综合布线系统在智能建筑中的发展历程及未来趋势论文_方宇昊,李国萍

浙江锦海智能控制系统工程有限公司 华信咨询设计研究院有限公司

摘要:综合布线自诞生以来,不断改善自身技术,发展至今已发生巨大的变化。如今,随着物联网、智能楼宇、智慧城市等智能化时代的到来,更是对综合布线系统在速率上、带宽上、功能复用性上提出了新的要求。本文就综合布线的发展历程以及未来的发展趋势进行讨论并做出展望。

关键词:综合布线系统、全光网络、智能建筑/社区;

一、引言

智能建筑的兴起,信息传载的性能也由此在各种需求中不断提高,在整个智能化的建筑中,一个完整系统的整体则是由不同部分所组成,而不仅仅是单独存在,互不相容的个体部分,综合布线系统就满足这种要求,同时它还是一种较为前沿的布线方式,正是因为它的存在,信息化的产品变的更加灵活多样,而且更加兼容。综合布线系统可以说是智能建筑信息化的核心,不单单因为其布局合理,规划统筹,同时它在建筑物的内部和外部之间的网络联通,架起了重要的桥梁。综合布线系统不仅综合了线缆,还综合了数据,因此形成了高效的系统。

二、主流产品的发展

综合布线系统中,主要分为铜缆布线及光缆布线两种。

铜缆的发展:

主要为信号传输的主要介质双绞线的发展,从早期的只用于语音传输的一类线,到传输带宽为1M,传输速率为4Mbps的二类线;从传输带宽只有16M/20M 的三类/四类线,发展到曾经风靡一时,让人振奋的,带宽可达100M的五类线;从目前已经慢慢退出市场的,带宽达到100M,传输速率可达1000Mbps的超五类,发展到目前市场主流通讯介质,带宽可达250M,传输速率可达万兆的六类线;再从带宽可达500M的 6A 类双绞线,到带宽可达2000MHz,传输速率为40Gbps的八类线。

光缆的发展:

1966年,英籍华人高锟首次提出用石英纤维远距离传输光波的概念;到 1970年,美国康宁公司研制出低损耗石英玻璃纤维。1976年,美国贝尔与西点公司建成光通信实验室。1978年,中国上海电缆研究所研制成功短波长松套层绞光缆。1983年,英国电信公司首次正式应用了8芯单模光纤的光缆线路。1985年,日本建设贯通全国的的光缆线路网。1986年,英国-比利时建成第一条海底光缆线路,至1996年共建成7条跨大西洋的光缆线路。1989年,美国与日本间的第一条太平洋光缆线路开通。1997年全球光缆互联线路网(FLAG)投入运行。

随着科技的发展,各种各样的单模、多模光缆不断涌现。有零水峰单模光缆,小半径弯曲的单模光缆;有OM1、OM2的多模光缆,到目前的可以传输万兆的OM3、OM4光缆,光纤从几芯到几百芯,不一而足。

三、现行建设方案

光缆+铜缆;

两层/三成网络架构;

技术特点:

●光缆+铜缆传输介质

●支持语音、数据、图文、多媒体等综合应用,能提供10/100/1000Mc传输应用

●采用结构化的新型拓扑布线方式和标准模块接口

●路由器、交换机等设备需配置电源

四、未来发展方向

随着通信技术的发展,光纤将会逐步取代铜缆在智能建筑中的作用。全光网络(ALL Optical Network)已经成为未来信息传输的一个必然趋势。

A)全光网络的物理结构

全光网络系统通常采用点到多点树型拓扑,其组成涵盖三部分,下图所示是其系统组成。

其中,OLT(Optical LineTerminal,光线路终端)位于城域网边缘,是接入层的核心设备,为多业务提供平台,同时支持 IP 业务和传统的 TDM业务。

OLT 可采用广播方式将数据、视频等各项业务通过光分配网络到所有的光网络单元,又可采用时分复用方式将来自各个光网络单元的各个业务信息汇集到同一根光纤到OLT接收端(保证个体的完整性)。此外,OLT 还是一个集中网络管理平台,针对不同用户需求,QoS 动态分配带宽,实施网络安全和管理配置。

ODN(Optical Distribution Network,光分配网络)是 OLT和光网络单元之间的光纤连接,由一个或多个光分路器和光纤线路组成,完成两者之间的信息传递和分配。一个 OLT 连接一个 ODN,一个 ODN 可以连接多个光网络单元,即配置方式是一点到多点。

ONU(Optical Network Unit,光网络单元)位于 ODN 和用户设备之间,具有光电转换功能。ONU 网络侧有光接口,用户侧有点接口,ONU 的作用就是提供光电接口的转换。将不同的数据、语音、多媒体等信息由光纤分配到不同的业务端口上,完成对电信号的处理、管理和维护。

B)全光网的通讯协议

PON技术研究起源于1995年,1998年10月,ITU通过了FSAN组织(全业务接入网)所倡导的基于ATM的PON 技术标准——G.983,也被称为 BPON(Broadband PON)。速率为155Mbps,可选择支持622Mbps速率。后续发展为EPON 和GPON两种。本次主要介绍GPON标准。

GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks)技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准,具有高带宽,高效率,大覆盖范围,用户接口丰富等众多优点,被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化,综合化改造的理想技术。GPON最早由FSAN组织于2002年9月提出,ITU-T在此基础上于2003年3月完成了ITU-T G.984.1 和G.984.2的制定,2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。从而最终形成了GPON的标准族。

C)全光网的实际应用案例——云南广福城

本项目采用全光网,实现“三网融合、一网多业务承载,用户体验最佳”,具体建设方式及功能如下:

全光IP网络所有业务采用光纤承载,布线简单,节省部署成本,覆盖无处不在的接入终端。采用FTTH支持更高的带宽,更丰富的业务,实现真正意义上的三网融合;支持住户百兆带宽接入,为后续4K视频等家庭娱乐业务提供超宽带接入;GPON-POE支持Wi-Fi园区全覆盖,为移动终端及承载的增值业务提供无所不在的无线接入体验;采用GPON同时接入智能化业务。所有智能化子系统IP化,完成数据网络和弱电网络线路及架构的融合统一,有效解决园区280万平方米巨型体量,超10万弱电终端接入问题。在节省线路成本的基础上,同时打破信息孤岛,实现数据在各个子系统间互通,便于联动类业务的快速上线与管理。

同时园区自建的驻地网采用公平接入方案,将光纤接入网开放给多个运营商,减少重复建设,通过SVLAN区分不用运营商业务流,客户可自由选择运营商,提升用户满意度,物业可以与运营商共同运营宽带,增加稳定收入。

五、结尾

随着高阶调制格式技术、新型复用技术、高灵敏度探测技术的发展,以及5G、物联网和人工智能的到来,对于综合布线系统在各方面提出了更高的要求。而具备高带宽、高安全性、高时延性、高融合性的全光网络必将成为现在社会的主流产品。

参考文献:

【1】、崔鹏涛、李喜梅.《综合布线系统在智能化建筑中的应用》.河南省信息咨询设计研究有限公司

【2】、张勇.《光纤技术通讯技术的应用及发展分析》.中国管理信息化.大庆石化公司.2019.8

【3】、郑晨溪.《全光网络浅析》.物联网技术.2013年/第5期.沈阳航空航天大学

【4】、《EPON与GPON的介绍及主要区别比较》.千家网.2015.3.11.

【5】、《GPON光纤和EPON光纤哪个更好》.百度知道.2019.10.10.

【6】、《EPON与GPON的介绍及主要区别比较》.千家网.2015.3.11.

【7】、《POL网络与传统LAN网络综合对比分析》.华为

作者简介:

第一作者:方宇昊(1992-),男,助理工程师

论文作者:方宇昊,李国萍

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/29

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