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建筑智能化的实现,需要高性能的弱电基础设施

来源: 发布时间:2018-11-20 2:15:53

 
一个城市是由各个建筑来组成的,其中我们的智慧建筑或者说智能建筑也是其中很主要的一部分,给大家分享的是我们融合布(cloth)线的一个理念,它主要为我们的智能建筑提供服务。弱电系统集成以客户需求为核心,集成 节能管理系统、通信与 网络管理系统、防盗报警系统、 视频监控系统、一卡通系统、 机房动力环境监控系统等多个子系统。今天的分享主要分为两大部分:第一,什么叫做融合布线,第二,融合布线给智能建筑带来哪些支持。     第一,什么是融合?或者说融合布线是什么概念?我们可以看到现在大部分的应用,已经全部IP化了,随着终端设备的IP化,信息走的物理链路也逐渐融合,比如说我们的布线方式,都开始向双绞线和光纤(Fiber)融合,它的好处(good benefit)是什么?我们的设备可以通过网络把所有的设备接入进来,不仅可以提升用户的体验,同时也可以降低我们的运营成本,通过云端的方式对它进行统一的规划和管理。     其中,最新的产品就是智能照明。智能照明是近两年非常火热的一个话题,这个话题是因为我们有了PoE的供电(power supply)方式,通过网络的方式给照明进行供电。     这是一个传统的我们叫做孤岛式的连接方式,每一个子系统独立(self-help)成为各自的系统,其中可能使用了双绞线,使用了铜轴电缆,对于这样的系统他们之间都是各自独立的,没有统一在一起,所产生的问题就是,为每一个单独的网络都必须要做物理上单独的一套网络包括桥架等等的设施,如果按照现在新的理念来实施,变成融合的方式,所有的应用,所有的终端设备,不管是监控、门禁、、空调,制冷等等这样的智能设备,全部通过统一的物理线路对它进行连接,这个时候所有的应用都是在统一的线路上来传输,底层的物理线路已经不需要再划分不同的方式,统一的物理线路走不同的应用就可以了。     给大家看一下我们畅想未来办公的场景,这个场景当中有很多的智能设备,所有的这些设备,不管是PoE供电,AP,还是照明,甚至窗帘和空调,所有的设备都可以通过我们统一的链路来对它进行连接,对它进行供电,而不需要额外的电线对它进行单独的供电。    除此之外,什么叫做融合布线?很简单,在我们整个的建筑里面,排除了其他大部分的不同的线缆,通过统一的双绞线和光缆对我们的智能设备进行连接,连接以后,我们需要支撑哪些应用?第一个就是远程供电,对于远程供电来讲目前(Nowadays)最主流的应用就是PoE,现在已经发布的标准就是IEEE 802.3af/at的TYPE1和TYPE2,明年2月份会发布最新的IEEE 802.3bt标准,而最新的标准会公布TYPE3和TYPE4标准,供电功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)将达到60瓦和90瓦,它的供电不仅仅在两对线上进行供电,而是可以在四对线上同时进行电力传输。     对于PoE供电和传统电源的方式有什么区别?最大的区别就是成本,这个成本不仅仅是建设成本,还有后期的运维成本。对于强电来讲很简单,强电用的人工,包括它的管道(Conduit)和电气规范,都比弱电严格很多,成本也相对于弱电更高一些,所有以后所有的供电的线路全部通过弱电方式来实现,这是未来智能建筑发展的一个大方向。     同时,不仅仅是PoE供电,融合布线很主要的一个应用就是智能照明。传统的照明上面有一些技术都是通过传统的强电供电的线路给所有的灯具去做供电,同时接入一路控制线对它进行控制。现在我们要做什么?就是把所有灯具通过双绞线,连接到交换机即可,不需要单独的供电设备,这时候它不仅接入网络,同时给它加载了很多的应用和电力在里面。而且这个应用方式,不仅仅局限于照明,通过这个照明的方式,衍生出来了一个叫做 ;数字天花板 ;的概念,我们头顶的灯具和天花板,不仅可以照明,还可以集成很多传感器,比如LIFI技术,包括空调,甚至是监控,WAP这些产品,都可以集成在灯具里面,所以智能照明后期的发展非常可观。目前仅仅从成本来看,做PoE的LED智能照明的成本很高,但是未来当所有元器件和技术设备成本降低以后,智能照明会是我们未来的一个主流的方向。     对于目前智能照明的部署方式,业界有两种,一种是分布式方式,将8口或者12口小型交换机放在天花板里面,从交换机我们直接拉一根跳线,跳到灯具上面,这个方式有很多问题,交换机直接放在天花板里面,不仅不能保证温度(temperature)湿度和灰尘对它的影响,而且这种方式也需要有供电线路接入终端交换机。比较推荐的是集中式的方式,也就是把灯具当做一个数据(data)点位,所有的管理都在弱电间进行,而不是把它放到每一个房间的天花板里面,这样对于我们的维护也好,甚至是我们的改造也好,会有更多的便利性。     刚才说了很多关于标准和PoE以及融合布线的概念,那么综合布线能提供哪些支持呢?第一个支持,如果是常规的弱电应用,跳线拔插的时候不会出现电弧,因为走的是弱电信号,当给线路增加供电的时候,拔插的时候就会产生火花,这个火花的出现会产生什么影响?短期经过火花的灼烧会造成机械、电气介面恶化,长期的火花灼烧,包括氧化(oxidation)的原因,器件表面会产生接触不良(bù líang)。怎么避免这样的一个问题?西蒙有一个产品叫做PoE之王,这是模块和跳线配合的方式,传统来讲我们电缆跳线和模块,接触点和使用点往往在同一个点上,这就造成刚才我们提到的问题,如果我们设计成它的接触点和它实际使用的这个点不在一起的时候,我们就避免了这个问题,所以这是我们的一个专利,我们也叫做PoE之王。
 
     同时,还有一个问题,就是温度对于线路的影响(influence),首先最大的影响就是线路长度的缩减,什么概念?如果是常规的布线,只是接入电缆或者电话(Telephone),它通常不会放在较高温度的地方,内有空调和暖气,都是适宜人活动的空间。如果把线缆放在天花板里面,这些线支持我们灯具的时候,就会有问题,我们没有办法去控制(control)这个温度,这时候外界环境的温度就会对线缆产生影响,这个影响是什么样子的?我们可以看到这个曲线,TIA 和 ISO 标准定义了一个随温度而变的降级因子,前面红色和深蓝色是标准定义的6A屏蔽信道和6A非屏蔽信道,在60度运行的时候它缩减的长度分别是18米和7米。     下面一根浅蓝色和黄色的线,是西蒙的6A屏蔽线缆和7A类双层屏蔽线缆,在60度和甚至是70度缩减的距离(distance),比标准的缩减少很多,如果需要在比较恶劣(liè)的极端环境下给终端设备供电,我们建议大家采用更高等级的屏蔽线缆,使支持的信道的距离更长。一个标准的信道是100米,如果减少这么多的长度,它覆盖的面积就会小很多,其实也是一种浪费。同时,如果在高温的时候,不仅距离会缩短,还有功率损耗会增加,当我们在给设备供电的时候,在高温的情况下,每一百米的线缆线缆就有不同程度的功率损耗,图表是5e类,6类,6A类和7A类的功率损耗数值,可以看到,线缆的等级越高,功率损耗越小。如果线缆支持弱电应用就不会存在这个问题,当我们以后需要大面积给设备供电的时候,它就会成为我们计算能耗的一个比较关键的指标。
 
     在这里,除了刚才提到的PoE供电距离和功率损耗。宿州弱电集成各子系统互相独立、互不统属:目前政府和企业的办公大楼以及工厂厂区,在一定程度上都建立了 综合布线、安防报警、 视频监控、一卡通、动力环境等系统。 还有对WAP的支持,目前的高速WAP支持2.6G到3.5G,通过用两根6类线缆的链路聚合的方式方法来实现。如果往后面发展,达到10G甚至更高传输速率的时候,6类线缆则无法支持更高的速度,建议大家采用6A类屏蔽的线缆。对于大部分的常规设备,比如监控,门禁(Access Control),以及其他终端设备不需要那么高的速率,往往就是WAP会有很高的需求。     今天,最主要给大家分享一些我们的融合布线产品(Product),对于工作区来讲,业界的标准是不能在现场压接水晶头作为跳线使用。如果手工压制水晶头,那么就没有办法在现场保证它的性能,这时候遇到这些WAP等终端设备怎么办?按照传统的方式,就是线缆+装饰面板+模块+跳线。这时候大家会觉得很麻烦,并且成本很高,这时我们提出一个新的解决方案——采用IDC接线方式的端接插头。它是类似于模块的端接方式的插头,这样的插头配合我们的线缆,可以使所有的指标完全满足6类甚至6A类性能。
 
     这种端接的方式,只需要一个小工具通过简单一压的方式,就能把它做成一个类似于跳线的插头,右边的图片是插在监控设备头里面的一个示例。弱电工程主要包括以下子系统: 计算机管理系统工程; 楼宇设备自控系统工程; 保安监控及防盗报警系统工程; 智能卡系统工程; 通讯系统工程; 卫星及共用电视系统工程; 车库管理系统工程; 综合布线系统工程;  计算机网络系统工程; 广播系统工程;  会议系统工程; 视频点播系统工程;  智能化小区综合 物业管理系统工程; 可视会议系统工程; 大屏幕显示系统工程; 智能灯光、音响 控制系统工程; 火灾报警系统工程; 计算机机房工程。
 
     除了刚才提到的端接插头以外,我们还有一个产品叫做区域(zone)配线箱,它是一个盒体,或者可以把它当成一个小的机柜来理解,但不完全是一个机柜的概念,它可以作为一个CP点或者集合点,在区域配线的时候,它可以连接很多不同的终端设备,包括电脑,电话,照明等等。传统来讲,在一个大楼里面,我们通常不太会用这样的一个方式,因为在一个房间里面,主要是数据的点位,可以一次性部署到位。但是对于智能建筑(jiàn zhù)而言,还包括照明、安防、门禁等智能设备需要接入网络(network),有时无法一次部署到位,这时候我们布线(wiring)的时候就需要一个结点,它就叫区域配线箱。覆盖范围(fàn wéi)是13米,所有电信间引来的线缆首先接入它,再通过(tōng guò)它向所有终端设备进行连接和供电(power supply)。作为一个节点,它可以放在墙壁上也可以放在天花板里面,可以对相关的设备进行重新摆放,实施速度也比较快,不需要从电信间进行重新的布线,这是一中新的布局,不像传统从电信间的配线架再拉到终端点位的一种新的方式。

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