Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc trong tòa nhà thương mại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC ANH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁP CẤU TRÚC TRONG TÒA NHÀ THƯƠNG MẠI Chuyên ngành: Kỹ thuật máy tính truyền thơng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THƠNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRƯƠNG THỊ DIỆU LINH HÀ NỘI – 2014 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng tơi Các bảng số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình nghiên cứu khác Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Anh Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC BẢNG CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG LỜI GIỚI THIỆU CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu hệ thống cáp cấu trúc 1.1.1 Giới thiệu tiêu chuẩn ISO/IEC JTC 10 1.1.2 Các thành phần hệ thống cáp cấu trúc 12 1.1.3 Các hệ thống hệ thống cáp cấu trúc 13 1.1.4 Các yếu tố chức hệ thống cáp cấu trúc 14 1.2 Các loại cáp viễn thông sử dụng thiết kế hệ thống cáp cấu trúc 15 1.2.1 Cáp đồng cân 15 1.2.2 Phân biệt loại cáp đồng cân 16 1.2.3 Các kiểu kết nối cáp đồng 19 1.2.4 Cáp sợi quang 21 1.2.5 Phân biệt cáp quang Singlemode Multimode 22 1.2.6 Các kiểu đầu kết nối cáp quang 25 1.3 Thiết kế thành phần hệ thống cáp cấu trúc 27 1.3.1 Hệ thống cáp ngang 27 1.3.2 Hệ thống cáp trục 29 1.3.3 Không gian viễn thông 30 CHƢƠNG II: XÂY DỰNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁP CẤU TRÚC 36 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tịa nhà thương mại 2.1 Phân tích toán thiết kế hệ thống cáp cấu trúc 36 2.1.1 Lựa chọn loại cáp 36 2.1.2 Lựa chọn đƣờng dẫn cáp 39 2.1.3 Lựa chọn khoảng cách đƣờng cáp với EMI 39 2.1.4 Các thông số khác 41 2.2 Bài toán thiết kế hệ thống cáp ngang 42 2.2.1 Xây dựng toán thiết kế hệ thống cáp ngang 42 2.2.2 Hƣớng tiếp cận giải toán thiết kế hệ thống cáp ngang 42 2.2.3 Mơ tả chƣơng trình thiết kế hệ thống cáp ngang 43 CHƢƠNG III: ÁP DỤNG BÀI TOÁN THIẾT KẾ VÀO THỰC TẾ: DỰ ÁN NGÂN HÀNG NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NƠNG THƠN CHI NHÁNH HỒNG QUỐC VIỆT 50 3.1 Thực trạng dự án 50 3.2 Chi tiết thiết kế hệ thống cáp cấu trúc 50 3.2.1 Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống 50 3.2.2 Thiết kế hệ thống cáp ngang cho tầng giải pháp đề xuất 52 3.2.3 Áp dụng giải pháp đề xuất để tính tốn hệ thống cáp trục tịa nhà 58 3.3 Đánh giá kết thu đƣợc 60 3.3.1 Với hệ thống cáp ngang 60 3.3.2 Với hệ thống cáp trục tòa nhà 61 3.3.3 Thời gian chạy chƣơng trình 62 KẾT LUẬN 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 Chƣơng trình giải tốn thiết kế hệ thống cáp ngang 65 Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 71 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại BẢNG CHỮ VIẾT TẮT Diễn giải đầy đủ Ký hiệu Ý nghĩa tiếng Việt BD Building Distributor Phân phối tòa nhà CD Campus Distributor Phân phối khuôn viên CP Consolidation Point Điểm hợp CSMA/ Carrier sense multiple access with Đa truy cập nhận biết sóng CD collision detection mang phát xung đột DCE Data circuit terminating equipment Thiết bị chấm dứt mạch liệu DTE Data terminal equipment Thiết bị đầu cuối liệu EMC Electromagnetic compatibility Khả tƣơng thích điện từ EQP Equipment Thiết bị ER Equipment room Phòng thiết bị FD Floor distributor Phân phối sàn IEC International Electrotechnical Commission Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế ISO International Standardisation Organisation Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế IT Information technology Công nghệ thông tin LAN Local area network Mạng cục MUTO Multi-user telecommunications outlet TE Terminal equipment Thiết bị đầu cuối TO Telecommunications outlet Ổ cắm viễn thông TR Telecommunications room Phịng viễn thơng Ổ cắm viễn thơng đa ngƣời dùng Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tịa nhà thương mại DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.01: Mơ hình hệ thống cáp cấu trúc Hình 1.02: Các hệ thống hệ thống cáp cấu trúc 13 Hình 1.03: Cấu tạo cáp U/UTP 17 Hình 1.04: Cấu tạo cáp đồng F/UTP 17 Hình 1.05: Cấu tạo cáp đồng U/FTP 17 Hình 1.06: Cấu tạo cáp đồng F/FTP 18 Hình 1.07: Cấu tạo cáp đồng S/FTP 18 Hình 1.08: Cấu tạo cáp đồng SF/UTP 19 Hình 1.09: Quy định thứ tự màu cặp dây theo tiêu chuẩn TIA/EIA 568A B 20 Hình 1.10: Đấu nối cáp đồng sử dụng đấu nối patchpanel 20 Hình 1.11: Đấu nối cáp đồng sử dụng phiến đấu nối 21 Hình 1.13: Các tia sáng lan truyền sợi quang 23 Hình 1.14: Ánh sáng truyền sợi quang Multimode chiết suất bậc 24 Hình 1.15: Ánh sáng truyền sợi quang Multimode chiết suất biến đổi 25 Hình 1.16: Ánh sáng truyền sợi quang singlemode 25 Hình 1.17: Cấu tạo chung kết nối đầu cáp quang 26 Hình 1.18: Các loại đầu nối cáp quang thông dụng 26 Hình 3.01: Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạng 51 Hình 4.01: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 71 Hình 4.02: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 72 Hình 4.03: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 73 Hình 4.04: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 74 Hình 4.05: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 75 Hình 4.06: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 76 Hình 4.07: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 77 Hình 4.08: Bản vẽ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tầng 78 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại DANH MỤC BẢNG Bảng 1.01: Bảng mô tả cấu tạo loại cáp đồng cân 16 Bảng 2.01: Lựa chọn cáp đồng theo ứng dụng 37 Bảng 2.02: Lựa chọn cáp quang theo ứng dụng 38 Bảng 2.03:Lựa chọn số lượng cáp đồng đường ống 39 Bảng 2.04: Lựa chọn số lượng cáp đồng đường máng 39 Bảng2.05:Khoảng cách đường cáp với đường dẫn cáp điện khơng có vách ngăn 40 Bảng 2.06: Khoảng cách đường dẫn cáp với đường dẫn cáp điện có vách ngăn 40 Bảng 2.07: Khoảng cách đường cáp với nguồn gây EMI khác 41 Bảng 3.01: Vị trí TO FD tầng 53 Bảng 3.02: Vị trí TO FD tầng 53 Bảng 3.03: Vị trí TO FD tầng 54 Bảng 3.04: Vị trí TO FD tầng 54 Bảng 3.05: Vị trí TO FD tầng 55 Bảng 3.06: Vị trí TO FD tầng 55 Bảng 3.07: Vị trí TO FD tầng 56 Bảng 3.08: Vị trí TO FD tầng 57 Bảng 3.09: Bảng thống kê hệ thống cáp ngang 58 Bảng 3.10: Bảng thống kê hệ thống cáp trục tòa nhà trường hợp 59 Bảng 3.11: Bảng thống kê hệ thống cáp trục tòa nhà trường hợp 60 Bảng 3.11: Bảng thống kê hệ thống cáp trục tòa nhà trường hợp 60 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại LỜI GIỚI THIỆU Trong xây dựng sở hạ tầng tòa nhà thƣơng mại nay, hệ thống cáp sở phục vụ cho hệ thống thông tin có tầm quan trọng tƣơng tự tiện ích xây dựng khác nhƣ chiếu sáng nguồn điện, hệ thống cáp cấu trúc Chất lƣợng dịch vụ thiết kế thiếu tầm nhìn xa, sử dụng thành phần không phù hợp, cài đặt khơng xác, quản lý hỗ trợ khơng đầy đủ đe dọa đến tính hiệu tổ chức, doanh nghiệp nhƣ vận hành tịa nhà Trong hệ thống thơng tin, thơng thƣờng hệ thống cáp chiếm 10% tổng giá trị đầu tƣ, nhiên với hệ thống cáp mà thiết kế sai chuẩn, thiếu định hƣớng, lắp đặt sai chiếm đến 80% thời gian gián đoạn toàn hệ thống Việc nắm bắt, hiểu rõ thiết kế hệ thống cáp cấu trúc không yêu cầu bắt buộc với nhân viên kỹ sƣ công nghệ thông tin tìm hiểu hạ tầng sở hệ thống mà cịn giúp thúc đẩy q trình phát triển chung doanh nghiệp, đặc biệt doanh nghiệp làm triển khai dịch vụ công nghệ thơng tin Với mong muốn tìm hiểu sâu vấn đề này, tơi nghiên cứu hồn thành luận văn thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật máy tính truyền thơng với đề tài “Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại” Hệ thống cáp cấu trúc bao gồm phần hệ thống cáp ngang nối ổ cắm viễn thông tới thiết bị phân phối tầng hệ thống cáp trục nối thiết bị phân phối tầng tới thiết bị phân phối trung tâm Mục tiêu luận văn thiết kế hệ thống cáp cấu trúc để lƣợng cáp sử dụng nhỏ Luận văn gồm ba chƣơng với nội dung chính: Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại Chƣơng I giới thiệu thành phần hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thƣơng mại, tiêu chuẩn liên quan để từ ta thiết kế lên hệ thống Chƣơng II phân tích giải toán thiết kế hệ thống cáp cấu trúc thực tế rút gọn tốn thiết kế hệ thống cáp ngang, với chƣơng trình thử nghiệm dùng ngôn ngữ C Chƣơng III áp dụng toán thiết kế hệ thống cáp cấu trúc vào thực tế: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc cho dự án Ngân hàng NN & PTNN chi nhánh Hoàng Quốc Việt – Hà Nội, nhận xét đánh giá kết Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Trƣơng Thị Diệu Linh, tận tình hƣớng dẫn bảo cho em hoàn thành luận văn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô môn Kỹ thuật máy tính truyền thơng, bạn bè gia đình động viên, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thành luận văn Tác giả Luận văn Nguyễn ngọc Anh Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại CHƢƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Giới thiệu hệ thống cáp cấu trúc Một hệ thống cáp cấu trúc cấu hình tập thể hoàn chỉnh hệ thống cáp đƣợc kết hợp thành phần phần cứng, cài đặt xong cung cấp sở hạ tầng viễn thơng tồn diện Hình 1.01: Mơ hình hệ thống cáp cấu trúc Hệ thống cáp bao gồm kết nối, chỗ nối (cáp quang), patch panel, tủ, dây cáp, dây nhảy thiết bị kết nối khác Hệ thống cáp hoàn chỉnh đƣợc hỗ trợ hệ thống đƣờng dẫn đặt môi trƣờng vật lý thích hợp Các loại cáp sử dụng cáp đồng cân bằng, thông thƣờng cáp đôi dây cáp quang Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] Nguyễn Gia Nhƣ Lê Trọng Vĩnh, 2011 Giáo trình thiết kế mạng NXB Thông tin & Truyền thông [2] Bùi Thanh Giang, 2008 Thi công cáp hầm hố cáp viễn thông Nhà XB Bƣu Điện [3] Phạm Văn Ất, 2006 Kỹ thuật lập trình C sở nâng cao Tái lần NXB Giao thông vận tải Tài liệu tiếng Anh [4] ISO/IEC JTC 1, 2010 International standard ISO/IEC 11801: Information technology — Generic cabling for customer premises Edition 2, Amendment [5] ISO/IEC JTC 1, 2005 International standard ISO/IEC 18010: Information technology — Pathways and spaces for customer premises cabling Edition 1, Amendment [6] TIA/EIA, 2001 Standard TIA/EIA-568B: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard Edition [7] TE Connectivity, 2012 Network Design & Installation Edition [8] Rajiv Ramaswami, Kumar N Sivarajan, 2002 Optical Networks Morgan Kaufmann 64 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tịa nhà thương mại PHỤ LỤC Chƣơng trình giải toán thiết kế hệ thống cáp ngang //chuong trinh tim FDmin #include "stdio.h" #include "conio.h" #include "math.h" #include "time.h" #include "dos.h" #define MAX_X d #define MAX_Y r #define SoTO m #define vitriFD p struct Pos { int x; int y; } Position; 65 Luận văn: Thiết kế hệ thống cáp cấu trúc tòa nhà thương mại double Distance (Pos A, Pos B); double DistanceFDtoNode(Pos A, Pos ArrTOInput[SoTO]); int FindPos(double Arr[MAX_X * MAX_Y]); void main() { Pos ArrTOInput[SoTO]; Pos ArrFD[MAX_X * MAX_Y]; int x; int y; int pos; double result[MAX_X * MAX_Y]; int index = 0; clock_t start, end; // Nhap vi tri cac nut mang printf("\tNhap toa cac nut mang TO \n"); for(int i = 0;i