智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)論文

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一、引言

智能建筑的核心是系統(tǒng)集成[1],而系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)則是智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò).隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展和信息社會(huì)的到來(lái),迫使現(xiàn)代建筑觀念不得不更新.在信息化社會(huì)中,一個(gè)現(xiàn)代化大樓內(nèi),除了具有電話、傳真、空調(diào)、消防與安全監(jiān)控系統(tǒng)外,各種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng)等都是不可缺少的.只有具備了這些基礎(chǔ)通信設(shè)施,新的信息技術(shù),如電子數(shù)據(jù)交換、電子郵政、會(huì)議電視、視頻點(diǎn)播、多媒體通信等才有可能進(jìn)入大樓.使它成為一個(gè)名符其實(shí)的智能建筑.目前,在多數(shù)涉及與智能建

筑有關(guān)的事物中,不論是物業(yè)主還是參加競(jìng)爭(zhēng)的設(shè)計(jì)者,都把重點(diǎn)放在樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)上,許多所謂的智能建筑,其實(shí)就是樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)加上結(jié)構(gòu)化布線和程控交換機(jī),根本就忽略了通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè).我們認(rèn)為,在建筑智能化工程中,應(yīng)該高度重視信息這個(gè)要素,而通信網(wǎng)絡(luò)正是為建筑的各個(gè)部分傳遞信息的道路.隨著分布式智能建筑控制系統(tǒng)技術(shù)的日益成熟和應(yīng)用普及,在BAS中控制將進(jìn)一步分散,在網(wǎng)絡(luò)中傳遞的將更多的是管理信息,系統(tǒng)的集成則越顯得重要[2],另一方面,目前由于人們信息需求的激增,以及計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)的多媒體終端等先進(jìn)的終端技術(shù),一個(gè)智能建筑的智能化瓶頸往往在于它的通信網(wǎng)絡(luò).可以說(shuō),通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平的高低制約著智能建筑的智能程度.為此,智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)是完成建筑智能化工程的重點(diǎn)所在.本文討論基于最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì).

二、智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)功能

總體上說(shuō),智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)功能,第一是支持各種形式的通信業(yè)務(wù);第二是能夠集成不同類型的辦公自動(dòng)化系統(tǒng)和樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng),形成統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行統(tǒng)一的管理.智能建筑中的通信業(yè)務(wù)主要有下列一些形式:

1、電話:包括內(nèi)部直撥,通過(guò)PBX與樓外公共交換網(wǎng)連接后通話.發(fā)展成為以PBX為中心組網(wǎng)形成2B＋D話音和信令通道,使電話用戶線具有綜合功能.

2、傳真:包括利用電話線進(jìn)行樓內(nèi)傳真以及與樓外的傳真,還可以通過(guò)發(fā)展而成的樓內(nèi)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的用戶線進(jìn)行樓內(nèi)之間或樓內(nèi)外的傳真.

3、電子郵件、語(yǔ)音郵件、電子信箱、語(yǔ)音信箱:這是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其交換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(計(jì)算機(jī))的文字或語(yǔ)音通信的一種方式.即通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕的"書寫"或直接通過(guò)計(jì)算機(jī)的音響系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)雙方的通信或?qū)υ?與之相應(yīng)的電子信箱、語(yǔ)音信箱則是通過(guò)計(jì)算機(jī)的存貯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)"留信"或"留言".

4、可視電話:可視電話是一種小型圖像通信終端,利用電話線路同時(shí)傳遞圖像與語(yǔ)音信息.這種系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單,無(wú)需特殊線路,每秒可傳送10幀彩色圖像,并且價(jià)格相對(duì)低廉,同時(shí),還可通過(guò)大樓PBX,進(jìn)入公用電話網(wǎng).同外部進(jìn)行通信.

5、可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng):可視電話數(shù)據(jù)系統(tǒng)是利用公用電話線路的會(huì)話型圖像通信.利用這種通信系統(tǒng),鍵入所需信息代碼,傳送至數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算機(jī),主機(jī)收到該代碼后,即在數(shù)據(jù)庫(kù)中查找所需的信息,并將信息回送屏幕顯示出來(lái),

6.會(huì)議電視:會(huì)議電視系統(tǒng)可支持大樓中各單位,各部門之間通信的要求,通過(guò)通信手段把相隔兩地或幾個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議室連接在一起,傳遞圖象和伴音信號(hào),使與會(huì)者產(chǎn)生身臨其境的感覺.

7、桌面會(huì)議系統(tǒng):將計(jì)算機(jī)引入圖象通信,使得通信各方不僅可以面對(duì)面進(jìn)行交談,還可以根據(jù)要求隨時(shí)交換資料和文檔,真正實(shí)現(xiàn)通信的交互性.桌面會(huì)議系統(tǒng)設(shè)有電子黑板,使會(huì)議各方可在同一塊電子黑板上完成信息交互,并可對(duì)電子黑板隨時(shí)打印,還可以重播會(huì)議片斷和收錄會(huì)議過(guò)程.

8,多媒體通信:多媒體通信是通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同時(shí)獲取,處理,編輯,存儲(chǔ)和展示兩個(gè)以上不同類型信息媒體（包括文字,語(yǔ)音,圖形,圖象〕的傳送,其最重要的基礎(chǔ)必需要具備寬帶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).

9、公用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng):與大樓業(yè)務(wù)有關(guān)的資料可通過(guò)大樓的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢,也可通過(guò)WAN查詢,數(shù)據(jù)類型可以是數(shù)據(jù)、文字、靜、動(dòng)態(tài)圖象.

10、資料查詢與文檔管理系統(tǒng):樓內(nèi)各種辦公文件的編輯、制作、發(fā)送、存貯與檢索,并規(guī)定不同用戶對(duì)各類文檔的查詢權(quán)限.

11、學(xué)習(xí)培訓(xùn)系統(tǒng):與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)的多媒體終端及各種聲、象設(shè)備,提供各類業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn).

12、觸摸屏咨詢及大屏幕顯示系統(tǒng):安裝在大廳,多個(gè)觸摸屏咨詢系統(tǒng)安放在大廳不同位置,以聲,象,圖表等多種方式向用戶介紹大廈業(yè)務(wù)及其它信息.

13、人事,財(cái)務(wù),情報(bào),設(shè)備,資產(chǎn)等事務(wù)管理:將工作人員的素質(zhì),特長(zhǎng),單位,財(cái)務(wù)收支情況,文件,合同,通知,新技術(shù),新業(yè)務(wù),設(shè)備資源及其使用情況統(tǒng)統(tǒng)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,以便隨時(shí)查詢,實(shí)現(xiàn)事務(wù)管理科學(xué)化.

14、訪問(wèn)INTERNET網(wǎng)絡(luò):INTERNET正在發(fā)展成為把全球聯(lián)系在一起的信息網(wǎng)絡(luò),所以對(duì)于用戶來(lái)說(shuō),具有訪問(wèn)INTERNET的手段就顯得十分重要.大樓的智能局域網(wǎng)的主干網(wǎng)具有訪問(wèn)INTERNET的信息通道,這就為大樓內(nèi)的用戶訪問(wèn)INTERNET提供了條件.

這些業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求往往不同,已發(fā)展成熟的各種網(wǎng)絡(luò)幾乎都是針對(duì)特定的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù),而目前基于ATM的寬帶綜合局域網(wǎng)技術(shù)日益成熟,使得在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)相當(dāng)多的業(yè)務(wù)的綜合傳輸交換成為可能.

智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)通常分為主干網(wǎng)和部門子網(wǎng).主干網(wǎng)是連接部門子網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸速率較高的網(wǎng)絡(luò).部門子網(wǎng)是為完成各個(gè)部門特定目的而組建的局域網(wǎng),它一般多種多樣.此外,通信網(wǎng)絡(luò)還包括以電話通信為主的PBX網(wǎng)絡(luò).智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能支持上述的通信業(yè)務(wù)和大樓管理自動(dòng)化及辦公自動(dòng)化的要求,并且還要能夠適應(yīng)今后15年通信業(yè)務(wù)發(fā)展的需要.

通常情況下在智能建筑中作主干網(wǎng)的有以下一些網(wǎng)絡(luò)技術(shù):FDDI、100Base-T、100VG-AnyLAN、ATM等.我們認(rèn)為,從技術(shù)及產(chǎn)品日益成熟和通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向來(lái)看,使用ATM技術(shù)作為主干網(wǎng)是一種優(yōu)選方案.

作為智能建筑中的部門子網(wǎng),往往根據(jù)部門需求選擇多種多樣的網(wǎng)絡(luò).這可分為普通局域網(wǎng)、高速局域網(wǎng)和PBX網(wǎng)三種.在智能建筑中這三種子網(wǎng)往往共存.

三、一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

圖1是一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).主干網(wǎng)絡(luò)是以ATM交換機(jī)為中心的ATM網(wǎng)絡(luò),有以下特點(diǎn):(1)這是一種高速率網(wǎng)絡(luò),每個(gè)端口速率高達(dá)25～155Mbps,這種帶寬使各個(gè)子網(wǎng)之間的通信暢通無(wú)阻,而且各個(gè)端口專用帶寬,使用戶的帶寬競(jìng)爭(zhēng)局限在子網(wǎng)范圍內(nèi),因此,子網(wǎng)數(shù)目的增加不會(huì)影響已存用戶的業(yè)務(wù)質(zhì)量.這對(duì)智能建筑內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展來(lái)說(shuō)是其它大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所不具備的.(20)采用局域網(wǎng)仿真技術(shù)使已有的局域網(wǎng)技術(shù)可以平滑無(wú)縫地接入主干網(wǎng)構(gòu)成互連網(wǎng).基于原有局域網(wǎng)的應(yīng)用可以不加修改地在ATM互連網(wǎng)上運(yùn)行.(3)ATM網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)局域網(wǎng)的無(wú)縫連接,進(jìn)一步減少了網(wǎng)絡(luò)之間的橋、路由器、網(wǎng)關(guān)及HUB等協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備,使網(wǎng)絡(luò)延伸、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視變得相當(dāng)容易,網(wǎng)絡(luò)得到平整.這一點(diǎn)是其它主干網(wǎng)技術(shù)不可比擬的.(4)采用虛擬局域網(wǎng)技術(shù),可以方便地構(gòu)成虛擬局域網(wǎng),不同虛擬局域網(wǎng)之間就像通過(guò)網(wǎng)橋連接的局域網(wǎng).而且,網(wǎng)絡(luò)管理員可以將地域不集中、連接在不同集線器上的同一部門之間的設(shè)備構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng),這樣,網(wǎng)段的物理位置不再影響其邏輯子網(wǎng),它帶來(lái)的好處是:每個(gè)部門可以擁有自己的虛擬局域網(wǎng),它不受其它部門的網(wǎng)絡(luò)通信影響;通信網(wǎng)絡(luò)上任何位置的主機(jī)、服務(wù)器等從一個(gè)虛擬局域網(wǎng)移動(dòng)到另外一個(gè)虛擬局域網(wǎng)不需要任何物理上的變動(dòng);同時(shí),物理上變動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也可以維持在相同的虛擬局域網(wǎng)上不變.這對(duì)智能建筑租用用戶來(lái)說(shuō)是相當(dāng)優(yōu)越的.(5)ATM網(wǎng)絡(luò)采用永久

虛通路和交換虛通路來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)連接,這樣網(wǎng)絡(luò)延伸變得簡(jiǎn)單,而且永久虛通路的配置可以保證不同業(yè)務(wù)的帶寬要求.交換虛通路的采用可以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理員的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置工作.交換虛通路的標(biāo)準(zhǔn)化使不同廠家的ATM產(chǎn)品的互連變得簡(jiǎn)單.(6)ATM是B-ISDN的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移模式,因此主干網(wǎng)與廣域網(wǎng)的連接也

可以歸結(jié)為ATM與ATM的連接,這樣智能建筑通信網(wǎng)可以與廣域網(wǎng)無(wú)縫連接.(7)ATM網(wǎng)絡(luò)采用分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使它作為主干網(wǎng)有很高的穩(wěn)定性.

圖1一種智能建筑通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

它采用完全連接網(wǎng)狀拓?fù)鋪?lái)避免網(wǎng)絡(luò)單點(diǎn)失效,它的網(wǎng)絡(luò)控制分布存在于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),端到端多路由連接,網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)自重構(gòu),這些使網(wǎng)絡(luò)能應(yīng)付各種災(zāi)難情況,在智能建筑出現(xiàn)意外時(shí)能確保通信網(wǎng)絡(luò)暢通.(8)ATM是一種開放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),ITU-T、ATM論壇分別制定了一系列網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這些使ATM網(wǎng)絡(luò)能夠兼容連接過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的各種網(wǎng)絡(luò).因此,采用ATM作為主干網(wǎng)可以適應(yīng)將來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,使網(wǎng)絡(luò)生存周期增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)等效性價(jià)比增加.

若干個(gè)大容量服務(wù)器(多媒體服務(wù)器)直接接入ATM網(wǎng)絡(luò),可滿足多客戶機(jī)與服務(wù)器的多媒體通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求.部門子網(wǎng)一般設(shè)計(jì)為交換模塊式局域網(wǎng),最常用的是10Base-T,它不但是物理上的星型連接,而且使用非屏蔽雙絞線作為傳輸媒質(zhì),這非常適合智能建筑綜合布線的情況.對(duì)于多用戶部門,可使用多交換模塊組成多網(wǎng)段的部門子網(wǎng).而對(duì)于有高速要求的部門來(lái)說(shuō),則可組建高速局域網(wǎng),高速局域網(wǎng)有100Base-T和FDDI和ATM工作組網(wǎng)等,根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),采用100Base-T和ATM工作組網(wǎng)更好.通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)可將所有局域網(wǎng)部門子網(wǎng)接入主干網(wǎng).如果部門子網(wǎng)的高速用戶數(shù)量不多,最好將高速寬帶終端用戶直接接入主干網(wǎng),通過(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)的虛擬局域網(wǎng)功能,將一些高速寬帶終端用戶與一些部門子網(wǎng)組建成虛擬局域網(wǎng).PBX網(wǎng)是以電路交換方式交換話音為主的網(wǎng)絡(luò).目前配備有N-ISDN功能的PBX交換機(jī)綜合了電路交換和分組交換方式,可以綜合交換話音和數(shù)據(jù).在智能建筑中,使用N-ISDNPBX作電話網(wǎng)的交換節(jié)點(diǎn)具有明顯的優(yōu)點(diǎn):可以方便地將遠(yuǎn)端和孤立的數(shù)據(jù)終端通過(guò)N-ISDN與主干網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)接入通信網(wǎng)絡(luò);可以方便地與公用N-ISDN的連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)廣域網(wǎng)的低速訪問(wèn);2B+D和30B+D的速率接口可以充分滿足用戶對(duì)外部數(shù)據(jù)資源的訪問(wèn),實(shí)現(xiàn)用戶電報(bào)、高質(zhì)傳真、高質(zhì)電話、可視電話等業(yè)務(wù);專用線路業(yè)務(wù)可以滿足特殊用戶保密要求,以及實(shí)現(xiàn)緊急報(bào)警等.PBX網(wǎng)絡(luò)自成一體,又可通過(guò)網(wǎng)關(guān)與主干網(wǎng)相連.多功能電視會(huì)議中心主要包括數(shù)字化投影電視和音響系統(tǒng)及同聲傳譯系統(tǒng),在智能建筑的設(shè)計(jì)中,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù),將相應(yīng)的語(yǔ)音和圖像信息傳送給相關(guān)的子網(wǎng)或公共網(wǎng),實(shí)現(xiàn)信息共享,這樣可使智能建筑具有更高的品質(zhì).樓宇管理自動(dòng)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)在邏輯上是獨(dú)立的,中央監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控和管理整個(gè)BAS,通過(guò)以太網(wǎng)接口,中央監(jiān)控系統(tǒng)接入主干網(wǎng)絡(luò),可向有關(guān)終端傳送監(jiān)視和報(bào)警信息.通過(guò)主干網(wǎng)和PBX網(wǎng)絡(luò)接入樓外通信系統(tǒng).

四、結(jié)語(yǔ)

隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,智能建筑的相關(guān)技術(shù)日趨成熟,目前智能建筑的建設(shè)正方興未艾.在智能建筑的建設(shè)中,第一步是設(shè)計(jì)建設(shè)一個(gè)合理的能夠滿足大廈靈活組建通信網(wǎng)絡(luò)要求的綜合布線系統(tǒng).智能建筑中的通信網(wǎng)絡(luò)是大廈智能化的基礎(chǔ),智能建筑的通信網(wǎng)絡(luò)分為主干網(wǎng)和部門子網(wǎng),主干網(wǎng)應(yīng)該是基于ATM高速寬帶局域網(wǎng),可支持智能建筑中多種通信業(yè)務(wù)(多媒體業(yè)務(wù))和異類部門子網(wǎng)及樓宇管理自動(dòng)化專用子網(wǎng)的互連對(duì)主干網(wǎng)帶寬的要求.通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī),部門子網(wǎng)可接入主干網(wǎng)并形成互連,高速終端用戶（如部門經(jīng)理等的桌面計(jì)算機(jī)）,直接接入主干網(wǎng),并且可應(yīng)用ATM網(wǎng)的虛擬局域網(wǎng)功能,與部門子網(wǎng)組建虛擬局域網(wǎng).樓宇管理自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)一般是專用網(wǎng)絡(luò),通過(guò)綜合布線系統(tǒng),可以靈活地組建物理上分散、邏輯上統(tǒng)一的樓宇管理自動(dòng)化專用網(wǎng)絡(luò),其中央控制系統(tǒng)通過(guò)局域網(wǎng)交換機(jī)接入主干網(wǎng),向相關(guān)的部門主機(jī)傳送監(jiān)視和報(bào)警信息.PBX網(wǎng)絡(luò)自成一體,又通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入主干網(wǎng).整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)既是一個(gè)整體,又有各部分通信的靈活性和高效率.智能建筑技術(shù)是一個(gè)多門類的綜合系統(tǒng)集成技術(shù),所以,在建設(shè)智能建筑時(shí),需要在大樓的設(shè)計(jì)階段,就要融進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì).