数字家庭布线为先

时间:2022-03-19 06:12:25

数字家庭布线为先

现代人追求居住文化,以求在紧张的工作之余,能够尽情享受家的安逸与舒适。数字家庭装修则是在这一环境下应运而生的家装方式,采用这种方式设计的家居环境,在国外叫做Smart Home(智能家居)。它除了原有的电器,灯光布置以外,还包括电话、电视、影音、网络系统的架设,通过不同的传输介质将上面多个子系统结合起来,统筹管理,让家居生活更加舒适,安全、有效。智能家居中最令人向往的典范,莫过于美国微软公司总裁比尔・盖茨的湖畔豪宅。比尔・盖茨的家简直可以说是一个具有极度现代化气息的“活物”!

盖茨下班回家途中便可在车内利用电脑遥控家中浴缸。自动注入适当温度的热水,待他回家后即时享用。房子里的电脑感应器能随时因访客的喜好,调校室内的温度、灯光、音响和电视系统。最特别和最奢侈的是,比尔・盖茨可以通过专门的监视系统对一棵140岁的老枫树进行24小时的全方位监控,一旦监视系统发现它有干燥的迹象,将释放适量的水来为它解渴。

我们的数字家庭虽然无法达到比尔・盖茨的程度,但是也可以根据自己的经济实力,构造相对舒适的现代化智能家居环境。不管智能家居的规模如何,作为数字家庭的基础――智能家居的网络架设,在智能家居的建设中的作用是非常重要的。智能家居的网络架设从内容上,已经远远超越传统的以太网布线,是一门综合网络布线技术。我们知道,不论是什么样的布线一经铺设将很难修改,因此智能家居的网络规划是一项非常重要的系统工程,它必须着眼于未来,毕竟数字家庭是一个新兴的概念,将来发展到什么样子还很难说,因此在智能家居综合布线中,要尽量考虑得全面一些,有的线路现在可能用不上,但是并不代表将来用不上。例如,厨房的网络布线,有的朋友会说我不会在厨房里上网,其实不然,随着智能家电的出现,已经出现带有网络功能的微波炉、电冰箱,如果现在在布线方案中不考虑它们,将来很可能无法使用这些功能。

正因为如此,一个普通的家庭用户很难设计出全面的智能家居网络,在国内的很多城市已经出现职业的智能家居设计师。在本文中,笔者将尽量详尽地介绍智能家居布线设计方案,以供朋友们参考。

一个目的

在设计智能家居网络之前,首先应该明确智能家居网络所要实现的目的。简单地说,一个智能家居网络就是将家庭中的各种设备统一起来,进行集中控制,要想实现这一目的,需要硬件和软件相结合,而硬件铺设和网络布线又是首要条件。

通过对智能家居网络需求进行分析,可以得出实现智能家居的网络结构。首先,必须具有家庭网络总线系统;其次,能够通过这种网络(总线)系统提供各种服务功能;最后,智能家居网络还应该具有统一的管理核心,并且该管理核心要具有远程控制管理的能力。

家庭网络总线系统其实指的就是智能家居的综合布线,它包括网络布线、电话布线、有线电视布线和音/视频布线等,这些布线主要用到的材料有超五类非屏蔽双绞线(UTP)、同轴电缆、AV线,甚至光纤等。由此可以看出,整个家庭综合布线方案大致包括两部分,一部分称作网络信息布线,在这部分中主要包括网络、电话这类信息传输系统的布线;另一部则是多媒体音/视频的布线,它主要包括智能家庭中的电视、音视频和电气控制部分。这两类布线我们将分期进行介绍,在本期中将着重介绍智能家居中的网络信息布线。

两个中心

虽然本期主要介绍智能家居中的网络信息布线设计,但是在具体介绍网络信息布线之前,还应该搞清楚智能家居综合布线中的两个中心概念。

在前面我们说过智能家居网络有一个“管理核心”(也可以称作“管理中心”),它是智能家居中的管理控制中心,由于计算机有较强的控制功能,因此智能家居网络的管理核心往往由计算机担任,通过计算机管理和控制,并以各种多媒体线缆作为信息的传输手段,将媒体和控制信息发送到作为信息输出终端的终端插座上,再通过终端插座将信号送到媒体设备上,从而实现以电脑为中心的家庭智能家居系统。

说到这里我们不得不提到一个名词HTPC,什么是HTPC呢?所谓HTPC就是home theater personal computer的缩写,顾名思义就是家庭影院个人电脑,就是以计算机担当信号源和控制的家庭影院,也就是一部预装了各种多媒体解码播放软件,可用来对应播放各种影音媒体,并具有各种接口,可与多种显示设备如电视机、投影机、音频解码器、音频放大器等设备连接使用的个人电脑。从这方面上看,HTPC已经具备智能家居管理核心中的多媒体传输功能,如果HTPC再加上一些控制功能,那么它就可以作为家庭智能家居系统的中心电脑了,即智能家居中的“管理核心”。在设计智能家居网络时,网络布线的很多内容要根据这个“管理核心”的位置和功能来确定。

除了管理核心之外,上面还提到了智能家居中的网络总线,在智能家居的网络总线中还应该存在一个“布线中心”。它是大多数媒体传输介质的汇集点,在布线中心中用户可以方便地切换和跳接媒体输送的目的地,布线中心的具体内容我们将在文章后面详细介绍。

布线设计

一切准备就绪后,就可以着手进行智能家居网络信息布线设计了,为了使网络信息布线更加明确,我们首先要将布线的前提条件罗列出来。

首先,就是智能家居管理中心――HTPC的位置。根据其特性,应该将其摆放在客厅的电视墙附近,并且其应该具备上网、收看电视、影音输出等诸多功能;

其次是网络中心的位置,它可以放置在客厅或饭厅中。为了整洁美观,建议放在不是很显眼的饭厅中。网络中心应该是网络、电话、电视、音/视频线缆的汇集处,并可以允许用户更改线缆的目的地;

最后是网络、电话信息点的数量和位置,基于前面的全面考虑原则,建议每个房间(包括厨房和厕所)都分配有至少一个网络和电话信息点,对于一些重点部位(例如书房、客厅和厨房等)应该分配两个以上的信息点。

我们在设计大型网络布线方案时,只有完全按照模块化布线方式设计网络,才能灵活多变地搭建网络,从而应付各种可能出现的上网方式,“麻雀虽小,五脏俱全”,家庭网络设计也是如此。别看家庭网络不大,结构布线的各个部分也都不能少,粗略算下来整个网络大概由三个子系统组成,他们分别是工作区子系统、水平布线子系统和设备间子系统。

在分别介绍每个子系统的组成前,我们还应该明确智能家居网络信息布线的设计原则。

原则一,就是前面提到的“全面原则”。智能家居综合布线一定要考虑充裕,即便是目前用不上,将来也可能会用到:

原则二,网络设备“够用就好”。由于网络设备不像网络布线一样,一经铺设就很难变动,所以考虑到成本上的限制,网络设备只要满足现状就可以了。不过在布线设计时,应该预留出可扩展的能力,在将来需要扩展功能时,只需要购买相应的设备即可实现相 应功能:

原则三,网络冗余。即便是经过非常周密的考虑,也很难保证智能家居综合布线完全能够适应将来的发展需要,因此在布线设计时,还应该提供不需要铺设线缆的网络解决方案,例如,无线网络等,以备不时之需。

网络信息布线的前提和原则都明确以后,就可以着手设计智能家居综合布线的每个子系统了。

工作区子系统

工作区子系统是指用户终端(如计算机)所处部分的网络。为了适应用户居住环境的变化,我们在各个居室都设计了网络接口,这样不论用户计算机摆放到哪个房间都可以接入到网络。这个区域主要的网络设施就是RJ-45信息插座,用户上网时通过网线连接网卡与信息插座即可接入网络。由于RJ-45网络接口完全兼容电话接口RJ-11,因此电话信息插座我们也可采用RJ-45网络接口代替,这样一来每个居室的信息插座都由两个RJ-45网络接口组成,然后用户自己在网络中心通过跳线跳接方式,选择是插接一台计算机和一台电话机,还是同时插接两台计算机。对于客客、厨房、书房,我们还多提供了一个单独的RJ-45网络接口,以供扩展之需。

设备间子系统

对于家庭网络来说,设备间子系统就是指家中的网络汇集点也即上面提到的网络中。它是有线电视线、电话线、双绞线等网络布线的汇集点。在网络中心中,为了对网络设备进行供电,网络中心中还应该包括电源线。

对于家庭网络布线中心,市面上有专门的多媒体布线箱销售,但是一般价格比较高,而且很难与家庭装修风格融为一体。其实我们可以利用现成的壁柜和吊柜作为布线箱,在装修时只需要将有线电视线、电话线、网络电缆引入布线箱,接通电源即No

为了节省资金,对于只拥有一台电脑的两口之家,可以先不购买交换机、宽带路由器等设备。等到条件具备时,再将交换机、宽带路由器这类网络设备装入布线箱,接上电源即可实现多台计算机上网。目前来说,只需要将所有的网线连接在布线箱中的配线架上,当一台计算机需要上网时,只需要将网线与该计算机所在房间对应的配线架RJ-45接口和Internet接入设备相连,即可实现上网。

而对于拥有多台电脑的家庭来说,必须在布线中心安装交换机、宽带路由器,通过布线中心的网线将各居室中的电脑通过网络汇集到交换机上,然后再通过宽带路由器实现Internet共享。

从上面可以看出,按照我们结构化布线设计的网络,可以适应不同的家庭需要,即便是同一家庭需求变了,我们也只需要在网络中心添置相应的设备,并按照需要进行连接即可。

水平布线子系统

水平布线子系统就是指从工作区子系统到设备间子系统之间的网络电缆,它由多条非屏蔽双绞线组成。为了保证将来的扩展能力,从布线中心到每个居室都铺设了至少两根双绞线(对于拥有3个RJ-45网络接口的居室是三根双绞线),一根用于网络,另一根用于电话(其实每根双绞线电缆,就可以同时跑一路网线和一路电话,这样做,为今后网络扩展留有了余地)。

上面说过为了充分考虑扩展能力,在设计智能家居的网络信息布线时,应该考虑有线网络加无线网络的混合模式,其中无线网络作为有线网络的补充,在有线网络未能达到的地方可以提供网络接入;另外无线网络还可以提供有线网络所不及的便利,我们可以通过无线网络加笔记本电脑的方式,在家居的任意位置上网冲浪。

智能家居无线网络的设计,相对有线网络要简单得多,它采用一个或两个中心接入设备,即可覆盖整个家居。无线网络的接入设备――无线AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网。

网络信息布线施工

完成了布线设计后,就可以进行智能家居网络信息布线的施工了,具体的施工并不需要我们亲自动手,具体的工作可以交给装修队来完成。不过这并不是说万事大吉了,智能家居的网络信息布线在施工中还有很多需要注意的地方。

虽然目前大多数装修人员都有铺设网络的经历,可是综合布线工程是一项永久工程,装修完成后,可就不容易改动了,如果一旦出现失误和遗漏,就是一件大麻烦事,所以作为业主的您,一定还要充当工程监理的角色。在施工中应注意以下问题。

1.在埋设线路时,应该将线缆铺设在预先埋设好的PVC线管中,在穿线过程中尽量避免线缆扭绞和出现90度的直弯;

2.为了避免强电干扰,线缆布放时尽量不要和交流电源线并行走线;

3.信息插座与电源插座应尽量保持在20cm以上距离,以防止交流电产生干扰。

4.线缆在网络插座盒和机柜中,应该留有足够的富裕长度,以备打线之用,这个富裕量一般为20cm左右。

此外,为了今后打线的方便,每根线缆要贴上相应的标签,用以标识出该线缆连接到哪一个信息插座,具体表示的方法可以根据实际情况自行定义。在打制信息模块时,要按照ElA/TIA568B标准,并一定注意将线缆与模块、水晶头压制紧密,以免接触不良。另外,在网线插座大致完成后,最好使用专业的网络测试设备测试网络连接是否正常,如果出现问题,应该重新打制模块或另铺一根线缆。

无线网络的架设比较简单,将无线AP固定在墙上并接通电源,然后将无线AP的RJ-45接口通过双绞线接入到家庭有线网络即可。

需要注意的是,为了获得良好的无线信号,在搭建无线网络时,要注意尽量避免无线客户端与AP间存在遮挡物(例如墙体、衣柜、冰箱等)。由于无线信号是直线传播的,为了躲避障碍物可以将其架设在较高的地方;无线AP也应尽量避开对于可能发射出微波干扰无线网络的电器设备(如微波炉、无绳电话、排风扇等);由于无线AP的覆盖范围是一个圆形区域,因此无线APA尽量架设在居室的中央,这样才能保证房间的每个角落都能获得良好的信号。

写在最后

网络铺设好以后,智能家居就有一个基础了。然后我们就可以在这个基础上加载更多的东西了,比如我们以后要讲的家庭影院、安防系统等。并且搬进一切如HTPC、可上网的冰箱等需要网络的家具了,这样你的数字家庭就算有个雏形了。

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