综合无线覆盖系统在智能建筑中的应用

刘 丽 娜



综合无线覆盖系统在智能建筑中的应用

刘 丽 娜

刘丽娜(1980—),女,高级工程师,从事智能建筑系统设计和施工管理工作。

(北京江森自控有限公司, 北京100020)

摘要：介绍了综合无线覆盖系统的概念、系统架构、支持业务类型与技术特点,并将综合无线覆盖方案与传统无线覆盖方案进行比较,阐述了综合无线覆盖系统的优势。指出综合无线覆盖系统可以降低建筑内无线覆盖系统的建设成本,实现室内无线覆盖系统的统一规划、集中管理。

关键词：综合无线覆盖; 传统无线覆盖; 合路平台; 天馈系统

0引言

在传统的无线信号覆盖方式下,不同的无线信号和无线业务分别覆盖、重复施工、重复进场。通信系统在智能建筑内的反复施工,不同运营商各自覆盖,都会导致多次施工。同一运营商也会因为系统的升级换代或新业务的引入而多次进行施工,导致智能建筑的正常使用受到干扰。综合无线覆盖系统免去或减少了网络布线的工作量,一般只需在每个层的弱电井内根据建设投资方的需求安装接入设备,建立覆盖整个楼层平面或区域的无线局域网络。因此,本文介绍了综合无线覆盖系统在智能建筑中的应用。

1系统概述及组成

综合无线覆盖系统通过一套无线信号分布系统,在400~2 500 MHz频率范围内实现多路无线信号全覆盖,如无线局域网(WLAN)、无线对讲系统、无线内部通话系统等无线应用。综合无线覆盖系统根据设备功能划分,主要由无线合路平台和天馈系统两大部分组成。

(1) 无线合路平台连接不同频段的无线信号发射设备,保障信号之间的隔离,消除信号之间的无线干扰,并将经过干扰处理后的不同无线信号合成后输出到天馈系统,完成多种无线业务的合路。

(2) 天馈系统由各种宽频天线、馈线、信号分配器等无源器件构成,将合路平台输出的信号按照需求均匀、连续地分布到楼宇各处。

2系统结构

整个智能建筑作为一个纯无源无线覆盖区域,通过宽频合路器将各个无线信号进行合路和干扰处理,再通过纵向和水平的天馈系统将合路后的无线信号均匀分布到覆盖区域的每个角落。

系统结构如图1所示。

3无线覆盖业务范围

3.1　无线对讲系统

综合无线覆盖系统根据不同的建筑功能区域,采用相对经济的方式,结合建设投资方的需求,将无线对讲系统集成在综合无线覆盖系统内。

3.2　无线局域网系统

随着无线局域网技术的普及,越来越多的酒店、办公楼等商业建筑开始采用全楼覆盖无线局域网信号。传统WLAN是通过设置大量接入点(Access Point,AP)的方式来实现的,在每一楼层需要覆盖无线连接的区域设定一个或多个无线AP,以AP为中心,所有的无线终端通过AP转接。通过各无线终端的响应信号,AP在内部建立桥接表,将各个无线终端和网络交换机端口一一联系起来。当接转信号时,AP通过查询桥接表实现信息转发和交换。各个AP之间通过有线的方式连接起来,与以太网的路由器、服务器等网元相互联系,作为一个有线网的扩展部分。

3.2.1传统无线覆盖系统

传统WLAN无线覆盖系统有以下弊端:

(1) 产生信号盲区。信号盲区如图2所示,箭头所指区域就是信号的盲区。传统覆盖方式以AP为中心,每个AP的覆盖范围是以AP为圆心的一个圆形区域,这样必然会有一些区域无法覆盖到WLAN信号,影响WLAN使用。

(2) 产生信号叠加区。为了解决可能存在的信号盲区问题,传统的WLAN覆盖往往通过提高AP功率来增大AP的覆盖范围,从而达到减小盲区的目的,但会导致出现信号叠加区域。在这些区域中,信号可能存在相互干扰,影响用户的正常使用;同时,功率的加大也意味着人体所受到的电磁辐射加大,不利于人体健康。因此,传统的覆盖方式很难同时解决信号盲区与信号叠加的问题。

图2　信号盲区

(3) AP分散分布,维护不便。传统方式WLAN通过AP完成WLAN无线信号的覆盖,AP分散安装在楼层的各个区域,给日后的维护和检修带来了困难,AP的布放位置可能都无法确定。

(4) 可扩展性差,成本较高。AP分布在每个区域中,并且通过网线连接,拆卸比较复杂,一旦人员流动,就无法满足新的需求,因此必须重新分配AP位置,重新施工走线,这无疑会增加施工费用。

3.2.2综合无线覆盖系统

在综合无线覆盖系统的工作方式下,AP仅负责WLAN信号的接收和发送,而不再承担WLAN信号覆盖的作用,WLAN信号的无线覆盖由天馈系统完成;同时,AP不再分散安装在楼层的各个角落,而是统一安装在弱电间等位置,便于日后的维护和升级。综合无线覆盖系统具有以下优点:

(1) 安装便捷。一般在网络建设中,施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线工程,在施工过程中往往需要破墙掘地、穿线架管。综合无线覆盖系统解决方案最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只需在每个层的弱电井内根据建设投资方的需求安装AP设备,建立覆盖整个楼层平面或区域的无线局域网络。

(2) 使用灵活。在有线网络中,网络设备的安装位置受网络信息点位置的限制。综合无线覆盖系统建成后,在无线网信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

(3) 节约经济成本。由于有线网络缺少灵活性,要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,往往导致预设大量利用率较低的AP。一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。综合无线覆盖系统解决方案则可以避免或减少以上情况的发生。另外,AP只承担用户容量,不再用做覆盖,这样也可节省AP数量。

(4) 升级简便。如果由于技术的更新要对WLAN网络升级,采用综合无线覆盖系统可使施工最简单,所有的工作都在弱电井中完成,对建筑和装修不会造成任何伤害。

3.3　无线内部通话系统

目前,无线内部通话系统主要有DECT系统、PHS系统和VoWLAN系统三种。

(1) DECT系统广泛应用于高级酒店,用以满足楼层工作人员、酒店员工之间内部通话的需要,帮助建设投资方实现一定的无线通信需求,但价格高。随着人们对无线通信要求的提高,DECT难以保证以后不与3G信号产生相互干扰,所以各个地方的无线电管理局已经停止批复此频段。

(2) PHS系统可以解决智能建筑内部的无线通信问题,造价较低,且可以实现中文短消息发送,因此可以替代酒店管理所需要的内部寻呼系统,但也存在频段与3G频段相重的问题,而且可能会与电信的PHS系统产生干扰。

(3) VoWLAN系统(WiFi语音)可以利用现有的WLAN网络实现无线的VoIP通话能力,企业员工还通过VoWLAN在大楼内所有WLAN覆盖的地方随时访问语音、E-mail和其他已联网的网络资源,提高了网络资源的利用率,降低了每次电话呼叫的成本,从而节省企业的总体IT费用。

要实现VoWLAN,除了综合无线覆盖系统和无线局域网WLAN语音平台之外,还需要有支持该功能的终端设备,如双模手机以及带WiFi功能的手机。

综合无线覆盖系统能够将上述三种无线内部通信的方式有效地集成在一起。通过综合无线覆盖系统集成的DECT系统将大大减少成本昂贵的DECT基站的数量,而且具有覆盖信号连续、通话质量好等优点。对于PHS系统,无需再另做覆盖,可以直接接入到综合无线覆盖系统。

4无线网络信息安全策略

综合无线覆盖系统在覆盖方式上与传统的WLAN有所不同。由于AP可以统一安装在弱电井中,而不是分散安装在楼层各处,因此从AP设备的管理角度考虑,采用综合无线覆盖系统集成WLAN更具有安全性。

从无线数据传输的角度考虑,综合无线覆盖系统可以提供灵活的WLAN接入方式,通过按照区域分系统的方式将系统分开,各分系统独立控制实施安全策略。通过对不同WLAN网络覆盖范围的精确设计和控制,可以避免WLAN无线信号泄露到不安全区域所导致的信息安全隐患。与传统的通过AP进行WLAN信号覆盖的方式相比,通过综合无线覆盖系统集成的WLAN系统无论是从无线覆盖范围的控制,还是从覆盖区域的划分上,都使无线数据的传输更具安全性。

从AP自身的安全策略入手,用户完全可以通过设置用户密码、划分VLAN等多种网络安全手段对无线网络数据进行加密和保护。

5综合无线覆盖系统的特点和优势

综合无线覆盖系统具有以下特点和优势:

(1) 覆盖频率超宽(400~2 500 MHz),不仅可以满足用户目前的无线需求,而且支持3G手机信号TD-CDMA等可预见的各种无线信号,只需要在设备间进行简单的操作,就可以完成新业务的接入,对楼宇和楼宇使用者不会有任何影响。

(2) 核心设备和器件均为无源器件,无需提供电源,减少维护。

(3) 支持业务超多,目前可以支持十余种业务同时接入,满足用户的各种无线业务需求。

(4) 通用型系统设计可自由选择信号源,且不影响系统的原拓扑结构。信号或是直接源自室内微蜂窝基站,或是由室外宏蜂窝信号通过双向放大器引入,或是上述两种方式共用(移动通信基站由运营商提供)。

(5) 接入新业务容易。只在设备间进行简单操作就可以完成,对楼宇和楼宇使用者没有任何影响的情况下,就可以开通新业务。

(6) 无线辐射最小。综合无线覆盖系统用一个平台控制所有无线信号,无论信号源输出功率多大,通过系统后的合成信号都被控制在合理范围内。

6系统投资建设及运营模式

综合无线覆盖系统投资建设及运营维护涉及到业主和多个运营商,系统的建设投资、管理责任、运营质量、收益回报等问题都需要协调。建议系统的建设投资及运营采用以下三种模式:

(1) 业主和运营商联合投资建设及运营。由业主召集有需求意向的多个运营商联合投资建设,各个运营商根据各自出资比例回收运营收益,分摊维护费用。

(2) 业主投资建设后拍卖。由业主独立投资建设,然后在各个有需求的运营商之间公开拍卖,由中标运营商负责运营维护。

(3) 业主投资建设后租赁。由业主独立投资建设,然后租赁给接入的运营商,收取接入费用。

总之,需要根据项目的情况,选择最适合的建设和运营维护模式。

7结语

对于电信运营商,采用无线综合覆盖系统,可以降低建筑内无线覆盖系统的建设成本,有利于企业减少固定资产投资,提高企业效益;对于建设投资方,可以做到室内无线覆盖系统的统一规划、集中管理,降低运营成本。

参考文献

[1]DG/TJ 08-1105—2010移动通信室内信号覆盖系统设计与验收规范[S].

[2]DGJ 32/J64—2008室内无线信号覆盖系统建设规范[S].

[3]廖晓滨,赵熙.第三代移动通信网络系统技术与应用基础教程[M].北京:电子工业出版社,2006.

Application of Integrated Wireless Coverage System in Intelligent BuildingLIULina

(Beijing Johnson Control Co., Ltd, Beijing 100020, China)

Abstract：This paper introduced the concept,system infrastructure,supported services,and technical features of integrated wireless coverage,and compared the integrated wireless coverage solution with the traditional wireless coverage solution.The advantages of integrated wireless coverage system were described.It is pointed out that the integrated wireless coverage system can reduce the construction cost of wireless coverage system to implement the unified planning and centralized management.

Key words:integrated wireless coverage; traditional wireless coverage; combiner platform; antenna and feeder

收稿日期：2015-06-14

中图分类号：TU 855

文献标志码：B

文章编号：1674-8417(2016)01-0060-04