第1章智能建筑与网络综合布线

网络综合布线技术网络综合布线技术第1章智能建筑与网络综合布线1.1智能建筑1.2综合布线系统概念1.3综合布线系统的设计等级1.4综合布线系统的标准1.5综合布线技术的最新发展本章主要介绍：智能建筑概念和网络综合布线的概念以及相关的基本知识，网络综合布线的主要技术概要，网络综合布线系统的应用，网络综合布线系统的设计，网络综合布线工程技术经济分析，网络综合布线系统标准以及综合布线系统的最新技术发展。1.1智能建筑智能建筑是信息时代的必然产物，是建筑业和电子信息业共同谋求发展的方向。智能建筑是这样的一种建筑物，它要实现结构、系统、服务、运营及其相关全面综合，达到最佳组合，构造高效率、高性能与高舒适的大楼或建筑。将计算机技术、控制技术、通信技术和图形显示技术综合应用于建筑物之中，并且在建筑物内建立一个以计算机网络为主体、为中心的。包含有线电视、电话通信、消防报警、电力管理、照明控制、空调新风、门禁保安的综合系统，使建筑物实现智能化的信息及管控。综合布线系统是伴随着智能建筑的发展而崛起的，它是大厦智能化得以实现的“高速公路”。综合布线系统正是为了满足实现智能大厦综合服务于管理的需要而建立的。1.1.1智能建筑智能建筑的概念：智能建筑的概念，诞生于在20世纪70年代末的美国。智能大厦（建筑）的建设，上世纪90年代起才开始在我国起步，但迅猛发展的势头令世人瞩目，智能建筑的建设已成为一个迅速成长的新兴产业。智能建筑和综合布线的发展历史并不久，对其有关的描述不少，但目前尚未形成统一概念。美国智能化建筑学会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建筑各综合服务需要，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，是智能建筑的重要组成部分。1.1.2智能建筑组成智能建筑主要由系统集成中心、综合布线系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、通信自动化系统五大部分组成。智能建筑所用的主要设备通常放置在智能化建筑内的系统集成中心（SystemIntegratedCenter，缩写SIC）。它通过建筑物综合布线与各种终端设备，如通信终端（电话机、传真机等）、传感器（如烟雾、压力、温度、湿度等）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（如步进电机、各种阀门、开关等）给出相应的控制对象的动作反应，使大楼具有所谓的某种“智能”。所谓智能的含义，包括了以下几个方面：建筑物自动化（BA）；通信自动化（CA）；办公自动化（OA）形成“3A”智能建筑。为了更突出某项功能，提出防火自动化（FA），以及把建筑物内的各个系统综合起来管理，形成一个管理自动化(MA)，上FA和MA这两个“A”，便成为5A智能化建筑了。但从国际上来看，通常定义BA系统包括FA系统，OA系统包括MA系统．因此一般只采用3A的提法。便于全面和正确理解“智能建筑”定义的内涵。图1-2说明了智能建筑由智能化建筑环境内的系统集成中心利用综合布线连接并控制“3A”系统的组成模式。BA建筑物自动化SIC系统集成中心OA办公自动化CA通信自动化图1-2智能建筑环境综合布线综合布线图1-3是3A系统的构成的示意图。图1-33A系统的构成●系统集成中心系统集成中心，是以计算机为主体的智能建筑的最高层控制中心，监控整个智能大厦运作。它通过综合布线系统将各个系统连为一体，实施统一管理和监控，同时为各子系统之间建立起一个标准的信息交换平台。●综合布线系统大厦所有信息的传输系统，可以传输数据、语音、影像和图文等多种信号，支持多种厂商各类设备的集成与集中管理控制。通过统一规划、统一标准、模块化设计和统一建设实施，利用同轴电缆、双绞线或光缆介质（或无线方式）来完成各类信息的传输，以满足智能化建筑高效、可靠、灵活性等要求。系统一般包括建筑群子系统、设备间子系统、垂直子系统、水平子系统、管理子系统、工作区子系统六个部分。●楼宇自动化系统（BA）楼宇自动化系统是将建筑物（或建筑群）内的电力、照明、空调、运输、防灾、保安、广播等设备以集中监视、控制和管理为目的而构成的一个综合系统。●办公自动化系统（OA）由计算机技术、通信技术、系统科学等高新技术所支撑的辅助办公的自动化手段，其主要包括:电子信箱、视听、电子显示屏、物业管理、文字处理、共用信息库、日常事务管理等若干部分。它将主要完成各类电子数据处理，对各类信息实施有效管理和辅助决策者做出正确迅速的决定之功能。●通信自动化系统（CA）智能建筑中的信息通信系统应具有对于来自建筑物内外各种不同信息进行收集、处理、存储、传输和检索的能力。为用户提供包括语音、图像、数据乃至多媒体等信息的本地和远程传输的完备的通讯手段和最快、最有效的信息服务。智能建筑中的信息通信系统包括语音、数据通信、图文通信和卫星通信等几个部分。主要包括:卫星通信、无线寻呼、会议电视、可视图文、传真、电话、有线电视、数据通信等若干部分。综上所述，智能建筑实质上是利用电子信息系统集成技术将BA、CA、OA和建筑有机地结合为一体的一种适合现代信息化社会综合要求的建筑物，综合布线系统是实现这种结合的有机载体。《智能建筑设计标准》（中华人民共和国国家标准GB/T50314-2000）是规范建筑智能化工程设计的准则。其中对智能办公楼、综合楼、智能小区、住宅都有条文规定。大体分为：①建筑设备自动化系统（楼宇设备运行管理与监控，火灾自动报警与消防控制，公共安全防范）；②通信网络系统；③办公自动化系统；④综合布线系统；⑤建筑智能化系统集成。1．2综合布线系统概念综合布线系统的定义为：“通信电缆、光缆、各种软电缆及有关连接硬件构成的通用布线系统，它能支持多种应用系统”。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。它既能使语音、数据、图像设备和交换设备与其它信息管理系统彼此相连，也能使这些设备与外部相连接。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。目前在商用建筑布线工程的实施上遵循结构化布线系统（SCS，StructuredCablingSystem）标准。它仅限于电话和计算机网络的布线。结构化布线系统的代表产品称为建筑与建筑群综合布线系统（PremisesDistributionSystem），简称PDS系统。通常我们所说的综合布线系统是指结构化布线系统。结构化布线系统的特点如下：（1）实用。支持包括数据、语音和多媒体等多种系统的通信，适应未来技术发展需要。（2）灵活。同一个信息接入点可支持多种类型设备，可连接计算机设备或电信设备。（3）开放。可以支持任何计算机网络结构，可以支持各个厂家的网络设备。（4）模块化。使用的所有接插件都是积木式的标准件，使用方便，管理容易。（5）易扩展。系统费城容易扩充，在需要时可随时将设备增加到系统之中。（6）经济。一次投资建设，长期使用，维护方便，整体投资经济。1.2.1．综合布线的发展过程综合布线的发展与建筑物自动化系统密切相关。建筑与建筑群综合布线系统,我国国家标准GB/T50311-2000命名为综合布线GCS(Genericcablingsystem)。综合布线是一种预布线，能适应较长一段时间需求。系统应完全开放，支持多级多层网络结构，易于实现大厦内的配线集成管理。系统适应高传输率和带宽要求。1.2.2．综合布线的特点其特点主要表现在它具有兼容性、开放性、灵活性、可靠性、先进性和经济性，而且在设计、施工和维护方面带来方便。１．兼容性所谓兼容性是指其设备或程序可以用于多种系统中的特性。综合布线系统将话音信号、数据信号与监控设备的图像信号配线经过统一的规划和设计，采用相同的传输介质、信息插座、交连设备、适配器等，把这些性质不同信号综合到一套标准的布线系统中。2．开放性综合布线系统由于采用开放式的体系结构，符合多种国际上流行的标准，几乎对所有著名的厂商都是开放的，如：IBM、DEC、SUN的计算机设备，AT&T，NT，NEC等交换机设备。并对几乎所有的通信协议也是开放的，如EIA-232-D，RS-422，RS-423，ETHERNET，TOKENRING，FDDI，CDDE，ISDN，ATM等。3．灵活性由于所有信息系统皆采用相同的传输介质、物理星形拓扑结构，因此所有的信息通道都是通用的。每条信息通道可支持电话、传真、多用户终端。4．可靠性综合布线系统采用高品质的材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息通道。所有器件均通过UL、CSA及ISO认证，每条信息通道都要采用物理星形拓扑结构，点到点端接，任何一条线路故障均不影响其它线路的运行，为线路的运行维护及故障检修提供方便，从而保障了系统的可靠运行。5．先进性所有布线采用最新通信标准，信息通道均按布线标准进行设计，按八芯双绞线进行配置，通过敷设超5类的双绞线，数据最大速率可达到1000Mbps，对于需求特殊的用户，可将光纤敷设到桌面。6．经济性衡量一个建筑产品的经济性，应该从两个方面加以考虑，即初期投资与性能价格比。一般说来，用户总是希望建筑物所采用的设备在开始使用时应该具有良好的实用特性，而且还应该有一定的技术储备。在今后的若干年内应保护最初的投资，即在不增加新的投资情况下，还能保持先进性。1.2.3综合布线系统的结构和组成综合布线一般采用分层星型拓扑结构。该结构下每个分支子系统都是相对独立的单元。对每个分支子系统的改动都不影响其他子系统，只要改变结点连接方式就可使综合布线在星型、总线型、环型、树状型等结构之间进行转换。采用模块化的结构，按每个模块的作用，可把综合布线划分成6个部分，如图1-4所示。图1-4综合布线划分成6个部分6个部分每一部分相互独立，单独设计，单独施工。1.工作区也称工作区子系统，提供从水平子系统端接设施到设备的信号连接，通常由连接线缆、网络跳线和适配器组成。如图1-5所示。图1-5工作区子系统组成2．水平主干子系统水平主干子系提供楼层配间至用户工作区的通信干线和端接设施。水平主干线通常使用屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），也可以根据需要选择光缆。对于利用双绞线构成的水平主干子系统，通常最远延伸距离不能超过90米。如图1-6所示。图1-6水平子系统3.干线子系统也称垂直主干子系统。是建筑物中最重要的通信干道，通常由大对数铜揽或多芯光缆组成，安装在建筑物的弱电竖井内。垂直干线子系统提供多条连接路径，将位于主控中心的设备和位于各个楼层的配线间的设备连接起来，两端分别端接在设备间和楼层配线间的配线架上。如图1-7所示。图1-7干线子系统4．设备间也称设备子系统，它是结构化布线系统的管理中枢，整个建筑物或大楼的各种信号都经过各类通信电缆汇集到该子系统。5．管理区也称管理子系统。在结构化布线系统中，管理子系统是垂直子系统和水平子系统的连接管理系统，由通信线路互连设施和设备组成，通常设置在专门为楼层服务的设备配线间内。管理子系统设备包括局域网交换机、布线配线系统和其他有关的通信设备和计算机设备。布线配线系统常称为配线架，由各种各样的跳线板和跳线组成。在结构化布线系统中，当需要调整配线连接时，即可通过配线架的跳线来重新配置布线的连接顺序。图1-8是布线配线系统的图示。图1-8布线配线系统6．建筑群干线子系统综合布线的建筑群干线子系统的作用，是构建从一座建筑位延伸到建筑群内的其他建筑物的标准通信连接。系统组成包括连接各建筑物之内的线缆、建筑群综合布线所需的各种硬件等。1.2.4．综合布线的经济分析1.综合布线的初期投资特性综合布线初期投资与传统布线相比较高，但由于综合布线是一套完整的布线