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探讨:简析综合布线系统以及综合布线与智能建筑间的关系

来源:未知
发表时间:2019-03-01 16:16

随着中国经济的高速发展,我国科技水平也在不断提升。政府提出建设智慧城市、发展绿色建筑的要求,通信业和计算机网络行业的崛起,大型重点工程建筑项目数量的增长都推动着综合布线向智能化方向发展。

 

一、综合布线系统-freestyle

综合布线系统虽然不像网络设备、服务器更新换代迅速,但综合布线技术从来没有停止它前进的脚步。数据中心、智慧城市这些莫过于科技圈时下最流行的词,火到不亚于现在的网络热词“freestyle”,可以说,如果说构建数据中心或智慧城市是一座大厦,那么网络综合布线技术就是这栋大厦的基石。那么一起来探讨一下综合布线系统的“freestyle”吧。

二、综合布线释义

综合布线是一种模块化的、灵活性极高的建筑物内或建筑群之间的信息传输通道。通过它可使话音设备、数据设备、交换设备及各种控制设备与信息管理系统连接起来,同时也使这些设备与外部通信网络相连的综合布线。它还包括建筑物外部网络或电信线路的连接点与应用系统设备之间的所有线缆及相关的连接部件。

三、综合布线组成部件

综合布线由不同系列和规格的部件组成,其中包括:传输介质、相关连接硬件(如配线架、连接器、插座、插头、适配器)以及电气保护设备等。这些部件可用来构建各种子系统,它们都有各自的具体用途,不仅易于实施,而且能随需求的变化而平稳升级。

四、综合布线发展历程和发展趋势

从90年代初期10兆以太网(10BASE—T)的出现,到90年代中期转换到100兆以太网(100BASE—T),到今天成为主流的千兆以太网(1000BASE—T)以及目前已崭露头角的万兆以太网(10GBASE-T),网络的速度在以100倍的幅度增加。配合网络的更新速度,布线系统也在相应地不断发展,目前的布线网络则呈现出如下的发展趋势:

1、形成以万兆网络技术为核心

纵观整体布线行业发展现状来看,以万兆网解决方案为代表的核心技术发展趋势,它能够充分满足交换机、高清监控、流媒体等应用的数据传输需求,是这两年通信技术发展的一个最大的亮点。目前在国内万兆网技术主要集中在五大应用领域:超级计算中心、数据中心和互联网交换中心、企业网和校园网、存储网络和城域宽带等领域。

名词解释 - 流媒体:所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。

2、运用光纤到桌面技术

“光纤到桌面”,即FTTD(Fiber To The Desk)。FTTD就是使用光纤替代传统铜线,将光纤延伸至用户电脑终端,全程实现真正意义上的“全光网络”。

FTTD光纤的优点

(1)光纤到桌面FTTD(Fiber To The Desktop)是指光纤替代传统的铜缆传输介质直接延伸至用户终端电脑,使用户终端全程通过光纤实现网络接入。铜缆系统由于价格成本低、安装施工简单、维护方便和支持POE以太网技术等特点,在工作区子系统中仍然处于统治地位。

(2)光纤可支持更远距离、更高带宽的传输。

(3)光纤是非金属物质,数据在光波上传输,可以避免外界的电磁干扰EMI和无线电频干扰RFI,例如在一些特殊的布线环境:空调机房、医院的医疗设备房间、机械制造工厂等;并且,纤芯之间无串扰,信号也不会对外泄露,起到了很好的保密作用,例如在一些信息要求保密的场所:公检法机关、军事行业、高科技研发单位等。

(4)使用环境温度范围宽;通讯不带电,可用于易燃、易暴场所,使用安全。

(5)耐化学腐蚀,使用寿命长。

(6)不同的护套材料和内部结构,可应付恶劣的办公环境。

(7)铜缆系统从Cat5发展到Cat6A,在结构上增加了十字骨架、屏蔽层(甚至双层屏蔽层),线径变得越来越大,这些都无形增加了铜缆的原材料成本、运输成本、安装辅材成本、安装施工成本和测试成本等。铜缆系统从Cat5的4个测试参数,发展到后来十几个,还多了个外部串扰测试参数,使得Cat6A布线系统的验收测试更加的繁琐和费时。但是,光纤发展到今天,体积及重量没发生过任何变化,测试参数一般就只有2个:“衰减”和“长度”。并且,随着光通信技术的发展,原材料成本有下降的趋势,安装施工也变得越来越简便。

(8)10GBASE-LRM的应用,使OM1和OM2光缆在万兆的以太网中也能达到300米的传输距离,大大降低了布线成本。

…….

正是由于这些原因,光纤到桌面FTTD的应用变成了未来的一种发展趋势,有人甚至把Cat6A系统作为铜缆时代的终结,光缆将是网络的最终选择。

3、智能化布线管理

网络综合布线系统作为网络的基础设施以及整个建筑物的生命线,其使用寿命远远大于电脑软硬件和其他网络设备,是不容易被替换的隐蔽工程,被认为是一种长期的投资资产。然而根据国外权威机构的统计表明,总投资额不到整个系统10%的网络布线会导致超过60%的网络故障。

当传统的布线系统刚建好时,无论是机房还是用户的工作区都是非常整齐有序的,但是经过一段时间以后,随着人员的流动、办公区域的迁移、计算机用户的变更,你看到的机房可能是这样的:

混乱的机房

而作为IT管理员的你,可能更是焦头烂额,你可能常常是下图这样:

各种线路缠绕的机房就像进入一个可怕的

各种线路缠绕的机房就像进入一个可怕的迷宫

综合布线机房一目了然,也更加美观大方

综合布线机房的IT管理员表情一定是淡定自若的:

 

(1)有利于系统化管理。使用传统布线技术,机房变得越来越混乱,理不清连接通路,很难知道计算机的物理位置以及移动变更的历史信息;使用网络综合布线技术后,更好管理,移动起来也较为方便,有些底部安装滚轮,直接推走即可。

(2)直击故障根源。当使用传统布线技术,出现网络故障时,解决起来比较困难。因为很难知道故障问题是与网络(服务器、交换机、路由器)有关还是与物理层连接有关;但是使用综合布线技术后,可以更快更准确的找到问题根结,快速解决问题。

(3)提高各个端口使用率。当使用传统布线技术,端口的利用率很低,因为IT主管们很难准确掌握在这些复杂的变更之后,还有多少未被使用的端口;使用网络综合布线技术后,可以清楚的知道各个端口的使用情况,从而根据自己的需求最大限度的使用端口,提高使用率。

(4)安全隐患小,且快速解除安全隐患。当使用传统布线技术,线路凌乱的缠绕在一起,很容易出现安全问题。对未经授权或者是错误的网络连接没有监控的功能。无法及时发现问题,但使用网络综合布线技术后,这些安全隐患可以及时发现,及时解决。

(5)责任追责明确,不存在推诿责任现象。当使用传统布线技术,采购往往从多少设备商采购,设备出现故障或者需要维修时,联系设备商,极易产生推卸责任问题,导致时间延迟,影响工作进度。而使用综合布线技术,责任归属统一,由团队整体负责,可根据不同问题,对症下药。派遣维护员,积极快速的做出维修响应。

4、无线与有线共同发力

无线网络技术因其通用性、简易性、有效性受到越来越多企业和个人的喜欢,但事物均具有两面性,尽管无线技术拥有种种优点,但跟有线的综合布线比起来,仍然具有一些先天的缺陷,这些缺陷使得无线技术在近年来的短时期内,并不能够完全取代有线技术。相反在很多时候,还往往需要依赖于有线的综合布线。因此,无线与有线并存,互相补充,共同发力,形成全方位、立体化的智能化综合布线系统,这或将成为今后综合布线发展的大方向和潮流趋势。

三、综合布线与智能建筑的关系

智能建筑指通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。综合布线系统技术作为智能建筑的大脑,综合布线系统属于智能建筑的关键设施和基础部分,对于建筑工程的施工过程、前期的设计、后期的维护有很大的影响。

综合布线系统与智能建筑的关系图

1、综合布线系统是智能建筑必不可少的基础

综合布线系统具备兼容性、开放性、可靠性、灵活性、经济性主要特点,作为智能建筑必不可少的基础,智能建筑通过建筑物综合布线(GenericCabling,GC)与各种终端设备,如通信终端(电话机、传真机等)、传感器(如压力、温度、湿度等传感器)的连接,“感知”建筑物内各个空间的“信息”,并通过计算机进行处理后给出相应的控制策略,再通过通信终端或控制终端(如开关、电子锁、阀门等)给出相应的控制对象的动作反应,使建筑达到某种程度的智能,从而形成建筑设备自动化系统、办公自动化系统、通信网络自动化。所以综合布线系统是智能建筑的基石,是必不可少的基础。

2、综合布线系统是评断智能建筑的智能化水平的重要标准

评断智能建筑的智能化标准不是看,这个建筑外观多么的巍峨耸立,或者这个建筑的内部装修多么的金碧辉煌,而是看这个智能建筑的综合布线系统,这是评断一个智能建筑是否智能化的重要评断标准。集成系统的建立充分发挥了各弱电子系统的功能。

(1)、智能化集成系统(IIS) intelligented integration system,将不同功能的建筑智能化系统,通过统一的信息平台实现集成,以形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。

(2)、信息设施系统(ITSI) information technology system infrastructure,为确保建筑物与外部信息通信网的互联及信息畅通,对语音、数据、图像和多媒体等各类信息予以接收、交换、传输、存储、检索和显示等进行综合处理的多种类信息设备系统加以组合,提供实现建筑物业务及管理等应用功能的信息通信基础设施。

(3)、信息化应用系统(ITAS) information technology application system,以建筑物信息设施系统和建筑设备管理系统等为基础,为满足建筑物各类业务和管理功能的多种类信息设备与应用软件而组合的系统。

(4)、建筑设备管理系统(BMS) building management system,对建筑设备监控系统和公共安全系统等实施综合管理的系统。

(5)、公共安全系统(PSS) public security system,为维护公共安全,综合运用现代科学技术,以应对危害社会安全的各类突发事件而构建的技术防范系统或保障体系。

(6)、机房工程(EEEP) engineering of electronic equipment plant,为提供智能化系统的设备和装置等安装条件,以确保各系统安全、稳定和可靠地运行与维护的建筑环境而实施的综合工程 。

在智能建筑中,一个完整的综合布线系统组成部分主要是:工作区子系统、水平布线子系统、网络主干系统和主设备间子系统。

图片来源:视觉中国

3、智能建筑中综合布线系统的设计分析

(1)、主设备间子系统

在综合布线系统中首先要设计主设备间,这个主设备间有利于管理整个建筑的楼层配线间和所有的信息点。作为综合布线系统的核心部分,主设备间是综合布线系统的管理子系统。主设备间的环境条件、选型、布局等因素在很大程度上影响了信息系统,包括信息系统的使用、维护、运行和灵活性。在设计上,主设备间最好设计在整个建筑的中央位置。为了节约投资和便于布线,主设备间最好能靠近弱电竖井。假如建筑每层楼的面积太大或者楼层太高,而且主机房离工作区在2250px以上,则需要在每个楼层设计分配线间,这个分配线间最好安装在弱电配线间里面,如果没有弱电配线间,可以在楼层安装网络机柜。

(2)、水平布线子系统

各个楼层配线间到工作区的电缆就是水平子系统,加入楼层的面积相对较小,则只要设计一个网络主设备间就可以了,从而将网络主干系统省去了,主配线间到工作区的布线就是水平子系统。如果建筑内有楼层分配间,则楼层分配间到工作间就是水平子系统。水平子系统通常情况下都是选择六类双绞线而且水平布线的距离最好在90m以内。水平电缆在建筑内的桥架线槽的牵引下到达各个信息点,信息插座和配线间内接线端之间都是点与点的连接,因此将系统的操作任意改变,都不会对系统的运行造成影响,便于系统的故障检修和重新配置。

(3)、网络主干子系统

连接分配线间和主机房的线缆,就是综合布线系统的主干。综合布线系统的网络主干主要有大对数电缆和光缆两种,大对数电缆有很多型号,主机房离各个信息点的距离不远的情况下就可以使用大对数电缆。通常情况下都是使用光缆,因为光缆在很多方面都有优势,包括价格、带宽、传输距离等方面,而且能确保系统的先进性。光缆主要有多模光缆和单模光缆,这两种光缆的传输方式有很大的差别,距离在500m范围内最好使用多模光缆,如果距离在500m以外最好使用单模光缆。传统的建筑设计一般都有弱电设计,因此在建筑楼层主干的走向的位置一定要考虑得当。一方面要确保线缆的安全,对线缆的保护方式主要是安装金属,安装之后就不允许随意移动。另一方面要确保线缆整体的美观,不能对建筑的整体环境造成影响,因此最好选择在不明显的地方如楼房拐角或不重要的房间里面。最后要顾及到扩张性,便于以后增加主干。

(4)、工作区系统子系统

办公室里面的跳线和插座构成了工作区系统子系统,信息插口的型号都是RJ五类信息插口,它的传输速率达到100Mbps以上,确保了计算机网络系统能够正常运行。不同的终端和不同型号的计算机可以在电脑信息插座上连接RJ五类标准跳线,在布线系统中,通过跳线,可以实现语音系统和网络系统的转换。在综合布线系统中,如果使用的信息插座是墙面型的,通常都是安装在隔断或者墙壁上,但是特殊情况下也可以安装在地面的插座盒里面或者家具屏风上。加入楼梯的房间要用到地面插座,最好使用国产地面插座,在国产地面插座内安装上插座模块就可以使用了。

四、综合布线系统的电气保护和接地

在我国智能建筑施工过程中综合布线始终是其重要的组成部分,而智能建筑综合布线的进行离不开电气保护技术的有效支持。可以有效防止电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备安全而进行的接地。规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺标准和要求,通过对新建或改造的客户建筑物的室内配电部分,实施以局部三相五线制或单相三线制,取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式,可以有效实现客户端的保护接地。

所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接入客户后,客户要改变原来的传统配线模式,在原来的三相四线制和单相二线制配线的基础上,分别各增加一条保护线接入到客户每一个需要实施接地保护电器插座的接地线端子上。

例如:利用设备监控系统来加强空调系统机组设备的运行管理,并根据系统负荷的变化和气象环境,及时调整空调系统运行方案,降低设备运行总功率,控制空调设备的最佳启停时间,可在保证环境舒适的前提下,缩短空调不必要的运行时间,以实现节能运行。

 

五、智能建筑中综合布线系统的应用

(1)、对计算机系统的支持

整个布线系统属于集中管理、分散装置的模式,每个部分之间既互相独立又互相联系,给计算机网络布局提供了物理基础。另外,整个布线系统能够形成二级星形结构,利用二点式的管理方法,既方便又灵活,能够适应多数计算机网络拓扑结构,为计算机网络布局提供了很大的潜力。整个综合布线系统符合国际标准和工业标准,因此在设备上的选择就很多,使整个综合布线系统能兼容大多厂家的设备。

(2)、对建筑自控系统的支持

建筑自控系统能够控制和监测智能建筑内的全部设备,包括车库管理系统、电梯系统、给排水系统、冷冻站、照明系统、变配电系统、热交换站、集中空调等。

(3)、OA的支持

OA系统主要由局域网系统、公共网络设备、公共办公设备、公共办公系统组成。在建筑内,有很多不同的机构在办公,因此对于网络、机器设备的接口、机器设备的型号的要求各不相同,特别的网络线缆,如果安装了综合布线系统,这个问题就迎刃而解了。综合布线系统在建筑建设之前就开始布线,当建筑施工完成后,整个布线系统也建成了。

(4)、对保安监控系统的支持

报警系统是把报警信号传送到报警控制计算机,通过计算机判断报警信号的所在位置,并将报警信息发出。在综合布线系统中纳入报警系统,在统一布线下,实现了报警系统和外界的紧密联系。

六、综合布线的美好前景

智能建筑是时代发展的必然产物,为人们提供舒适且便捷的居住环境,作为智能建筑的基础部分,综合布线系统确保了智能建筑的智能化。综合布线系统不仅支持计算机系统,还支持建筑自控系统和办公室自动化系统,同时还支持保安监控系统,包括报警系统和监控系统。综合布线系统具有灵活性、开放性、先进性等特点,能够满足现代化设施设备的需求,而且符合未来的发展方向。