文/周金華 上海昱興機(jī)電工程有限公司

　　1、緒論

　　隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，越來越多的高層建筑拔地而起。而高層建筑也越來越多，高層建筑為了滿足自身的功能要求和更加智能，會(huì)使建筑的系統(tǒng)組成越來越豐多，功能也是越來越豐富和更加智能。高層建筑綜合體一般會(huì)有多個(gè)功能區(qū)組成，每個(gè)功能區(qū)要能保證自己區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)組成獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)還要保證各功能區(qū)間的互相控制和通訊，既要能使各系統(tǒng)能獨(dú)立能運(yùn)行，也要保證能各系統(tǒng)能合并整體運(yùn)行。這樣就要提前做好規(guī)劃和設(shè)計(jì)，既要保證功能區(qū)域內(nèi)的各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換暢通，同時(shí)還要保證功能區(qū)間的數(shù)據(jù)交換暢通。既要做到經(jīng)濟(jì)合理，又要做到各系統(tǒng)運(yùn)行流暢穩(wěn)定。

　　現(xiàn)代化的高層建筑綜合體一般會(huì)有以下的功能區(qū)組成：辦公區(qū)、商業(yè)區(qū)、酒店區(qū)、旅游區(qū)、會(huì)議區(qū)、停車區(qū)、餐飲區(qū)、物業(yè)服務(wù)區(qū)等組成。

　　這些功能區(qū)一般自己都是自己可以完全獨(dú)自運(yùn)行的一個(gè)完整模塊的區(qū)域，它可以完全按照自己的功能定義獨(dú)自運(yùn)行，同時(shí)它還可以和有關(guān)聯(lián)的功能區(qū)做遠(yuǎn)程控制運(yùn)行。

　　2、系統(tǒng)組成

　　高層建筑綜合體的智能化系統(tǒng)會(huì)包含：

　　門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、

　　背景廣播系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、停車場系統(tǒng)、

　　樓宇BA系統(tǒng)、訪客系統(tǒng)等組成。各系統(tǒng)的基本組成模式是：前端傳感裝置，中間傳輸環(huán)節(jié)，后端顯示和控制部分。通過光纖傳輸將作業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)送到后端的電腦同時(shí)將視頻監(jiān)控畫面也傳到遠(yuǎn)程操控臺(tái)。

　　2.1 高層建筑綜合體功能區(qū)域劃分

　　高層建筑綜合體的功能模塊劃分：7F-70F是大廈客戶辦公區(qū)域；1F和B2F部分區(qū)域，71F-90F是酒店區(qū)域；1F和B1F部分區(qū)域，90F-100F是旅游觀光區(qū)域；3F-5F部分區(qū)域是會(huì)議展覽區(qū)域；B3F-1F部分區(qū)域是停車區(qū)域；B3F-3F部分區(qū)域是商業(yè)和餐飲區(qū)域。

　　大廈的管理中心在1樓，他可以對整個(gè)綜合體的所有功能區(qū)進(jìn)行管理和控制。

　　商業(yè)辦公區(qū)域管理中心在50樓。

　　酒店管理區(qū)管理中心在90樓，其中B2 樓有酒店的分控中心。

　　旅游觀光區(qū)域管理中心在92樓，其中B1樓有旅游觀光區(qū)域的分控中心。

　　會(huì)議展覽區(qū)域管理中心在5樓。

　　停車場管理區(qū)域管理中心在B3樓。

　　餐飲和商業(yè)附屬樓宇的管理歸入1樓管理中心。

　　2.2功能區(qū)的功能需求

　　功能需求：

　　1）1樓管理中心內(nèi)可以查看、顯示、控制本區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備，可以遠(yuǎn)程查看、顯示、控制其它區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備。

　　2）可以控制查看本區(qū)域內(nèi)的攝像機(jī)圖像，回放，下載本區(qū)域內(nèi)的所有錄像機(jī)資料。可以遠(yuǎn)程查看，回放，下載其它區(qū)域內(nèi)規(guī)劃范圍內(nèi)的所有圖像和錄像機(jī)資料。

　　3）可以對本區(qū)域內(nèi)的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行規(guī)劃，區(qū)域使用劃分，網(wǎng)絡(luò)配置，權(quán)限分配，等級設(shè)置，線路走向，數(shù)據(jù)匯聚等。

　　4）分控中心可以控制本區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備，可以在授權(quán)范圍內(nèi)查看其它區(qū)域內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)或圖像。

　　5）分控中心內(nèi)可以查看、顯示、下發(fā)、或下載本區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備數(shù)據(jù)或錄像資料。90F分控中心查看，控制，顯示，下載酒店區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備信息或是錄像資料?？梢钥刂?，查看，顯示下載B2樓酒店區(qū)域內(nèi)的設(shè)備信息和數(shù)據(jù)。B2樓本地的客戶端軟件只能顯示B2樓區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備信息和數(shù)據(jù)。1樓管理中心可以遠(yuǎn)程訪問90樓本地的所有管理設(shè)備。

　　6）50樓分控中心可以查看，控制，回放，下載本區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備信息和數(shù)據(jù)。

　　7）各個(gè)分控系統(tǒng)是分部逐年進(jìn)行的，1樓中控中心也是分部逐年進(jìn)行的。既要保證分系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的各項(xiàng)功能完善，同時(shí)也要保證在1樓管理中心能對各分控中心能進(jìn)行集中管理和控制查看。

　　8）將整個(gè)系統(tǒng)的總體規(guī)劃做分解，先做好整個(gè)系統(tǒng)總體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，數(shù)據(jù)鏈路。再對

　　每個(gè)分控系統(tǒng)的內(nèi)部進(jìn)行規(guī)劃，依據(jù)總體規(guī)劃做內(nèi)部細(xì)化，完善功能需求，搭建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)置數(shù)據(jù)流向，和邏輯控制方式，數(shù)據(jù)路由方式等。

　　9）開始建設(shè)時(shí)，要先建設(shè)1樓中控中心的系統(tǒng)，然后可以同步建設(shè)其它分控中心的系統(tǒng)。

　　2.3高層建筑商業(yè)體功能區(qū)域示意圖

　　2.4高層建筑商業(yè)體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連線拓?fù)鋱D

　　2.5高層建筑商業(yè)體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

　　3、功能區(qū)域系統(tǒng)規(guī)劃及組成

　　3.1功能區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃需求

　　首先要根據(jù)各分功能中心的系統(tǒng)組成，來做分系統(tǒng)的組織架構(gòu)，本系統(tǒng)內(nèi)有那幾個(gè)智能化系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備數(shù)量，需要的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)量，根據(jù)這些內(nèi)容來規(guī)劃該系統(tǒng)內(nèi)總的網(wǎng)絡(luò)地址數(shù)。幾個(gè)智能化系統(tǒng)組成，這樣就可以給該系統(tǒng)分配幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)的VLAN 地址。比說酒店分控中心，門禁系統(tǒng)可以使用VLAN100，預(yù)留VLAN101；廣播系統(tǒng)使用VLAN102，預(yù)留VLAN103；BA 系統(tǒng)使用VLAN104，預(yù)留VLAN105；監(jiān)控系統(tǒng)使用VLAN106，VLAN107 ，VLAN108，預(yù)留VLAN109；報(bào)警系統(tǒng)使用VLAN110 。以此類推，這樣在一個(gè)功能區(qū)域中心內(nèi)可以對各個(gè)分系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)做了綜合規(guī)劃。同樣對其他的功能區(qū)域中心如：商業(yè)區(qū)，辦公區(qū)，觀光區(qū)等根據(jù)其智能化系統(tǒng)的組成，來規(guī)劃其內(nèi)部的網(wǎng)段，來合理劃分和計(jì)算出該分控中心的網(wǎng)段需求。

　　綜合各分功能中心的網(wǎng)段需求，這樣就可以整體規(guī)劃整個(gè)商業(yè)體的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，網(wǎng)段劃分，網(wǎng)絡(luò)鏈路的走向等。再根據(jù)每個(gè)系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的交換量，數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)率，交換容量等的具體需求，來計(jì)算出每個(gè)系統(tǒng)的大概的對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換量的需求，從而來配置和選型交換機(jī)。其實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，主要就是要計(jì)算下監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換量來做交換機(jī)選型的主要依據(jù)，因?yàn)槠渌娜蹼娤到y(tǒng)的數(shù)據(jù)交換量非常小。

　　3.2分控功能區(qū)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃依據(jù)及方式

　　酒店區(qū)域是B2F 和1F部分區(qū)域 ，70F-90F全部。那個(gè)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃架構(gòu)如下：

　　B2F，1F酒店區(qū)域內(nèi)的所有的弱電系統(tǒng)設(shè)備接入B2F的弱電機(jī)柜。在1F 和B2F的各個(gè)管道井內(nèi)安裝接入層交換機(jī)。在B2F的機(jī)柜內(nèi)安裝匯聚交換機(jī)。B2F的匯聚交換機(jī)再和90樓的管理交換機(jī)連接。選擇接入層交換機(jī)時(shí)，可以根據(jù)管道井附近的接入設(shè)備數(shù)量來選擇交換機(jī)的接入端口數(shù)，可以選16口、24口或是48口，主要是看前端敷設(shè)線路的便捷性和到B2F的便捷來設(shè)計(jì)。接入層倒管理或是匯聚交換層的連接端口原則上都需要是千兆的端口或是萬兆的端口，而且才用雙鏈路聚合的連接格局。

　　3.2.1計(jì)算依據(jù)

　　24口交換機(jī)的選擇依據(jù)是包轉(zhuǎn)發(fā)率和交換容量：每個(gè)端口以攝像機(jī)的最大帶寬來計(jì)算：每個(gè)攝像機(jī)的帶寬是錄像機(jī)錄像帶寬4M，解碼器的畫面瀏覽帶寬4M，所以按照整個(gè)帶寬8M 來計(jì)算。這樣24口交換機(jī)的每個(gè)接入帶寬是8M，根據(jù)以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)幀時(shí)對數(shù)據(jù)幀的大小的限制，數(shù)據(jù)幀最小為64byte，加上8byte的前導(dǎo)字節(jié)以及12byte的幀間間隙，合計(jì)就是84byte，所以每個(gè)端口的包轉(zhuǎn)發(fā)率是：8*1024*1024/64=0.095Mpps,這樣交換機(jī)的包轉(zhuǎn)發(fā)率是24*0.095=2.286Mpps.。再加上4口千兆的上傳端口是：4*1.488=5.952Mpps 。整個(gè)交換機(jī)的包轉(zhuǎn)換率2.286+5.952=8.238Mpps。

　　交換機(jī)的交換容量是：=（24*100*2+4*1000*2）/1024=12.5Gbps 這2個(gè)指標(biāo)是選擇接入層交換機(jī)的基本參數(shù)，我們可以根據(jù)參數(shù)來選擇產(chǎn)品。同時(shí)在交換機(jī)上根據(jù)不同系統(tǒng)的接入數(shù)量來對端口進(jìn)行配置。配置時(shí)也要做好必要的預(yù)留和做好標(biāo)簽識別。這樣配置好了后的交換機(jī)就可以直接接入前端設(shè)備了，在B2F的匯聚交換機(jī)，可以根據(jù)前段接入層的交換機(jī)數(shù)量做各個(gè)端口的不同配置，對不同網(wǎng)段的數(shù)據(jù)只能在相應(yīng)的網(wǎng)段內(nèi)進(jìn)行交互。

　　避免和其它網(wǎng)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換，造成交換資源的不必要浪費(fèi)。

　　3.3酒店功能區(qū)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方式

　　同樣B2F和1F區(qū)域內(nèi)的錄像機(jī)設(shè)置和攝像機(jī)的同網(wǎng)段內(nèi)，這樣最大的數(shù)據(jù)交換在網(wǎng)絡(luò)的第2層就完成了數(shù)據(jù)交換，這樣也就在B2F的匯聚交換機(jī)內(nèi)完成，無需利用管理交換機(jī)的3層交換。也減少了對3層交換機(jī)的依賴和管理。B2F再和90F的管理交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

　　70F-90F各個(gè)樓層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)每層的接入數(shù)量，設(shè)置不同端口的接入交換機(jī)數(shù)量，

　　接入層交換機(jī)通過光纖和90F的匯聚交換機(jī)和管理交換機(jī)?？梢愿鶕?jù)接入層交換機(jī)的數(shù)量和接入方式來判斷匯聚交換機(jī)的數(shù)量。如果數(shù)量少得話，可以直接接入管理交換機(jī)，在管理交換機(jī)上接入錄像機(jī)，針對不同VLAN段的攝像機(jī)，配置相同VLAN段的錄像機(jī)。在管理交換機(jī)下配置接入層交換機(jī)來連接解碼器，管理電腦和控制器等，完成本區(qū)域內(nèi)接入的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組網(wǎng)和管理。90F的管理交換機(jī)端口需要和B2F匯聚交換機(jī)連接，和1F核心管理交換機(jī)連接。這樣1F也可以管理90F 及B2F的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　在運(yùn)行正常的狀態(tài)下，90F酒店區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都會(huì)在本區(qū)域內(nèi)的交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)交互。如果1F 需要查看90F的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程訪問90F本地的設(shè)備進(jìn)行查看，這樣可以節(jié)約大量的網(wǎng)絡(luò)資源。90F的設(shè)備都是本地化安裝，設(shè)備管理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。這樣會(huì)減少能耗，數(shù)據(jù)保存便捷安全，對核心管理交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換需求依賴程度低。特別是對大廈整個(gè)系統(tǒng)的影響減少到最小。即便90F和1F的數(shù)據(jù)通訊鏈路有問題，也不會(huì)影響到其它區(qū)域各系統(tǒng)的正常運(yùn)行。特別是如果1F的核心管理交換機(jī)有問題，也不會(huì)給其它各分中心的系統(tǒng)運(yùn)行造成影響。只會(huì)影響1F遠(yuǎn)程控制其它區(qū)域。

　　酒店功能區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D與子系統(tǒng)VLAN分配

　　3.4辦公功能區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方式

　　同樣其它如40-70F的辦公區(qū)域也可以按照酒店的方式在50樓設(shè)置分控中心，分控中心的管理設(shè)備安裝在50樓機(jī)房內(nèi)，各個(gè)樓層按照接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量來在本層或是2層或是3層內(nèi)在管道井內(nèi)設(shè)置交換機(jī)。前端設(shè)備利用網(wǎng)線和交換機(jī)連接。交換機(jī)再通過光纖和50樓的管理交換機(jī)或是匯聚交換機(jī)連接。根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)段對應(yīng)接入的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、服務(wù)器、控制端、解碼器、錄像機(jī)等。將本區(qū)域內(nèi)的需要大數(shù)量交換的設(shè)備盡量配置在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，使數(shù)據(jù)交換在2層交換內(nèi)完成交換，而管理數(shù)據(jù)可以在管理交換機(jī)的3層交換內(nèi)實(shí)現(xiàn)交換。50F的管理交換機(jī)端口需要和1F管理核心交換機(jī)連接。這樣1F也可以管理50F區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　50F辦公區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都會(huì)在本區(qū)域內(nèi)的交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)交互。如果1F 需要查看50F的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程訪問50F本地的設(shè)備進(jìn)行查看，這樣可以節(jié)約大量的網(wǎng)絡(luò)資源。50F的設(shè)備都是本地化安裝，設(shè)備管理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。這樣會(huì)減少能耗，數(shù)據(jù)保存便捷安全，對核心管理交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換需求依賴程度低。特別是對大廈整個(gè)系統(tǒng)的影響減少到最小。

　　辦公功能區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D與子系統(tǒng)VLAN分配

　　3.5旅游觀光功能區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方式

　　1F，B1F部分區(qū)域，90F-100F是旅游觀光區(qū)域?？梢栽贐1F設(shè)置2級分控中心，管理1F和B1F旅游觀光區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，設(shè)備機(jī)房設(shè)置與B1F機(jī)房內(nèi)。在B1F機(jī)房內(nèi)根據(jù)前端接入層的交換機(jī)的數(shù)量來配置匯聚交換機(jī)。將B1F和1F區(qū)域內(nèi)的攝像機(jī)網(wǎng)段和錄像機(jī)設(shè)置成同樣的網(wǎng)段內(nèi)，這樣最大的數(shù)據(jù)交換在網(wǎng)絡(luò)的第2層就完成了數(shù)據(jù)交換，無需利用管理交換機(jī)的3層交換。也減少了對3層交換機(jī)的依賴和管理。B1F匯聚交換機(jī)通過光纖和92F的觀光區(qū)域的管理交換機(jī)連接。91F-100F各個(gè)樓層按照接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量來在本層或是2層或是3層的管道井內(nèi)設(shè)置交換機(jī)。前端設(shè)備利用網(wǎng)線和交換機(jī)連接。交換機(jī)再通過光纖和92F的管理交換機(jī)或是匯聚交換機(jī)連接，根據(jù)本區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)段對應(yīng)接入的網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備、服務(wù)器、客戶端和錄像機(jī)，將本區(qū)域內(nèi)的需要大數(shù)量交換的設(shè)備盡量配置在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)，使數(shù)據(jù)交換在2層內(nèi)完成交換，而管理數(shù)據(jù)可以在管理交換機(jī)的3層交換內(nèi)實(shí)現(xiàn)交換。

　　92F的管理交換機(jī)端口需要和B1F的匯聚交換機(jī)連接，同時(shí)還要和1F的管理核心交換機(jī)連接。這樣90F可以管理本區(qū)域內(nèi)所屬的所有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，同時(shí)還可以和1F進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交訊和控制。

　　92F觀光區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)都會(huì)在本區(qū)域內(nèi)的交換機(jī)上實(shí)現(xiàn)交互。如果1F 需要查看92F和B1F區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程訪問92F和B1F本地的設(shè)備進(jìn)行查看，這樣可以節(jié)約大量的網(wǎng)絡(luò)資源。92F的設(shè)備都是本地化安裝，設(shè)備管理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。這樣會(huì)減少能耗，數(shù)據(jù)保存便捷安全，對核心管理交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換需求依賴程度低。特別是對大廈整個(gè)系統(tǒng)的影響減少到最小。

　　旅游觀光功能區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D與子系統(tǒng)VLAN分配

　　4、1樓管理中心端系統(tǒng)控制方式：

　　1樓管理中心內(nèi)可以通過客戶端對本區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備進(jìn)行管理、查看、顯示、控制。

　　同時(shí)可以遠(yuǎn)程訪問其它區(qū)域內(nèi)的設(shè)備，對其進(jìn)行管理查看。

　　1樓服務(wù)器的數(shù)據(jù)可以和其它各分區(qū)域內(nèi)的服務(wù)器數(shù)據(jù)進(jìn)行交互，可以對其它區(qū)域的服務(wù)器進(jìn)行管理，數(shù)據(jù)庫備份。

　　1樓系統(tǒng)規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)管理優(yōu)先級高于各其它分區(qū)域的管理權(quán)限，操作權(quán)限等級最高。

　　1樓系統(tǒng)連接示意圖

　　5、結(jié)束語

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]   謝希仁.《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》第7版,電子工業(yè)出版社?  2017-01.

　　[2]   王達(dá).《華為交換機(jī)學(xué)習(xí)指南》第二版，人民郵電出版社  2019-09

　　[3]   王子若.《建筑電氣智能化設(shè)計(jì)》第一版，中國計(jì)劃出版社  2021-01