编辑推荐
介绍系统集成的要点,揭示综合布线的技巧,剖析典型案例的精髓。
本书汇集了目前计算机网络工程建设的主流技术。全书以网络工程建设为主线,结合作者多年的网络工程建设和教学经验,贯穿系统性、实用性、理论指导实践的总体思路,详细介绍网络系统集成基本理论和综合布线技术,重点探讨网络系统工程的分析、设计与施工,对网络工程建设的各方面进行了全面系统的介绍、梳理和解析;从工程技术的角度,结合实例,对网络系统各部分的工作内容,工作重点,软、硬件条件,系统分析、设计方法与原则,专业技术使用及发展方向等都进行了详尽的描述,以帮助读者学习和掌握网络工程建设的各个知识点,满足不同层次读者的需求,同时为网络工程建设问题提供了整体的解决方案。
本书内容包括网络系统集成分析与设计、设备与选型;网络管理与网络安全;综合布线工程设计、施工、测试和验收;工程监理和工程实例四个模块。
本书可作为高等院校网络工程、计算机科学与技术等相关专业“网络系统集成与综合布线”课程的教材,也可供网络工程领域技术人员自学参考。
内容简介
本书以计算机网络系统集成和综合布线工程技术领域中所必需的专业知识和实践能力为主线,系统完整地介绍网络系统集成的基本理论、系统需求分析与设计、网络设备选型及配置、网络安全与网络管理、综合布线工程的设计与实施、工程监理和行业典型实例等内容。本书层次清楚,内容既相互联系又相对独立,并且根据教学的特点及工程建设思路精心编排,方便读者根据需要选择阅读。
本书既可作为高等院校网络工程、计算机科学与技术等相关专业教材,也可供网络工程领域工程技术人员自学参考。
内页插图
目录
第1章 网络系统集成概述
1.1 网络系统集成的概念与发展
1.1.1 系统集成的概念
1.1.2 网络系统集成的必要性
1.1.3 网络系统集成的发展
1.2 网络系统集成涵盖的范围
1.3 系统集成中的平台选择
1.4 系统集成公司的资质等级
本章小结
习题
第2章 网络集成系统需求分析
2.1 需求分析的意义
2.2 用户业务需求分析
2.2.1 用户的一般情况分析
2.2.2 业务性能需求分析
2.3 用户性能需求分析
2.3.1 响应时间需求分析
2.3.2 吞吐性能需求分析
2.3.3 可用性能需求分析
2.3.4 并发用户数需求分析
2.3.5 可扩展性需求分析
2.4 服务管理需求分析
2.4.1 网络管理需求分析
2.4.2 服务器管理需求分析
2.4.3 数据备份和容灾需求分析
2.4.4 网络共享和访问控制需求分析
2.4.5 安全性需求分析
2.5 用户需求的分析实例
本章小结
习题
第3章 计算机网络系统设计
3.1 网络设计中需要综合考虑的内容
3.1.1 网络通信协议选择
3.1.2 网络规模和网络结构
3.1.3 网络功能需求
3.1.4 可扩展性和可升级性
3.1.5 性能均衡性
3.1.6 性价比
3.1.7 成本
3.2 网络系统设计的步骤和设计原则
3.2.1 网络系统设计的步骤
3.2.2 网络系统设计基本原则
3.3 网络拓扑结构设计
3.3.1 有线局域网拓扑结构设计
3.3.2 无线局域网拓扑结构设计
3.3.3 网络拓扑结构图的绘制
3.4 IP地址规划与VLAN设计
3.4.1 IP地址整体规划
3.4.2 私有IP地址规划
3.4.3 VLAN设计
3.5 网络操作系统的选择与配置
3.5.1 网络操作系统选择
3.5.2 域命名空间规划
3.5.3 多个域的访问控制策略
3.5.4 DNS服务器的规划与配置
3.5.5 DHCP服务器的规划与配置
3.5.6 Web服务器的规划与配置
3.6 应用系统的选型
3.6.1 常用邮件服务器系统简介
3.6.2 邮件服务器系统的选型
3.6.3 常用数据库系统简介
3.6.4 数据库管理系统的选型
3.6.5 ERP系统简介
3.6.6 ERP系统的基本功能组成、特点与选型
本章小结
习题
第4章 网络系统集成中使用的主要设备
4.1 网卡
4.1.1 网卡的工作原理
4.1.2 网卡分类
4.2 交换机与无线AP
4.2.1 交换技术
4.2.2 二层交换机
4.2.3 三层交换机
4.2.4 四层交换机
4.2.5 交换机其他分类方式
4.2.6 无线AP
4.3 路由器
4.3.1 路由器的工作原理
4.3.2 路由器分类
4.3.3 路由器与三层交换机的区别
4.4 防火墙
4.4.1 防火墙概述
4.4.2 防火墙分类
4.5 UPS
4.5.1 UPS分类
4.5.2 UPS电源的正确使用与维护
4.5.3 UPS电源的正确选择
4.6 存储技术与设备
4.6.1 DAS
4.6.2 SAS
4.6.3 NAS
4.6.4 SAN
4.6.5 RAID
4.7 服务器
4.7.1 服务器的特点
4.7.2 服务器分类
4.7.3 服务器操作系统
本章小结
习题
第5章 网络系统集成主要设备的选型
5.1 交换机选型策略
5.1.1 交换机的主要性能指标
5.1.2 选择交换机的基本原则
5.1.3 选择三层交换机需要注意的事项
5.2 路由器选型策略
5.2.1 路由器的主要性能指标
5.2.2 选择路由器的基本原则
5.2.3 选择核心路由器需要注意的事项
5.3 防火墙选型策略
5.3.1 防火墙主要性能指标
5.3.2 选择防火墙的基本原则
5.4 服务器选型策略
5.4.1 选择服务器的基本原则
5.4.2 选购服务器时需要考虑的相关问题
5.5 设备的选型实例
本章小结
习题
第6章 网络管理与网络安全
6.1 网络管理
6.1.1 网络管理的发展历史
6.1.2 SNMP网络管理模型
6.1.3 其他网络管理协议
6.1.4 网络管理的主要功能
6.1.5 计算机网络日常管理与维护
6.2 网络安全概述
6.2.1 网络安全防范体系结构
6.2.2 网络安全防范体系层次
6.2.3 网络安全防范体系设计原则
6.2.4 计算机系统安全技术标准
6.2.5 我国计算机信息系统安全保护等级的划分
6.3 网络数据加密与认证技术
6.3.1 加密的基本概念
6.3.2 加密的分类
6.3.3 加密技术发展趋势
6.3.4 密钥管理
6.3.5 信息认证技术
6.4 网络物理隔离
6.4.1 网络物理隔离的技术原理
6.4.2 网络物理隔离产品
6.4.3 网络物理隔离技术方案
本章小结
习题
第7章 网络综合布线系统基础
7.1 综合布线系统概述
7.1.1 综合布线定义
7.1.2 综合布线发展历史
7.1.3 综合布线的优点
7.1.4 综合布线的意义
7.2 综合布线系统构成
7.2.1 工作区子系统
7.2.2 配线子系统
7.2.3 干线子系统
7.2.4 设备间子系统
7.2.5 管理子系统
7.2.6 建筑群子系统
7.3 综合布线系统设计等级
本章小结
习题
第8章 传输介质与传输特性
8.1 双绞线
8.1.1 双绞线概述
8.1.2 超五类双绞线
8.1.3 六类双绞线
8.1.4 七类双绞线
8.1.5 双绞线传输特性与测试
8.1.6 与双绞线相关的网络连接设备
8.2 同轴电缆
8.3 光缆
8.3.1 光缆的结构
8.3.2 光缆的种类
8.3.3 光缆的传输特性与测试
8.3.4 与光缆相关的网络连接设备
本章小结
习题
第9章 网络综合布线系统标准与设计
9.1 综合布线标准发展历史
9.2 TIA/EIA标准
9.2.1 TIA/EIA 568标准
9.2.2 TIA/EIA 569标准
9.2.3 TIA/EIA570标准
9.3 ISO/IEC标准
9.4 国内综合布线标准
9.4.1 GB50311-2007标准
9.4.2 GB50312-2007标准
9.5 机房工程标准
9.5.1 机房工程子系统
9.5.2 机房工程设计原则
9.5.3 机房工程设计标准
9.6 综合布线系统设计原则
9.6.1 标准化原则
9.6.2 实用性原则
9.6.3 灵活性原则
9.6.4 模块化原则
9.6.5 可扩充性原则
9.6.6 经济性原则
9.7 综合布线系统设计
9.7.1 工作区子系统设计
9.7.2 配线子系统设计
9.7.3 干线子系统设计
9.7.4 设备间子系统设计
9.7.5 管理子系统设计
9.7.6 建筑群子系统设计
9.8 综合布线系统计算机辅助设计软件
本章小结
习题
第10章 综合布线施工
10.1 综合布线工程安装施工的要求和准备
10.1.1 综合布线工程安装施工的要求
10.1.2 综合布线工程安装施工前的准备
10.2 施工阶段各个环节的技术要求
10.2.1 工作区子系统
10.2.2 配线子系统
10.2.3 干线子系统
10.2.4 设备间子系统
10.2.5 管理子系统
10.2.6 建筑群子系统
10.3 弱电沟与线槽
10.3.1 弱电沟
10.3.2 线槽
10.4 电缆施工技术
10.4.1 电缆的布设方法
10.4.2 线缆的终端和连接
10.4.3 电缆布设的注意事项
10.5 光缆施工技术
10.5.1 光缆的施工方法
10.5.2 光缆的终端和连接
10.5.3 光缆布设的注意事项
10.6 综合布线施工中常用材料和施工工具
10.6.1 综合布线施工中常用材料
10.6.2 综合布线施工中常用施工工具
10.7 综合布线工程的施工配合
10.8 机房工程施工
10.8.1 机房工程各子系统的施工
10.8.2 机房工程施工的注意事项
本章小结
习题
第11章 综合布线工程测试与验收
11.1 综合布线工程测试
11.1.1 测试标准
11.1.2 测试项目
11.1.3 测试链路模型
11.1.4 认证测试需要注意的问题
11.2 测试仪器及测试参数
11.2.1 测试仪器
11.2.2 线缆物理参数
11.2.3 测试方法
11.3 工程验收
11.3.1 综合布线工程验收方法
11.3.2 建立文档
11.3.3 验收标准与现场验收
本章小结
习题
第12章 系统集成与综合布线工程监理
12.1 网络工程监理概述
12.1.1 工程与监理
12.1.2 网络工程监理及其特点
12.1.3 我国网络工程监理的现状和实施的必要性
12.2 系统集成监理
12.2.1 需求分析阶段的监理
12.2.2 系统设计阶段的监理
12.2.3 工程实施阶段的监理
12.2.4 系统验收交付阶段的监理
12.3 综合布线工程监理
12.3.1 系统工程设计阶段的监理
12.3.2 工程实施阶段的监理
12.3.3 系统验收阶段的监理
本章小结
习题
第13章 网络系统集成与综合布线典型案例
13.1 某大学校园网的组建方案
13.1.1 需求分析
13.1.2 总体方案
13.1.3 具体设计方案
13.1.4 施工
13.1.5 测试验收
13.2 中国教育与科研网地区核心主干节点的校园网建设方案
13.2.1 用户需求分析
13.2.2 设备选择
13.2.3 网络建设方案设计
13.2.4 方案特点
13.3 民航信息化网络建设方案
13.3.1 用户需求分析
13.3.2 设备选择
13.3.3 方案设计
13.3.4 本方案的主要特点
13.4 证券行业网络系统集成解决方案
13.4.1 用户需求
13.4.2 设备选择
13.4.3 网络建设方案设计
13.4.4 本方案的主要特点
本章小结
参考文献
精彩书摘
第1章 网络系统集成概述
近年来,为了解决计算机网络建设中出现的各种问题,人们尝试了很多办法,其中网络系统集成技术成为解决计算机网络建设中诸多问题的有效手段。而且网络系统集成越来越广泛地应用于企业和政府信息化建设中,为电子政务和电子商务系统提供底层的支持。本章主要介绍网络系统集成的一些重要概念、平台选择以及公司的资质等级标准等内容。
1.1 网络系统集成的概念与发展
系统集成作为一种新兴的服务方式,是近年来信息服务业中发展势头强劲的一个行业。系统集成不是产品和技术简单的堆积,而是一种在系统整合、系统再生产过程中,为满足客户需要的增值服务业务,是一种价值再创造的过程。
1.1.1 系统集成的概念
1.系统集成的概念
美国信息技术协会(Information Technology Association of America,ITAA)对系统集成(System Integration)的定义是:根据一个复杂的信息系统或子系统的要求,把多种产品和技术验明,并连入一个完整的解决方案的过程。因此,系统集成是指在系统工程科学方法的指导下,根据用户需求,优选各种技术和产品,将各个分离的子系统连接成为一个完整、可靠、经济和有效的整体,并使之能彼此协调工作,发挥整体效益,达到整体性能最优。也就是说,不但所有部件和成分合在一起后能正常工作,而且全系统是低成本的、高效率的、性能匀称的、可扩展和维护的。
2.系统集成的分类
系统集成一般可分为3类:软件集成、硬件集成和网络系统集成。
软件集成是指为某特定的应用环境架构的工作平台,是为某一特定应用环境提供要解决问题的架构软件的相互接口,为提高工作效率而创造的软件环境。
硬件集成是指使用硬件设备把各个子系统连接起来,以达到或超过系统设计的性能技术指标。例如,办公自动化制造商把计算机、复印机、传真机等硬件设备进行系统集成,创造出一种高效便利的工作环境。
前言/序言
随着通信技术和信息产业的飞速发展,将不同的信息种类和复杂的信息,通过各种控制设备、交换设备、网络设备和计算机设备连接起来,促成了网络系统集成的诞生。
网络系统集成和综合布线技术是网络工程建设中不可缺少的工程技术。在网络工程建设中,网络工程技术人员从完整、系统的角度上,需要对计算机网络工程建设进行剖析;从工程建设的角度上,需要对网络工程建设中的软、硬件系统进行分析、设计、实施、测试与验收为网络工程建设问题提供整体的解决方案。
《光纤通信原理与应用》 内容简介 本书系统阐述了光纤通信的基本原理、关键技术、设备组成以及在现代通信网络中的应用。内容涵盖了光纤通信的方方面面,从基础的光波导理论到复杂的网络架构设计,旨在为读者构建一个全面、深入的知识体系。本书适合于通信工程、电子工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生,以及从事光通信技术研发、网络设计与维护的工程技术人员阅读。 第一章 光纤通信基础 本章首先回顾了通信技术的演进历程,引出现代通信对高带宽、长距离、抗干扰能力的需求,并指出光纤通信是满足这些需求的理想技术。 光的基础知识: 介绍了光的波粒二象性、电磁波谱,以及与光通信密切相关的可见光、红外线等波段。 光的传播与全反射: 详细讲解了光在不同介质中的传播规律,重点阐述了全反射现象的产生条件及其在光纤传输中的核心作用。通过菲涅尔方程,分析了光在界面上的反射和折射系数,为理解光纤传输损耗奠定基础。 光纤的基本结构与类型: 介绍了光纤的纤芯、包层和涂覆层结构,解释了它们在光信号传输中的功能。详细区分了单模光纤和多模光纤,分析了它们在传光机制、传输容量、传输距离上的差异,并列举了各自适用的典型应用场景。 光纤的主要参数: 重点介绍了光纤的关键参数,如芯径、包层直径、数值孔径(NA)、截止波长、模式数等。深入分析了数值孔径对光纤的耦合效率和传输模式的影响。 光纤的制造工艺概述: 简要介绍了光纤的几种主要制造工艺,如改进的化学气相沉积法(MCVD)、等离子体增强化学气相沉积法(PCVD)等,说明了这些工艺如何控制光纤的折射率分布,从而实现优异的光传输性能。 第二章 光纤中的光传输 本章深入探讨了光信号在光纤中的实际传输过程,分析了影响传输质量的主要因素。 模式理论: 针对多模光纤,详细介绍了不同模式的光在纤芯中的传播路径和速度差异,解释了模式色散(模间色散)的产生机制,以及它如何限制多模光纤的传输带宽和距离。 夫琅和费衍射与夫琅和费焦平面: 阐述了光波通过孔径后的衍射现象,以及其在光纤耦合和光束分析中的应用。 光在光纤中的衰减: 详细分析了光信号在光纤中传输时损耗的几种主要来源: 吸收损耗: 介绍了材料本身对光的吸收,包括本征吸收(紫外吸收和红外吸收)以及杂质吸收(如OH-离子吸收)的机理和影响。 散射损耗: 重点讲解了瑞利散射(Rayleigh scattering)是长波长下主要的散射机制,以及米氏散射(Mie scattering)在光纤制造缺陷等较大尺寸不均匀性引起散射时的作用。 弯曲损耗: 分析了宏弯损耗(大曲率弯曲)和微弯损耗(细小弯曲)的产生原因,并提出了减少弯曲损耗的措施。 色散: 详细分析了影响光信号传输带宽的各种色散效应: 材料色散: 阐述了不同波长的光在介质(玻璃)中的传播速度不同,导致色散的发生。 波导色散: 分析了光在光纤纤芯和包层界面上传播时,不同模式的能量分布不同,引起传播速度差异而产生的色散。 模式色散: (在模式理论中已详细介绍,此处作为色散的组成部分进行总结。) 偏振模色散(PMD): 介绍了光纤的非圆对称性等导致不同偏振态的光传播速度不同而产生的色散。 色散的补偿技术: 介绍了常用的色散补偿方法,如使用色散补偿光纤(DCF)、光栅、液晶可调谐滤波器等。 第三章 光源与探测器 本章介绍了光纤通信系统中实现光信号发射和接收的关键器件。 半导体光源: 发光二极管(LED): 介绍了LED的工作原理、光谱特性、调制速度以及其在低速率、短距离通信中的应用。 半导体激光器(LD): 详细讲解了LD的工作原理,包括受激辐射、光腔共振等。重点介绍了LD的几种主要类型,如阈值电流、线宽、功率、调制能力等参数,以及其在高带宽、长距离通信中的核心作用。介绍了DFB(分布式反馈)激光器和VCSEL(垂直腔面发射激光器)等主流光源。 光探测器: PIN光电二极管: 介绍了PIN二极管的工作原理、光电转换过程、响应速度、量子效率和暗电流等参数。 雪崩光电二极管(APD): 详细阐述了APD的倍增效应,以及其在提高接收灵敏度方面的优势。分析了APD的倍增因子、噪声系数等关键性能指标。 光电探测器的选择与匹配: 讨论了根据不同的通信场景和性能要求,选择合适的光源和探测器的原则。 第四章 光通信器件与模块 本章介绍光信号在传输过程中涉及到的各种关键光器件。 光调制器: 电光调制器: 介绍了基于电光效应(如Pockels效应)的光调制器,如铌酸锂(LiNbO3)调制器,分析了其调制原理、调制深度、插入损耗、消光比等参数。 声光调制器: 简要介绍其工作原理及应用。 集成光调制器: 探讨了将多种功能集成到单个芯片上的趋势。 光放大器: 掺铒光纤放大器(EDFA): 详细介绍了EDFA的工作原理,包括能级结构、泵浦机制、放大过程。分析了EDFA的增益、噪声系数、输出功率、带宽等关键参数,以及其在长距离传输中的重要性。 半导体光放大器(SOA): 介绍了SOA的工作原理,并与EDFA进行比较。 光开关与光复用器/解复用器: 光开关: 介绍了实现光路切换的各种光开关技术,如机电式、热光式、液晶式等。 波分复用器(WDM): 详细阐述了WDM技术,包括波分复用(WDM)、密集波分复用(DWDM)和粗波分复用(CWDM)。介绍了基于棱镜、光栅、介质膜、定向耦合器等实现波分复用的原理。 光多路复用与解多路技术: 讲解了如何在一个光纤中传输多个不同波长或不同编码的光信号。 第五章 光纤通信系统结构与标准 本章将前述器件和原理整合成实际的光通信系统,并介绍相关的行业标准。 光纤通信系统的基本组成: 描绘了端到端的通信系统模型,包括发送端、传输介质、中继/放大、接收端等。 光传输网络架构: 点对点系统: 介绍了最简单的光通信系统连接方式。 光纤到户(FTTH)与光纤到桌面(FTTD): 详细介绍现代接入网的发展趋势和技术方案。 城域网(MAN)与骨干网(Backbone Network): 分析了不同层级网络中的光通信应用。 同步数字体系(SDH)与光传输网络(OTN): 介绍了目前广泛使用的光网络标准和技术。 光通信系统性能指标: 误码率(BER): 解释了BER作为衡量系统传输质量的重要指标。 信噪比(SNR)与信光比(SBR): 分析了这些参数对接收灵敏度的影响。 传输容量与速率: 讨论了系统能够支持的最大传输数据量和速度。 传输距离: 分析影响系统传输距离的各种因素。 光通信标准与协议: 简要介绍了ITU-T、IEEE等组织在光通信领域制定的重要标准,如G.652、G.655等光纤标准,以及SONET/SDH、Ethernet over optical等协议。 第六章 光纤通信的应用 本章将光纤通信的理论和技术与实际应用相结合,展示其在各个领域的广泛部署。 电信网络: 长途骨干网: 介绍了光纤在连接各大城市和国家的重要作用。 接入网: 详细阐述了FTTH、FTTB等技术如何将高速网络带入家庭和企业。 移动通信回传: 分析了光纤在5G、6G等新一代移动通信基站连接中的关键作用。 数据中心网络(DCN): 介绍了高速光互连在数据中心内部和数据中心之间的连接中的应用,以及对短距离、高密度、低延迟光模块的需求。 有线电视网络(CATV): 讲解了光纤如何取代同轴电缆,实现更高清晰度和更大容量的电视信号传输。 工业自动化与监控: 介绍了光纤在恶劣工业环境中的优势,如抗电磁干扰、长距离传输能力等。 军事通信与航空航天: 探讨了光纤通信在军事领域和太空探索中的特殊应用。 其他新兴应用: 提及光纤传感、光计算等前沿领域。 第七章 光纤通信的未来发展趋势 本章展望了光纤通信技术的未来发展方向和面临的挑战。 更高传输速率与容量: 更高阶调制格式: 如QAM调制在光通信中的应用。 更高集成度的光器件: 如硅光子技术。 更先进的编码与解码技术: 如FEC(前向纠错)。 相干光通信: 详细介绍相干光通信技术,如何通过相位和幅度同时调制来大幅提升频谱效率和传输性能。 空分复用(SDM): 探讨利用光纤的空间维度来增加传输容量的潜力,如多芯光纤、多模光纤。 人工智能与光网络: 讨论AI在网络管理、优化和故障预测中的应用。 量子通信: 简要介绍量子通信与传统光通信的联系与区别,以及其在安全通信领域的潜力。 面临的挑战: 如功耗、成本、制造工艺、网络互通性等。 本书力求内容严谨、逻辑清晰,并配有丰富的插图和公式推导,帮助读者理解抽象概念。通过学习本书,读者将能够深刻理解光纤通信的奥秘,并为理解和参与未来通信网络的发展奠定坚实的基础。