是指有线电视网络,Modem是调制解调器
用户接入 铜缆(铜质同轴电缆)

这句话描述的是采用Hybrid Fiber-Coaxial(HFC)技术的有线电视网络和宽带数据传输系统的组成部分与工作原理。

  1. 前端(Headend):在网络的源头,也就是运营商一侧,部署了Cable Modem Termination System(CMTS)。CMTS是一个关键的网络设备,其作用是对下行数据流进行汇聚和广播,并对上行数据流进行接收和处理。作为光终结设备,CMTS将来自光纤骨干网络的高速数据信号转换成射频(RF)信号,通过同轴电缆分发给各个用户。

  2. 主干网络(Backbone):主干部分采用光纤传输,具有高带宽、低损耗的特点,使得大量数据能够长距离高效传输。在这个层面上,运营商可以通过光纤网络将各种多媒体内容和互联网数据传输至各个地区的前端设备。

  3. 用户本地(Subscriber Premises):在用户家中或办公室,使用Cable Modem(有线调制解调器)连接到现有的有线电视同轴电缆系统。Cable Modem的作用是将接收到的射频信号解调还原成原始的数字数据,供用户的计算机或其他终端设备使用;同时,它可以将用户设备生成的上行数据转换为射频信号,通过同轴电缆上传至CMTS。

  4. 用户接入(User Access):用户端通过传统的铜质同轴电缆(Coaxial Cable)连接到Cable Modem,从而实现宽带上网和其他数据服务。尽管主干网络使用了先进的光纤技术,但考虑到已有基础设施的利用和成本效益,最后一公里的接入通常还是依赖原有的有线电视同轴电缆网络。

xDSL 数字用户线路远程接入(常考)

ADSL技术是一种不对称数字用户线实现宽带接入互连网的技术,ADSL作为一种传输层的技术,充分利用现有的铜线资源,在一对双绞线上提供上行640kbps下行8Mbps的带宽,从而克服了传统用户在“最后一公里”的瓶颈,实现了真正意义上的宽带接入。

ADSL(非对称数字用户线),前端(运营商这端)用DSLAM(是一种xDSL的终结器),用户本地使用ADSL的Modem

ADSL网络主体 使用介质
前端(运营商接出侧/用户网络源头) DSLAM(是一种xDSL的终结器)
主干网络(指运营商接出到用户本地这段) 城市电话线网
用户本地 ADSL Modem
用户接入 铜质电话线即双绞线

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,非对称数字用户线路)是一种广域网(WAN, Wide Area Network)接入技术,主要用于家庭和小型企业用户的宽带互联网接入。它利用现有的传统电话铜线网络,通过特殊的技术手段实现在同一对电话双绞线上同时传输语音和高速数据。

ADSL的关键特点如下:

  1. 非对称性(Asymmetry):顾名思义,ADSL的上下行数据传输速率不对称。下行速率(从网络到用户)通常比上行速率(从用户到网络)更高,这是因为大多数用户的互联网活动主要是下载内容(如网页浏览、视频流播放),而非上传。下行速率可达几兆比特每秒到几十兆比特每秒,而上行速率通常在几百千比特每秒到几兆比特每秒之间。

  2. 频分复用技术:ADSL通过频分复用(FDM)的方式,将电话线的可用频谱分为多个频段,其中一个频段保留给传统电话服务,其余频段用于数据传输,从而避免了电话和数据服务之间的干扰。

  3. 传输距离:ADSL的有效传输距离相较于普通电话线路有所限制,一般在3-5公里范围内效果最佳。随着距离增加,信号衰减会降低数据传输速率。

  4. 分离器(Splitter):为了防止电话和数据信号之间的互相干扰,ADSL服务需要使用分离器,将电话信号和ADSL数据信号在用户侧物理隔离。

  5. 设备:用户端通常需要一台ADSL调制解调器(ADSL Modem,俗称“猫”),并在ISP(互联网服务提供商)端配备DSL接入 Multiplexer(DSLAM)设备,将多个ADSL线路汇聚起来并通过更高速的链路接入互联网。

  6. 优势:ADSL技术相比早期的拨号上网提供了显著的速度提升和更好的稳定性,使用户能够流畅地进行高速数据传输和高质量的网络应用体验。

总之,ADSL作为一种成熟的广域网接入技术,在过去二十年间极大地推动了全球宽带互联网的发展,尤其在普及初期起到了重要作用,但在光纤到户(FTTH)等新兴技术逐渐普及的今天,ADSL的地位正逐渐被更快、更稳定的接入技术所取代。

铜质电话线不是铜质同轴电缆。虽然两者都使用铜作为导体材料,但它们在结构和用途上有明显的区别:

  • 铜质电话线:也叫双绞线(Twisted Pair Cable),主要由两根或多根相互缠绕在一起的铜线组成,目的是减少电磁干扰。在电话通信和早期的宽带上网技术(如ADSL)中广泛使用。电话线通常用于模拟电话信号传输或通过数字信号调制后的高速数据传输。

  • 铜质同轴电缆:是一种由一根中心导体(通常是铜质的,有时会是铜包钢或其他金属复合材料)被一层绝缘材料包围,再由一层数目较多的细铜丝编织形成的外导体屏蔽层围绕,最后可能还有一层保护外套的结构。同轴电缆主要用于视频信号、射频信号(如有线电视、卫星电视信号)以及某些高速数据通信场合(如早期的以太网连接),因为它能有效抑制外部干扰并保持信号完整性。

总的来说,电话线和同轴电缆虽然都包含铜质导体,但它们的设计和适用场景不同,电话线适用于语音和低速数据传输,而同轴电缆则更适合高速、高频率的信号传输。

PON技术

PON(Passive Optical Network,无源光网络)

PON是一种典型的无源光纤网络,“无源”是指 (光配线网中) 不含有任何电子器件及电子电源,ODN全部由光分路器 (Splitter) 等无源器件组成,不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端 (OLT),以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元 (ONUs)

当前线网如家庭接入使用PON技术,其架构为:

前端运营商有一个OLT(是一种光终结设备),从OLT出来的光信号通过分光器(无源设备)分成多个子树,每个家庭有一个ONU(光猫),ONU接入到前面所说的子树上去

PON网络主体 使用介质
前端(运营商这端) 光线路终端(OLT,Optical Line Terminal):是一种光终结设备
主干网络(指运营商接出到用户本地这段) 无源光网络(ODN,Optical Distribution Network):由光纤、分光器(Splitter)等无源元件组成,不包含任何有源电子部件,因此被称为“无源”。分光器可以将从OLT发出的单一光纤信号分支成多路,且各路信号强度均等,这样就实现了单个OLT与多个ONU之间的共享带宽通信
用户本地 光网络单元(ONU,Optical Network Unit):位于用户端,每个ONU直接与ODN相连,为用户提供多种业务接入,如互联网、电话、IPTV等。ONU(可理解为家用光猫)负责将接收到的光信号解调为电信号,同时也将用户设备产生的电信号调制成光信号上传至OLT
用户接入 双绞线如网线等接入到上面的光猫

广域网互联技术

DDN

两个局域网通过DDN电路网络实现互连,最大带宽为2Mbps,该技术已经淘汰

当前多使用:

  1. 专线技术
  2. VPN技术

SDH

SDH本质上是通信技术,只需要记住SDH提供四类接口以及各个接口速率分别是多少

STM级别 数据速率 (Mbps)
STM-1 155
STM-4 622
STM-16 2500(2.5Gbps)
STM-64 10000(10Gbps)

以上表格列出了SDH(同步数字体系,Synchronous Digital Hierarchy)中不同级别的STM(同步传输模块,Synchronous Transport Module)对应的传输速率。在SDH网络中,STM等级是按照固定的速率逐级递增的,用于承载不同类型和容量的通信业务。

网络故障诊断与排除

网络故障排查命令

  • show/display:思科show,华为display,监测系统的安装情况与网络的正常运行状况,也可以用于对故障区域的定位。

  • debug:debug可以查看协议和包的详细信息,帮助分离协议和配置问题(debug产生流量较大,为避免影响网络,实际生产环境中不用)

  • ping:用于检测网络上不同设备之间的连通性

  • tracert:用于确定数据包在从一个设备到另一个设备直至目的地的过程中所经过的路径

专用故障排查工具(注意加粗为考点)

  • 欧姆表、数字万用表及电缆测试器∶利用这些参数可以检测电缆(网线、光纤等)的物理连通性。

    • 测试并报告电缆状况,其中包括近端串音(这是网线即双绞线的一个特有指标)、信号衰减及噪音
  • 时域反射计与光时域反射计

    • 时域反射器(TDR):能够快速定位金属线缆中的短路、断路、阻抗等问题

    • 光时域反射器(OTDR):精确测量光纤的长度、断裂位置、信号衰减等

  • 网络监测器:分析统计网络状态

  • 网络分析仪:如“科来”可以分析整个网络的流量

层次化故障排查思路

思路:从下到上,物理层到应用层(从上到下也可以)

  • 物理层:检测网线连接(网线/水晶头)

  • 链路层:网卡驱动/速率协商

  • 网络层:IP地址/PC到网关是否通,网关到OA是否通,定故障域,交换机端口能不能UP(使用前面讲的方法)

  • 应用层:业务系统是否正常

章节总结

  • 综合布线六大子系统

  • 五个阶段的生命周期模型:每个阶段具体任务

  • 安全表格:基于来的等保1.0的安全表格,物理安全、网络安全、系统安全各自应该怎么做,注意标红

  • 网络结构与功能(三层架构):接入、汇聚、核心

  • 广域网接入技术L:HFC考查较多、偶尔考查PON[ONU:光猫、OLT:光终结设备、中间连接着很多无源的分光器]

  • 网络故障诊断与排查(层次化思想):常用诊断命令(show、display、ping、tracert等)、常用诊断工具(低级测试工具(欧姆表、数字万用表及电缆测试器)、高级测试工具(时域反射计与光时域反射计))

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