智能建筑通信网络功能
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一、引言
智能建筑的核心是系统集成[1],而系统集成的基础则是智能建筑中的通信网络.随着计算机技术和通信技术的发展和信息社会的到来,迫使现代建筑观念不得不更新.在信息化社会中,一个现代化大楼内,除了具有电话、传真、空调、消防与安全监控系统外,各种计算机网络、综合服务数字网等都是不可缺少的.只有具备了这些基础通信设施,新的信息技术,如电子数据交换、电子邮政、会议电视、视频点播、多媒体通信等才有可能进入大楼.使它成为一个名符其实的智能建筑.目前,在多数涉及与智能建
筑有关的事物中,不论是物业主还是参加竞争的设计者,都把重点放在楼宇管理自动化系统和结构化布线系统上,许多所谓的智能建筑,其实就是楼宇自动化系统加上结构化布线和程控交换机,根本就忽略了通信网络的建设.我们认为,在建筑智能化工程中,应该高度重视信息这个要素,而通信网络正是为建筑的各个部分传递信息的道路.随着分布式智能建筑控制系统技术的日益成熟和应用普及,在bas中控制将进一步分散,在网络中传递的将更多的是管理信息,系统的集成则越显得重要[2],另一方面,目前由于人们信息需求的激增,以及计算机技术带来的多媒体终端等先进的终端技术,一个智能建筑的智能化瓶颈往往在于它的通信网络.可以说,通信网络技术水平的高低制约着智能建筑的智能程度.为此,智能建筑中的通信网络的设计是完成建筑智能化工程的重点所在.本文讨论基于最新网络技术的智能建筑通信网络的设计.
二、智能建筑的通信网络功能
总体上说,智能建筑的通信网络有两个功能,第一是支持各种形式的通信业务;第二是能够集成不同类型的办公自动化系统和楼宇管理自动化系统,形成统一的网络并进行统一的管理.智能建筑中的通信业务主要有下列一些形式:
1、电话:包括内部直拨,通过pbx与楼外公共交换网连接后通话.发展成为以pbx为中心组网形成2b＋d话音和信令通道,使电话用户线具有综合功能.
2、传真:包括利用电话线进行楼内传真以及与楼外的传真,还可以通过发展而成的楼内综合业务数字网(isdn)的用户线进行楼内之间或楼内外的传真.
3、电子邮件、语音邮件、电子信箱、语音信箱:这是通过计算机网络及其交换系统实现点对点(计算机)的文字或语音通信的一种方式.即通过对计算机屏幕的"书写"或直接通过计算机的音响系统实现双方的通信或对话.与之相应的电子信箱、语音信箱则是通过计算机的存贮系统实现"留信"或"留言".
4、可视电话:可视电话是一种小型图像通信终端,利用电话线路同时传递图像与语音信息.这种系统使用简单,无需特殊线路,每秒可传送10帧彩色图像,并且价格相对低廉,同时,还可通过大楼pbx,进入公用电话网.同外部进行通信.
5、可视电话数据系统:可视电话数据系统是利用公用电话线路的会话型图像通信.利用这种通信系统,键入所需信息代码,传送至数据库计算机,主机收到该代码后,即在数据库中查找所需的信息,并将信息回送屏幕显示出来,
6.会议电视:会议电视系统可支持大楼中各单位,各部门之间通信的要求,通过通信手段把相隔两地或几个地点的会议室连接在一起,传递图象和伴音信号,使与会者产生身临其境的感觉.
7、桌面会议系统:将计算机引入图象通信,使得通信各方不仅可以面对面进行交谈,还可以根据要求随时交换资料和文档,真正实现通信的交互性.桌面会议系统设有电子黑板,使会议各方可在同一块电子黑板上完成信息交互,并可对电子黑板随时打印,还可以重播会议片断和收录会议过程.
8,多媒体通信:多媒体通信是通过计算机网络系统实现同时获取,处理,编辑,存储和展示两个以上不同类型信息媒体（包括文字,语音,图形,图象〕的传送,其最重要的基础必需要具备宽带的网络系统.
9、公用数据库系统:与大楼业务有关的资料可通过大楼的数据库查询,也可通过wan查询,数据类型可以是数据、文字、静、动态图象.
10、资料查询与文档管理系统:楼内各种办公文件的编辑、制作、发送、存贮与检索,并规定不同用户对各类文档的查询权限.
11、学习培训系统:与网络联机的多媒体终端及各种声、象设备,提供各类业务学习与培训.
12、触摸屏咨询及大屏幕显示系统:安装在大厅,多个触摸屏咨询系统安放在大厅不同位置,以声,象,图表等多种方式向用户介绍大厦业务及其它信息.
13、人事,财务,情报,设备,资产等事务管理:将工作人员的素质,特长,单位,财务收支情况,文件,合同,通知,新技术,新业务,设备资源及其使用情况统统存入数据库中,以便随时查询,实现事务管理科学化.
14、访问internet网络:internet正在发展成为把全球联系在一起的信息网络,所以对于用户来说,具有访问internet的手段就显得十分重要.大楼的智能局域网的主干网具有访问internet的信息通道,这就为大楼内的用户访问internet提供了条件.
这些业务的实现对通信网络的需求往往不同,已发展成熟的各种网络几乎都是针对特定的网络业务,而目前基于atm的宽带综合局域网技术日益成熟,使得在局域网内实现相当多的业务的综合传输交换成为可能.
智能建筑中的通信网络通常分为主干网和部门子网.主干网是连接部门子网、数据传输速率较高的网络.部门子网是为完成各个部门特定目的而组建的局域网,它一般多种多样.此外,通信网络还包括以电话通信为主的pbx网络.智能建筑的通信网络应能支持上述的通信业务和大楼管理自动化及办公自动化的要求,并且还要能够适应今后15年通信业务发展的需要.
通常情况下在智能建筑中作主干网的有以下一些网络技术:fddi、100base-t、100vg-anylan、atm等.我们认为,从技术及产品日益成熟和通信网络发展方向来看,使用atm技术作为主干网是一种优选方案.
作为智能建筑中的部门子网,往往根据部门需求选择多种多样的网络.这可分为普通局域网、高速局域网和pbx网三种.在智能建筑中这三种子网往往共存.
三、一种智能建筑通信网络系统
图1是一种智能建筑通信网络系统.主干网络是以atm交换机为中心的atm网络,有以下特点:(1)这是一种高速率网络,每个端口速率高达25～155mbps,这种带宽使各个子网之间的通信畅通无阻,而且各个端口专用带宽,使用户的带宽竞争局限在子网范围内,因此,子网数目的增加不会影响已存用户的业务质量.这对智能建筑内通信网络的扩展来说是其它大多数网络技术所不具备的.(20)采用局域网仿真技术使已有的局域网技术可以平滑无缝地接入主干网构成互连网.基于原有局域网的应用可以不加修改地在atm互连网上运行.(3)atm网络与传统局域网的无缝连接,进一步减少了网络之间的桥、路由器、网关及hub等协议转换设备,使网络延伸、网络配置、网络监视变得相当容易,网络得到平整.这一点是其它主干网技术不可比拟的.(4)采用虚拟局域网技术,可以方便地构成虚拟局域网,不同虚拟局域网之间就像通过网桥连接的局域网.而且,网络管理员可以将地域不集中、连接在不同集线器上的同一部门之间的设备构成一个局域网,这样,网段的物理位置不再影响其逻辑子网,它带来的好处是:每个部门可以拥有自己的虚拟局域网,它不受其它部门的网络通信影响;通信网络上任何位置的主机、服务器等从一个虚拟局域网移动到另外一个虚拟局域网不需要任何物理上的变动;同时,物理上变动的网络设备也可以维持在相同的虚拟局域网上不变.这对智能建筑租用用户来说是相当优越的.(5)atm网络采用永久
虚通路和交换虚通路来管理网络连接,这样网络延伸变得简单,而且永久虚通路的配置可以保证不同业务的带宽要求.交换虚通路的采用可以简化网络管理员的网络设置工作.交换虚通路的标准化使不同厂家的atm产品的互连变得简单.(6)atm是b-isdn的标准转移模式,因此主干网与广域网的连接也可以归结为atm与atm的连接,这样智能建筑通信网可以与广域网无缝连接.(7)atm网络采用分布式网络结构使它作为主干网有很高的稳定性.
图1一种智能建筑通信网络系统
它采用完全连接网状拓扑来避免网络单点失效,它的网络控制分布存在于各个网络节点,端到端多路由连接,网络可以实现自重构,这些使网络能应付各种灾难情况,在智能建筑出现意外时能确保通信网络畅通.(8)atm是一种开放式网络结构,itu-t、atm论坛分别制定了一系列网络技术标准,这些使atm网络能够兼容连接过去、现在和将来的各种网络.因此,采用atm作为主干网可以适应将来网络技术的发展,使网络生存周期增长,网络等效性价比增加.
若干个大容量服务器(多媒体服务器)直接接入atm网络,可满足多客户机与服务器的多媒体通信对网络带宽的要求.部门子网一般设计为交换模块式局域网,最常用的是10base-t,它不但是物理上的星型连接,而且使用非屏蔽双绞线作为传输媒质,这非常适合智能建筑综合布线的情况.对于多用户部门,可使用多交换模块组成多网段的部门子网.而对于有高速要求的部门来说,则可组建高速局域网,高速局域网有100base-t和fddi和atm工作组网等,根据我们的经验,采用100base-t和atm工作组网更好.通过局域网交换机可将所有局域网部门子网接入主干网.如果部门子网的高速用户数量不多,最好将高速宽带终端用户直接接入主干网,通过atm网络的虚拟局域网功能,将一些高速宽带终端用户与一些部门子网组建成虚拟局域网.pbx网是以电路交换方式交换话音为主的网络.目前配备有n-isdn功能的pbx交换机综合了电路交换和分组交换方式,可以综合交换话音和数据.在智能建筑中,使用n-isdnpbx作电话网的交换节点具有明显的优点:可以方便地将远端和孤立的数据终端通过n-isdn与主干网的网关接入通信网络;可以方便地与公用n-isdn的连接,实现对广域网的低速访问;2b+d和30b+d的速率接口可以充分满足用户对外部数据资源的访问,实现用户电报、高质传真、高质电话、可视电话等业务;专用线路业务可以满足特殊用户保密要求,以及实现紧急报警等.pbx网络自成一体,又可通过网关与主干网相连.多功能电视会议中心主要包括数字化投影电视和音响系统及同声传译系统,在智能建筑的设计中,通过网络互连技术,将相应的语音和图像信息传送给相关的子网或公共网,实现信息共享,这样可使智能建筑具有更高的品质.楼宇管理自动化系统网络在逻辑上是独立的,中央监控系统监控和管理整个bas,通过以太网接口,中央监控系统接入主干网络,可向有关终端传送监视和报警信息.通过主干网和pbx网络接入楼外通信系统.
四、结语
随着通信和计算机技术的飞速发展,智能建筑的相关技术日趋成熟,目前智能建筑的建设正方兴未艾.在智能建筑的建设中,第一步是设计建设一个合理的能够满足大厦灵活组建通信网络要求的综合布线系统.智能建筑中的通信网络是大厦智能化的基础,智能建筑的通信网络分为主干网和部门子网,主干网应该是基于atm高速宽带局域网,可支持智能建筑中多种通信业务(多媒体业务)和异类部门子网及楼宇管理自动化专用子网的互连对主干网带宽的要求.通过局域网交换机,部门子网可接入主干网并形成互连,高速终端用户（如部门经理等的桌面计算机）,直接接入主干网,并且可应用atm网的虚拟局域网功能,与部门子网组建虚拟局域网.楼宇管理自动化网络一般是专用网络,通过综合布线系统,可以灵活地组建物理上分散、逻辑上统一的楼宇管理自动化专用网络,其中央控制系统通过局域网交换机接入主干网,向相关的部门主机传送监视和报警信息.pbx网络自成一体,又通过网关接入主干网.整个通信网络既是一个整体,又有各部分通信的灵活性和高效率.智能建筑技术是一个多门类的综合系统集成技术,所以,在建设智能建筑时,需要在大楼的设计阶段,就要融进通信网络的设计.