【中项】系统集成项目管理工程师-第7章 软硬件系统集成-7.2基础设施集成

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前言：系统集成项目管理工程师专业，现分享一些教材知识点。觉得文章还不错的喜欢点赞收藏的同时帮忙点点关注。 

7.2基础设施集成

7.2.1弱电工程

7.2.2网络集成

1.传输子系统

2.交换子系统

7.2.3数据中心集成

1.机柜集成

2.服务器集成

4. 网络设备集成

5.安全设备集成

7.2基础设施集成

        信息系统基础设施通常包括以局域网、互联网、5G 、物联网、工业互联网和卫星互联网等为 代表的通信网络基础设施，以人工智能、云计算和区块链为代表的新技术基础设施， 以及以数据中 心和超算中心等为代表的计算基础设施。信息系统基础设施从不同的维度有不同的划分方法，如可 分为弱电系统、网络系统、数据中心等。

7.2.1弱电工程

        弱电一般指交流220V 、50Hz以下的用电，是电力应用按照电力输送功率的强弱进行划分的一 种方式，信息系统涉及的弱电工程非常多，包括电话通信系统、计算机局域网系统、音乐/广播系 统、有线电视信号分配系统、视频监控系统、消防报警系统和楼宇自控系统等多种应用场景。

（1） 电话通信系统。 电话通信系统用来实现电话（包括三类传真机、可视电话等）通信功能， 通常采用星形拓扑结构，使用三类（或以上）非屏蔽双绞线，传输信号的频率在音频范围内。

（2）计算机局域网系统。计算机局域网系统用来实现各种数据传输的网络基础，根据使用场景 不同，可分为办公网、生产网、工控网、保密网、研发网等，通常采用星形拓扑结构，使用五类或 以上的非屏蔽双绞线，传输数字信号，传输速率可达100Mb/s以上。计算机网络系统是弱电系统运 用比较广泛的工程内容。

（3）音乐/广播系统。音乐/广播系统通过安装在现场（如商场、车站、走廊、办公区域等处） 的扬声器、收音器等，对现场进行音乐播放或语音广播。通常采用多路总线结构，使用铜芯绝缘导 线，传输由功率放大器输出的定压的音频信号，以驱动现场扬声器发声等。

（4）有线电视信号分配系统。有线电视信号分配系统是将有线电视信号均匀地分配到建筑物（群） 内各用户点，通常采用分支器、分配器进行信号分配，为了减少信号失真和衰减，使各用户 点信号质量达到规范规定的要求，其布线通常采用树形结构，使用752射频同轴电缆，传输多路射 频信号，且随建筑物的形式及用户点分布的不同而不同。

（5）视频监控系统。视频监控系统是通过安装在现场（如数据中心、商场、车站、社区等处） 的摄像机、防盗探测器等设备，对建筑物的各出入口和一些重要场所进行监视，可对异常情况进行 报警。视频信号的传输通常采用星形结构，使用视频同轴电缆或光纤，控制信号的传输采用总线结 构，使用铜芯绝缘缆线。随着网络技术与设备的大量普及，传统的闭路视频监控系统逐步被网络视 频监控系统替代。网络视频监控系统通常是指用于安防监控和远程监控领域特定应用的网络监控系 统，它使用户能够通过IP网络实现视频监控、视频图像记录和相关的报警管理。

（6）消防报警系统。消防报警系统由火灾报警、消防联动系统、消防广播系统、火警对讲电话 系统等部分组成。火灾报警及消防联动系统通过设置在建筑物内各处的火灾探测器、手动报警装置 等对现场情况进行监测，当有报警信号时，根据接收到的信号，按照事先设定的程序，联动相应的 设备， 以控制火势蔓延，其信号传输往往采用多路总线结构。对于重要消防设备（如消防泵、喷淋 泵、正压风机、排烟风机等）的联动控制信号的传输，有时采用星形结构，信号的传输使用铜芯绝 缘缆线（有的产品要求使用双绞线） 。消防广播系统用于在发生火灾时指挥现场人员安全疏散，通 常采用多路总线结构，信号传输使用铜芯绝缘导线（该系统可与音乐广播系统合用） 。火警对讲电 话系统用于指挥现场消防人员进行灭火工作，通常采用星形和总线两种结构，信号传输使用屏蔽 线。

（7） 出入口控制系统/一卡通系统。出入口控制系统/一卡通系统使用计算机、智能卡门锁、读 卡器等设备，对各出入口状态进行设置、监视、控制和记录等，实现对建筑物各出入口统一管理， 保证大楼安全，其拓扑结构和传输介质因产品或场景需求而异。

（8）停车收费管理系统。停车收费管理系统通过安装在车辆出入口地面下的感应线圈，感应车 辆的出入，通过人工/半自动/全自动收费管理系统，实现收费和控制电动栏杆的启闭等。该系统布 线仅限于车场的出入口处，每一个出入口由一台控制器控制，控制器可以独立工作，也可以与上位 管理计算机联网，其布线结构和传输介质因产品或场景需求而异。

（9）楼宇自控系统。楼宇自控系统通过与现场控制器相连的各种检测和执行器件，对大楼内外 的各种环境参数以及楼内各种设备（如空调、给排水、照明、供配电、 电梯等设备）的工作状态进 行检测、监视和控制，并通过计算机网络连接各现场控制器，对楼内的资源和设备进行合理分配和 管理，达到舒适、便捷、节省、可靠的目的。楼宇自控系统不同厂家的产品所采用的通信协议各不 相同，其现场总线和控制总线的拓扑结构和传输介质也就不同。

        此外，弱电工程还有电视会议系统、屏幕显示系统、扩声系统、巡更系统、楼宇对讲系统、三 表（水、电、气表） 自动抄表系统等。因此，不同功能的建筑物需要设置的弱电系统各不相同。在 弱电工程实际工作中，设计者通常从线路集成（共享）、网络集成、功能集成和软件界面集成等方 面来考虑各弱电系统间的集成应用。

        总之，弱电工程是一项技术性较强的系统工程，要真正做好一个建筑弱电系统的集成，不仅要 求弱电工程师对各弱电系统产品的功能、技术参数以及施工、安装、调试等有比较深的掌握，还要 对建筑的给排水系统、供配电系统、通风空调系统、照明系统、电梯系统等有比较全面的了解。同 时， 由于建筑弱电系统涉及通信、计算机、控制以及显示等多项技术含量高、更新发展快的现代化 高新技术，所以在系统集成的具体实施过程中，在很多技术性比较强的细节问题的解决上，还需要 各方面的专业技术人员的支持、合作和融合创新。

7.2.2网络集成

        网络系统集成就是在网络工程中，根据场景化应用的需要，运用技术、管理等手段，将网络基 础设施、网络设备、网络系统软件、网络基础服务系统以及计算机硬件设备、软件系统、应用软件 等组织集成为一体，使之能组建成为一个完整、可靠、经济、安全、高效的计算机网络系统的全过 程。从技术角度来看，网络系统集成是将计算机技术、网络技术、控制技术、通信技术、应用系统 开发技术、建筑装修等技术综合运用到网络工程中的一门综合技术。网络集成工程一般包括项目前 期方案，线路、弱电等施工，网络设备架设，各种系统架设和网络后期维护等项目建设和信息技术 服务工作。

        计算机网络系统集成通常比较复杂，特别是大型网络系统更是如此，因为网络集成不仅涉及技 术问题，而且涉及组织的管理问题。从技术角度讲，网络集成不仅涉及不同厂家的网络设备和管理 软件，也会涉及异构和异质网络系统的互联问题。从管理角度讲，每个组织的管理方式和管理思想 干差万别，实现向网络化管理的转变会面临许多人为的因素。因此，在实际网络集成项目中需结合 组织的实际情况，通过建立网络系统集成的体系框架来指导网络系统建设是相当关键的问题。计算 机网络集成的一般体系框架通常包括网络传输子系统、交换子系统、网管子系统和安全子系统等。

1.传输子系统

        传输是网络的核心，是网络信息的“公路 ”和“血管 ”。传输线路带宽的高低不仅体现了网络 的通信能力，也体现了网络的现代化水平。并且，传输介质在很大程度上也决定了通信的质量，从 而直接影响到网络协议。 目前主要的传输介质分为无线传输介质和有线传输介质两大类。常用的无 线传输介质主要包括无线电波、微波、红外线等，常用的有线传输介质主要包括双绞线、 同轴电 缆、光纤等。

2.交换子系统

        网络按所覆盖的区域可分为局域网、城域网和广域网，因此，网络交换也可以分为局域网交换 技术、城域网交换技术和广域网交换技术。

（1）局域网交换技术。局域网可分为共享式局域网和交换式局域网两种。共享式局域网通常是 共享高速传输介质，例如以太网（包括快速以太网和千兆以太网等）、令牌环（TokenRing）、

FDD1等；交换式局域网是指以数据链路层的帧或更小的数据单元（称为信元）为交换单位，以硬  件交换电路构成的交换设备。交换式网络具有良好的扩展性和很高的信息转发速度，能适应不断增 长的网络应用的需要。

（2）城域网交换技术。城域网是在一个城市范围内所建立的计算机通信网。由于采用具有有源 交换元件的局域网技术，网络中传输时延较小，它的传输媒介主要是光缆。城域网的典型应用即为 宽带城域网，就是在城市范围内，以IP和ATM电信技术为基础， 以光纤作为传输媒介，集数据、

语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的多媒体通信网络。作为城市最重要的基础 设施之一，城市信息网络正变得越来越重要。

（3）广域网交换技术。广域网是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网。通常跨接 很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨 几个洲，并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。广域网并不等同于互联网，一般所指的互 联网属于一种公共型的广域网。广域网的主要技术有；

●电路交换：是指通过由中间节点建立的一条专用通信线路来实现两台设备的数据交换。例

如， 电话网就是采用电路交换技术。电路交换的优点是，一旦建立起通信线路，通信双方能以恒定 的传输速率传输数据，而且时延小；其缺点是通信线路的利用率较低。

●报文交换：是指通信双方无专用线路，而是以报文为单位交换数据，通过节点的多次“存储  转发 ”将发方报文传送到目的地。报文交换的优点是通信线路的利用率较高，缺点是报文传输时延 较大。

●分组交换：是指将数据划分成固定长度的分组（长度远小于报文），然后进行“存储转 发 ”，从而实现更高的通信线路利用率、更短的传输时延和更低的通信费用。

●混合交换：主要是指同时使用电路交换技术和分组交换技术。典型的应用是ATM交换技术。 3.安全子系统

由于网络的发展，安全问题一直是网络研究和应用关注的热点。网络安全主要关注的内容包 括：

●使用防火墙技术，防止外部侵犯。防火墙技术主要有分组过滤技术、代理服务器和应用网关 等。

●使用数据加密技术，防止任何人从通信信道窃取信息。 目前主要的加密技术包括对称加密算 法（如DES）和非对称加密算法（如RSA）。

●访问控制，主要是通过设置口令、密码和访问权限保护网络资源。 4. 网管子系统

网络是一种动态结构。随着组织规模的扩大和改变，网络也会跟着扩大和改变。配置好网络以 后，必须对其进行有效的管理，确保网络能连续不断地满足组织的需要。对于任何网管子系统来 说，关键的任务便是保证网络良好地运行。 由于网络规模的扩大，通常会出现网络“瓶颈 ”问题， 使系统的速度放慢。网管的职责便是找出瓶颈并解决它。

5.服务子系统

        网络服务是网络应用最核心的问题。带宽再高的网络，如果没有好的网络服务，就不能发挥网 络的效益。网络服务主要包括互联网服务、多媒体信息检索、信息点播、信息广播、远程计算和事 务处理以及其他信息服务等。

7.2.3数据中心集成

        数据中心集成通常包括数据中心基础设施、通信机房、计算中心、数据处理中心、分布式计 算、电信设备、网络和安全设备等集成环境。在数据中心集成建设中，机房建设或改造是基础的工 程，机房建设或改造包括网络中心机房、高性能计算机机房和相关辅助机房的建设、改造和装修， 此外还包括机房UPS电源、空调、接地和防雷工程及其他配套设施（如弱电工程）等。

1.机柜集成

        在数据中心集成项目中，机房设备必不可少，而机柜又是其中的主要设备之一。项目工作人员 在安装机柜之前，首先对机房可用空间进行规划，考虑设备的散热和设备维护，同时明确机柜安装 流程。具体机柜集成安装工作包括安装前的准备工作（如场地划线、机柜及其附件拆箱等工作）、 按照机柜安装流程进行施工（如机柜摆放、强电线与弱电线等固定电线，强电线通常是指机箱电源 线的用电电线，弱电线通常是指网线、 电话线等） 以及机柜安装后的调试等。

2.服务器集成

        服务器是系统集成中的关键设备。服务器的作用就是向工作站提供处理器、内存、磁盘、打印 机、软件数据等资源和服务，并负责协调管理这些资源。服务器集成工作就是要把服务器设备按项 目实施方案及其安装顺序安装到机柜中，并基于项目实施方案或系统设计方案中的服务器系统设计 进行服务器操作系统调试。在服务器集成实施工作之前，需要熟悉项目实施方案中的服务器设计方 案，包括网络拓扑、服务器应用设计、服务器资源划分、服务器运行要求等。针对网络服务器， 由 于网络服务器要同时为网络上所有的用户服务，因此要求网络服务器具有较高的性能，包括较快的 处理速度、较大的内存、较大的磁盘容量和高可靠性。根据网络的应用情况和规模，网络服务器可选用高配置微机、工作站、小型机、超级小型机和大型机等。

        选择网络服务器时要考虑以下因素：①CPU的速度和数量；②内存容量和性能；③总线结构和类型；④磁盘容量和性能；⑤容错性能；⑥网络接口性能：⑦服务器软件等。 3.存储集成存储集成实施通常与服务器集成相辅相成，存储设备集成时要考虑以下因素：①磁盘阵列空间 和类型； ②配置硬盘的数量； ③RAID控制器结构； ④支持RAID0 、RAID1 、RAID5或更多类型： ⑤IOPS读写性能和数据传输能力； ⑥满足高可靠性，配置冗余热插拔的电源、风扇等。 同时，基 于互联网技术的发展和信息化的广泛应用，云存储越来越普及，云存储的应用领域也越来越广。云 集成存储通常是指将数据分层和/或隐藏在基于云端的存储技术。