现代智能建筑综合布线主流技术探讨

摘要： 本文首先对中国未来十年智能建筑的国际地位、发展数量以及布线市场作了预测。然后从智能建筑主流技术的概念出发，着重探讨近两年来综合布线系统中铜缆和光缆技术及国际标准的发展，提出电力大厦和智能小区中的应用原则，供建设业主选择布线系统设计方案作参考。 0、引言 综合布线系统自问世以来已经有20多年的历史，随着综合布线系统技术的不断发展，与之相关的综合布线系统的国内和国际标准也更加规范化、标准化和开放化。国际标准化委员会ISO／IEC、欧洲标准化委员会CENELEC和北美的工业技术标准化委员会TIA／EIA等组织都在努力制定更新的标准以满足技术和市场的需求，标准的完善会使市场 更加规范化。 综合布线系统的技术、标准、产品的推广应用在我国已有十几年的时间了。从整个发展过程来看，综合布线系统对智能建筑的兴起与发展起到了积极的推动作用。综合布线系统作为建筑物的基础设施，为建筑物内的信息网络及各种机电设备系统信息的传递提供了宽带的传输通道，已成为智能建筑必备的一个重要组成部分。 而所谓综合布线的主流技术，就是指先进、成熟、实用的技术，即工程中通常应采用的技术。考虑的基点是：工程不是科研，工程不宜采用正处于研究阶段的科研最新技术，而是应采用成熟、实用的先进技术。当然也不能采用过时、淘汰技术。对于主流技术与主流产品我们应该明确下面三个观点： Ø 主流技术是动态的。 Ø IB可以分为大厦、小区及公共建筑（体育场馆、博物馆及会展中心等）。 Ø 不同用途主流技术应用不同。 一、 中国未来十年IB发展及预测 1、中国智能建筑的国际地位 智能建筑的发展不仅为人们提供安全、舒适、节能、高效的工作和生活空间，还能运用现代高新技术，把有限的资金和有限的建筑空间进行综合的开发利用。国内外普遍认为未来十年是中国智能建筑飞速发展的十年。其具体表现在以下三方面： 1）未来十年将有重大发展，表现在 Ø 2005年江苏将举办全国第十届运动会，其智能化，网络化程度将超过全国第九届运动会的水平。 Ø 2008年我国将举办奥运会。 Ø 2010年上海将举办世博会 2）世界智能建筑发展的重心将转移到中国 Ø 据不完全统计，北京市2002年城建投入总额超过了欧盟主要城市的投入。 Ø 以江苏省会城市南京市为例，2003年的城市建设投入为273亿人民币，在世界同等城市中也是名列前茅的。 3）推动世界智能建筑技术发展的源头在中国 中国有世界最广阔的智能建筑市场，中国广大专家每年有近数十篇高质量的论文在国内外IB专业杂志发表。他们中许多专家是建设部、信息产业部、公安部的核心专家，他们在国内外大型工程招标书经常提出同步于当前国际水平发展的相关技术要求。虽然本土企业中具有国际先进水平的产品还较少，但他们的观点将促进世界各国IB企业新产品的开发。 2、未来十年智能建筑的发展数量 经济在增长，人们的生活水平越来越高，对公用和专用设施的要求程度也越来越高。全国各地的智能建筑也不断的增加。 中国智能建筑是1995年开始，由于一开始是处于探索的阶段，增长速度比较缓慢。随着中国整个社会经济的不断发展，特别是能够保持高百分点的增长速度，智能建筑也因人们生活水平的提高而迅速发展起来。由于北京申奥成功，到2008年，北京的体育场馆及各类智能建筑大量兴建，其数量和投资额都将达到空前规模。上海市申办成功2010年世博会，预计2008年，上海高层智能建筑将达4000幢。江苏目前正兴建南京地铁工程（8个站，投入72亿），由于江苏省2005年将举办全国第十届运动会，目前正在南京新建奥体中心。相应的体育场馆新建22个，将在江苏省无锡、苏州、常州等地新建。南京在河西区投入120亿，兴建中央商务区（CBD）。 浙江省智能建筑近两年后来居上，已兴建上百栋智能大厦，近期还在杭州兴建杭州大剧院、杭州市民中心、浙江电力大厦、利群大厦等均以大量巨额资金投入。综合全国各地估计今后十年将会达到8000-9000栋左右智能建筑，其发展速度已名列世界前列。 人们不仅对大厦有很多的要求，而且对个人居住的场所也需要智能化。智能小区在智能大厦发展的带动下，也逐步的发展起来。目前，举国上下正掀起小区建筑热潮。据预测，智能小区将是智能建筑发展的又一个亮点。随着人们物质生活水平的提高，人们开始讲究小区的环保、绿色、节能。中国是一个人口众多的国家，就需要较多的智能小区，在智能大厦高速发展的同时，智能小区也将大力发展，而且智能小区的建设数量在今后十年能达到上万个以上，达到世界之最。 国内外有关专家普遍认为：21世纪新建的智能建筑一半在中国；21世纪世界最大的智能建筑市场在中国；推动智能建筑发展的源头在中国。 3、综合布线市场 随着技术的不断成熟，6类综合布线系统以其特有的优势会越来越得到市场的青睐。国内宽带网络的快速普及以及多媒体技术的发展，特别是大批的智能大楼和住宅小区建成后，智能监控、防盗报警、自动抄表、VOD视频点播、图像会议、电子商务等图文信号成为网络数据传输的重要内容。因此，人们对综合布线系统要求越来越高，需要支持更高带宽的应用和更快速高效的性能。6类综合布线系统正是迎合了人们的需要，在未来的5至10年内，如果仅考虑使用100base-T的传输速度，那么，5+类产品已经足够了，但是如果考虑以上这些智能系统的应用，则需要采用6类解决方案。所以，将来的布线领域将是以6类为代表的高品质布线系统占领市场的主导地位。 综合布线产品未来市场需求量预测： 1、 2004年市场总额： 约25.6亿元 2、 2005年市场总额： 约28.6亿元 3、 2006年市场总额： 约32.6亿元 二、主流技术 目前，在国内智能化建筑和智能小区中选用的综合布线系统产品，国外生产的产品占据国内市场的份额较大。同时，国外生产厂商紧跟当代科技发展形势，不断开拓创新，开发试制新产品，新技术和新材料以及新工艺也不断涌现，使国内市场上的综合布线系统的产品品种更多，科技含量提升，优化筛选的余地增大。尤其是缆线的类别从5类、超5类发展到6类甚至有提高到超6类和7类的态势。配线接续设备也由一般的传统连接和人工管理方式向高新的自动控制和电子管理方式发展；连接硬件也在逐步改进。当前工程应用中比较成熟的是超5类产品，而2003年综合布线市场最突出的一个热点则是6类产品，预计在未来几年内，6类产品将占据绝大部分市场，成为工程应用中的主流技术。 目前，我国正在实施的国家标准GB／T 50311-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》和GB／T50312-2000《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》是基于class D和5类布线的标准制订的。显然已落后于市场的需要，6类布线标准的公布，促使我们应积极地准备修订国家标准。鉴于ISO／IEC的标准尚未正式公布。从已掌握的2001年10月10日ISO／IEC JTC1／SC25N739版本及与已公布的TIA／EIA-568-B.2-1-2002版本进行对比来看，对于信道和固定链路等定义是一致的，指标略有差异，特别是低频部分存在一些不同。 两本标准的共同点都是对信道和固定链路等做了明确的定义，并分别规定各项指标。 主要不同点是：TIA／EIA-568-B.2-1-2002只规定了class E（6类）的各项指标，且要求测试频率分：1、4、8、10、16、20、25、31.25、62.5、100、200、250MHz等12个频点；ISO／IEC／JTC1／SC25／N739—2001、10、10规定了class E（6类）和class F（7类）标准，且测试频率只要求为：1、16、100、250、600MHz等5个频点，其中600MHz为7类标准。 超5类综合布线产品实际上是质量好一些的5类产品。电缆结构没有大的改变，产品在运输和施工过程中容易产生结构变化而使产品指标下降，因此稳定可靠性难以得到充分的保证。 发展趋势是6类取代超5类；超5类取代5类，同时取消class A和class B。对于已经安装好的超5类综合布线来说，仍可采用4对线双工双向以太网网络设备开通吉比特以太网，新设计的综合布线应该以6类综合布线作为首选产品。 三、主流产品 1、市场竞争激烈国内外产品并存 近年来，国内综合布线市场呈现出百花齐放、百家争鸣的景象，综合布线市场正面临着前所未有的繁荣。国外知名品牌多足鼎立，国内品牌所占市场份额也大幅攀升。 据统计，目前进入国内市场的国外布线厂家有30多家。北美地区主要有Avaya（现为Commscope）、3M、西蒙、AMP、IBDN，百通、泛达等品牌，欧洲地区主要有耐克森、德特威勒、科龙、奔瑞等品牌，这些厂家主要是以生产和销售具有高性能的高端产品所著称，在行业内有着很高的品牌知名度和行业认知度；同时，在内地还活跃着一些港台布线厂家，例如：万泰、鼎志等，他们所生产的产品具有良好的性价比，在产品性能上相对国内厂家要好一些，而在价格上要比其他国外品牌低一些，介于高端与低端之间。 2003年，也是国内布线厂家异军突起的一年，各布线厂家都加强了产品研发、市场拓展的能力，一些业主也开始变得更加理性，在综合布线产品的选择上开始由先进性向实用性转变，一些国内布线厂家，如中国普天、TCL、鸿雁电器、大唐电信、宁波东方等在2003年不论新产品的推广，还是具体的工程应用，都取得了不错的成绩。 国内产品的最大优势在于价格较低，有竞争力，他们凭借着低廉的价格、良好的性价比，迅速占领了中低端市场，并且有着良好的市场前景。 2、光纤产品日趋成熟 随着计算机速度和网络需求的飞速发展，铜缆网络的传输速度将不能满足未来数据、语音、VOD等多媒体数据传输的需要。鉴于光网络在带宽、实时性、传输速率、保密性、传输距离等方面的优势，未来的网络必将朝着光网络的方向发展。在结构化布线系统中，光纤不但支持FDDI主干，1000base-FX主干、100base-FX到桌面、ATM主干和ATM到桌面，而且可以支持CATV／CCTV及光纤到桌面（FTTD）。目前它和铜缆共同成为结构化布线中的主角。总有一天光纤会代替铜缆，关键问题是价格差异。如果光纤与铜缆价格相同，那么铜缆就会被淘汰。这一点与五类布线降价时，四类非屏蔽双绞线被淘汰的情况非常类似。 作为光纤配线网络的产品主要体现于光缆与光接插器件，实际上国内生产的光缆和光器件原来主要应用于通信行业，从技术上与产品上来讲都是较为成熟的。实际上有些国外综合布线厂商的光缆和光器件也是在国内生产的，以降低成本和提高市场的竞争能力。 2003年光纤产品的市场有了一定的发展，光纤产品的市场日趋成熟，一是成本有所降低，另一方面也是网络传输速率的要求。随着网络速率的提高，将加快实现光纤到桌面。但是光纤的发展也是需要一个循序渐进的过程。一方面，光纤较线缆价格高，同时交换机的光端口（网卡、端接口）价格也较高，因此光纤的价格并不能一下子被市场所接受另一方面，光纤虽然具有很高的带宽，但是业务上是否有需求也是人们考虑的问题之一。 四、电力大厦及智能小区中综合布线的应用 智能建筑分为大厦、小区及公共建筑（体育场馆、博物馆及会展中心等），根据各个建筑物的用途不同，综合布线系统的配置也应不同。 1、智能大厦，应采用6类铜缆+光纤综合布线系统。下面以某电力大厦为例，具体谈谈综合布线系统的设计。 电力中心大楼作为重要的电力调度和生产管理机构，拥有先进的调度系统、通信系统和计算机系统，为保证这些系统能够安全、可靠、灵活地运行，满足用户不同的使用要求，新大楼为这些系统选用了6类铜缆+光纤综合布线系统。 大楼的综合布线系统采用开放式结构，支持语音及多种计算机数据系统，适应异步传输模式（ATM）和千兆比等高速数据网。在应用上能支持会议电视、多媒体等系统的需要，提供光纤到桌面，满足将来宽带综合业务数字网（B-ISDN）的要求。布线系统采用树状星型结构，满足工作区变动时布线方案的调整，以及将来与各种不同逻辑拓扑结构的转换。 1）垂直子系统 垂直线缆是连接各层分配线架与主配线架的主干，因而线缆比较集中。为了减少线缆的占地面积，在设计中，可以采用了大对数双绞线电缆传输语音信号，室内光纤传输数据信号。 “电力调度”显然是电力大厦最基本的工作功能，因而在设计中应当切实保证电力调度信号的安全、可靠。考虑到这一点，以及今后计算机网络管理的需要，在各个分管理间设光纤配线架，用一根光纤通过竖井引至光纤主配线架，与网络设备连接。 2）工作区子系统 在设计中，我们应考虑当前的需要，又要考虑到未来的发展，同时还要兼顾各层、各房间、各主管部门、各业务部门的实际需要，以此来确定整个大厦所需设置的数据点和语音点的个数。 3）水平子系统 宜选用高品质的六类非屏蔽双绞线，可以使信号的传输速率达到150／600Mbs，以满足当前及未来数据系统的需要。水平布线必须是一根六类线对应一个数据点（语音点）。虽然，按这种设计方案，一次性投资较大，但这样可以增强用户终端的灵活性。 2、公共建筑，与智能大厦相似，也应采用6类铜缆+光纤综合布线系统。 3、智能小区，根据国家标准应采用超5类布线系统，而数字社区则应采用六类布线系统。 随着小区规模的越来越大，小区内建筑物之间的互连，若铜缆因其距离限制无法满足时，选择光缆则是必然的了。光缆的传输距离较远，不同的光口以Gbps传输可达到几公里、15公里、45公里、70公里、甚至120公里，而铜缆以100M传输尚只能在100米内，做GB传输的距离就更短了。而小区内各个楼栋内的布线则根据具体情况进行设计。 五、结束语 综合布线是为计算机网络提供传输线路的，必须配合网络设备才能实现。综合布线质量的提高，有利于简化网络设备，从而降低网络设备的成本，且总体质量提高。因此，应该采用综合评价的方式来确定性价比，不能单看综合布线成本的提高作出判断，否则容易产生偏见，使总体方案不合理。