1.2 网络综合布线的意义及特点
伴随着现代通信和计算机技术的迅速发展,特别是最近20年来通信网络技术的突飞猛进,大数据、云计算、物联网等新兴技术的发展应用,网络综合布线的应用形式也不再仅限于最后100m接入的宽带应用,而是在物联网、云计算、智慧城市和智慧社区,以及数据中心中都有了新应用场景。
1.2.1 网络综合布线的意义
网络综合布线系统可服务于多种系统,它支持数据、语音、视频图像等信号的传输,也支持多种设备,还支持多方面的系统架构。网络综合布线系统是信息时代的必然产物。近年来,智慧城市的发展随着城镇化进程加深而不断加快,网络综合布线系统作为信息传输通道,是智慧城市最重要的基础设施,它将城市中的每一个系统通过网络相连接,通过信息交换的方式为城市装上中枢神经,从而实现城市各系统间的协调运作。在智慧城市建设浪潮的推动下,网络综合布线行业将有巨大的发展机遇。
1.网络综合布线的经济效益分析
近几年来,综合布线系统的市场发展一直稳步向前。根据《中国智能建筑行业发展报告》(2013—2018)数据显示,我国的建筑业一直保持着每年20%以上的增长速度,每年的建筑智能化投资在4000亿元以上。从布线系统发展报告可以看出,近几年的年均总体规模约为50亿元人民币,年均增长率达到了10%~15%。这主要是因为网络综合布线具有良好的初期投资特性。
1)综合布线系统在通信网络总投资中所占的比重最小
综合布线系统的使用寿命一般在15年以上,在用户所拥有的计算机通信网络资产中,综合布线系统的寿命居第二位(第一位是建筑物的主体工程)。在智能建筑中,整个通信网络设施的投资大致可以分成四个部分:软件、工作站(硬件的主要部分)、局域网(主要是指LAN的管理)及布线系统。它们各自所占的比例如图1.3通信网络投资分项比例所示。由图1.3可以看出,在整个通信网络投资中,软件的比例占了五成多,工作站与局域网两者所占的比例也有四成多,唯独标准布线系统的投资在整个通信网络系统中仅占5%。
图1.3 通信网络投资分项比例图
2)综合布线系统的投资特性随着应用系统的增加而迅速提高
综合布线与传统专属布线方式初期投资比较如图1.4所示。由图1.4可以看出,当应用系统个数是1时,传统专属布线方式的投资约为综合布线的一半。但当应用系统个数增加时,传统专属布线方式的投资增加很快,其原因在于所有传统布线都是相对独立的,每增加一种布线就要增加一份投资。而综合布线的初期投资较大,但当应用系统的个数增加时,其投资增加幅度很小,其原因在于各种布线是相互兼容的,都采用相同的缆线和硬件,缆线还可穿在同一管道内。例如,一座建筑面积为28000m2、22层高的办公大楼的语音、数据和保安监控点估计约有2800个,其中包括1100个语音点、1100个数据点、100个保安监控点及500个建筑物监控点等,通常设计应预留10%~20%的余量。因此,像这样一座建筑物,其数据部分工作区采用5e类双绞线,配线子系统采用5e类双绞线,干线子系统采用6芯62.5/125μm多模光纤,综合布线材料费大约需要240万元人民币。从图1.4还可看到,当一座建筑物系统个数为2个或3个时,综合布线与传统专属布线两条曲线相交,生成一个平衡点,此时两种布线的投资大体相同。
图1.4 综合布线与传统专属布线方式初期投资比较
3)网络综合布线系统具有较高的性价比
网络综合布线系统的使用时间越长,它的高性能价格比体现得越充分,可以从图1.5看到这一点。如图1.5所示,随着时间的推移,网络综合布线方式的曲线是上升的,而传统专属布线方式的曲线是下降的,大概在布线系统竣工一年之内,网络综合布线方式的高性能价格比这一优点还体现不出来。这一阶段,系统的维护费用比较低。但是,随着使用期的延长,系统会不断地出现新的需求、新的变化及新的应用,此时,传统专属布线对此无能为力,就须重新布线。而且由于传统专属布线方式管理特别困难,使系统的维护费用上升。由于网络综合布线方式在设计之初就已经考虑了未来应用的可能变化,所以它能适应各种需求,管理维护也很方便,为用户节省大量运行维护费用。据一家调查公司对400家大公司的400幢办公大楼在过去40年内各项费用比例情况的统计结果表明,建筑物的结构费用(初期投资)只占11%,运行费用占到50%,另外,变更费用占25%,其他费用占14%。一个建有网络综合布线方式的建筑物(包括写字楼、商住楼、办公楼等各种智能建筑),其售价或出租价都远远高于其他普通的建筑物,而且更受市场欢迎。
图1.5 网络综合布线与传统专属布线的性价比曲线
4)综合布线系统工程费用较低
综合布线系统的规模经济性特别明显。虽然综合布线系统设备的价格比较高,但由于它是将原来相互独立、互不兼容的若干种布线类别集成为一套完整的布线系统,并由一个施工单位完成几乎全部弱电缆线的布线,这样可以省去许多重复性劳动和设备占用,缩短布线周期,并且信息点越多,每个信息点的平均费用也越低。
另外,当用户需要把设备从智能建筑物的一个房间搬到同层的另一个房间或另一层的房间,或者在一个房间中需要增加其他新设备时,只要在同层(弱电井)的电信间和总设备间进行跳线操作,很快就可以实现这些新增加的需求,而不需要重新布线。一幢建筑物在设计和建设初期往往有许多不可预知的情况,只有当用户需求确定后才知道通信网络配置需求。采用综合布线系统后,只需在电信间的配线架作相应的跳线操作,就可以解决不断变化的用户需求。
2.网络综合布线的应用价值
一个单位需要具有各种功能的设备,如电话机、计算机、传真机、安全保密设备、火灾报警器、供热及空调设备、生产设备、集中控制系统等。通常,一个建筑物墙体结构的生命周期为50年,软件生命周期最短仅为1年,PC或工作站的生命周期也仅为5年,大型服务器的生命周期为10年左右。而在所有的通信网络部分中,综合布线系统的生命周期最长,可达15年以上。一个基于标准的综合布线系统可保证和支持未来的应用。一般说来,综合布线系统都可以向用户提供15年以上的承诺,而其寿命则远远不止15年。显然,在通信网络中,生命周期最长的布线系统占投资比例却最小。因此,应当注意如何根据具体的需求正确地选择并安装不同的缆线,以保障通信网络中物理层以上的高层协议能正常工作。
许多计算机系统管理员或者软件设计者可能会有这样一个误解,认为布线是一个很简单的事,只不过是网线两端接上水晶头,缆线拉到位再接通就可以了,却不知道单是缆线和接头本身就有许多学问。统计数据表明,约有70%的通信网络故障与低劣的布线技术和电缆部件问题故障有关。实践经验告诉我们,一段像头发丝那么细的导线接触到了墙后空间的某个地方,或者因为一台小型通风电机启动而产生了一个电场,这个电场在传输缆线上产生了噪声,就会导致功能强大的计算机硬件、复杂的网络软件及实行精密纠错控制和网络协议管理的模块无法工作。如此看来,无论怎样强调综合布线系统的重要性都是不过分的。因此,综合布线系统中的缆线和接头对于通信网络系统来说是一个关键项目,关系到通信网络能否正常运行。
综合布线系统为通信网络正常、有效运行提供了物质基础,属于ISO/OSI-RM七层模型的最底层,即物理层。在数字通信技术中,布线工程师的任务只是保证建立一个流畅、稳定、低成本、易于扩展和易于使用维护的综合布线系统,而不会去理会像路由选择、电子邮件或网上聊天之类的高层应用。如果物理层工作不正常或不稳定,就根本谈不上TCP/IP等。所以,综合布线工作的基本原则通常有三点:①保证通信网络稳定、流畅;②保证网络使用和管理更容易、更透明、更廉价;③保证网络配置的灵活性、先进性,使其有较长的生命周期。
随着互联网和信息高速公路的发展,各国的政府机关、大型集团公司也都在针对自己的建筑物特点进行综合布线,以适应新的需要。智能建筑、智能小区已成为21世纪的开发热点。
3.网络综合布线将推进宽带中国战略措施落地
网络综合布线的应用价值不仅体现在市场规模的增长数字上,在标准规范体系的完善、推进国家战略措施落地实施中也可窥见一斑。在《综合布线系统工程设计规范》GB50311—2016中,新增了建筑物内光纤到用户单元通信设施设计的强制性条文。这一要求是为实现《国务院关于印发“宽带中国”战略及实施方案的通知》中关于我国宽带网络发展的战略目标而设定的。为适应经济社会发展需要,需要建设下一代国家信息基础设施,实现光纤到楼入户、农村宽带进乡入村,宽带网络全面覆盖城市与乡村。
不管怎样说,网络综合布线系统是通信网络的基础。随着大数据、云计算、虚拟化等概念渐渐广泛地应用到新一代数据网络中,如何更好地设计综合布线系统,如何更好地维护与管理布线系统已经变得越来越重要。
1.2.2 网络综合布线的特点
布线技术是从电话预布线技术发展起来的,经历了非结构化布线系统到结构化布线系统的发展过程。作为智能建筑的基础,综合布线系统是必不可少的,它可以满足建筑物内部及建筑物之间的所有计算机、通信及建筑自动化系统设备的配线要求。与传统专属布线相比,网络综合布线的特点主要表现在标准化、结构模块化、开放性、可扩展性、可靠性和经济性等方面。
1.标准化
系统平台、网络协议、网络技术和网管标准均应遵循国际标准、国家标准或行业推荐标准。布线产品必须符合新版国家标准要求。
2.结构模块化
综合布线系统的接插元件,如配线架、终端模块等采用积木式结构,可以方便地进行更换、插拔,使管理、扩展和使用变得十分简单、容易。
3.开放性
综合布线系统采用开放式体系结构,符合多种国际上现行的标准,它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的,如联想、IBM、HP、DELL、SUN的计算机设备,华为、中兴、AT&T、Cisco等交换路由设备,支持所有的通信协议。这种开放性的特点使设备的更换或网络结构的变化都不会导致综合布线系统的重新铺设,只需进行简单的跳线管理即可。
4.可扩展性
综合布线系统(包括材料、部件、通信设备等设施)严格遵循国际和国内标准,具有很好的可扩展性。无论计算机设备、通信设备、控制设备随技术如何发展,将来都可以很方便地将这些设备连接到系统中。综合布线系统灵活的配置为应用扩展提供了较高的兼容性。
5.可靠性
综合布线系统采用高品质的标准材料和组合压接的方式构成一套高标准的信息传输网络。每条信道和链路都采用专用仪器校核衰减、串扰、信噪比,以保证其电气性能指标要求。综合布线系统的星形拓扑结构使任何一条线路发生故障时均不影响其他线路的正常运行,同时为线路的运行维护及故障检修提供了极大便利,从而保障了系统的可靠运行,为用户提供安全可靠的优质服务。
6.经济性
与传统专属布线方式相比,综合布线系统是一种既具有良好的初期投资特性,又具有较高性能价格比的高科技技术。综合布线系统可以在相当长的时间内适应用户业务需求,满足几代网络的升级改造要求。