随着社会信息化进程步伐的加快,人们对现代建筑的观念和要求也发生了变化,智能大楼的出现为传统的建筑注入了全新的概念,并成为现代建筑发展的方向,而结构化的综合布线系统是实现大楼智能化的基础和先决条件。
一、智能大楼与综合布线系统的关系
智能大楼是集楼宇自动化系统BAS、通信自动化系统CAS和办公自动化系统OAS于一体的综合系统。
BAS是以中央控制系统为核心,由多种楼宇控制子系统组成的综合系统,主要包括供电、空调、照明、消防、电梯、给排水、报警、LED/VGA显示、智能卡门禁管理、停车场管理及电视监控等设备控制子系统。
CAS是大楼计算机和通信系统的“中枢神经”,它包括以程控交换机为核心,以多功能电话、传真、各类终端为主要设备的通信网,以及楼内局域网、工作站、高速宽带的主干通信网和与通信公网互连的网络接口设备。
OAS主要是指由计算机、多功能电话、传真机,各类终端及声像存贮装置等各类办公设备再加上相应软件组成,提供文字处理、文档管理、电子帐务、电子邮件、电子数据交换、电子黑板、会议电视等办公应用功能。智能大楼要实现这些功能,它的先决条件就是要实现大楼的结构化综合布线。结构化综合布线系统是以智能大楼系统当前和未来布线需求为目标,对大楼内部和大楼之间的布线进行统一规划设计,以使智能大楼的BAS、OAS、CAS能有机地结合起来,构成大楼的智能化系统。很明显，结构化综合布线系统是一套涉及建筑、计算机、通信及自动控制技术等多个领域的综合系统。
二、结构化综合布线系统的几个基本问题结构化综合布线系统采用各种双绞线、光纤等传输媒介,以及各类适配器、信息插座、配线架等设备来构造楼群内的高速信息通道。
(一)、主要特点
1、综合性:能作为语音、数据、图像和控制信号等传输媒介。
2、模块化:采用独立子系统模块化设计,便于布线的扩充和重新配置。
3、灵活性:任意信息点均能连接不同类型的设备。
4、开放性:支持任意厂家的网络产品。
(二)、标准化问题
进入九十年代,综合布线有了系列通用标准,这些标准的颁布,大大简化了工程设计的复杂性,适用性大大增加,这些标准包括:
1、EIA\TIA568,ISO\IEC11801,TSB67;
2、EMCDrirective;
3、中国建筑群及建筑物结构化综合布线标准。
(三)系统基本组成和功能划分
结构化综合布线系统根据其功能可分为以下六个子系统：
1、设备间子系统:设置配线架,用以连接通信公网、管理子系统和建筑群子系统。
2、主干子系统:用线缆连接设备间子系统和各层的管理子系统。
3、管理子系统:分布在各楼层的分配线间的配线架,管理各层的水平子系统的线缆与垂直干线子系统线缆间的跳接。
4、水平子系统:用线缆将工作区子系统引至管理子系统。
5、工作子系统:通过标准信息口与用户设备相连。
6、楼群管理子系统:用线缆连接各楼的设备间子系统。
(四)、几种常见类型的结构化综合布线系统
世界上有很多类型的结构化综合布线系统,其公司多为通信设备制造商和计算机设备制造商,目前应用较多的有AT&T、ALCATELIBM、NT和Digital等公司的产品。
1、AT&TSYSTIMAX有三类、五类、超五类的UTP非屏蔽双绞线缆、信息插座、适配器、光电配线架等系列产品,能支持10Mbps、155Mbps(STM—1级)、622Mbps(STM—4级)的端到端应用,其UTP电缆特性阻抗为100,利用非屏蔽双绞线的平衡特性进行电磁干扰防护。此外AT&TSYSTIMAX系列产品中还包括625/125,标称波长850nm的多模光纤,以及1300nm的单模光纤,支持更高速率的应用。AT&T的SYSTIMAX安装方便,是最早进入国内市场,使用最多的产品。
2、ALCATELACS使用屏蔽双绞线(FTP),特性阻抗120,通过屏蔽层和双绞线的平衡特性共同对抗电磁干扰,抗电磁干扰性能好,产品的系列也很全,安装方便,市场前景看好。结构化综合布线的产品还有不少,不一一介绍。
三、工程设计中的几个问题
(一)、布线有效长度限制问题的设计考虑对于电话、传真、电传等传统的通信配线及楼宇管理系统的控制线来说,大楼布线的长度基本上不受限制,但对于数据通信用的计算机网络来说,对布线长度有较高的要求,即网络设备间的双绞线的长度不超过100米,这就增加了大型楼宇的结构化综合布线系统设计的复杂性。对这个问题在设计时可考虑如下几个原则来解决。
其一是保证各系统间的线缆长度不超过100米。这点主要考虑到计算机网络系统应用可通过网络集线器Hub的级联方式来增加网络设备间允许的线缆长度(每级联一级,距离100米),通常容许5～6级的Hub级联,这样网络设备间允许的距离会大大拉长。
其二是布放光缆也能解决布线有效长度限制问题。
(二)、布放光缆的设计考虑
当楼内网络系统有应用光纤的需求时,如网络系统是ATM主干网、FDDI网,网络要连接带光接口的集线器Hub、带光接口的网络交换机、带光接口的主机等设备时,应考虑光缆设计。此外当高层建筑楼内布线范围受到线缆有效长度的限制,则也可考虑布放光缆来解决。一般可在建筑群子系统和楼内主干子系统布放多芯光缆,在设备间子系统、管理子系统设置光配线架,如果要支持光纤到户FTTH、光纤到桌面FTTD的应用,则还要将光纤布放到要到达的房间,并上光配线单元。
(三)、主干子系统容量的设计考虑
当用双绞线缆做主干时,若水平子系统和主干子系统按1:1配线,即水平子系统线结构化综合布线系统的示意图对数(或其对应的信息口数)与主干子系统线对数相同,则这样每个工作区子系统的信息口都可对应主干线缆上的8芯线对,但这样配线是不经济的。通常的算法是,对于像电话、传真、电传等通信用的信息口及楼宇控制系统控制线用的信息口,配电线系数取1:05～1:1之间,对于计算机通信用的信息口、配线系数取1:01～1:05之间。具体系数的取定,由用户的实际使用情况以及今后的扩容计划和用户的经济实力来决定。一般来说,对于计算机通信用的端口,配线系数可取低些,形象地说主干上的一条8芯双绞线连到Hub,Hub就能带上多台计算机,如果Hub级联,则能带更多的计算机。
当用光缆做主干时,通常的做法是用多条4芯或6芯的光缆,从设备间子系统连接到各管理子系统或部分管理子系统,因为在计算机网络使用光纤连接时,10Base—T,100Base-T及ATM的一个网段要用2芯光纤,而FDDI则要用4芯光纤。因此这样确定光纤的芯数既能满足使用要求,还留有一定的备用芯数。当然,光缆芯数和光缆的具体连接方式,在设计时应考虑具体的使用情况以及扩容计划和经济承受能力。
(四)、关于视频信号布线问题的设计考虑
按照结构化综合布线系统设计思想,可以做到把各种信息(包括语音、数据、图像等)都综合在一起,通过一套结构化的综合布线系统来传送,以求得信息传递的最大灵活性。如闭路电视监视信号以及CATV信号都可采用射频电缆传送或采用结构化综合布线系统的线缆来传送(当然要加适配器),这些应用在技术上都不成问题,如AT&TPowerSum系统(超五类标准)能支持高达622Mbps(STM—4级)的速率,配上384A适配器和MPS100模块等配件即可提供550M的电视带宽,约可传送近70个电视频道。但是,在具体的工程设计中,哪些信息布线综合在一起应由技术经济来确定,无需为了综合而综合,加大了投资。
四、大楼结构化综合布线系统和接入网的连接
接入网技术包括以提供POTS业务的传统铜线缆的窄带接入网技术和HDSL、ADSL、HFC、FTTB、FTTC等宽带接入网技术。
对于只要求以铜线缆作为接入的各种窄带和宽带应用,如电话、传真、160Kbps的N—ISDN、384Kbps的电视会议系统、HDSL、ADSL等应用,楼内的结构化综合布线系统自然是可以提供比铜线缆更好的传输质量。而对于光纤网接入,则可通过与结构化综合布线系统的楼内光纤网络连接达到光纤到户、光纤到桌面的结果。而对HFC,同轴电缆也能由结构化综合布线系统的双绞线缆来取代,正如前面关于视频信号的布线问题部分所论述的那样,这些视频和射频信号通过适配器在双绞线上传输在技术上是可行的,主要是经济成本上的问题。
五、加强对结构化综合布线系统设计的规范化管理结构化综合布线系统在国内是近几年刚发展起来的,起步较晚。
从结构化综合布线系统设计与土建配合方面看,建筑设计部门对此技术了解不够,重视也不够。对于结构化综合布线设计,设备间子系统的使用面积大小、位置,主干子系统的走线孔洞或竖井的预留、管理子系统使用面积和位置,水平子系统是预埋暗管还是棚敷,工作区子系统信息口的预埋,以及各子系统间的走线通道等,多是考虑不够(顶多是按传统的弱电系统进行设计),这就造成本应预留的空间和应预留的管道在土建施工时难以到位,甚至在砌体和装修阶段还没到位,这将造成布线施工难度的增加和施工时常要破坏建筑结构和影响美观等结果。
从布线设计的水平和质量来看,目前从事结构化综合布线设计的单位主要是建筑弱电设计部门和计算机公司,暴露出来的问题是建筑弱电设计部门对计算机网络技术不甚了解,造成布线系统设计不合理。而计算机公司对土建专业和通信及自动控制等弱电专业不够了解且又多从推销产品的角度来考虑设计,造成布线设计不能令人满意。要改变上述这种状况,就应该确定一个行业管理部门来加强对结构化综合布线系统设计单位的资质管理,并加强对有关建筑群与建筑物结构化综合布线系统工程设计规范及相应技术标准的贯彻实施,以保障结构化综合布线系统建设市场能朝健康有序的方向发展。
六、结束语
结构化综合布线系统建设，近两年发展十分迅速,并且还将不断有新的标准和更完善的产品推出,希望设计部门能不断跟踪新技术,研究新产品应用,深入进行技术经济方面的探讨,把结构化综合布线系统应用推向新的高潮。