有线电视网络规划与设计.docx
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有线电视网络规划与设计
有线电视网络规划与设计
毕业设计
摘要
网络信息化的飞速发展,各院校多建有和升级了校园网络,网络流媒体随之进入校园网,在利用网络扩大教学知识传播及增加教学方式方面流媒体技术起到重要作用。
本次毕业设计主要是校园网络电视系统,并对校园网络电视的应用价值,解决方案以及方案拓扑有深一步的介绍。
我们毕业设计小组的成员对校园进行了量测和绘图和进一步的设计,此篇论文详细阐述了校园网络电视系统的概况、综合布线系统的特点和组成并且对综合布线系统的工作区子系统、水平子系统、垂直干线子系统、管理子系统、设备间子系统以及尽显间都做了进一步的介绍。
而且做出了校园网络电视系线设计方案,对双绞线和光缆做了各自的分析,并汇集了这个学校的校园网络拓扑图以及每一个教学楼每一层的综合布线的平面图。
目录
一绪论1
二校园网络电视概况2
(一)应用需求3
(二)解决方案及方案拓扑3
(三)AVCaster介绍4
三综合布线系统7
(一)综合布线系统的简述7
(二)综合布线系统的特点7
(三)综合布线系统的组成8
(四)综合布线系统的结构8
四系统材料12
(一)综合布线系统常用材料12
1同轴电缆12
2光缆13
五校园网络电视系线设计方案14
(一)校园拓扑图及楼层综合布线图14
(二)设计范围19
(三)设计目标的确定20
(四)工程材料预算20
(五)系统组成21
(六)校园网络电视系统测试和验收21
(七)应用管理22
结论23
谢辞24
参考文献25
一绪论
“十年树木,百年树人”,教育事业一直被誉为立国之本,而对知识传播及教学方式的探求,向来被教育界专家所重视。
网络信息化的飞速发展,各院校多建有和升级了校园网络,网络流媒体随之进入校园网,在利用网络扩大教学知识传播及增加教学方式方面流媒体技术起到重要作用。
通过流媒体搭建的网络电视平台,也已在很多高等院校中构建。
目前,有线电视节目中有很丰富的教育类节目,可是通过电视机来接收,师生收看很不方便,更不用说对精彩节目或错过的节目进行存储和回放了。
然而,现在大部分学生、老师都有电脑,校园网又四通八达,师生通过校园网来收看网络电视已是水到渠成。
校园网络电视不仅是卫星电视和有线电视节目的网上实时广播,也支持回放既往一段时间内的节目,还可以自己录制精彩录像,用来制作课件或与学友分享之用,满足不同人群对不同网络电视节目的不同需求。
随着国家教育信息化建设的推进,高校校园网的建设突飞猛进,千兆网基本普及,无线网正在实施。
虽然基础网络环境很好,但是上面和教育相关的精彩应用却很少,尤其是鲜活、直观的视频内容,更是寥寥无几。
我们如果充分利用好现有校园网,整合多种多样的流媒体应用,搭建一整套数字化的校园网络电视应用平台,不但可以丰富教学方式、加强资源共享、提升教学质量;而且能够传播学校风采、展示学生风貌,创建积极和谐的校园文化;同时,开拓视野,丰富学生课余生活,全面提高学生的综合素质。
二校园网络电视系统的概况
(一)应用需求
在校园网搭建网络电视,可以满足校园网络的应用需求:
1对电视节目的直播、录制及录制后的点播应用,信号源包括有线电视、卫星电视以及数字电视节目;
2自建校园网络电视台,对本校新闻、活动、会议、学习、娱乐等节目进行网上电视的形式进行广播。
我将通过一个案例来说明,四川某大学为进一步推进和实施大学英语教学改革,准备推出或改进以下举措:
1为改善学生的听力和口语能力,将引进16路的纯正的英语电视节目在校园网上进行广播;
2为方便更多的师生观看各种学术会议、名人演讲,并及时播报校内新闻,学校将配置便携式转播工作站,随时将学术会议、名家访谈以及校园活动进行现场直播、录制;
3将学校的历史背景、专业设置、师资力量、教育成果、学生风貌等内容制作成精彩的视频宣传片,在学校的网站进行全方位的宣传、展示;
4为了丰富师生的业余生活,一方面将有选择的将一些电影和电视剧光碟导入媒体库中,供师生在课余时间点播欣赏;另一方面,将16路的有线电视信号进行校园网广播,解决学生宿舍有局域网却没有闭路电视的看电视难题,但电视节目要选择具有趣味性和知识性较强的频道。
(二)解决方案及方案拓扑图
网络电视作为一种实用而又典型的网络视频应用,借助于现有的IP网络平台,以先进的流媒体技术,将卫星电视、闭路电视及自制节目等信号实时转换并同步直播下去。
实现多路网络电视,选用葵花视频直播机AVCaster。
AVCaster是一款单机多路高效编码、操作操作的视频直播机。
前端卫星电视或闭路电视通过解调器,解调成AV信号,然后接入AVCaster,就可以做电视直播。
单台AVCaster可以支持多达16路的AV信号接入,即可做16路的网络电视直播。
自建电视台,可将AVCaster上一个通道做文件直播的方式来实现(当然,也可以接入摄像机或DVD播放机的音视频信号)。
可以编排节目任务列表,叠加台标和字幕。
方案拓扑图如图2-1。
图2-1拓扑图
(三)AVCaster介绍
业内首推的16路D1硬编码设备,被业界评为网络电视(IPTV)首选设备,获得信息产业部电子发展基金。
AVCaster采用最新的流媒体视频压缩技术,硬件编码,提供网络音视频得直播、录制等服务,可广泛应用于多路音视频同步直播或录制。
直播服务器(AVCaster)主要有编码卡、流媒体服务器、录制功能模块等组成,接收AV输入,提供直播和录制服务。
1功能介绍
(1)支持文件转码直播功能(自建电视台应用);
(2)实现电视信号或其他模拟AV信号进行网络直播;
(3)支持自动录制、点播,以便错过精彩节目的用户随时进行点播观看;
(4)客户端自由选择网络电视频道,根据需要随时录制精彩节目;
(5)支持安全认证功能,提供方便的第三方认证接口,轻松实现跟其它OA或别的系统的安全对接;
(6)支持字幕插入功能;
(7)支持远程管理,设置录像任务等;
(8)可设置运行规则,根据事先设置好的规则运行系统;
(9)作为流媒体编码器提供给其它流媒体服务器直播源。
2性能
(1)支持500以上的单播用户接入,采用组播方式,更是接收直播用户数达到无限,系统支持B/S及C/S两种模式,支持远程管理;
(2)集成音视频采集、压缩、存储、发布、用户认证、远程管理及Web服务等众多功能为一体,支持7*24小时不间断直播服务的需求;
(3)音视频完全同步、直播延时可控制在3秒以内;
(4)视频压缩格式为MPEG4,音频压缩格式为MP3,采用硬件方式完成压缩,可支持多达16路CIF或8路D1的A/V信号采集、压缩、存储、直播、录制后文件的点播等功能,视频码流8kpbs-2000kpbs可调,音频输出码流8kpbs-160kpbs可调,可达DVD效果。
(5)支持PAL-D、NTSC制式;
(6)支持D1模式与CIF模式混用,可在一个系统中对不同的通道设置D1或CIF模式运行;
(7)独特的网络自适应、码流自平滑技术(ASS技术)保证了媒体数据平滑发送,根本上消除了网络尖锋的产生;
(8)支持定时录像、按任务录像等功能,录制后的节目可直接供点播;
(9)支持直接把节目录制到NAS存储器上;
(10)提供给用户一个直观、友好的操作界面,用户在这个友好的操作界面上,可方便灵活的使用音视频和数据交流的各个选项按钮和操作菜单,普通用户无需经过特殊培训,便可方便使用和熟练操作。
性能参数如表2-1。
直播效果参数如表2-2。
表2-1校园网络电视系统性能参数
表2-2校园网络电视系统直播效果参数
三综合布线系统
(一)综合布线系统的简述
现代科技的进步使计算机及网络技术飞速发展,提供越来越强大的计算机处理能力和网络通信能力。
计算机及网络通信技术的应用大大提高了现代企业的生产管理效率,降低运作成本,并使得现代企业能更快速有效地获取市场信息,及时决策反应,提供更快捷更满意的客户服务,在竞争中保持领先。
计算机及网络通信技术的应用已经成为企业成功的一个关键因素。
综合布线系统就是为了顺应发展需求而特别设计的一套布线系统。
对于现代化的大楼来说,就如体内的神经,它采用了一系列高质量的标准材料,以模块化的组合方式,把语音、数据、图像和部分控制信号系统用统一的传输媒介进行综合,经过统一的规划设计,综合在一套标准的布线系统中,将现代建筑的三大子系统有机地连接起来,为现代建筑的系统集成提供了物理介质。
可以说结构化布线系统的成功与否直接关系到现代化的大楼的成败,选择一套高品质的综合布线系统是至关重要的。
计算机及通信网络均依赖布线系统作为网络连接的物理基础和信息传输的通道。
传统的基于特定的单一应用的专用布线技术因缺乏灵活性和发展性,已不能适应现代企业网络应用飞速发展的需要。
而新一代的结构化结构化布线系统能同时提供用户所需的数据、话音、传真、视像等各种信息服务的线路连接,它使话音和数据通信设备、交换机设备、信息管理系统及设备控制系统、安全系统彼此相连,也使这些设备与外部通信网络相连接。
它包括建筑物到外部网络或电话局线路上的连线、与工作区的话音或数据终端之间的所有电缆及相关联的布线部件。
布线系统由不同系列的部件组成,其中包括:
传输介质、线路管理硬件、连接器、插座、插头、适配器、传输电子线路、电器保护设备和支持硬件。
(二)综合布线系统的特点
相对于以往的布线,综合布线系统的特点可以概况为:
实用性:
实施后,布线系统将能够适应现代和未来通信技术的发展,并且实现话音、数据通信等信号的统一传输。
灵活性:
布线系统能满足各种应用的要求,即任一信息点能够连接不同类型的终端设备,如电话、计算机、打印机、电脑终端、电传真机、各种传感器件以及图象监控设备等。
模块化:
综合布线系统中除去固定于建筑物内的水平缆线外,其余所有的接插件都是基本式的标准件,可互连所有话音、数据、图象、网络和楼宇自动化设备,以方便使用、搬迁、更改、扩容和管理。
扩展性:
综合布线系统是可扩充的,以便将来有更大的用途时,很容易将新设备扩充进去。
经济性:
采用综合布线系统后可以使管理人员减少,同时,因为模块化的结构,工作难度大大降低了日后因更改或搬迁系统时的费用。
通用性:
对符合国际通信标准的各种计算机和网络拓扑结构均能适应,对不同传递速度的通信要求均能适应,可以支持和容纳多种计算机网络的运行。
(三)综合布线的组成
综合布线系统产品由各个不同系列的器件所构成,包括传输介质、交叉/直接连接设备、介质连接设备、适配器、传输电子设备、布线工具及测试组件。
这些器件可组合成系统结构各自相关的子系统,分别起到各自功能的具体用途。
(四)综合布线系统的结构
根据国际标准ISO11801的定义,结构化布线系统可由以下系统组成如图3-1:
图3-1综合布线系统结构
1工作区子系统
目的是实现工作区终端设备与水平子系统之间的连接,由终端设备连接到信息插座的连接线缆所组成。
工作区常用设备是计算机、网络集散器(Hub或Mau)、电话、报警探头、摄像机、监视器、音响等,(如图3-2)。
图3-2工作区子系统
2水平子系统
目的是实现信息插座和管理子系统(跳线架)间的连接,将用户工作区引至管理子系统,并为用户提供一个符合国际标准,满足语音及高速数据传输要求的信息点出口。
该子系统由一个工作区的信息插座开始,经水平布置到管理区的内侧配线架的线缆所组成。
系统中常用的传输介质是4对UTP(非屏蔽双绞线),它能支持大多数现代通信设备。
如果需要某些宽带应用时,可以采用光缆。
信息出口采用插孔为ISDN8芯(RJ45)的标准插口,每个信息插座都可灵活地运用,并根据实际应用要求可随意更改用途,(如图3-3)。
图3-3水平子系统
3管理子系统
本子系统由交连、互连配线架组成。
管理点为连接其它子系统提供连接手段。
交连和互连允许将通讯线路定位或重定位到建筑物的不同部分,以便能更容易地管理通信线路,使在移动终端设备时能方便地进行插拔。
互连配线架根据不同的连接硬件分楼层配线架(箱)IDF和总配线架(箱)MDF,IDF可安装在各楼层的干线接线间,MDF一般安装在设备机房,(如图3-4)。
图3-4管理子系统
4垂直干线子系统
目的是实现计算机设备、程控交换机(PBX)、控制中心与各管理子系统间的连接,是建筑物干线电缆的路由。
该子系统通常是两个单元之间,特别是在位于中央点的公共系统设备处提供多个线路设施。
系统由建筑物内所有的垂直干线多对数电缆及相关支撑硬件组成,以提供设备间总配线架与干线接线间楼层配线架之间的干线路由。
常用介质是大对数双绞线电缆和光缆,(如图3-5)。
图3-5垂直干线子系统
5设备室子系统
本子系统主要是由设备间中的电缆、连接器和有关的支撑硬件组成,作用是将计算机、PBX、摄像头、监视器等弱电设备互连起来并连接到主配线架上。
设备包括计算机系统、网络集线器(Hub)、网络交换机(Switch)、程控交换机(PBX)、音响输出设备、闭路电视控制装置和报警控制中心等,(如图3-6)。
图3-6设备室子系统
6建筑群子系统
该子系统将一个建筑物的电缆延伸到建筑群的另外一些建筑物中的通信设备和装置上,是结构化布线系统的一部分,支持提供楼群之间通信所需的硬件。
它由电缆、光缆和入楼处的过流过压电气保护设备等相关硬件组成,常用介质是光缆,(如图3-7)。
图3-7建筑群子系统
四系统材料
(一)综合布线系统常用材料
1同轴电缆
同轴电缆(coaxialcable)简称同轴线,其中心为一根实芯铜导线,导线外裹绝缘层,绝缘层的外面有一层与内导线同轴的导电金属层(如图4-1所示)。
金属层可以是密集形的,也可以是网状形的,用来屏蔽外部电磁干扰和防止内部信号辐射。
由于使用时屏蔽层需接地,只有内导线可以接单极性信号,故同轴电缆又称非对称电缆。
同轴电缆的最外层又包了一层保护性绝缘塑料外皮。
同轴电缆特性阻抗:
特性阻抗是线路每一点上传导波电压与电流比率的复值,是用来描述信号传输均匀性的指标,具数值只取决于同轴线内外导体的半径、绝缘介质和信号频率,常用的有50Ω和75Ω两种.
图4-1同轴电缆
2光缆
光缆(opticalfibercable)主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆内没有金、银、铜铝等金属,一般无回收价值。
光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路(如图4-2)。
(1)光纤结构及种类:
光纤结构:
光纤裸纤一般分为三层:
中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。
数值孔径:
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。
这个角度就称为光纤的数值孔径。
光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。
不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。
(2)光纤的种类:
按光在光纤中的传输模式可分为:
单模光纤和多模光纤。
多模光纤:
中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。
但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。
例如:
600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。
因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
单模光纤:
中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。
因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
按最佳传输频率窗口分:
常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
常规型:
光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1310nm。
色散位移型:
光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:
1310nm和1550nm。
按折射率分布情况分:
突变型和渐变型光纤。
突变型:
光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。
其成本低,模间色散高。
适用于短途低速通讯,如:
工控。
但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。
渐变型光纤:
光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。
图4-2光纤
五校园网络电视系线设计方案
(一)校园拓扑图及楼层综合布线图
1校园拓扑图(如图5-1)
图5-1校园拓扑图
2楼层布线图
一号教学楼一层(如图5-2)
图5-2一号教学楼一层布线图
一号教学楼二层(如图5-3)
图5-3一号教学楼二层布线图
一号教学楼三、四、五层(如图5-4)
图5-4一号教学楼三、四、五层布线图
二号教学楼一层(如图5-5)
图5-5二号教学楼一层布线图
二号教学楼二层(如图5-6)
图5-6二号教学楼二层布线图
二号教学楼三层(如图5-7)
图5-7二号教学楼三层布线图
三号教学楼(如图5-8)
图5-8三号教学楼四层布线图
普天宾馆三层办(如图5-9)
图5-9普天宾馆三层半布线图
普天宾馆五层(如图5-10)
图5-10普天宾馆五层布线图
宿舍楼一层(如图5-11)
图5-11宿舍楼一层布线图
宿舍楼二至六层(如图5-12)
图5-12宿舍楼二至六层布线图
(二)设计范围
学院全面建设校园网络电视系统,所以将会在每一个教室,办公室及学生宿舍都连接网络电视。
北京电子科技职业学院校园网络电视系统络电视系统络电视系统线系统包含了三栋教学楼,一个商业楼(普天宾馆)和两个宿舍楼。
全学院一共有143个网络信息点。
整个系统的网络拓扑图,为星型网络拓扑结构。
(三)设计目标的确定
我们校园网络电视设计的综合布线系统将基于以下目标:
1符合当前和长远的信息传输要求;
2综合布线系统设计遵从国际(ISO/CEI11801)标准;
3综合布线采用国际标准建议的星形拓扑结构;
4考虑网络电视的速度向100mbps的发展需求;
5综合布线系统符合综合业务数据网的要求。
(4)工程材料预算
表5-1工程材料预算
序号
名称
数量
单位
单价(元)
合计(元)
备注
1
单口网络模块盒
250
个
21
5250
2
双口网络模块盒
8
个
30
240
3
24口交换机
8
个
1100
8800
4
12口交换机
4
个
200
800
5
AMP超五类24口配线架
12
个
450
5400
6
d40竹海PVC线管
200
个
30.6
6120
三米/条计算
7
标准42U落地机柜
2
个
2300
4600
8
RJ45水晶头
1500
个
0.3
450
9
25mm*13mmPVC线槽
100
条
7.5
750
三米/条计算
10
超5类UTP网线(305m/箱)
50
箱
320
16000
11
免打模块
300
个
21
6300
12
网络打线刀
15
把
65
975
13
RJ45工具三用工具
15
把
38
570
14
剪刀
15
把
10
150
15
螺丝刀
15
把
4
60
16
测线仪
10
个
65
650
17
捆线绳
1000
根
0.1
100
18
24mm*14mmPVC线槽
100
个
7.5
750
19
卷尺
11
个
10
110
20
镀锌线槽配件(详细如下图表)
20
个
10
200
21
100mm*60mm镀锌线槽
8
根
30
240
22
60mm*40mm镀锌线槽
12
根
25
300
总计
58915
(五)系统组成
整个应用平台由LiveONE移动采集工作站,LiveONE编码工作站,TV2AV有线电视解调器和AVCaster多路编码工作站,KMSMediaProducer多媒体处理工作站,KMS流媒体服务器,存储服务器,WEB、数据库服务器管理服务器,以及系统管理服务器等多个部分组成。
以上这些组成部分可以根据实际需要有选择的部分或全部采购。
下面的配置方案是根据需求分析制订的。
1AVCaster多路编码工作站:
(1台),外加TV2AV有线电视解调器(1台)
操作系统:
WindowsXP
硬件配置:
AVCaster:
P43.0e/2G内存/80G硬盘/1000M网卡/4U机箱/不含显示器
提供16路教育电视和16路娱乐电视节目的编码,并实现32个频道的网上转播和录制。
提供1个演播室、礼堂或新闻现场的网上直播和录制。
2KMS(KuihuaMediaServices)流媒体服务器(1台)
操作系统:
Windows2003Server
硬件配置:
2*XEON2.0G/2G内存/73GSCSI硬盘/1000M(双网卡)/
安装流服务服务器程序,提供流媒体数据的发布、管理等核心视频服务。
(六)校园网络电视系统测试和验收
1测试标准
根据《e21教育管理信息化标准智能检测分析系统(标准版)V1.73》进行自动检测。
2测试人员要求
(1)选定测试仪,认真阅读仪器的说明书,掌握正确的操作方法。
(2)熟悉待测综合布线工程系统图、施工图,了解该综合布线系统的用途以及设计要求、测试标准、测试方式、电缆类型等,并根据这些情况正确设置测试仪的档位。
(3)在测试过程发现故障时及时判断原因予以纠正并重新进行测试。
(4)测试报告输出与整理:
通常测试仪会自动十成对被测电缆的测试报告,有的测试仪还可以生成总结摘要报告。
这些报告可以输入到微机,然后进行打印报表。
但由于认证测试是十分严格的过程,一般不允许对测试结果进行修改,必须从测试仪直接送往打印机打印输出,所以多数情况下综合布线认证报告足以英文方式打印归档的。
(5)由公司派出工程师完成整个系统的测试工作,并提供测试参数。
3测试结果提交
当测试仪根据测试标准对所有测试项目测试完成后,就会根据各项测试结果对线缆给出一个评估结果。
4第三方测试
按照验收要求,由第三方提供合格的测试报告。
第三方认证测试目前采用两种做法:
(1)对工程要求高,使用器材类别高,投资较大的工程,建设方除要求施工方要做自我认证测试外,还应邀请第三方对工程做全面验收测试。
(2)建设方在施工方做自我认证测试的同时,请第三方对综合布线系统链路做抽样测试。
按工程规模确定抽样样本数量,一般1000信息点以上抽样30%,1000信息点以下的抽样50%。
5建立文档
文档资料是布线工程验收的重要组成部分。
完整的文档包括电缆的标号、信息插座的标号、配线间水平电缆与垂直电缆的跳接关系,配线架与交换机端口的对应关系。
建立电子文档,便于以后的维护管理。
在工程验收以前
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- 有线电视网络 规划 设计