X X中学交互式校园网方案汇编.docx
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XX中学交互式校园网方案汇编
XX中学
交互式校园网工程方案
成都通宇信息技术有限责任公司
2003年4月20日
第一章校园网设计概论
1．1概述
目前，全球已掀起一股信息高速公路规划和建设的高潮，作为其雏形，国际互联网（Internet）上相连的计算机已近达数千万台，全球有数亿人在Internet上进行信息交换和和种业务处理。
Internet上积累了大是信息资源，这些资源涉及人类面对和人事的各个领域．行业及社会公用服务信息。
成为信息时代全球可共享的最大信息基地。
中国教育科研计算机网（CERNET）于1994年正式启动以来，已与国内若干所大中小学校相连。
为广大师生及科研人员提供了一个全新的网络环境。
的确，随着信息技术的飞速发展，中小学校园网的建设已经逐渐提到议事日程上来。
但是我国目前大多数校园网上的应用还不丰富，与学校原有一些计算机业务系统还没有充分发挥，应用水平的低下是对校园网资源的极大浪费。
只有提高校园网上的应用水平，才能切实提高学校各项业务水平，适应信息时代的要求。
因而，如何利用当前先进的计算机技术与校园网资源，实现学校各项业务系统的集成，提高应用水平将是学校校园建设的下一个工作重点。
校园网建设的目标简而言之是将校园内各种不同应用的信息资源通过高性能的网络设备相互连接起来，形成校园区内部的Intranet系统，对外通过路由设备接入广域网。
1．2校园网建设的必要性
是否在学校采用最先进的信息和传播技术是一个有决定性意义的问题，而且十分重要的是，学校应该处于影响整个社会深刻变革的中心地位。
随着计算机多媒体和网络技术的不断发展与普及，校园网信息系统的建设，是非常必要的，也是可行的。
主要表现在：
当前校园网信息系统已经发展到了与校际互联．国际互联．静态资源共享．动态信息发布．远程教学和协作工作的阶段，发展对学校教育现代化的建设提出了越来越高的要求教育信息量的不断增多，使各级各类学校．家庭和教育管理部门教育信息计算机管理和教育信息服务的要求越来越强烈。
个人是否具有获得信息和处理信息的能力对于能否成功进入职业界和融入社会及文化环境都是个决定性的因素，因此学校应该培养所有学生具有驾驭和掌握这种技术的能力。
另一方面，信息技术在作为青少年教育工具的同时也向青少年提供了前所未有的机会。
新技术提供的机会以及它们在教学方面具有的优势都是很多的，特别是计算机和多媒体系统的使用有助于个人化的道路，每个学生在个人的学习道路上都可以按照自己的速度发展。
我国各级教育研究部门．软件开发单位．教学设备供应商和各级学校不断开发提供了各种在网络上运行的软件及多媒体系统，并且越来越形象化．实用化，迫切需要网络环境。
现代教育改革的需要。
在校园网中将计算机引入教学各个环节，从而引起了教学方法，教学手段，教学工具的重在革新。
对提高教学质量，推动我国教育现代化的发展起着不可估量的作用。
网络又为学校的管理者和老师提供了获取资源．协同工作的有效途径。
毫无疑问，校园网是学校提高管理水平．工作效率．改善教学质量的有力手段，是解决信息时代教育问题的基本工具。
随着经济发展，我国各组政府对教育的投入不断加大；计算机技术的飞速发展，使相应产品价格不断下降；同时人们的认识水平和经济实力不断提高。
大量计算机进入学校和家庭，使得计算机用于教育信息管理和信息服务是完全可行。
1．3校园网建设的目标应该是：
建设一个以办公自动化．计算机辅助教学．现代计算机校园文化为核心，以现代网络技术为依托，技术先进．扩展性强．能覆盖全校主要楼宇的校园主干网络，将学校的各种PC机．工作站．终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，在网上宣传自己和获取Internet网上的教育资源。
形成结构合理．内外沟通的校园计算机网络系统，在此基础上建立能满足教学．科研和管理工作需要的软硬件环境，开发各类信息库和应用系统，为学校种类人员提供充分的网络信息服务。
系统总体设计将本着总体规划．分布实施的原则，充分体现系统的技术先进性．高度的安全可靠性，同时具有良好的开放性．可扩展性。
本着为学校着想，合理使用建设资金，使系统经济可行。
1．4校园网的总体设计思想
校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成分的综合化以及信息化教学环境系统。
因此，在总体上如何筹划、组织网络建设和开发应用的设计思想是校园网建设中最重要的问题。
总体设计是校园网建设的总体思路和工程蓝图，是搞好校园网建设的核心任务。
进行校园网总体设计，首先是进行对象的研究和需求调查，弄清学校的性质、任务和改革发展的特点，对学校的信息化环境进行准确的描述，明确系统建设的需求和条件；其次，在应用需求分析的基础上，确定学校INTRANET服务类型，进而确定系统建设的具体目标，包括网络设施、站点设置、开发应用和管理等方面的目标，第三是确定网络拓扑结构和功能，根据应用需求、建设目标和学校主要分布特点，进行系统分析和设计；第四，确定技术设计的原则要求，如在技术选型、布线设计、设备选择、软件等方面的标准和要求；第五，规划安排校园网建设的实施步骤。
校园网总体设计方案是否科学，要看能否满足以下基本要求：
1整体规划安排。
从学校建设的全局和全面工作需要出发，考虑部门的地理分布和通信条件。
整体规划往来建设方案，对网络系统的目标、总体结构、服务功能、经费预算、建设步骤等重大问题作出规定。
2先进性、开放性和标准化相结合。
尽量采用符合国际工业标准的、比较成熟的技术，兼顾网络技术的发展方向，选择结构化、可扩充、多用途的网络产品，保证网络在较长时间内不落后。
3结构合理。
在通信网络、资源配置、系统服务和网络管理上有良好的分层设计，使网络结构清晰，便于使用、管理和维护。
4高效实用。
着眼于教学、科研、管理的实际需要，用有限的资金优先解决工作急需的问题。
设备易于使用的维护。
为科学研究提供先进平台，例如可视化计算，计算机协同作业，虚拟现实，计算机仿真，远程计算机与数据处理等。
5支持宽带多媒体业务，例如远程教学、多媒体网络教室、会议电视。
为学术交流提供良好的环境与CERNET、CHINANET等进行高速互连，快速访问INTERNET，与国内外同行交流信息、协同工作和展示学校的形象。
1．5关于XX中学校园网的总体设计思想
XX中学校园网不只是涉及技术方面，而是包括网络设施、应用平台、信息资源、专业应用、人员素质等众多成分的综合化以及信息化教学环境系统。
因此，在总体上如何筹划、组织网络建设和开发应用的设计思想是校园网建设中最重要的问题。
一个完整的校园网建设根据软硬件结合主要包括两个内容：
技术方案设计；应用信息系统资源建设。
技术方案设计主要包括两个方面：
结构化布线与设备选择、网络技术选型。
应用信息系统资源建设主要包括：
内部信息资源建设、外部信息资源建设等的选择。
内部信息资源建设包括校园办公管理系统、多媒体网络教室、多媒体电子图书阅览室、网络多媒体课件制作系统、内部通信信息服务系统、视频点播等。
外部信息资源建设包括学校主页、远程教学、INTERNET信息管理等。
通宇公司认真研究了XX校园网建设需求情况和技术规范，并跟据公司在众多校园网方案设计的经验和XX校园网标技术规范要求,我们提出一套针对XX校园网的具体网络解决方案:
我们将整个网络工程化分为既相对独立又可互相接入的两个模块：
校园计算机网络系统、多媒体双向教学及观摩系统.
XX中学的校园网设计，我公司将遵循共享性、时实性、交互性、开放性、灵活性等原则进行。
通过我公司提供的方案可实现文本、数据、声音、图像的同步传输及视频信息的点播和广播功能；可实现校园、校际网络互联；软件功能和网络功能具有可扩充性、可升级性、可集成性和可兼容性。
整个校园网设计采用多网（数字网、闭路电视网、电话网、卫星系统网）合一的架构，一卡通的管理和结构化综合布线技术（SCS），实现影音、数据、图像等资料在整个校园内甚至以外的实时查阅和传送，达到资源共享、辅助办公、辅助教学、辅助自学和远程教学的目的。
第二章校园计算机网络系统
2.1计算机网络布线系统
2.1.1网络系统遵循的标准与规范
标准为保证校园网建设的可靠性、安全性、完备性，除了校园网建设所使用设备应按标准的组合与标准的测试外，综合布线尽可能地按国际、国内有关标准进行规范设计。
下面是系统能满足的标准：
CCITTISDN综合业务数据网络标准
EIA/TIA-568A/B商务建筑布线标准
IEEE802.310BASE-T网络标准
IEEE802.3u100BASE-T网络标准
安装与设计规范系统的安装与设计遵从下述的规范：
中国建筑电气设计规范
工业企业通信设计规范
2．2当前主流网络技术简介
为了满足和实现校园网上述目标,我们通过对目前流行的主流组网技术的对比分析，提出我们对校园网的解决方案。
在满足学校需要的情况下，采用先进的组网技术，适应网络发展趋势的同时兼顾学校资金的实际情况。
2．2．1以太网和快速以太网：
快速以太网实际上是10M以太网的100M版本，所以它的运行速度要比10M以太网快。
在用户已经很熟悉传统以太网的情况下，快速以太网相对其他高速网络技术更容易被掌握和接受，它可以应用在共享式和主干环境下，提供高带宽网络连接，提供优质的服务质量（QOS）。
快速以太网与传统的以太网技术相似，毋庸赘言，此外它还具备以下优点：
1．快速以太网遵循CSMA／CD协议，现有的10BASE－T网络设备可以相当简便地升级到快速以太网，保护用户原有的投资，与其它新型网络技术相比，更方便地使现有的10M以太网无缝连接到100M网上。
2．100BASE－T网络设备，只需要比10BASE－T设备多花少量费用就可提供更高的性能。
因此，100BASE－T组网技术具备较高的性能价格比。
3．快速以太网100BASE－T符合IEEE标准802，并得到了所有的主流网络厂商的支持，并可平滑地向1000BASE－T升级。
2．2．2千兆以太网技术
千兆以太网是相当成功的10M以太网和100M快速以太网连接标准的扩展。
IEEE已批准千兆以太网工程IEEE802.3z，并遵循CSMA／CD协议，用户可以保护原有的投资并可以平滑升级原有网络。
1000BASE－T技术是目前以太网技术中最前沿的技术。
对于复杂的应用，尤其是视频应用，单纯的高宽带是不够的，还必须提供相应的策略服务。
Gb以太不但能为用户提供Gb级的带宽，而且为复杂的应用提供策略服务。
1．实现线速度与路由；
2．支持基于1GMP（INTERNET组管理协议）的Multicast；
3．支持基于802.1p的COS（服务级别）；例如PACE（优先访问控制）多媒体技术。
4．支持基于802.1Q的V－LAN；
5．支持基于WEB的网管；
6．具有拥塞控制能力。
2．2．3ATM技术
ATM技术实用的符合标准的产品可达单段网155M吞吐率，目前已有接近5Gbps速率交换引擎的箱式ATM交换机产品，其总吞吐率超过4Gbps，可以看出ATM技术与1000BASE－T技术均能满足学校视频图象的应用需求。
ATM与1000BASE－T技术比较
ATM
1000BASE－T
单段网速率
155M
1000M
可升级速率
622M
与10Mbps以太网互连
局网仿真等技术
与10M协议相同，互连容易
对多媒体信息支持方式
对不同性质的数据传输提供不同的服务
支持多媒体信息传输
标准化
本地网有关标准基本完成
完全达标准化，1000Mbps标准已经完成
价格
较高
相对便宜
从上表可以看出，ATM技术适合于多媒体信息传输，容易组成Gbps数量级的高速干网，ATM交换机间可采用662Mbps高速通道互连，可避免交换机间通讯瓶颈。
但1000BASE－T技术价格相对较低，交换机中采用优先控制技术在一定程度上解决对实时性要求较高的信息传送管理。
综上所述，千兆网对数据、语音、视频应用能比较完美地解决。
同时它是网络技术的发展趋势，因些我们在校园网络系统的建设中选用千兆网组网技术建设校园主干，选用100M组网技术建设学校二级主干。
这样，不仅满足了学校的需求，而且可为系统升级、扩充扩展提供了投资保护。
2.3.通信线路的选择
XX校园网建设的总体目标是：
以先进成熟的计算机和通信技术为主要手段，采用信息系统集成领域的最先进的技术，建成一个覆盖全校各科教楼、办公楼、教学楼的计算机网络系统，提供100M以上的网络带宽，满足系统的需要，并提供和INTERNET的连接能力。
2.3.1局域网通信线路的选择
系统将选用100/1000M（主干）网络作为局域网的通信带宽，进行数据传输提供了通道。
连接各科教楼、办公楼、教学楼等都采用多模光纤作为传输介质。
工作站根据具体情况采用交换式100M的网络链路连接，采用IBDN超五类双绞线作为传输介质。
2.3.2广域网通信线路的选择（将来可选）
XX中学可根据需求规范中的业务量的需求、应用软件的特点及校园网的具体需求，在可选用64K/128Kbps的DDN或ISDN线路作为与INTERNET连接的通信主干。
2．3．3小结：
综合布线系统是XX中学校园网的基础工程之一，是各种信息传输的高速公路。
采用星型结构的模块化设计，满足现代建筑及建筑物群中各类信息传输的需要，它具有便于管理、便于扩充等优点。
原则上楼道内连接距离在100米以下传输介质选用超五类非屏蔽双绞线，室外连接距离在100米以下使用五类屏蔽双绞线，校内楼幢之间距离在0.1－2KM采用多模光缆，2KM以上采用单模光缆。
同时室外楼幢间的布线采用空中走线。
2.4网络技术选型设计：
XX校园网网络系统基本可分为校园网络中心、教学子网、办公子网、图书馆子网、宿舍区子网及后勤子网等。
2．4．1校园网络中心的设计
网络中心设计主要包括主干网络的设计、校园网与INTERNET的互连、远程访问等。
（A）在网络中心的核心是主干网络的设计：
千兆以太网是近几年发展起来的技术，和快速以太网相比，提供更高更快的传输速度，还有更好的第三层交换能力，能管理更高的带宽，更高的流量。
其技术较ATM简单，而且价格合理。
由于相应的千兆以太网标准已经出台，目前千兆以太网已是局域网发展的主要方向。
推荐使用联想新近推出的LS-5608G智能型8口机箱式千兆以太网交换机作为校园网的中心交换机。
该交换机提供8个插槽，可选插8口的10/100BASE-TX、2口的100BASE-FX或1口的千兆以太网模块。
根据XX中学的具体情况选模块如下：
3个MS-5101模块，每模块有8口100BASE-TX（100MRJ45头），共24口100M信息口，可满足科教楼19个信息点和试验室2个信息点及今后扩充的需求；4个MS-5103模块，每模块有1口千兆以太网，可分别接向二教楼，三教楼，四教楼和办公楼，中心交换机LS-5608G还空余一模块口为将来教师宿舍连网提供一个百兆/千兆的连接口，这样：
中心交换机的模块口正好满足XX中学现在教学连网及教师宿舍将来连网的需求。
模块名称
数量
备注
MS-5101
3
8口10/100BASE-TX模块
MS-5103
4
1口千兆位以太网模块
LS-5608G可适用于大型主干网络，高速率、高端口密度、多端口类型的复杂网络，需要千兆以太网的网络环境等。
与下面的各个子网通过千兆位的链路相连。
远程访问子网方案
（B）校园网与INTERNET的互连：
（将来）
推荐采用局域网专线接入方式，此方式需要配备路由器（ROUTER）等设备，租用电信部门的专线DDN或FRAMERELAY，也可申请ISDN专线并向CERNET管理部门申请IP地址及注册域名，以专线方式连入INTERNET，并提供防火墙、计费管理等功能。
本方案选用联想的LR-2501路由器，具有1个局域网（LAN）口，2个广域网（WAN）口和1个控制台。
支持以下协议：
帧中继（FRAME-RELAY）、X.25、PPP、HDLC。
接入INTERNET解决方案图
应用服务器
网络中心
DDN
INTERNET
（C）远程访问服务（将来）
随着日益增长的远程用户（如在家中上网，欲访问校园内部网查找资料的老师及学生）需要，这些用户需要拨号访问校园内部网。
他们需要校园网提供远程访问服务。
远程访问解决方案图
MODEM
MODEM
2.4.2教学子网的设计
校园网建网的目的之一，是利用计算机网络实现多媒体教学，如：
交互式多媒体课堂：
在网络多媒体教室中，学生查找文本、视频资料，进行主动的学习，老师起到引导和把握方向的作用。
电子阅览室：
把各种影视，教学资料存放在视频库中。
在阅览室内利用计算机网络观看。
教师培训：
教师在办公室内，利用网络观看放在视频库中的教学示范或为备课查看视频资料。
多媒体教学的难点在于实现视频信号的传输（如VOD视频点播），其困难之处主要有以下几点：
视频信号数学化后的数据量非常宏大，例如，一幅NTSC标准的24位真彩色图像约占1MB空间，要在计算机上实现全活动的视像，则帧速率为30帧/秒，1秒钟的视频数据占30MB空间，显然，仅依靠现有的存贮技术根本无法实现，更不要说在网络上实时传输。
ISO制定了将动态图像进行压缩的MPEG标准，其中MPEG-1把视频和伴音信息压缩到1.2M/B-1.5M/B。
另外INTEL公司的INDEOVIDEO技术也得到广泛应用，在其产品中，视频信号所占用的带宽小于500K/B。
以太网使用CSMA/CD介质访问规程。
任一工作站要进入网络都必须采用这种带有冲突检测的载波侦听多路访问方式，其结果是，每个数据包传送所需要的时间是不确定的，这种不可预测性使得传送的视频信号不能同步，因而产生噪声和图像失真，为解决这个问题，H.323标准应运而生。
它规定所有数据包所占用时间的长度是相同的，这就为在局域网上传送视频创造了条件。
总之，在局域网上实时传送高质量的视频数据还未成熟，但传送压缩后的视频确是可行的。
在教学过程中，大量传送的是文本、图像和部分的视频等数据，对速度要求较高，所以我们推荐所有教学用端口采用100M交换式以太网口，主要端口至少采用100M交换式以太网口。
在XX中学校园网方案中，通宇公司技术部根据其教学网的特点具体建议：
在二，三，四教学楼各放一LS-5625交换机，LS-5625交换机有24口100M的信息口，连接到各个教室，在LS-5625交换机上加1口的千兆以太网模块，用光纤与中心交换机LS-5628G相连，这样在各教学楼与计算机中心有一千兆的连接带宽，基本能在校园网上实现多媒体教学。
各教学楼的连接示意图：
教学子网解决方案图
2.4.3办公子网的设计
办公子网主要面向学校的各级领导以及各职能部门，为实现学校管理的现代化服务。
办公计算机所实现的功能主要是对网络数据的查询、添加、删除等操作。
网络数据应该传输得比较快，才能提高办公的效率。
同时，办公计算机应该能够达到支持视频传送的要求。
网络办公管理信息系统包括办公管理、电教管理、教务管理、总务管理、财务报表管理等。
办公子网对应的软件除了推荐我公司及汉龙研发的软件外，贵校也可选用别的应用软件，如科利华等公司研制开发的办公软件。
鉴于办公子网将支持视频功能，推荐采用交换式100M端口。
在办公楼的监控中心放一24口的LS-5625交换机，为办公楼的各个信息点提供100兆的带宽；在交换机上加1口的千兆以太网模块，用光纤与中心交换机LS-5628G相连，这样在办公楼与计算机中心有一千兆的连接带宽，基本能在网上实现多媒体教学，办公。
办公楼的连接示意图：
办公子网方案图
2.4.4图书馆子网的设计
图书馆是相对独立的系统，其内部可以专门配备一套主机连接光盘塔以及若干查询终端。
用于教师及学生对图书及目录通过相应的索引软件进行查找。
图书馆的其它办公计算机仍然接入校园办公子网。
图书馆通过100M交换口连入校园网，而各个查询终端可以采用100M交换式端口。
我们根据图书馆与中心机房在同一幢楼中，在中心交换机LS-5628G上MS-5101模块，每模块有8口100BASE-TX（100MRJ45头），也为将来图书馆无代价系统升级提供了方便，并提供优良的每端口性能价格比，支持基于端口的VLAN划分。
图书馆管理系统对应的软件在市场上有较多且成熟的相应产品。
图书馆子网方案图
2.4.5宿舍区子网及后勤子网等的设计
宿舍区子网即在教师宿舍内部连网，可以直接浏览学校发布的信息及查阅一些电子文档资料。
后勤子网覆盖范围较大，主要用途有食堂IC卡计费系统等。
由于宿舍区子网及后勤子网对带宽的要求并不高，因此可选用共享100M的端口。
联想的LH-201616口10/100M自适应集线器提供16个双速集线器端口，能够自动适应所接设备的速度（10/100MBPS），每台LH-2016背面都有2个堆叠口，利用这两个堆叠口最多可堆叠6台集线器，最大可用端口数为96个。
宿舍区子网及后勤子网方案图
第三章综合布线设计方案
3.1前言
综合布线系统对于智能大楼来说，就如体内的神经。
它将所有的语音、数据、视频信号等的布线，经过统一的规划设计，综合在一套标准的布线系统中，将智能建筑的三大子系统有机地连接起来，为智能建筑的系统集成提供了物理介质。
可以说综合布线系统的成功与否直接关系到智能大楼的成败，选择一套高品质的综合布线系统是至关重要的。
综合布线系统有自已独特的要求。
综合布线系统要能满足大厦现在以及未来网络高速多媒体传输的要求，要能满足系统对性能、可靠性的高要求，还要能满足大厦对扩展性、升级性的要求。
当今社会，信息已成为一种非常关键性的资源，它必须精确、迅速地传输于各种通讯设备、数据处理设备和显示设备之间。
由于这一原因，客户会要求以最快速度对这些通讯及信息系统进行调整和改进，并根据需要配置成各种不同的结构。
结构化布线系统正是被广泛接受的一种布线技术，它能够以一次性的布线投资，解决今后相当一段时间内的所有布线问题。
近年来，信息处理系统发展迅速，对信息传输的快速、便捷、安全性和稳定可靠性要求高。
在办公大楼中，所建网络要求对内适应不同的网络设备、主机、终端、PC及外部设备，可构成灵活的拓扑结构，有足够的系统扩展能力，对外通过与国家公共信息网与外部信息源相连，组成全方位多通道的信息访问系统。
总之，既要适应当前信息处理的需要，又充分考虑到信息系统未来的发展趋势。
对此方案，本公司本着认真严谨求实的设计精神，根据以往布线工程方案设计施工管理的经验，力争以最优的方案、最好的服务计划来达到今后对通讯发展的要求。
在售后服务方面，以我公司雄厚及丰富的网络设计及集成经验，及为贵方的今后系统管理等各方面着想，推出一套完整的售后服务计划使贵方的住户更能享受“一条龙”的服务计划。
XX中学校园网布线部分是建筑物群的布线，即：
管理间子系统，水平间子系统，工作间子系统，楼宇子系统这几大模块。
通宇公司技术工程人员认真分析了XX中学的布线要求与各建筑物的具体情况，并根据本公司在众多已完工的大型工程布线经验总结，我们提出了自己的一套方案设计：
在选材中定关键材料（双绞线，端口模块，水晶头）为IBCN公司，我们为了保证整个布线工程的质量，我公司在其余布线产品均采用IBDN公司的产品；整个工程包括5幢大楼（3幢教学楼，2幢办公楼）已建好，只能采用明线布线，在布线管道选材上，我方选用PVC槽板，而不用PVC管，因槽板为方型比PVC管的圆型更美观，在新的大楼布线中是一个发展的方向。
3.2
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