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1 综述

智慧社区是人们日常生活和居住的社区,随着人们生活水平的提高,对于居住的要求已经不是过去的概念,而是融合了智能化的元素,朝着“智慧”的方向发展。在需求的推进下,中国在上世纪九十年代末开始了面向智慧社区的建设,当时称为“智能小区”,随着智能化、社区管理、人性化管理水平的不断提高,现在已经发展成了“智慧社区”。
智慧社区是智慧城市概念之下的社区管理的一种新理念,是新形势下社会管理创新的一种新模式。智慧社区是指充分利用物联网、云计算、移动互联网等新一代信息技术,形成基于信息化、智能化社会管理与服务的新型管理模式的社区。
对配线网络的融合,电信运营商则通过光纤接入网系统连接公用电话网、计算机互联网实现打电话和观赏高清电视节目。作为智能家居系统的基础设施,要求在每套住宅设置家居配线箱,不但可以实现真正意义上的“三网融合”,而且住户可以在家自由选择电信业务提供者,使得用户体验宽带业务带来的优质服务,让人们在安全、舒适、便捷的环境中享受生活。
智慧社区包含以下几个方面的内容。
1、智慧物业管理:主要指小区智能化的系统集成,例如:停车场管理、闭路监控管理、门禁系统、智能消费、电梯管理、保安巡逻、远程抄表,自动喷淋等相关社区物业的智能化管理,实现社区各独立应用子系统的融合,进行集中运营管理。  
2、电子商务服务:社区电子商务服务是指是在社区内的商业贸易活动中,实现消费者的网上购物、商户之间的网上交易和在线电子支付以及各种商务活动、交易活动、金融活动和相关的综合服务活动,区居民无需出门即可无阻碍的完成绝大部分生活必需品的采购。  
3、智慧养老服务:现在老人居住的环境有两种最常见,一是住在家里,另外就是住在养老院,针对这两种情况分别提出智慧养老的方案,其最终宗旨是使得老人拥有安全保障,子女可以放心工作,政府能够方便管理。家庭“智慧养老”实际上就是利用物联网技术,通过各类传感器,使老人的日常生活处于远程监控状态,以便于及时为他们服务。  
4、智慧家居(智能家居):是以住宅为平台,兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化,集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
据此,可以形成如图1所示的智慧社区拓扑示意图。
图1智慧社区拓扑示意图
 
为了实现智慧社区的各种功能以及在未来添加各种新的功能,智慧社区内必不可少会有一套园区的综合布线系统,以实现面向各种弱电传输协议、各种拓扑结构、各种类型的建筑和各种智能化子系统应用的“综合”型布线系统。
综合布线系统的特点是能够保证系统很容易扩充和升级而不必更动整体,同时具有高速信息传输和各种等级的环境保护(包括电磁防护)能力,实现信息安全、可靠地传输,能够适应较复杂的空间使用环境,保证不受高频电气设备、空间电磁波辐射干扰,并保证在综合布线系统中传输的各类信号之间互不干扰。
事实上,综合布线系统在社区的各种功能中扮演不同的服务角色,而归其传输内容,主要是提供语音、数据、图像、音频、视频和控制信号等多媒体传输的高速通信平台,并充分考虑安全保密、应用分离和未来发展的要求,以满足社区建筑内外的高速信息传输和联网需求。
本解决方案将以信息与通信基础平台着手,实现社区各个智能系统的高度感知、互联与信息共享,社区、人、物与系统之间进行无障碍沟通和协同,进而使社区成为一个能优化配置资源,持续进行优良服务与创新的高效生态系统,提高社区居民的服务体验。
社区智能化的根本就是智能化系统的基础物理链接,它是数字化平台下一个不可缺的重要系统,起着一个承载、维护、支撑的作用。提出社区智能系统优化的设计方案是智能化系统建设工作的重要环节,智能化系统的设计建设必须站在实现数字化社区这个角度考虑,满足信息宽度、安全、畅通的数字化应用及数字化社区的未来发展需要,让弱电系统能够真正为数字社区向智慧社区方向的发展提供切实可行的重要组成部分。
 

2  智慧社区信息传输的特点

现代化的生活社区需要现代化的信息传输,社区居民需要在家中上网,玩游戏、网购、叫外卖、读书看报、唱歌跳舞、绘画摄影等等,这些都离不开信息化的支持。同样在社区内,前述的各种社区应用也需要信息化的支持。为此,智慧社区的信息化建设可以分为社区信息化、家庭信息化、多系统融合和智能建筑网络化这四个方面.
 
2.1社区信息化
智慧社区的基础是信息化,可以说智慧社区中的某一方面和每一个部分都与信息化密切相关。社区人们之间的交流也是基于信息的沟通。而社区信息化的基础建设离不开通信管网和综合布线。
在智慧社区中,信息化主要应用如下:
2.1.1宽带接入
现代的中国大陆社区必然有宽带接入,它源自互联网,经过城域网进入社区,并逐一分解后进入千家万户、社区的相关机构和配套的经营门店。
根据国家面向社区的统一战略,宽带接入在进入社区后大多采用EPON解决方案,即采用无源光网络系统,这一系统将光纤接入每家每户(进入户内家居配线箱)。由于这一系统中大量减少了传输过程中的有源设备,而且可以实现三网合一(电话网、数据网和视频网),并省去了大量的贵重铜资源,所以它成为了中国的国策与信息化的实施战略,成为各个社区宽带建设的主流应用技术。
2.1.2 社区专网的建设
在社区物管中心机房设置专网的信息平台,采用以太网的组网方式,通过光纤传输介质延伸至每一栋建筑或每一个家庭的以太网交换机,实现全光网的通信网络。社区网络平台通过APP等手方式为社区用户提供各类信息服务,有利于社区的“慧民”服务质量。
2.1.3智慧园林
在社区中,绿化、草坪、水池、湖泊、假山、亭阁时常可见,而对它们的智能化维护则被称为“智慧园林”。而其中无论是动用传感器监测花草树木的生长状态,还是远程控制滴漏或喷淋,都不离开信息传输。
2.1.4物业管理和居民委员会
社区服务依靠着物业公司,也不离开居民委员会,他们的工作同样需要通过信息通信网络与住户进行沟通。例如:屋顶的水箱可能因故障而溢出,需要临时关闭阀门并安排修理工前去修理;家里的空调漏水,可以通过网络保修;居民的停车位被占了,立即联系门卫寻找车辆的主人……这些工作都需要信息传输。
在现代化的社区中,网络不是万能的,但没有网络已经寸步难行。智慧社区的信息传输已经成为人们生活不可缺少的一部分,也是社区中隐蔽的基础设施之一。对于社区而言,各工作机构内依据办公楼的布线方式进行设计,而在面向住户的园区网则会处于EPON的模式,使用光缆(包括皮线光缆)、分光器、室外交接箱、家居配线箱等无源设备。其中大量使用光缆均为单模光纤光缆。
2.1.5家庭信息化
家庭是社区的基本单元。随着家庭规模的缩小和现代化程度的提高,利用家庭的信息化实现“千里眼”、“顺风耳”已经成为现实,天下大小事瞬息即知、音视频节目铺天盖地、网络游戏引人入胜……。
在家庭中,信息化应用主要如下:
(1)家庭上网
当社区的宽带宜三网合一的方式到达每一个家庭入口处的家居配线箱后,会分解出电话、计算机网络和视频,通过家庭中的信息传输线路通往各个房间、各个区域,同时也包括Wifi、联网的智能设备、智能照明灯等。
在家里,使得人们享受到丰富、便捷、安全的多种信息化服务。与此同时,家庭信息化也使得家庭办公成为了现实,大批的白领在家里工作,而不再是8小时上班,这也使得许多企业不再为每位员工都设办公室,而是采用“移动办公”方式设置公共的办公区,供偶尔来的员工临时工作使用。当然,有些企业已经充分利用了家庭信息化委企业服务,使得员工能够做到“24小时待命”。以面对全新的工作方式。
(2)网购外卖
随着淘宝、京东等网上商城逐渐为人们所接受,网购几乎已经取代了逛商店,成为了越来越多的年龄层次所习惯的购物方式。
而由网购引发的配送行业快速兴起,使人们也开始走不出户,从快递员手中取到柴米油盐、金银珠宝等等各种商品,当然还包括热腾腾的餐食。
同样,修理各种家用设备、以旧翻新等等上门服务成为了网上可以预约的服务。这些服务和配送解决了现在家庭劳动力普遍不足的难题。而它的基础依然家庭中电话、短信和上网等等各种信息手段的畅通无阻。
(3)居家养老
在中国,老龄化已经成为现实。由于养老院不足,居家养老越来越多,相应的智能穿戴也就成为了热门,当智能穿戴中的医疗传感器将信息送往子女、送往街道、送往医院时,家庭的信息化传输系统(电话、网络等等)就得24小时不间断的保持畅通状态,随时随地将信息传送出去,同时将护理人员的问候接收进来。
在家庭中,信息化传输线路基本上以双绞线为主,由于EPON能够为每家每户提供的信息流量不足数百兆,在家庭内自行设置服务器的情况不多见,,因此,家庭内的布线采用双5e类和6类非屏蔽布线为主。
(4)家居控制与家居智能化管理
1) 家居控制:可以采用家居控制器将家居报警(包括火灾自动报警和入侵报警)、家用电器监控、能耗计量、访客对讲等进行集中管理。当采用家居控制器对家用电器进行监控时,两者之间的通信协议应考虑能够兼容与互通。
2) 家居管理系统:该系统平台的设置将综合火灾自动报警、安全技术防范、家庭信息管理、能耗计量及数据远传、物业收费、停车场管理、公共设施管理、信息发布等系统等信息进行存储、分析、控制、上传。并要求能接收公安部门、消防部门、社区发布的社会公共信息及向上述部门传送报警信息。使得每一个家庭成为智慧城市中的一个细胞。
3)能耗计量及数据远传系统
系统可采用有线网络或无线网络传输,将计量的数据与分析结果提供给住户和业务的主管部门,从而使得用户可以了解掌控家庭的能源消耗与支出的费用,信息的上传又可为相关业务部门作为节能目标实现的基础数据,以便做出实现绿色建筑的决策与措施。
(5)安全防范系统
1)访客对讲系统应设置。系统主机宜安装在单元入口处防护门上或墙体内,室内分机宜安装在起居室(厅)内,并与监控中心主机联网。
2)紧急求助报警装置应设置。每户应至少安装一处紧急求助报警装置,信号需要考虑响应的时间,并能报至监控中心。
3)入侵报警系统可选择使用。可在住户套内、户门、阳台及外窗等处,选择性地安装入侵报警探测装置,并预留与小区安全管理系统的联网接口。
 
2.2多系统融合
在社区内,不仅有社区居民使用的宽带网,而且会有独立于居民信息传输用的多种内部网络,例如:社区办公网、物业管理网、社区业务专网等等,这些网络是社区自用的网络,不同于居民使用的由电信运营商提供的宽带网,因此两者之间需要有所隔离,以防病毒和黑客的侵袭导致社区办公和管理发生故障。
这就需要考虑多种网络系统的隔离与融合。对于综合布线系统而言,需要根据网络架构设计形成的需求,因地制宜地将干线子系统和建筑群子系统建设成为全光缆的布线系统。光缆的芯数设配置需要考虑到开放业务的需要和预留光纤的物理备份,另一方面也应在各子系统的接口部分为物理融合创造条件,使虚拟网等各种应用网络能够顺利地实现。
 
2.3智能系统网络化
国家相关标准规范对家居智能化提出的功能需求和基本要求如下图2内容。
图2 家居智能化典型系统组成
 
依据《智能建筑设计规范》GB 50314-2015要求,在社区中会设置以下智能化子系统:
2.3.1信息化应用系统            所需线缆
·公共服务系统          电源线 网线 光纤
·智能卡系统            电源线 网线 光纤
·物业管理系统          电源线 网线 光纤
2.3.2智能化集成系统
·智能化信息集成系统    电源线 网线 光纤
·集成信息应用系统      电源线 网线 光纤
2.3.3信息设施系统
·信息接入系统          电源线 网线 光纤
·布线系统(含综合布线系统、为各种智能系统服务的布线系统、光纤到户、家居配线箱)                        电源线 网线 光纤
·移动通信室内信号覆盖系统
·无线对讲系统
·信息网络系统          网线 光纤
·有线电视系统          有线电视线   网线
·公共广播系统(超高层建筑的紧急广播)  阻燃双绞线
·信息引导及发布系统    电源线 网线 光纤
2.3.4建筑设备管理系统
·建筑设备监控系统      电源线  网线    视频监控线
·建筑能效监管系统      电源线  屏蔽信号线
2.3.5公共安全系统
·入侵报警系统          电源线
·视频安防监控系统      视频监控线   电源线  网线
·出入口控制系统        电源线  网线 屏蔽信号线 光纤
·电子巡查系统            
·访客对讲系统        电源线 网线 光纤
·停车场管理系统      电源线  屏蔽信号线 光纤 网线
2.3.6机房工程
·信息接入机房        网线  光纤  大对数
·有线电视前端机房    有线电视线  
·信息设施系统总配线机房     网线  光纤   大对数
·智能化总控室        网线  光纤  大对数  电源线  屏蔽信号线
·消防控制室          网线  光纤  大对数  电源线  屏蔽信号线  阻燃双绞线
·安防监控中心        网线  光纤  大对数  电源线  屏蔽信号线  视频监控线
·弱电间             网线  光纤  大对数  电源线  屏蔽信号线  视频监控线  有线电视线
在上述智能系统中,随着数字化信息技术的发展,采用综合布线系统进行联网与信息传递已经成为主流的应用技术。
现今的社区中使用的绝大多数智能系统都可以采用综合布线系统作为传输的底层平台,所以综合布线系统在设计时需要事先考虑它们的点位、缆线及接口要求,以免在各系统融合时出现无法兼容的情况。
 
2.4住宅建筑相关标准对布线系统应用要求
智能社区在标准中成为“住宅建筑”,包含住宅、别墅等建筑及相应的社区。
住宅分类按照住建部的相关技术文件,对住宅建筑可以分为以下几种类型:
    ·住宅:供家庭居住使用的建筑;
    ·酒店式公寓:提供酒店式管理服务的住宅;
    ·商住楼:下部商业用房与上部住宅组成的建筑;
    ·别墅:一般指带有私家花园的低层独立式住宅;
    ·低层住宅:一至三层的住宅;
    ·多层住宅:四至六层的住宅;
    ·中高层住宅:七至九层的住宅;
    ·高层住宅:十层及以上的住宅。
布线系统应体现以人为本,做到安全、节能、舒适和便利;应符合构建环保和健康的绿色建筑环境要求;应推行对住宅建筑的规范化管理。
住宅建筑的综合布线不同于一般的公共建筑布线。其有两种形式:一,种是采用家居配线箱,家居配线箱只完成配线功能,但包括了电话、数据、电视业务对配线的需求,完成在配线上的”三网融合”,但并没有对信息进行处理(如交换、存储、处理、传输)。另一类,把配线管理与和对信息的处理都融合在一起,既有配线功能,又有对通信与信息的交换与传递,如对家庭的三表抄送、紧急呼救、家电设备工作状态等智能化控制信息的转换与传输等。当然,家居布线也分为住户内配线、楼内配线、园区内配线这三种情况,它又和电信业务的接入密切相关, 建设中问题也最为复杂, 所以家居布线涉及面广,需要满足不同的住宅需求。
2.4.1《住宅建筑电气设计规范》中指出:
1、住宅建筑的电话系统宜使用综合布线系统,每套住宅的电话系统进户线不应少于1根,进户线宜在家居配线箱内做交接。
2、 住宅套内宜采用RJ45电话插座。电话插座应暗装,且电话插座底边距地高度宜为0.3m~ 0.5m,卫生间的电话插座底边距地高度宜为1.0m~1.3m。
3、电话插座缆线宜采用由家居配线箱放射方式敷设。
4、每套住宅的电话插座装设数量不应少于2个。起居室、主卧室、书房应装设电话插座,次卧室、卫生间宜装设电话插座。
5、住宅建筑的信息网络系统应使用综合布线系统,每套住宅的信息网络进户线不应少于1根,进户线宜在家居配线箱内做交接。
6、每套住宅内应采用RJ45信息插座或光纤信息插座。信息插座应暗装,信息插座底边距地高度宜为0.3m~0.5m。
7、每套住宅的信息插座装设数量不应少于1个。书房、起居室、主卧室均可装设信息插座。
8、住宅建筑综合布线系统的设备间、电信间可合用,也可分别设置。
2.4.2《住宅区和住宅建筑内通信设施工程设计规范》中指出:
1、入户的通信线缆应一次布线到位。根据住户对通信业务与智能化业务的需求及配置等级确定其数量,也可按工程实际情况确定线缆引入的数量。入户光缆与电缆配置应符合表1及下列规定。
·每户宜设有2条5e类或以上等级的4对对绞电缆入户至家居配线箱,用于语音和数据等宽带业务;
·当单独引入电话电缆时,宜按每户2对线确定电话电缆的线对数,用于语音业务或电话线上网;
·每户可引入2芯或以上光缆入户至家居配线箱,用于综合宽带通信业务接入。
 
表1  入户光缆与电缆配置表

 
容量
配置
住宅建筑(多层、高层、别墅)/户
电话双绞线(对) 4对对绞电缆(根) 光缆(芯)
高配置 - 1 2~4
中配置 - 2 -
低配置 2 1 -
 
2、户内每一客厅、起居室、书房、餐厅应设置不少于1个8位模块通用信息插座;卫生间应设置电话插座,或按照工程实际需求设置光纤信息插座。
·家居配线箱的功能根据需要可设置各种信息业务的配线模块、家庭电话交换机、计算机网络集线器或以太交换机及家庭智能化系统模块等设备。
·住宅建筑内交接间配线设备至楼层配线箱、楼层配线箱至住户家居配线箱、别墅的户外(户内)配线箱至住户家居配线箱的线缆容量应满足语音和数据业务等需要,一次布放到位。
·住户家居配线箱至户内各信息插座的4对对绞电缆与光缆应一次布放到位。
·住户家居配线箱宜靠近暗管入户一侧嵌入式安装,箱体大小应满足配线模块和其它信息通信设施安装及发展的需要。
·通信业务接入点至户内信息插座之间的线缆长度不应大于150m,线缆的路由中无有源设备对信息作转接时,线缆长度不应大于90m。
·家居配线箱至户内信息插座之间线缆的长度不应大于90m。
·家居配线箱至终端设备信道的线缆长度不应大于100m,信道的设备线缆和跳线的总长度不应大于10m。
·外部电缆引入建筑物内终接的配线模块处应加装线路浪涌保护器。
·在安装家居配线箱1.5m范围内应设置电源插座。
3、通信业务接入点(设备间、电信间等部位)设置的配线模块类型与容量应按照接入家居配线箱光缆与电缆的光纤芯数和电缆线对数配置。
4、通信业务接入点处设置的配线模块应能满足与电信业务经营者设置的通信业务接入配线模块通过跳线互通的要求。
5、各家电信业务经营者的通信业务接入配线箱或配线柜宜分别设置。当配线模块容量较小时,也可分区域安装在建筑物内设置的同一配线柜或配线箱体内。
 

综合布线系统设计

对于智慧社区布线系统可分园区光纤网络、住宅建筑和一般民用建筑布线系统的设计。
设计的指导原则:
1、设置综合布线系统应满足建筑使用功能和社区信息系统需求,兼顾未来发展。
2、系统综合考虑升级与扩容需求,预留充分的扩展备用空间。
3、与网络构架及网络设备的应用紧密结合。
4、 为各个智能系统提供传输线路。
 
3.1 一般住宅区民用建筑
具体可以按照《综合布线系统工程设计规范》GB50311要求设计,也可以参照《十大类建筑物综合布线系统应用白皮书》(办公楼部分)相关内容。
3.1.1综合布线系统组成与拓扑结构
根据综合布线标准,社区的综合布线系统分为7大组成部分(配线子系统、干线子系统、建筑群子系统、工作区、进线间、设备间和管理)。
 
图3 综合布线各子系统组成

图4 综合布线系统构成
3.1.2  布线系统方案
    具体可以按照《综合布线系统工程设计规范》GB50311要求设计,也可以参照《十大类建筑物综合布线系统应用白皮书》(办公楼部分)相关内容。
(1)配线子系统
·可选用5e、6、6A类双绞线电缆或光缆。
·宜采用6类4对非屏蔽对绞电缆或更高等级的屏蔽对绞电缆。
·建议同一社区内的语音、数据等各类传输缆线使用同一等级的缆线,以满足冗余/备份的需求,并减少品种以便于维护。
·语音配线架(铜缆)可选用RJ45型或110型。
·数据配线架(铜缆)可选用RJ45型,数据配线架(光纤)可选用LC型。
·办公楼、视频监控系统中的数字摄像机可选用5e类或6类非屏蔽双绞线;如果采用POE供电且数量较多时,宜选用屏蔽双绞线,以具有更好的散热特性。
·各智能系统均有根据各自的联网方式和传输流量,选择适当的双绞线或光缆。
·对于采用POE供电的传输线路,在各楼层上需要POE供电的设备数量并不多,数个楼层可以共用一台POE交换机,这时,就需要在布线时进行适当的线路“集群”,在双绞线长度允许的前提下,使POE交换机的数量达到最省。
(2)干线子系统
干线子系统是大楼主机房至楼层电信局(弱电间)之间的信息传输通道(信道),一般采用多模光缆,如光纤到桌面设计时,如直接和电信运营商互通,可以选择单模光缆。当采用EPON技术时,传输线路为单模光缆(皮线光缆)。
·楼层光缆配线箱至家庭信息箱之间应采用2芯或4芯G.657皮线光缆。
·当采用光纤至用户单元,EPON技术时,用户接入点至楼层光纤平行线之间应采用单模G.652光缆(皮线光缆)。
·综合布线系统的线缆宜选用阻燃/低烟无卤型的线缆。
·光纤连接件宜采用LC型或SC型。
(3)建筑群子系统
建筑群子系统是园区主配线架至各建筑物主配线架之间的信息传输通道(信道),传输距离往往比较远。
·主干光缆应采用单模光缆。
·当采用EPON技术时,主干光缆应采用单模G.652光缆。
·由于建筑群主干光缆大多敷设在各建筑物之间的地下管网内,一般不会抽出重放,所以室外光缆的传输能力应长远考虑,以免若干年后因室外光缆导致传输能力不足。
·从计算机网络出发,还要考虑到信息的远程传输及与公用配线网络的互通情况。
·数据配线架(光纤)可选用LC型或SC型。
·对于社区中的办公系统、专业业务系统和各智能化系统而言,可能会形成各自独立(网络隔离)的网络系统,由于各系统的综合布线系统主配线架在各自的主机房内,大容量光缆在进入建筑物的部位应做成端后,转成多根阻燃的室内光缆,分别连接之各系统设备间。
(4)工作区
工作区是办公区内使用信息设备(电话、电脑等等)的场所。针对办公的常规情况,可以进行以下配置考虑:
1)办公场所
·每个工作区可设置2~3个信息点,用于语音、数据(宽带),如果有其他设备需要联网,可适当增加信息点数量。
·办公室的面积宜按人均面积进行设定工作区数量,而不是依据编制设定,以免未来人员编制增加时,重新更改信息点的数量。
·接待室、资料室、等可能转换成办公室的房间宜按办公室进行信息点设计,以便今后可以进行房间性质的调整。
2)餐厅
餐厅中需考虑POS机的应用,所以在窗口位置应设置信息点。
3)会议室
·每个会议室内应根据会议系统在布局设置语音点和数据点。
·不设置会议系统的会议室内,可在前台、演讲区、两侧墙面上设置信息点。
·每间会议室的天花上宜根据面积和考虑提供的信息内容(网页、文件、图片、视频等等)设置Wifi数据点。
·会议室的视频投影或显示大屏宜考虑配套必要的信息点(数据点)。
·会议室的控制系统宜考虑联网管理,并在控制器所在位置设置数据点。
4)智能系统
·办公建筑有众多智能系统(包括视频监控系统),应根据每一种智能系统的联网需求分别设置相应的数据点,并在可能进行人工管理的区域设置语音点。
5)工作区的产品推荐
·工作区的信息点以铜缆模块为主,即采用RJ45型模块。
·对于少量相应光纤信息点的工作区,推荐选用双芯LC型和12芯MPO型,当然也可以选用ST型和SC型。
·工作区面板宜采用光面面板。
·工作区跳线的长度宜根据信息点位与应用终端设备之间的距离而定。
(5)安装场地
1)电信间
·电信间位于楼层电信间(弱电间)内,不属于综合布线系统的七大组成部分。
·电信间的面积不应小于5㎡,如覆盖的信息插座超过400个时,应适当增加面积。电信间的面积取定主要需考虑机柜的宽度与深度尺寸(尤其是采用800mm宽度的机柜时)、维护空间。如果电信间设置安防、楼宇自控、无线覆盖等设备时,要加大电信间面积。
·电信间设置了网络设备,应考虑环境的温湿度要求,安装空调设施。如果涉及计算机内网与外网的物理隔离与保密需要也可以设置安防设施。
2) 进线间
·进线间的位置应尽可能靠近建筑物外部线缆引入区,面积大小应根据安装的入口设施或建筑群配线设备所包括的种类、容量及要求等因素综合考虑确定。楼宇布线与数据中心所需的进线间应分别设置。
·进线间内所有进出建筑物的电缆端接处的配线模块应设置适配的信号线路浪涌保护器。室外电缆与光缆的金属构件应在进线间应做等电位接地,但无需设置浪涌保护器。
·在进线间缆线入口处的管孔数量应满足建筑物之间、外部接入业务及2~3家电信业务经营者缆线接入的需求,并应留有2~4孔的余量。
3)设备间
设备间的位置及大小应根据安装设备所包括的种类、容量及要求等因素综合考虑确定,如果建筑物内设置了程控用户电话交换机设备,建议与数据与电话设备间分开设置。电话设备间应尽可能靠近建筑物电缆引入与电信运营商通信设施的安装房屋。
(6)EPON的设计方法
随着时代的发展,光纤用户单元户已经普及,在国家标准《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2016)第四章中详细解说了设计的方法。
4)管理
·管理应对设备间、电信间、进线间和工作区的配线设备、缆线、信息插座等设施,采用专用的标签,按一定的模式进行标识和记录。
· 综合布线系统可采用专用的管理软件智能配线设备进行管理。如使用智能配线系统时,在FD、BD、CD处的配线设备配置时,重点要考虑单配与双配的问题。
·为了方便配线设施在施工、运行和维护中的有效管理,可以采用二维码+APP平台,及时地查找配线地址和故障位置及对布线系统的资产进行生命周期的有效管理。
·为了提高线缆及配线设施在施工效率、运行和维护中的工作效率和有效管理,采用可见光寻线技术,可一秒钟找到某一网线、信息模块、铜跳线、光跳线和MPO跳线两端对应的关系。
5)线路冗余与备份
在综合布线系统的设计中,还应该考虑系统及缆线的冗余和备份,以防止一条关键线路发生故障时,社区的业务受到重大影响。另外,备份的另一个目的为线路出现故障时,可以快速修复,使系统的平均无故障时间(MTTF)降到最低。
网络达到关键线路冗余和备份的目标,在配线子系统、干线子系统和建筑群子系统中的传输线路都需要预留一定的备份。一方面用于故障时启用,另一方面则是作为今后添加新系统时无需另外布线。
当备份用于快速修复时,应在布线系统的安装工程中,在端接处为每一根缆线预留一定的备份长度,使端口故障发生时,能够借助于这些预留的缆线进行修复,而不是从远处抽取缆线后再进行端接。如光纤和尾纤在光纤配线架中盘留;水平双绞线在模块后段呈环形、半圆形、下凹形预留;大对数双绞线电缆在110配线架上进行环状预留等等。
 
3.2住宅建筑配线系统(酒店客房、公寓客房等参照此部分内容设计)
住宅建筑综合布线系统可以分为楼内和住户套内两部分的设计内容。住宅又可以包括高层住宅建筑、多层住宅建筑和别墅建筑。目前光纤入户已经成为国家宽带战略的重要组成部分,并带有强制性条文的要求。即光纤将会直接敷设至每一个住户套内的家居配线箱。
本节主要对套内的布线系统进行设计。
3.2.1 住宅建筑套内家居布线应该满足家庭信息化与智能化的需要,满足家居配线箱内各业务信息插座模块或智能家居设备端口通过各类缆线连至各房屋内的通信业务信息插座或智能家居设备端口、各类传感器连接端口;支持建筑楼层或套内配电箱输出回路连至家居智能化系统的智能型开关和电源插座。家居配线系统包括家居配线箱、各配线功能模块安装,各类缆线(信号、控制、低压供电、接地)敷设与信息插座设置等装置的设计。家庭室内布线系统包括电力线、信号线、控制线、接地线。
(1)家居智能化基本要求
社区综合布线系统可以依据国家标准及甲方的要求进行设计,具体设计还可以参照行业内《十大类建筑物综合布线系统应用白皮书》(住宅部分)和《建筑物室内智能布线系统应用技术白皮书》进行初步设计。以此作为布线方案优化的基础,根据所面对的社区的特殊情况进行有针对性的调整,最终形成有实用价值的综合布线系统解决方案。
(2)家居综合布线系统(信息布线)
图5  家居布线系统套内布线架构
图中:DD:为家居配线箱
    ADO:套内配线装置,是和电信运营商光缆接口的部位,该设施也可以安装在DD内。
信息布线系统构成(按照TIA/EIA 570要求,构成如图5所示。
信息布线系统首先需要完成家居配线功能,以配线设备为基础,有源设备的设置情况和业务的发展。信息配线箱可以参照设计。
1)基本特点
从配线的功能考虑,家居信息智能配线系统应包括配线箱、配线模块、各类缆线、跳线、86底盒、信息插座和面板。“家居智能化”的最基本的基础设施就是需要在家庭内建立一套信息布线系统,并具备以下基本的特点:
1、宽带接入:光纤接入ONU设备输出端将提供多个RJ45端口(语音、计算机、IPTV、),以解决家庭内部各种通信终端设备和智能网关与公用通信网之间的双向通信。
2、灵活布线方式:通过对信息箱端口的管理,可以使用各类跳线完成各业务模块之间的信息互通;
3、信号分配放大:只需一条同轴电缆入户,各个房间可观看有线电视节目,并实现视频点播、宽带上网等应用。
4、优质传输:所有产品为统一规范的标准接口器件,可解决线路信号衰减或干扰等问题,保障通信质量,提供标准的连接器件和缆线,相互之间可以兼容互通,满足长期业务拓展的需要。
5、足够安装空间:配线箱体提供足够的符合电气要求的安装设备空间、电源、接地条件。
2)信息插座类型
住宅套内信息点可设置语音信息插座、数据信息插座、图象信息插座、光纤信息插座、无线覆盖信息插座和弱电系统信息(安全防范、自动照明、自动控制、传感器信息插座等)
3)信息布线系统的基本功能
系统参照(YD1384)通信行业家居布线标准要求,从市场上推出的家居配线箱或强、弱电合一的配线箱产品出发,并根据住宅布线工程的实际情况进行设计。    
家庭综合布线将光纤(皮线光缆)、视频缆线(同轴电缆)、数据线(4对对绞电缆)、控制线(双绞线)、电线(电源线4~电源线8线)、音响线(50~300芯)等缆线集中接入到家居配线箱内,信息通信、各类控制器及网关的配线模块相互连通,模块按照星形、总线、环形等布线拓扑结构连接至各个信息插座或各类传感器及智能模块。
目前家居布线的基本功能应该首先考虑通信宽带接入、电话系统、计算机网络系统(包括宽带网)和有线电视系统的配线需要。然后拓展智能家居各系统互通对配线与供电的需要。
(2)基本业务信息点设置
家居布线满足各房屋安装电话、网络、有线电视端口的基本要求。
1)有线电视信息点
·有线电视网络以不少于1根同轴电缆进入每套住宅的家居配线箱内做分配交接。
·住宅套内采用双向传输的电视插座(TV), 住宅套内电视插座不应少于1个是规范规定安装的数量,起居兼主卧室户型可装1个电视插座,起居室与主卧室分开的住户应安装2个电视插座。
·随着宽带综合业务的发展和有线电视已经成为国家第4个电信业务经营者,原有的有线电视网络开放高清数字电视业务,采用光纤入户的配线方式已成为新的建设方案。此时,有线电视的信息点将会采用RJ45的插座。
2)电话信息点
·每套住宅进户1芯或2芯光缆(为电话、数据、IPTV业务共用)至ONU设备,进户线经过ONU语音端口在家居配线箱内通过语音模块做交接,并通过4对对绞电缆连接至RJ45语音输出端口。
·每套住宅的起居室、主卧室、书房、次卧室、卫生间设置电话插座。套内电话插座也可以采用并联的方式(不超过2个语音RJ45插座)通过电缆连至ONU电话RJ45输出端口,以扩大语音信息插座的覆盖。
·对别墅住宅,也可以在家居配线箱内设置电话小交换机+语音配线架完成多个分机电话的之间以及和公用电话网之间的通信。
3)数据信息点
·通过每套住宅进户1芯或2芯光缆(为电话、数据、IPTV业务共用)至ONU设备,进户线经过ONU以太网端口在家居配线箱内通过数据模块做交接,ONU的RJ45数据输出端口则通过4对对绞电缆引入至屋内各数据信息插座(TD)。
·每套住宅的书房、起居室、主卧室均可装设不少于1个数据信息插座。
·目前家庭数字摄像机及智能照明(LED灯)的应用逐渐被得到应用,此时在服务的上空部位可以设置相关的数据信息点。
·套内电数据插座也可以采用在信息插座处接入无线AP点的方式扩大数据信息插座的覆盖范围。对一些别墅住宅或面积较大的住宅建筑,也可以在家居配线箱内设置以太网交换机或路由器组成家庭计算机局域网与公用计算机互联网实现数据通信。
·随着数字监控、智能照明等应用的发展,在空间顶部信息点的设置会逐步地增加,在信息点的设计时,应加以充分的考虑和预留。
    4)套内信息点设置见表2内容。
表2  套内信息点设置

            位置
项目
门口 厨房 起居室 餐厅 卧室 书房 卫生间 过道
 
地下室 车库
 
活动区 花园
电话(TP) 1 1  2 - 1 1 1 - 2 1  2 -
计算机(TD) - -  2 -  1  1 - -  1 -  2 -
有线电视(TV) - -  1 1  1 - - -  1 -  1 -
无线AP(TW) - -  1 -  1  1 - 1  1 1  1 1
光纤(WF) - -  1 -  1  1 - -  1 -  1 -
                           
5) 信息插座的产品推荐
·家庭内部的信息点以铜缆模块为主,即采用RJ45型模块。
·如果采用光纤光纤信息点时,可根据需要选用双芯LC型,当然也可以选用已经过时的ST型和SC型。
·86插座面板宜采用光面面板。
·各类跳线的长度宜根据点位与应用之间的距离而定。
 
3.3 住宅区布线系统
住宅小区建设应符合城乡规划要求,与电信发展规划相适应。同步建设建筑规划用地红线内的通信管道和楼内通信暗管、暗线,建设并预留用于安装通信线路配线设备的集中配线场所。
国家已经颁布的光纤到住户和用户单元的建设技术标准,也为智能家居实现信息集成的管理平台和满足各种信息的交互型沟通创造了有利的条件。电话网、计算机互联网、有线电视网的信号传输缆线采用光缆到小区、住宅楼、住户内、民用建筑用户单元已经成为现实,三网融合的推进将会为家居智能化的发展提供了基本的条件。
3.3.1通信业务的提供
(1)有线电视系统
有线电视目前大部分采用HFC网络,HFC通过机顶盒和电缆调制解调器实现数字电视的转播和连接计算机互联网;。进户线采用特性阻抗为75Ω的同轴电缆,75-5同轴电缆传输距离一般为300m,超过300m宜采用光缆传输。有线电视系统实施业务的融合,将光缆接入路边或住宅建筑内或进户后进行光电转换,电缆调制解调器(CM)和机顶盒(STB)功能可合一。设备设置在屋内的适当位置,也可设置在家居配线箱和信息配线箱内。光纤接入技术在有线电视网络将来的建设中也将会被得到广泛的应用。
(2)电话系统
当地电信业务经营者采用光纤接入网(EPON)的通信技术,铜缆已经逐步地退出接入网中的应用。1芯或2芯光缆接入住户的光网络终端设备(ONU),能够提供多个电话、计算机、和IPTV接口。电话机可以直接接入ONU的语音RJ45端口实现通信。
(3)计算机上网和高清数字电视
当地电信业务经营者采用光纤接入网(EPON)的通信技术,1芯或2芯光缆接入住户的光网络终端设备(ONU),能够提供多个10M/100M/1000M传输速率的计算机、和IPTV接口。计算机终端设备可以直接或通过无线AP经过路由器或家庭以太网交换机直接接入ONU的以太网RJ45端口实现通信。高清数字电视则可以通过IPTV机顶盒及数据电缆接入至ONU以太网端口接收电视信号。
3.3.2 住宅区光纤布线系统配置
(1)入户光缆(用户光缆)
在规范中高配置方案为每一户入户光纤2芯,主要考虑两个方面,一是光纤的备份;二是部分经济发达地区的住户要求其通信业务接入不同的电信业务经营者的网络。
表3光缆配置表

配置 光纤(芯) 光缆(条)
高配置   2 1
低配置 1 1
 
 
(2)光缆配置
配线光缆、用户光缆及配线设备的容量应满足远期各类通信业务的需求,并应预留不少于10%的维修余量。
(3)场地面积
1)设备间、电信间的使用面积以及配线箱的占用空间应根据配线设备类型、数量、容量、尺寸进行计算。(设备间安装通信接入网设备、传输设备、电源等设备所需面积不包括在内)。
以单个高层住宅作为一个光纤配线区时,设备间、电信间面积计算:
·安装尺寸为宽600×深600mm机柜,需要房屋10平方米(尺寸为4×2.5m);
·安装尺寸为宽800×深800mm机柜,需要房屋约为15平方米(尺寸为5×3m)。
2)在住宅建筑单元楼道和楼层、住户内安装的光纤配线箱、家居配线箱应根据箱体的功能需求、光纤容量、安装方式、产品箱体尺寸确定所需要的安装空间。
3)对于大楼用户,配套设备应首选安装在建筑物内,新建楼宇采用壁龛式,旧楼改造可采用壁挂式设置在楼梯间、用户门口或原有组线箱内,当不具备条件时,次选室外安装。在室外安装时可选择落地式,也可引上至电杆或墙上以架空式、壁挂式安装。但不应安装在人(手)孔内或其它环境条件差等不利于施工和维护的场所。在旧楼内设置配套设备时应考虑配套设备的体积和安装位置。
 
4社区综合布线系统的场地环境保护
在《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311-2016)中,对于场地的环境保护提出了更高的要求。为此,引入了防火章节及环境MICE等级(M:机械力,I:侵入,C:气候与化学制品,E:电磁)。
 
4.1防火
4.1.1阻燃
社区属于人流密集的场所,在建筑物相关的部位都贴有逃生路线图。为了防止火焰顺着线缆蔓延到其他房间、让人们在火场中能够看清逃生路线、使人们在火场中能够呼吸,宜采用国家推荐的阻燃/低烟无卤型双绞线和光缆。它能够具有以下特性:阻燃(火势不会顺着线缆蔓延)、低烟(燃烧时产生的烟雾少,让人们能够看清逃生路线)、无卤素(缆线的材质中不包含带有剧毒的卤素因素,使火场中即使是引燃也不会因线缆而导致人们呼吸中毒)。
4.1.2耐火
根据国家标准《民用建筑设计导则》,高度超过100米(约24层楼)的建筑属于超高层建筑。由于全球现有的消防云梯均已无法到达100米这一高度,所以在超高层建筑中设有避难层(以当地消防云梯能够到达的高度设最低的避难层,向上每隔12~13层/50米设一个避难层,直至楼顶),万一发生火灾时,人们就近逃进避难层,在避难层中等待进一步的信息或救援。这时,一层的消控中心可以借助于视频监控摄像机和报警探头得知哪一个避难层有人,通过公共广播系统告知人们下一步该做什么,借助于有线对讲系统(并非消防对讲系统)与避难层中的人们对话……。由于这些传输线缆从避难层通往一层的消控中心,其中可能会遇到有火的楼层空间,所以这些缆线只有埋设在混凝土内或采用耐火的缆线这两种保护方式。现在的智能建筑中开始采用耐火缆线作为避难层智能系统的供电和高速信息传输用线。由于距离原因,目前大多采用耐火光缆。根据中国国标,耐火光缆要求能够在750℃的火场中保持信息传输达90分钟;国际标准则要求耐火光缆要求能够在850℃的火场中保持信息传输达180分钟。由于民用建筑的火场温度一般不超过1000℃(源自《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008),所以耐火光缆已经成为超高层智能建筑避难层智能系统传输缆线配置中的一种解决方案。
4.1.3阻燃/耐火缆线
当缆线同时具有阻燃、耐火、低烟、无卤素等特性时,这样的缆线被成为“阻燃/耐火缆线”,这是目前能够生产的、性能最理想的防火缆线。
4.1.4防水
家庭厨房、卫生间、面向草坪的室内走廊等处一旦设置信息点,可能会遇水,可以采用斜口面板外罩机电市场购买的强电防水罩壳予以解决。
4.1.5室外防雷击
室外型传输线缆(如:室外光纤到住户用户光缆、室外摄像机、通往独立的门卫室的双绞线等等)可能会处于雷击区域内,万一因雷击而在缆线上感应到高电压、强电流,会造成缆线两端的计算机网络设备、服务器或电话设备严重毁损。故此,建议采用室外型光缆连接(供电另行提供),并在摄像机、门卫室等具有防雷保护的区域内转换成电信号,形成电磁孤岛,避免雷击可能带来的伤害。
 

5 智能家居

智能家居如果仅仅实现智能控制,不足以构成智能家居。还需要将智能家居涉及安全防范的系统与社区安保系统保持联动;智能家居的控制方式更加需要多样化和便捷化,可以使用电脑和智能终端,在具备网络的的任何地方对智能家居系统进行远程的监测和控制;在基础设施的建设方面,必须为用户以后的升级考虑,对智能家居各系统系统预留设备接口和备用的线路。
智能家居产品应以实用性、易用性和人性化为主,并充分考虑老人、小孩、残疾人等群体的特殊需要。
智能家居功能架构为家居智能化的顶层设计,直接关系到系统建设方案、产品的应用、项目投资和运维的模式。系统技术的应用主要根据设计师的设计理念、用户的实际需求与技术要求设定。并从基础设施着手,充分预留将来业务扩展的需要。不同类型的住宅建筑和住户及群体对智能家居功能的需求会不尽相同,设计师可以针对工程情况加以选择和组合。
 
表4  智能家居设施配置表(住宅套内)

管理平台(APP)根据系统产品功能确定  
安防系统(应与智慧社区、小区报警、监控、巡更、可视对讲、出入口道闸等保持信息互通与联动)  
            位置
项目
门口 厨房 起居室 餐厅 卧室 书房 卫生间 过道
 
地下室 车库
 
活动区

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