智能建筑(Intelligent Building)是现代信息化社会发展的产物,它已成为当代建筑业和电子信息业共同谋求的发展方向。美国智能化建筑学会(American Intelligent Building Institute)对智能建筑下的定义是:智能大厦是将结构、系统、服务、运营及相互关系全面综合,达到最佳组合,获得高效率,高性能与高舒适性的大楼。而综合布线系统就是满足实现智能大厦各综合服务需要,用于传输数位、语音、图像、图文等多种信号,并支持多厂商各类设备的集成化信息传输系统,是智能大厦的重要组成部分。
综合布线系统(Premises Distributed System,简称PDS)是伴随着智能大厦的发展而崛起来,它是智能大厦得以实现的"高速公路",是大厦所有信息的传输系统,利用双绞线或光缆来完成数据、语音、图像、图文等各类信息的传输,它采用模块化设计,统一标准实施,以满足智能化建筑高效、可靠、灵活性等要求。
综合布线系统发展到今天,在中国已有超过十年的历史了,技术成熟,产品成熟,系统成熟。综合布线也逐渐从五类、超五类系统,一直发展到现今的六类布线系统。但是,笔者认为在综合布线系统中,除了铜缆布线技术之外,应该将光纤与无线技术的应用加以重视。
一、 光纤布线技术
2002年对于中国乃至全世界布线界来讲,可以说是具有历史意义的一年。2002年,布线界正式颁布了两项重大布线系统标准,即2002年3月ISO颁布的关于OM3万兆多模光纤系统的光纤布线标准和2002年6月EIA/TIA568-B2的六类铜缆布线的标准。这些标准的正式发布促进了越来越多用户对高端系统的需求。
光纤布线标准出台,将在很大程度上推动光纤布线的应用,但我们也需看到:其实在光纤布线标准出台前,有关综合布线中光纤的应用也是极为普遍,最明显的是在建筑群子系统及主干子系统中,光纤的应用。
1、 光纤类型选用
在智能建筑中的光纤分为单模光纤和多模光纤。单模光纤我们推荐使用G.652(非色散
位移光纤,主要应用在1310nm波长区开通长距离622Mbit/s及其以下系统,在1550nm波长区开通2.5Gbit/s,10Gbit/s和N*2.5Gbit/s波分复用系统。多模光纤主要应用在850nm波长区及1310nm波长区,开通近距离1.0Gbit/s及其以下系统。IEEE802.3规定1000Base-SX接口使用纤芯62.5μm的多模光纤最长传输距离275m,使用纤芯50μm的多模光纤最长传输距离550m;1000Base-LX接口使用纤芯62.5μm的多模光纤最长传输距离550m,使用纤芯50μm的多模光纤最长传输距离550m,使用纤芯为10μm的单模光纤最长传输距离5000m。
在实际应用上,建筑物内的主干一般采用多模光纤。建筑群之间的联网及与室外广域网单模光缆进线对接的场合,需采用单模光纤。
2、 光缆布线方法
1) 主干光缆布线基本在垂直竖井内,可分为向上牵引和向下垂放两种方式,以后者为多。
2) 建筑群之间的光缆布线有三种方法:
·地下管道敷设,即在地下管道中敷设光缆
·地下直埋式
·架空敷设,即在空中从电线杆到电线杆敷设
在上述三种方法中以地下管道敷设为最好,也是被广泛使用的一种方法。
3、光缆敷设施工的技术要求
1) 光缆敷设过程中,光缆最小转弯半径20cm,防止光缆打结。
2) 光缆敷设过程中,人力牵引或机械牵引径向牵引力须小于100公斤,并且受力在外包装胶层或钢丝上。距离较长时应分段多处同时牵引。
3) 光缆敷设过程中,避免操作光缆胶层,防止汽车等重物横向碾压。
4) 光缆敷设到达所指定的配线柜后,应再留10-15m的余量,以方便接续工作。
5) 光缆在电缆槽中敷设时,光缆要和已有线缆平行,不得与其它线缆扭绞在一起。
6) 在光缆进入配线间时,应注意管道的进口或出口处的边沿是否平滑,应加套管加以保护。
7) 光缆由建筑物的电缆竖井进入配线间,在竖井中敷设光缆时,为了减少光缆上的负荷,应在一定的间隔上用缆夹或缆带将光缆扣住在桥架或垂直线槽上。
8)光缆的端接要用光缆夹将光缆完全固定,不能使其松动。剥出纤芯的长度以1m为限。待熔接完成后,将纤芯按色标和序号在尾纤上标明标签。
二、 无线局域网WLAN与无线AP
计算机局域网LAN是把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起,在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享的网络系统。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆,构成有线局域网。而所谓无线局域网(WLAN)就是利用电磁波在空气中发送和接受数据,代替线缆介质传输信号的计算机网络无线局域网WLAN。准确地说,WLAN并不是真正意义上的无线互联网技术,这点从它的定义(无线局域网)也可看出,它是一种局域网的无线连接形式。同时,无线AP(Access Point)也并非一种与互联网交换数据、类似于Modem的调制解调设备,它实际上是一个无线交换机--将从有线网络(例如Internet)接收到的数据转换成无线信号并发出,将接收到的无线信号转换成数据并发回到有线网络。
1、无线网络标准
为了解决各种无线网络设备互连的问题,美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802.11b,它的传输速度为11Mbps,最大距离室外300米,室内约50米。因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54Mbps。但由于两者不互相兼容,所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准。
然而,目前对于构建内部无线局域网而言,IEEE 802.11b仍是最佳经济之选。虽然它的传输速率仅为11Mbps(实际值为每秒500~600kB),完全可以满足一般用户无线宽带共享上网的需求。
2、 WLAN的优点
1)安装便捷:一般在网络建设当中,施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线的施工了。在施工过程时,往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去或减少了这部分繁杂的网络布线的工作量,一般只要在安放一个或多个接入点(Access Point)设备就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
2)使用灵活:在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络,进行通讯。
3)经济节约:由于有线网络中缺少灵活性,这就要求网络的规划者尽可能地考虑未来的发展的需要,这就往往导致需要预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划时的预期,又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况的发生。
4)易于扩展:WLAN又多种配置方式,能够根据实际需要灵活选择。这样,WLAN能够胜任只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像"漫游(Roaming)"等有线网络无法提供的特性。
3、WLAN的安全性
无线网络的加密系统已经非常成熟,可设置64位/128位加密,设置地址过滤等。一个64位的加密无线系统,一个黑客要用大型计算机一年的时间才可以破解。而无线网络的电波对人体的辐射还不到手机的1/1000,所以完全没有什么好担心的。
三、 实际案例
日前,笔者参加了浙江省某市电力大楼建筑智能化系统的方案论证。在综合布线系统中,除采用六类布线技术外,还对光纤及无线技术的应用提出了完整的方案。
该项目总建筑面积22000M2,由主楼(九层)及辅楼(五层)组成。按照建设部对建筑智能化系统的规范标准,设计超前,选用设备先进,力求5-10年内不落后。由此,最终确定了综合布线系统、楼宇自控系统、计算机网络系统、语音通讯系统、安全防范系统(包括闭路电视监控、防盗报警系统)、公共广播系统、有线电视系统、一卡通系统(包括门禁、考勤、消费、巡更系统)、多媒体查询及显示系统、多功能电子会议系统、地下车库出入口管理系统、智能建筑系统集成、机房、电源、防雷接地系统,共计十三个子系统。
其中的综合布线系统中,充分考虑光纤及无线技术的应用,具体如下:
1、 光纤到桌面信息点的设置:在领导办公室、电视电话会议室、领导层会议室等设置室内多模4芯光纤及单模4芯光纤。
2、 通讯调度机房(主楼八层)与计算机中心机房(辅楼四层)铺设室外多模24芯光缆。
3、 通讯调度机房及计算机中心机房均铺设室外12芯单模光缆到大楼地下层的光缆交接间,室外城域网单模进线也汇聚到此交接间。
4、 室内多模4芯光纤及单模4芯光纤连接到相应楼层的配线间IDF。
5、 所有IDF与计算机中心机房MDF用室外12芯多模光缆2根连通。
6、 所有IDF与地下层的光缆交接间用室外12芯单模光缆1根连通。
7、 无线AP的设置:在领导办公室、所有会议室、活动室等设置无线AP,其他办公室吊顶内预留六类数据点,供今后扩展无线AP使用。
8、 所有的IDF的配线架以明确的标识,注明普通6类配线架和用于无线AP的配线架。光纤配线架也需分色标识多模、单模。
如此设计的综合布线系统与传统布线相比,功能更强、灵活性更强。不仅随着技术及信息量的增强,能很方便地得到扩充,而且在有临时特时殊用途时(比如电视电话会议),可方便地利用光纤及无线技术提供物理平台。
四、 总结
通过以上论述,可见在六类布线技术逐渐得到广泛应用的同时,还需重视光纤及无线AP的应用。对于智能建筑来说,充分考虑光纤及无线技术,将成为一种趋势。