智慧建築通訊網路研究的論文

一、引言。

智慧建築的核心是系統整合[1]，而系統整合的基礎則是智慧建築中的通訊網路。隨著計算機技術和通訊技術的發展和資訊社會的到來，迫使現代建築觀念不得不更新。在資訊化社會中，一個現代化大樓內，除了具有電話、傳真、空調、消防與安全監控系統外，各種計算機網路、綜合服務數字網等都是不可缺少的。只有具備了這些基礎通訊設施，新的資訊科技，如電子資料交換、電子郵政、會議電視、視訊點播、多媒體通訊等才有可能進入大樓。使它成為一個名符其實的智慧建築。目前，在多數涉及與智慧建

築有關的事物中，不論是物業主還是參加競爭的設計者，都把重點放在樓宇管理自動化系統和結構化佈線系統上，許多所謂的智慧建築，其實就是樓宇自動化系統加上結構化佈線和程控交換機，根本就忽略了通訊網路的建設。我們認為，在建築智慧化工程中，應該高度重視資訊這個要素，而通訊網路正是為建築的各個部分傳遞資訊的道路。隨著分散式智慧建築控制系統技術的日益成熟和應用普及，在BAS中控制將進一步分散，在網路中傳遞的將更多的是管理資訊，系統的整合則越顯得重要[2]，另一方面，目前由於人們資訊需求的激增，以及計算機技術帶來的多媒體終端等先進的終端技術，一個智慧建築的智慧化瓶頸往往在於它的通訊網路。可以說，通訊網路技術水平的高低制約著智慧建築的智慧程度。為此，智慧建築中的通訊網路的設計是完成建築智慧化工程的重點所在。本文討論基於最新網路技術的智慧建築通訊網路的設計。

二、智慧建築的通訊網路功能。

總體上說，智慧建築的通訊網路有兩個功能，第一是支援各種形式的通訊業務；第二是能夠整合不同型別的辦公自動化系統和樓宇管理自動化系統，形成統一的網路並進行統一的管理。智慧建築中的通訊業務主要有下列一些形式：

1、電話：

包括內部直撥，通過PBX與樓外公共交換網連線後通話。發展成為以PBX為中心組網形成2B＋D話音和信令通道，使電話使用者線具有綜合功能。

2、傳真：

包括利用電話線進行樓內傳真以及與樓外的傳真，還可以通過發展而成的樓內綜合業務數字網（ISDN）的使用者線進行樓內之間或樓內外的傳真。

3、電子郵件、語音郵件、電子信箱、語音信箱：這是通過計算機網路及其交換系統實現點對點（計算機）的`文字或語音通訊的一種方式。即通過對計算機螢幕的"書寫"或直接通過計算機的音響系統實現雙方的通訊或對話。與之相應的電子信箱、語音信箱則是通過計算機的存貯系統實現"留信"或"留言"。

4、可視電話：

可視電話是一種小型影象通訊終端，利用電話線路同時傳遞影象與語音資訊。這種系統使用簡單，無需特殊線路，每秒可傳送10幀彩色影象，並且價格相對低廉，同時，還可通過大樓PBX，進入公用電話網。同外部進行通訊。

5、可視電話資料系統：可視電話資料系統是利用公用電話線路的會話型影象通訊。利用這種通訊系統，鍵入所需資訊程式碼，傳送至資料庫計算機，主機收到該程式碼後，即在資料庫中查詢所需的資訊，並將資訊回送螢幕顯示出來，

6。會議電視：

會議電視系統可支援大樓中各單位，各部門之間通訊的要求，通過通訊手段把相隔兩地或幾個地點的會議室連線在一起，傳遞圖象和伴音訊號，使與會者產生身臨其境的感覺。

7、桌面會議系統：

將計算機引入圖象通訊，使得通訊各方不僅可以面對面進行交談，還可以根據要求隨時交換資料和文件，真正實現通訊的互動性。桌面會議系統設有電子黑板，使會議各方可在同一塊電子黑板上完成資訊互動，並可對電子黑板隨時列印，還可以重播會議片斷和收錄會議過程。

8，多媒體通訊：

多媒體通訊是通過計算機網路系統實現同時獲取，處理，編輯，儲存和展示兩個以上不同型別資訊媒體（包括文字，語音，圖形，圖象〕的傳送，其最重要的基礎必需要具備寬頻的網路系統。

9、公用資料庫系統：與大樓業務有關的資料可通過大樓的資料庫查詢，也可通過WAN查詢，資料型別可以是資料、文字、靜、動態圖象。

10、資料查詢與文件管理系統：樓內各種辦公檔案的編輯、製作、傳送、存貯與檢索，並規定不同使用者對各類文件的查詢許可權。

11、學習培訓系統：與網路聯機的多媒體終端及各種聲、象裝置，提供各類業務學習與培訓。

12、觸控式螢幕諮詢及大螢幕顯示系統：安裝在大廳，多個觸控式螢幕諮詢系統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務及其它資訊。

13、人事，財務，情報，裝置，資產等事務管理：將工作人員的素質，特長，單位，財務收支情況，檔案，合同，通知，新技術，新業務，裝置資源及其使用情況統統存入資料庫中，以便隨時查詢，實現事務管理科學化。

14、訪問INTERNET網路：INTERNET正在發展成為把全球聯絡在一起的資訊網路，所以對於使用者來說，具有訪問INTERNET的手段就顯得十分重要。大樓的智慧區域網的主幹網具有訪問INTERNET的資訊通道，這就為大樓內的使用者訪問INTERNET提供了條件。

這些業務的實現對通訊網路的需求往往不同，已發展成熟的各種網路幾乎都是針對特定的網路業務，而目前基於ATM的寬頻綜合區域網技術日益成熟，使得在區域網內實現相當多的業務的綜合傳輸交換成為可能。

智慧建築中的通訊網路通常分為主幹網和部門子網。主幹網是連線部門子網、資料傳輸速率較高的網路。部門子網是為完成各個部門特定目的而組建的區域網，它一般多種多樣。此外，通訊網路還包括以電話通訊為主的PBX網路。智慧建築的通訊網路應能支援上述的通訊業務和大樓管理自動化及辦公自動化的要求，並且還要能夠適應今後15年通訊業務發展的需要。

通常情況下在智慧建築中作主幹網的有以下一些網路技術：FDDI、100Base—T、100VG—AnyLAN、ATM等。我們認為，從技術及產品日益成熟和通訊網路發展方向來看，使用ATM技術作為主幹網是一種優選方案。

作為智慧建築中的部門子網，往往根據部門需求選擇多種多樣的網路。這可分為普通區域網、高速區域網和PBX網三種。在智慧建築中這三種子網往往共存。

三、一種智慧建築通訊網路系統。

圖1是一種智慧建築通訊網路系統。主幹網路是以ATM交換機為中心的ATM網路，有以下特點：

（1）這是一種高速率網路，每個埠速率高達25～155Mbps，這種頻寬使各個子網之間的通訊暢通無阻，而且各個埠專用頻寬，使使用者的頻寬競爭侷限在子網範圍內，因此，子網數目的增加不會影響已存使用者的業務質量。這對智慧建築內通訊網路的擴充套件來說是其它大多數網路技術所不具備的。（20）採用區域網模擬技術使已有的區域網技術可以平滑無縫地接入主幹網構成互連網。基於原有區域網的應用可以不加修改地在ATM互連網上執行。

（3）ATM網路與傳統區域網的無縫連線，進一步減少了網路之間的橋、路由器、閘道器及HUB等協議轉換裝置，使網路延伸、網路配置、網路監視變得相當容易，網路得到平整。這一點是其它主幹網技術不可比擬的。

（4）採用虛擬區域網技術，可以方便地構成虛擬區域網，不同虛擬區域網之間就像通過網橋連線的區域網。而且，網路管理員可以將地域不集中、連線在不同集線器上的同一部門之間的裝置構成一個區域網，這樣，網段的物理位置不再影響其邏輯子網，它帶來的好處是：每個部門可以擁有自己的虛擬區域網，它不受其它部門的網路通訊影響；通訊網路上任何位置的主機、伺服器等從一個虛擬區域網移動到另外一個虛擬區域網不需要任何物理上的變動；同時，物理上變動的網路裝置也可以維持在相同的虛擬區域網上不變。這對智慧建築租用使用者來說是相當優越的。

（5）ATM網路採用永久

虛通路和交換虛通路來管理網路連線，這樣網路延伸變得簡單，而且永久虛通路的配置可以保證不同業務的頻寬要求。交換虛通路的採用可以簡化網路管理員的網路設定工作。交換虛通路的標準化使不同廠家的ATM產品的互連變得簡單。（6）ATM是B—ISDN的標準轉移模式，因此主幹網與廣域網的連線也可以歸結為ATM與ATM的連線，這樣智慧建築通訊網可以與廣域網無縫連線。

（7）ATM網路採用分散式網路結構使它作為主幹網有很高的穩定性。

它採用完全連線網狀拓撲來避免網路單點失效，它的網路控制分佈存在於各個網路節點，端到端多路由連線，網路可以實現自重構，這些使網路能應付各種災難情況，在智慧建築出現意外時能確保通訊網路暢通。

（8）ATM是一種開放式網路結構，ITU—T、ATM論壇分別制定了一系列網路技術標準，這些使ATM網路能夠相容連線過去、現在和將來的各種網路。因此，採用ATM作為主幹網可以適應將來網路技術的發展，使網路生存週期增長，網路等效價效比增加。

若干個大容量伺服器（多媒體伺服器）直接接入ATM網路，可滿足多客戶機與伺服器的多媒體通訊對網路頻寬的要求。部門子網一般設計為交換模組式區域網，最常用的是10Base—T，它不但是物理上的星型連線，而且使用非遮蔽雙絞線作為傳輸媒質，這非常適合智慧建築綜合佈線的情況。對於多使用者部門，可使用多交換模組組成多網段的部門子網。而對於有高速要求的部門來說，則可組建高速區域網，高速區域網有100Base—T和FDDI和ATM工作組網等，根據我們的經驗，採用100Base—T和ATM工作組網更好。通過區域網交換機可將所有區域網部門子網接入主幹網。

如果部門子網的高速使用者數量不多，最好將高速寬頻終端使用者直接接入主幹網，通過ATM網路的虛擬區域網功能，將一些高速寬頻終端使用者與一些部門子網組建成虛擬區域網。PBX網是以電路交換方式交換話音為主的網路。目前配備有N—ISDN功能的PBX交換機綜合了電路交換和分組交換方式，可以綜合交換話音和資料。在智慧建築中，使用N—ISDNPBX作電話網的交換節點具有明顯的優點：可以方便地將遠端和孤立的資料終端通過N—ISDN與主幹網的閘道器接入通訊網路；可以方便地與公用N—ISDN的連線，實現對廣域網的低速訪問；2B+D和30B+D的速率介面可以充分滿足使用者對外部資料資源的訪問，實現使用者電報、高質傳真、高質電話、可視電話等業務；專用線路業務可以滿足特殊使用者保密要求，以及實現緊急報警等。PBX網路自成一體，又可通過閘道器與主幹網相連。多功能電視會議中心主要包括數字化投影電視和音響系統及同聲傳譯系統，在智慧建築的設計中，通過網路互連技術，將相應的語音和影象資訊傳送給相關的子網或公共網，實現資訊共享，這樣可使智慧建築具有更高的品質。樓宇管理自動化系統網路在邏輯上是獨立的，中央監控系統監控和管理整個BAS，通過乙太網介面，中央監控系統接入主幹網路，可向有關終端傳送監視和報警資訊。通過主幹網和PBX網路接入樓外通訊系統。

四、結語。

隨著通訊和計算機技術的飛速發展，智慧建築的相關技術日趨成熟，目前智慧建築的建設正方興未艾。在智慧建築的建設中，第一步是設計建設一個合理的能夠滿足大廈靈活組建通訊網路要求的綜合佈線系統。智慧建築中的通訊網路是大廈智慧化的基礎，智慧建築的通訊網路分為主幹網和部門子網，主幹網應該是基於ATM高速寬頻區域網，可支援智慧建築中多種通訊業務（多媒體業務）和異類部門子網及樓宇管理自動化專用子網的互連對主幹網頻寬的要求。

通過區域網交換機，部門子網可接入主幹網並形成互連，高速終端使用者（如部門經理等的桌面計算機），直接接入主幹網，並且可應用ATM網的虛擬區域網功能，與部門子網組建虛擬區域網。樓宇管理自動化網路一般是專用網路，通過綜合佈線系統，可以靈活地組建物理上分散、邏輯上統一的樓宇管理自動化專用網路，其中央控制系統通過區域網交換機接入主幹網，向相關的部門主機傳送監視和報警資訊。PBX網路自成一體，又通過閘道器接入主幹網。整個通訊網路既是一個整體，又有各部分通訊的靈活性和高效率。智慧建築技術是一個多門類的綜合系統整合技術，所以，在建設智慧建築時，需要在大樓的設計階段，就要融進通訊網路的設計。