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在学校计算机机房建设中,布线是一件非常重要的工作,它包括电源系统的布线和网络系统的布线。电源系统和网络系统的布线有设计、施工、验收三个步骤,它是保障机房安全稳定运行及方便日后维护与管理的基础。
然而,在人们的印象中,学校计算机机房布线是没有什么技术含量的工作,可是,事实并非如此。机房的布线系统直接影响到机房未来的功能,布线系统规范的机房,计算机运行稳定正常、故障率低,教师上课顺畅,课堂教学效率大大提高;反之,则会故障频繁,影响课堂教学质量。
一、电源系统的布线
1.布线设计
对于学校普通计算机机房来说,电源布线的设计,要以安全、稳定为原则。机房的主要用电系统有:空调、计算机、网络设备和照明设备。由于规模不同,其空调数量和计算机数量不同,布线设计也会有所差异。
柜式空调已经成为机房的一种标准配置,而且功耗很大,每台功率一般在3000~5000W之间,因此必须给空调配备专用电源线路。可以选择直径为6mm的铜芯线,并每台空调安装一个空气开关,控制空调电源的开关。
机房内另一负载大的是计算机,每台功率一般在150~200W左右,如果计算机数量较多,功率就明显增大。有的学校机房计算机的布设都是采用若干个多孔接线板插座相互串联的方法,这种连接简单,但弊端很多。如以每个多孔接线板插座连接4台计算机计算,连续串接5个多孔接线板插座就连接了20台计算机,这20台计算机如果同时开机,则瞬间产生的巨大冲击电流很容易将第一个多孔接线板插座的交流熔断器烧毁。
正确的电源线布设方法是分组点接。使用标准电源护套线,每隔4台计算机左右接入一只20A三芯国标插座作为一个点,再将多孔接线板插座接入这个点。如上例,增加5只这样的三芯插座就可解决问题。还有,就是每12台为一组,由一个空气开关控制,整个机房根据计算机数量可分为4~5组。因此,计算机电源线布设不应该采用逐一串联的模式,而是要使用分组点接模式。
机房的照明设备,要安装专用格栅灯,灯管采用节能日光灯管,灯具开关分组集中控制。同时要安装带蓄电池的应急照明灯,便于市电停电后的照明。照明设备单独使用一条线路,由于功率相对较小,使用直径为2.5mm的铜芯线即可。
除了空调、计算机和照明设备之外,网络设备也是一种用电设备,但其总功率非常小,1000W完全满足要求。
2.具体施工
为了机房环境的美观,电源布线应该与房间装修同步进行。不宜将电源线布置在明处,可以放置在专用的电源线通道或PVC管道中。为避免影响网线的传输质量,电源线要单独使用一个通道或PVC管道。
选择电源主干和分支线路的规格时,建议在目前负载功率的基础上,上浮40%~60%的数值,以满足未来机房升级时的供电需求。
在布设电源线时,每个空气开关控制的线路,都应该做上一些标记,方便日后维护。
3.验收
电源布线工作结束后,必须在所有的布线管道未封闭之前进行一系列的验收和检测。电源系统布线的检测,主要分以下几个方面:
(1)测试所有设备工作是否正常。机房电源布线工作结束后,测试所有线路是否能够正常工作,空气开关工作是否正常。
(2)机房全负载运行。完成第一步测试后,把机房内的设备分批次打开,并逐步达到机房的全负载功率运行。全负载运行的时间最好在24小时以上,这样才能检验电源布线系统的真正性能。在全负载运行过程中,如果出现空气开关自动跳闸或者熔断器被烧断,请务必仔细检查原因。
(3)机房超负荷运行。经过全负载运行后,可以进行短时间的超负荷运行,以检测电源系统的质量和超负荷性能。
4.需要注意的几个问题
(1)地线的安装。在计算机的三相电源插头中,有的接地端是没有连接导线的,也就是计算机缺乏有效的接地措施。但是,机房内计算机和一些网络设备,在正常工作时外壳都可能产生一些静电,如果没有有效的接地措施,静电积累到一定程度,可能会烧坏硬件或者造成静电伤害。因此,在机房电源布线时,必须安装地线。
(2)避雷措施。在很多人眼中,避雷似乎与机房毫不相关,但是,如果机房没有良好的避雷措施,遇到雷击时,可能会烧毁机房内所有的设备。因此,必须做好避雷措施,避雷的重要部分就是避雷导线的安装位置,以及一些避雷设备的安装位置。
(3)备份线路。对于机房电源系统的主干线路或一些不方便检修的线路,一定要布设备份线路,如果主线路损坏,立即更换成备份线路。
二、网络系统的布线
网络系统的布线,有标准布线方案和简易布线方案。
标准布线方案就是按照布线标准,机房的布线应该实施结构化布线。结构化布线要求双绞线不是直接由交换设备连接到计算机的网卡上,而是要经过配线架连接到信息面板上。配线架和交换设备通过双绞线跳线连接,信息面板通过双绞线再连接计算机的网卡。
这种布线的优点是整齐美观、变动灵活、便于更换。由于实施了结构化布线,线路可以非常整齐,又可以通过拔插跳线来实现改变某台计算机连接的交换机端口,因此在诊断和处理网络故障时,这种方案显得十分方便。但是这种布线成本高,需要购置专用的机柜、配线架、跳线、信息面板等。此方案适用于学校网络中心的布线。
简易布线方案就是把布线尽可能地简化,省去了配线架、信息面板。在交换机和计算机的网卡之间只有一条双绞线,这样就大大降低了布线的成本。缺点是故障处理和线路跳转难度大。因为每个链路上只有一条双绞线,当出现故障必须更换线路时,就显得非常麻烦。简易布线方案较适用于普通计算机机房布线。
1.网络布线的设计
网络布线必须要根据机房的网络结构来设计,要考虑交换机采用的管理方法。不少机房为了节省网线,采取串联的方法布线。例如在教师讲台下放置第一台交换机,在第15号学生机下放置第二台交换机。以此放置,虽然节省了网线,但带来的缺陷却很多,不但不便于集中管理,容易出现故障,而且串联越多,网络信号衰减越大。 在设计安装位置时,一定要把交换机放置在节点的中间位置,一方面可以节约网线的使用量,另外还可以将网络的传输距离减小到最短,从而提高网络传输质量。我们可以将交换机集中摆放在教师机或服务器旁边的一个机柜里,这样大大方便了管理维护,也降低了网络故障率。同时交换机在工作中产生一定的热量,安装位置还应保持良好的通风性能。
另外,在网络布线设计前,必须了解以下两点基础知识:
(1)双绞线最长的通讯距离。机房内使用最多的是超五类双绞线,理论上其点与点之间最大的通讯距离是100米。所以,我们在进行机房网络布线设计时,最好先测量一下点与点之间的实际距离。
(2)交换机最大的级联数目。一些面积较大的机房,计算机数目多且位置分散,交换机通常需要级联,而级联的最大数目不能超过5个。也就是说,双绞线借助于交换机的级联可以延长传输距离,但理论上最长不能超过500米。
2.布线施工及注意事项
(1)双绞线正确接法。根据网络布线标准,双绞线有568A和568B两种标准接法。目前使用最广泛的接法是568B接法。由于现在网络设备都是智能型设备,支持568A和568B两种接线标准,因此,建议使用568B的接线标准。568B接线标准中,定义的标准线序是:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕,从左至右是1号线至8号线;568B的接线标准就是水晶头的两端都使用标准的线序。
(2)选择质量过关的水晶头。选择水晶头时,中档品牌就可以,但不能选择低档的劣质产品。劣质水晶头长时间使用后,里面的金属卡片与双绞线容易接触不良,双绞线会出现时通时不通的情况,造成网络传输质量变差。
在水晶头与双绞线接头处,双绞线的外保护层需压在接头内而不能在接头外。虽然双绞线在受到外界拉力时整个均会受力,但若外保护层压在接头外,则受力的将主要是双绞线和接头连接的金属部分。
(3)合理布放双绞线。由于双绞线传输的是网络信号,电磁信号会干扰信号传输质量,因此,布线时,可以把双绞线放在PVC管道或专业的线槽中,双绞线经过的地方,尽量不要有强磁场、大功率的空调、电源线等,否则会大大降低网络传输质量。
(4)尽量布放备份线路。双绞线都有一定的使用寿命,加上客观自然条件的影响,双绞线损坏是正常的事情,所以进行网络布线时,对于从主交换机到二级交换机之间的级连线,至少要布放1~2根备份线路。交换机至工作站之间的双绞线,可以根据机房的实际情况,布放一定数量的备用线路,以备个别线路出现故障时,可以使用。
(5)把线路编上号。网络布线时,要把每条双绞线都做一个编号,并且双绞线的两端要做相同的编号。为方便日后维护,双绞线每隔一定的距离最好也做上编号,特别是对于距离比较长的双绞线。当出现故障时,方便查找。
(6)预留双绞线长度。网络布线时,考虑到机柜的无法移动及连线过多造成布线的不便和美观问题,双绞线在机柜的长度要适当,不可过长;双绞线的另一端,考虑到计算机的可移动性及消耗长度,水晶头故障时这条线还有利用的价值,最好预留1.5米的长度。
(7)双绞线在施工时,它的拉力是有一定限制的,一般为9kg左右。过大的拉力会破坏线缆对绞的匀称性。
3.网络布线检测
(1)网线测试。网线布设完毕,水晶头安装在两端后,立即用网络测试仪测试线路是否可以正常工作。如果不行,则可以判定水晶头与网线连接不好,这就需要重做水晶头并测试,一直到网线可以正常工作为止。
(2)网络设备测试。网络设备安装完毕后,加电进行测试。先检查所有的网络设备是否工作正常,如测试网络设备的每个端口是否可以正常通讯,然后测试点与点之间的网络传输速度,最后测试一点对多点的网络传输速度,发现故障及时排除。
(3)综合测试。测试外部网络和内部网络的互联互通性能,主要包括:下载速度测试、在线影院流畅度、电子教室广播顺畅程度等。如在测试中发现问题,要仔细查找原因并排除。
(作者单位:珠海市高级技工学校)
然而,在人们的印象中,学校计算机机房布线是没有什么技术含量的工作,可是,事实并非如此。机房的布线系统直接影响到机房未来的功能,布线系统规范的机房,计算机运行稳定正常、故障率低,教师上课顺畅,课堂教学效率大大提高;反之,则会故障频繁,影响课堂教学质量。
一、电源系统的布线
1.布线设计
对于学校普通计算机机房来说,电源布线的设计,要以安全、稳定为原则。机房的主要用电系统有:空调、计算机、网络设备和照明设备。由于规模不同,其空调数量和计算机数量不同,布线设计也会有所差异。
柜式空调已经成为机房的一种标准配置,而且功耗很大,每台功率一般在3000~5000W之间,因此必须给空调配备专用电源线路。可以选择直径为6mm的铜芯线,并每台空调安装一个空气开关,控制空调电源的开关。
机房内另一负载大的是计算机,每台功率一般在150~200W左右,如果计算机数量较多,功率就明显增大。有的学校机房计算机的布设都是采用若干个多孔接线板插座相互串联的方法,这种连接简单,但弊端很多。如以每个多孔接线板插座连接4台计算机计算,连续串接5个多孔接线板插座就连接了20台计算机,这20台计算机如果同时开机,则瞬间产生的巨大冲击电流很容易将第一个多孔接线板插座的交流熔断器烧毁。
正确的电源线布设方法是分组点接。使用标准电源护套线,每隔4台计算机左右接入一只20A三芯国标插座作为一个点,再将多孔接线板插座接入这个点。如上例,增加5只这样的三芯插座就可解决问题。还有,就是每12台为一组,由一个空气开关控制,整个机房根据计算机数量可分为4~5组。因此,计算机电源线布设不应该采用逐一串联的模式,而是要使用分组点接模式。
机房的照明设备,要安装专用格栅灯,灯管采用节能日光灯管,灯具开关分组集中控制。同时要安装带蓄电池的应急照明灯,便于市电停电后的照明。照明设备单独使用一条线路,由于功率相对较小,使用直径为2.5mm的铜芯线即可。
除了空调、计算机和照明设备之外,网络设备也是一种用电设备,但其总功率非常小,1000W完全满足要求。
2.具体施工
为了机房环境的美观,电源布线应该与房间装修同步进行。不宜将电源线布置在明处,可以放置在专用的电源线通道或PVC管道中。为避免影响网线的传输质量,电源线要单独使用一个通道或PVC管道。
选择电源主干和分支线路的规格时,建议在目前负载功率的基础上,上浮40%~60%的数值,以满足未来机房升级时的供电需求。
在布设电源线时,每个空气开关控制的线路,都应该做上一些标记,方便日后维护。
3.验收
电源布线工作结束后,必须在所有的布线管道未封闭之前进行一系列的验收和检测。电源系统布线的检测,主要分以下几个方面:
(1)测试所有设备工作是否正常。机房电源布线工作结束后,测试所有线路是否能够正常工作,空气开关工作是否正常。
(2)机房全负载运行。完成第一步测试后,把机房内的设备分批次打开,并逐步达到机房的全负载功率运行。全负载运行的时间最好在24小时以上,这样才能检验电源布线系统的真正性能。在全负载运行过程中,如果出现空气开关自动跳闸或者熔断器被烧断,请务必仔细检查原因。
(3)机房超负荷运行。经过全负载运行后,可以进行短时间的超负荷运行,以检测电源系统的质量和超负荷性能。
4.需要注意的几个问题
(1)地线的安装。在计算机的三相电源插头中,有的接地端是没有连接导线的,也就是计算机缺乏有效的接地措施。但是,机房内计算机和一些网络设备,在正常工作时外壳都可能产生一些静电,如果没有有效的接地措施,静电积累到一定程度,可能会烧坏硬件或者造成静电伤害。因此,在机房电源布线时,必须安装地线。
(2)避雷措施。在很多人眼中,避雷似乎与机房毫不相关,但是,如果机房没有良好的避雷措施,遇到雷击时,可能会烧毁机房内所有的设备。因此,必须做好避雷措施,避雷的重要部分就是避雷导线的安装位置,以及一些避雷设备的安装位置。
(3)备份线路。对于机房电源系统的主干线路或一些不方便检修的线路,一定要布设备份线路,如果主线路损坏,立即更换成备份线路。
二、网络系统的布线
网络系统的布线,有标准布线方案和简易布线方案。
标准布线方案就是按照布线标准,机房的布线应该实施结构化布线。结构化布线要求双绞线不是直接由交换设备连接到计算机的网卡上,而是要经过配线架连接到信息面板上。配线架和交换设备通过双绞线跳线连接,信息面板通过双绞线再连接计算机的网卡。
这种布线的优点是整齐美观、变动灵活、便于更换。由于实施了结构化布线,线路可以非常整齐,又可以通过拔插跳线来实现改变某台计算机连接的交换机端口,因此在诊断和处理网络故障时,这种方案显得十分方便。但是这种布线成本高,需要购置专用的机柜、配线架、跳线、信息面板等。此方案适用于学校网络中心的布线。
简易布线方案就是把布线尽可能地简化,省去了配线架、信息面板。在交换机和计算机的网卡之间只有一条双绞线,这样就大大降低了布线的成本。缺点是故障处理和线路跳转难度大。因为每个链路上只有一条双绞线,当出现故障必须更换线路时,就显得非常麻烦。简易布线方案较适用于普通计算机机房布线。
1.网络布线的设计
网络布线必须要根据机房的网络结构来设计,要考虑交换机采用的管理方法。不少机房为了节省网线,采取串联的方法布线。例如在教师讲台下放置第一台交换机,在第15号学生机下放置第二台交换机。以此放置,虽然节省了网线,但带来的缺陷却很多,不但不便于集中管理,容易出现故障,而且串联越多,网络信号衰减越大。 在设计安装位置时,一定要把交换机放置在节点的中间位置,一方面可以节约网线的使用量,另外还可以将网络的传输距离减小到最短,从而提高网络传输质量。我们可以将交换机集中摆放在教师机或服务器旁边的一个机柜里,这样大大方便了管理维护,也降低了网络故障率。同时交换机在工作中产生一定的热量,安装位置还应保持良好的通风性能。
另外,在网络布线设计前,必须了解以下两点基础知识:
(1)双绞线最长的通讯距离。机房内使用最多的是超五类双绞线,理论上其点与点之间最大的通讯距离是100米。所以,我们在进行机房网络布线设计时,最好先测量一下点与点之间的实际距离。
(2)交换机最大的级联数目。一些面积较大的机房,计算机数目多且位置分散,交换机通常需要级联,而级联的最大数目不能超过5个。也就是说,双绞线借助于交换机的级联可以延长传输距离,但理论上最长不能超过500米。
2.布线施工及注意事项
(1)双绞线正确接法。根据网络布线标准,双绞线有568A和568B两种标准接法。目前使用最广泛的接法是568B接法。由于现在网络设备都是智能型设备,支持568A和568B两种接线标准,因此,建议使用568B的接线标准。568B接线标准中,定义的标准线序是:橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕,从左至右是1号线至8号线;568B的接线标准就是水晶头的两端都使用标准的线序。
(2)选择质量过关的水晶头。选择水晶头时,中档品牌就可以,但不能选择低档的劣质产品。劣质水晶头长时间使用后,里面的金属卡片与双绞线容易接触不良,双绞线会出现时通时不通的情况,造成网络传输质量变差。
在水晶头与双绞线接头处,双绞线的外保护层需压在接头内而不能在接头外。虽然双绞线在受到外界拉力时整个均会受力,但若外保护层压在接头外,则受力的将主要是双绞线和接头连接的金属部分。
(3)合理布放双绞线。由于双绞线传输的是网络信号,电磁信号会干扰信号传输质量,因此,布线时,可以把双绞线放在PVC管道或专业的线槽中,双绞线经过的地方,尽量不要有强磁场、大功率的空调、电源线等,否则会大大降低网络传输质量。
(4)尽量布放备份线路。双绞线都有一定的使用寿命,加上客观自然条件的影响,双绞线损坏是正常的事情,所以进行网络布线时,对于从主交换机到二级交换机之间的级连线,至少要布放1~2根备份线路。交换机至工作站之间的双绞线,可以根据机房的实际情况,布放一定数量的备用线路,以备个别线路出现故障时,可以使用。
(5)把线路编上号。网络布线时,要把每条双绞线都做一个编号,并且双绞线的两端要做相同的编号。为方便日后维护,双绞线每隔一定的距离最好也做上编号,特别是对于距离比较长的双绞线。当出现故障时,方便查找。
(6)预留双绞线长度。网络布线时,考虑到机柜的无法移动及连线过多造成布线的不便和美观问题,双绞线在机柜的长度要适当,不可过长;双绞线的另一端,考虑到计算机的可移动性及消耗长度,水晶头故障时这条线还有利用的价值,最好预留1.5米的长度。
(7)双绞线在施工时,它的拉力是有一定限制的,一般为9kg左右。过大的拉力会破坏线缆对绞的匀称性。
3.网络布线检测
(1)网线测试。网线布设完毕,水晶头安装在两端后,立即用网络测试仪测试线路是否可以正常工作。如果不行,则可以判定水晶头与网线连接不好,这就需要重做水晶头并测试,一直到网线可以正常工作为止。
(2)网络设备测试。网络设备安装完毕后,加电进行测试。先检查所有的网络设备是否工作正常,如测试网络设备的每个端口是否可以正常通讯,然后测试点与点之间的网络传输速度,最后测试一点对多点的网络传输速度,发现故障及时排除。
(3)综合测试。测试外部网络和内部网络的互联互通性能,主要包括:下载速度测试、在线影院流畅度、电子教室广播顺畅程度等。如在测试中发现问题,要仔细查找原因并排除。
(作者单位:珠海市高级技工学校)