綜合布線系統(tǒng)(Premises Distribution System)是指按標準的、統(tǒng)一的和結構化方式編制和布置建筑物(或建筑群)內各種系統(tǒng)的物理連接,是實現所有相關設備得以正常通信的線路無源網絡系統(tǒng),包括網絡系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和照明系統(tǒng)、樓宇對講系統(tǒng)等。
同時,綜合布線也是一種模塊化的、高度靈活性的建筑物內或建筑群之間的物理連接,它既能使語音、數據、圖像及交換設備與其它信息管理系統(tǒng)彼此相連,也能使這些設備與外部相連接,保證系統(tǒng)的正常運行。此外,它還包括建筑物外部網絡或電信線路的連接點與應用系統(tǒng)設備之間的所有線纜及相關的連接部件。綜合布線由不同系列和規(guī)格的部件組成,其中包括:傳輸介質、相關連接硬件(如配線架、連接器、插座、插頭、適配器)以及電氣保護設備等,它的好壞直接影響著整個系統(tǒng)的運行質量。
樓宇對講對綜合布線的要求
隨著安防科技的發(fā)展,對智能小區(qū)的管理要求越來越高,其中樓宇對講系統(tǒng)是小區(qū)用戶接觸最頻繁、聯系最緊密的系統(tǒng),因而對該系統(tǒng)的實用性、低故障、維護性也有著更高的要求。因此在樓宇對講系統(tǒng)中,綜合布線是非常關鍵的,它必須嚴格遵循綜合布線的規(guī)范和標準,但是它又有自己系統(tǒng)的特殊性,因此必須進行認真的綜合布線設計與論證,保證系統(tǒng)的正常運行。
樓宇對講技術綜合了計算機通信技術、網絡技術、DSP技術、自動控制技術、音視頻技術等多門技術,在設計綜合布線時,除了嚴格遵循綜合布線的規(guī)范和標準外,也要充分考慮到這些技術及相互之間的影響,保證這些技術都能夠正常工作,因此在樓宇對講系統(tǒng)中對綜合布線的要求主要體現在以下幾個方面:
1、熟悉所使用的樓宇對講系統(tǒng)
目前,國內外生產樓宇對講系統(tǒng)的廠家很多,他們所采用的系統(tǒng)技術和設備又不完全一樣,因此一定要熟悉所使用的樓宇對講系統(tǒng),根據其特點,進行精細考慮。
2、兼容性
雖然廠家能夠提供本系統(tǒng)內的多數設備,但是仍然有許多通用設備,而通用設備的生產廠家又不完全一樣,因此,要認真設計,構成兼容性良好的布線系統(tǒng)。
3、靈活性與開放性
在綜合布線時,由于采用的都是規(guī)范的通信介質和接口方式,因此應可以根據現場的實際情況和用戶的需要,通過布線系統(tǒng)跳接,實現功能的靈活調整,并易于實現不同種類設備的連接,也為將來系統(tǒng)的升級提供可能。
4、易維護性
在進行設計時,系統(tǒng)一定要采用統(tǒng)一的接口方式和模塊化設計,這樣不僅給系統(tǒng)的安裝和調試帶來方便,也會對系統(tǒng)的、安裝、運行和維護帶來方便。
5、可靠性好
正如前面說述,樓宇對講系統(tǒng)是小區(qū)用戶接觸最頻繁、聯系最緊密的系統(tǒng),因此其可靠性好是最關鍵的,一定要認真對待。
樓宇對講綜合布線關鍵技術
根據綜合布線系統(tǒng)的總體要求,結合樓宇對講系統(tǒng)的特點,下面就樓宇對講系統(tǒng)中的綜合布線的幾個關鍵技術進行分析與探討。[nextpage]
網絡拓撲結構
目前大部分廠家生產的樓宇對講系統(tǒng),其系統(tǒng)通信控制技術主要是現場總線技術或廠家自定義的系統(tǒng)通信控制技術,普遍使用的有RS485總線技術、CAN總線技術、LONWORKS總線技術,因此通常其布線的拓撲結構為總線型,即在2芯線上可串聯很多控制單元,而不采用一般綜合布線系統(tǒng),而是采用星型拓撲結構,要求每根8芯線只能接一個設備,如果樓宇對講系統(tǒng)也采用星型拓撲結構,那將需要大量的線纜,從而使整個系統(tǒng)的造價猛增,造成人力、物力的嚴重浪費
電纜及配件的選擇
電纜及配件的選擇需要從實際應用出發(fā),并考慮未來發(fā)展的余地和投資費用,確保安裝質量。其中電纜的選擇尤為重要,因為網絡的布線系統(tǒng)是一次性長期投資,且布線完成后,用戶很難允許進行二次布線,且電纜的選擇的不合適,對比特誤碼率都有非常重要的影響,隨之也殃及到系統(tǒng)信道的傳輸性能,這樣將嚴重影響調試和運行,因此一定要認真的選擇好電纜,保證電纜的質量。
如何保證安裝的質量,除了布線系統(tǒng)本身的質量以外(通常是由廠家來保證,而且通常不是問題的主要原因),不論是3類、5類、超5類還是6類電纜系統(tǒng),都必須經過施工安裝才能完成,而施工過程對電纜系統(tǒng)的性能影響很大。即使選擇了高性能的電纜系統(tǒng),例如超5類或6類,如果施工質量粗糙,其性能可能還達不到5類的指標。所以,不論選擇安裝什么級別的電纜系統(tǒng),最后的結果一定要達到與之相應的性能,也就是說需要對安裝的電纜系統(tǒng)進行相關標準的認證測試以保證。目前的情況是,5類雙絞線系統(tǒng)已有認證標準可循,而超5類系統(tǒng)1998年底就有標準出臺。六類布線標準的最終發(fā)布是具有非常重要的意義的,它標志著六類產品的成熟;進行認證測試有了依據;用戶的投資有了更可靠的保證;同時進一步推動了網絡介質以及網絡的發(fā)展。
音視頻布線
音頻傳輸方式
音頻傳輸方式通常分為三種,即音頻不作任何改變的基帶傳輸方式;通過調頻或者調幅傳輸方式;把音頻信號轉變成數字信號的數字化傳輸方式。
基帶傳輸方式:由于音頻信號不需要轉為其它傳輸方式,所以,音頻信號的電路簡單,制造成本低,被現在樓宇對講系統(tǒng)所普遍采用,但其缺點是:傳輸距離短,一旦受到外界干擾而不容易消除,需要獨立的音頻信號傳輸線;
調制方式:此種方式被廣泛用在廣播和電視的音頻信號傳輸中,其特點是:音頻信號傳輸距離遠,使用調頻方式傳輸的音頻信號抗干擾能力強,失真小,音質清晰。缺點是:在發(fā)射和接收設備中,分別增加了調制和解調電路,價格相對比基帶方式要高,但可同時傳輸多路調制的音頻信號;
壓縮方式:這種傳輸方式是把音頻信號完全轉換成數字信號并進行壓縮,其質量取決于音頻信號的采集精度,采集精度越高數據量越大,信號采集和還原電路成本越高,由于數字音頻信號經過壓縮后數據量相對較少,在一條線中可以傳輸多路數字語音信號,或者可同時傳輸其它的數據或圖像信號;
視頻傳輸方式
與音頻傳輸方式一樣,視頻傳輸方式通常也分為視頻信號不作任何處理的基帶傳輸;通過調制的傳輸;把視頻信號進行壓縮的數字化傳輸三種方式。[nextpage]
基帶傳輸方式:此種方式對攝像頭出來的圖像直接通過同軸電纜傳輸,其特點是降低了相關設備的生產成本,缺點是信號傳輸距離短,雖經放大,但其傳輸距離一般不超過1KM,且信號一旦受到干擾,就難以消除;此種傳輸方式被現在的樓宇對講系統(tǒng)普遍采用;
調制方式:此種傳輸方式把視頻信號轉換成射頻信號,經放大后,使用同軸電纜最遠距離可達5KM,但其傳輸設備需要相關的調制和解調電路,成本較高,此種方式被廣泛應用到電視信號的傳輸上;
壓縮方式:此種視頻傳輸方式是視頻信號的數字化傳輸,但由于視頻信號轉換成數字信號時,數據量過大再經過壓縮與解壓縮,相關轉換設備成本過高,在目前的樓宇對講系統(tǒng)中,一般不采用此種方式。
在目前的樓宇對講系統(tǒng)中,由于生產成本和技術等原因,音視頻普遍使用的是基帶傳輸方式,因此在綜合布線時,音視頻線路必須是獨立的信號傳輸線,且必須有很好地屏蔽措施和線纜質量,并且不能在同一護套內,否則容易產生串擾現象:即音、視頻和線路數據相互干擾。串擾現象解決不好,會嚴重影響布線系統(tǒng)的調試,甚至可以蔓延到難以控制的地步,并影響更多的應用和系統(tǒng)運行。
電氣保護
電氣保護主要分為過壓保護和過流保護兩種,在綜合布線時應充分考慮避免因電纜受到雷擊產生感應電勢或與電力線路接觸而給用戶設備帶來損壞,以保證系統(tǒng)的正常運行。
綜合布線的過壓保護可選用氣體放電管保護器或固態(tài)保護器,氣體放電管保護器使用斷開或放電間隙來限制導體和地之間的電壓。放電間隙由粘在陶瓷外殼內密封的兩個金屬電柱形成,并充有惰性氣體,當兩個電極之間的電位差超過交流250V或雷電浪涌電壓超過700V時,氣體放電管出現電弧,為導體和地電極之間提供一條導電通路。
固態(tài)保護器適合于較低的擊穿電壓(60~90V),而且其電路中不能有振鈴電壓。它利用電子電路將過量的有害電壓泄放至地,而不影響電纜的傳輸質量。固態(tài)保護器是一種電子開關,在未達到擊穿電壓前,可進行穩(wěn)定的電壓箝位,一旦超過擊穿電壓,它便將過電壓引入地,固態(tài)保護器為綜合布線提供了最佳的保護。
綜合布線系統(tǒng)除了采用過壓保護外,還同時采用過流保護。過流保護器串聯在線路中,當線路發(fā)生過流時,就切斷線路。為了維護方便,過流保護一般都采用有自動恢復功能的保護器。
電磁屏蔽
電磁干擾和輻射是所有應用系統(tǒng)的問題,由綜合布線電纜引起的干擾只是其中的一部分,而且輻射能量與發(fā)送信號的電壓和頻率有關。采用屏蔽是為了在有干擾的環(huán)境下保證系統(tǒng)的正常工作,即減少電纜本身向外輻射的能量和提高電纜抗外來電磁干擾的能力。
綜合布線的整體性能取決于應用系統(tǒng)中最薄弱的電纜和相關連接硬件性能及其連接工藝,最薄弱的環(huán)節(jié)是配線架與電纜連接部件以及信息插座與插頭的接觸部位。當屏蔽電纜的屏蔽層在安裝過程中出現裂縫時也構成了屏蔽通道的薄弱環(huán)節(jié)。為了消除電磁干擾,除了要求屏蔽層沒有間斷點外,還要求整體傳輸通道必須達到360°全程屏蔽,這種要求,對于樓宇對講系統(tǒng)來說,是很難達到的,因為其中的信息插口、跳線等很難做到全屏蔽,再加上屏蔽層的腐蝕,氧化破損等因素,因此,沒有一個路徑能真正做到全程屏蔽。同時,屏蔽電纜的屏蔽層對低頻磁場的屏蔽效果較差,不能抵御諸如電動機等設備產生的低頻干擾。所以采用屏蔽電纜也不能完全消除電磁干擾。因此,為保證屏幕效果,必須對屏蔽層正確可靠接地。[nextpage]
在實際應用中,為最大程度降低干擾,除保持屏蔽層的完整,對屏蔽層可靠接地外,還應注意傳輸路徑的工作環(huán)境,遠離電力線路、變壓器或電動機房等各種干擾源。當綜合布線環(huán)境極為惡劣,電磁干擾強,信息傳輸率又高時,可直接采用光纜,以滿足電磁兼容性的需求。
系統(tǒng)接地
綜合布線電纜和相關連接硬件的接地是提高應用系統(tǒng)可靠性、抑制噪聲、保障安全的重要手段。因此,設計、施工人員在進行布線設計施工前,都必須對所有設備,特別是應用系統(tǒng)設備的接地要求進行認真研究,弄清接地要求以及各類地線之間的關系。如果接地系統(tǒng)處理不當,將會影響系統(tǒng)設備的穩(wěn)定性,引起故障,甚至會燒毀系統(tǒng)設備,危害操作人員生命安全。綜合布線系統(tǒng)機房和設備的接地,按不同作用分為直流工作接地、交流工作接地、安全保護接地、防雷保護接地、防靜電接及屏蔽接地等。
交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地宜采用一組接地裝置。接地系統(tǒng)是以接地電流易于流動為目標,同時也可以降低電位變化引起的干擾,故接地電阻越小越好,其接地電阻應小于1Ω。
當防雷接地單獨設置接地裝置時,交流、直流和安全保護接地應采用同一組接地裝置。為了防止雷擊電壓對綜合布線及連接設備產生反擊,要求防雷裝置與其他接地體之間保持足夠的安全距離,但這個要求,在工程設計中很難實現。如多層建筑防雷接地一般采用建筑主筋和基礎底板主筋作接地線,無法滿足與其他接地體之間的安全距離要求,此時,只能將建筑物內各種金屬體和進出線管進行嚴格接地,而且所有接地裝置必須共用,并進行多處連接,使防雷裝置和鄰近的金屬物體電位盡可能相同,以防止雷電反擊現象,保證綜合布線和系統(tǒng)設備的安全。