住宅區(qū)弱電智能化建設方案探討

摘 要：考慮到廣電業(yè)務不僅包含電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的新政策及光纖已成為信息傳輸?shù)闹饕橘|(zhì)，且云計算、大數(shù)據(jù)已改變原有建網(wǎng)模式，智能家居逐步走進家庭的背景下，針對住宅小區(qū)弱電智能化建設可能遇到的挑戰(zhàn)進行了分析，重點對有線電視布線、光纖入戶布線及傳統(tǒng)家庭布線的影響進行了分析，并提出各系統(tǒng)弱電智能化工程實施的建議及參考方案。隨著通信技術的發(fā)展，最終實現(xiàn)基于有線與無線技術的通信、有線電視、智能家居等的融合。

關鍵詞：有線電視；光纖入戶；家庭布線；光貓；路由器；信息面板

中圖分類號：TP39；TN915.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）04-0-03

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.04.031

0 引 言

人們習慣將電分為弱電（信息）和強電（電力）兩部分。兩者既有區(qū)別又有聯(lián)系，強電以能源（電力）為處理對象，其特點是電流大、電壓高、頻率低、功率大，主要考慮如何減少損耗并提高供電效率；弱電主要以信息為處理對象，即信息的傳輸和控制，其特點是電流小、電壓低、頻率高、功率小，主要考慮的是信息傳送的速度、廣度、保真度和可靠性。一般來說，弱電工程包括通信工程、電視工程、保安工程、消防工程等和為上述工程服務的綜合布線工程。本文主要討論新政策及技術下對住宅區(qū)弱電智能化中電視工程、光纖入戶及家庭布線的影響，并給出解決問題的建議。

1 新政策及技術下住宅區(qū)弱電智能化建設的挑戰(zhàn)

1.1 新政策的挑戰(zhàn)

2016年5月5日，工信部向中國廣播電視網(wǎng)絡有限公司頒發(fā)《基礎電信業(yè)務經(jīng)營許可證》，中國廣播電視網(wǎng)絡有限公司可在全國范圍內(nèi)經(jīng)營互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送以及通信設施服務業(yè)務。

由于以上文件出臺，通信運營商除原有的移動、電信和聯(lián)通外，又新增了廣電。2017年3月20日，廣電總局科技司批準并發(fā)布了廣播電影電視行業(yè)標準GY/T306.1—2017《有線電視網(wǎng)絡光纖到戶系統(tǒng)技術規(guī)范第1部分：總體技術

要求》[1]，該標準只是從網(wǎng)絡技術方面提出技術要求，其技術涉及有線電視和互聯(lián)網(wǎng)2個部分，其中互聯(lián)網(wǎng)部分接入技術和電信運營商采用的接入技術相同，其基礎是ODN網(wǎng)絡。根據(jù)GB 50846—2012《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程設計規(guī)范》針對電信業(yè)務的規(guī)定：用戶接入點交換局側(cè)以外的配線設備及配線光纜，應由電信業(yè)務經(jīng)營者負責建設；用戶接入點用戶側(cè)以內(nèi)配線設備、用戶光纜及戶內(nèi)家居配線箱、終端盒、信息插座、用戶線纜，應由住宅建設方負責建設。住宅區(qū)內(nèi)通信管道及住宅建筑內(nèi)配線管網(wǎng)，應由住宅建設方負責建設[2]。廣電業(yè)務含電視業(yè)務和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，其中電視業(yè)務并不包含在規(guī)范內(nèi)，按照規(guī)范住宅建設方?jīng)]有建設電視業(yè)務光纖的義務，因此電視業(yè)務如何光纖入戶是個挑戰(zhàn)。

1.2 新技術的挑戰(zhàn)

1.2.1 光纖將成為信息傳送的主要介質(zhì)

光纖替代銅纜入戶技術已很成熟，除移動、電信、聯(lián)通已全部實現(xiàn)光纖入戶外，廣電也在進行有線電視和互聯(lián)網(wǎng)光纖入戶改造。而建筑設計單位不太了解廣電業(yè)務及傳送技術的發(fā)展，依然沿用原來的同軸電纜入戶設計。廣電光纖入戶改造會帶來以下問題：

（1）廣電光纖入戶改造由于無法使用室內(nèi)原有暗管，采用明線或明槽布放，影響室內(nèi)美觀。

（2）由于原有家庭有線電視布線是單向網(wǎng)絡，要滿足多臺電視的收看需求，同軸射頻電纜也要采用明線或明槽布放，影響室內(nèi)美觀。

（3）造成已布放的家庭有線電視網(wǎng)絡浪費。

1.2.2 云計算、大數(shù)據(jù)改變原有建網(wǎng)模式

小區(qū)智能化原有建設模式是小區(qū)購買服務器、硬件、軟件建設專網(wǎng)，不同廠家技術封閉、開發(fā)能力差異大，對后期功能升級、運營維護風險較大。隨著云計算、大數(shù)據(jù)及通用軟件的開發(fā)，改變了原有投資建設專網(wǎng)的模式，可以采用租用模式建設虛擬專網(wǎng)，小區(qū)不但可以根據(jù)實際需要租用網(wǎng)絡，也可以隨時更換滿足需求和服務的服務商，避免了建設風險、建設后功能升級風險及運營維護風險。小區(qū)業(yè)主也可以分享技術進步、市場競爭帶來租費降低的紅利。

1.2.3 智能家居逐步走進家庭

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，專為物聯(lián)網(wǎng)技術開發(fā)的標準通信協(xié)議走向成熟，促進了智能家居的開發(fā)和應用。家居智能化是發(fā)展趨勢，一些高端精裝小區(qū)已開始使用。如果室內(nèi)綜合布線和電源線設計不合理，引起室內(nèi)二次布線，將直接影響智能家居的推廣使用和室內(nèi)美觀。

2 對小區(qū)有線電視的影響及建議

目前廣泛采用的是混合光纖同軸電纜網(wǎng)（HFC），一般由光纖干線、同軸電纜支線和用戶配線網(wǎng)絡組成，電視信號從有線電視臺傳出后先轉(zhuǎn)換成光信號在光纖干線上傳輸，傳輸?shù)接脩魠^(qū)域后，再通過光電轉(zhuǎn)換器把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，最后經(jīng)分支器分配后通過同軸電纜將電視信號傳送至用戶。

分支器主輸出口（OUT）和若干個分支口（TAP）功率分配不等，主輸出口分配功率多，負責把信號傳送到其他樓層，分支口分配功率少，把信號送到用戶。分配器有一個輸入口（IN），多個輸出口（OUT）；送到用戶的信號通過分配器將信號等功率分配給每個輸出口（OUT），具體如圖1所示。

同軸電纜網(wǎng)存在以下弊端：

（1）同軸電纜單位長度衰減大，應作嚴格的系統(tǒng)設計和功率預算分配。

（2）分配給每個用戶的功率一定，連接的分配器輸出口（OUT）越多，電視終端接收的功率越低，低于接收靈敏度時，會影響視頻質(zhì)量，甚至無法觀看，因此輸出口（OUT）端口數(shù)有一定限制。

（3）同軸電纜受材料老化、潮氣影響較大，隨著時間的推移，電氣性能下降，因此功率預算應留一定的裕量。

由于有線電視光纖入戶技術已非常成熟，其采用的光分配網(wǎng)（ODN）和通信相同。家庭電視分配網(wǎng)可參考圖2組網(wǎng)，多媒體箱根據(jù)需要選擇分配器型號，把電視信號傳到其他房間。

3 對光纖入戶的影響及建設建議

住房和城鄉(xiāng)建設部于2012年12月25日下發(fā)了GB 50846—2012《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設施工程設計規(guī)范》的標準，并于2013年4月1日實施，文件明確了電信業(yè)務光纖入戶建議芯數(shù)和投資界面。2017年3月20日，廣電總局發(fā)布了行業(yè)標準GY/T306.1—2017《有線電視網(wǎng)絡光纖到戶系統(tǒng)技術規(guī)范第1部分：總體技術要求》，文件只是從網(wǎng)絡技術方面提出技術要求，沒有設計投資界面。2個文件都沒有涉及網(wǎng)絡建設的協(xié)同，會造成資源無法共享和重復施工，甚至由于施工時間不同入戶的暗管無法共同使用，因此提出如下建議：

（1）小區(qū)的配線光纜芯數(shù)應考慮有線電視芯數(shù)、寬帶上網(wǎng)芯數(shù)、室分系統(tǒng)芯數(shù)及備用芯數(shù)。

（2）光纜芯數(shù)應選用常用型號，便于后期維護。

（3）垂直光纜芯數(shù)適中，一般不超過48芯，避免樓層中光纖分線箱的體積過大，占用弱電井空間。

（4）從樓層光纖分線箱到家庭的入戶光纜應考慮2～3芯

光纜。1芯有線電視、1芯寬帶上網(wǎng)，1芯備用或作為第2個運營商業(yè)務入戶使用。

4 對家庭布線的影響及建議

傳統(tǒng)的家庭寬帶布線是基于5類線的布線，起源較早，當時無線通信技術還比較落后；隨著無線通信技術的快速發(fā)展，在和無線技術的協(xié)同方面存在以下問題：

（1）在綜合信息箱處放無線路由器，由于無線信號可能要穿越多個墻壁，墻壁對無線信號衰減很大，遠處的房間無線信號差，甚至沒有信號。

（2）為了無線信號覆蓋，把無線路由器下移到任何一個房間，其他房間由于沒有可以和路由器連接的電纜，只能通過無線信號接入；無線信號由于衰落特性，看高清視頻和玩大型網(wǎng)絡游戲不流暢。

基于上述問題和綜合布線技術的發(fā)展，眾多學者相繼開始進行智慧小區(qū)及綜合布線的相關研究[3-13]，但其設計均須綜合考慮電視、電話、寬帶的綜合布線，因此筆者建議利用光纖技術建設光電混合的寬帶布線網(wǎng)絡，使光貓、無線路由器在各房間可任意搬移，解決光貓、無線路由器放置不合理問題；合理設計網(wǎng)線，使其他房間通過布放的網(wǎng)線實現(xiàn)有線接入，使各房間都能夠同時實現(xiàn)有線和無線信號覆蓋。移動終端可通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)頁、普通視頻的瀏覽和觀看，高清視頻和大型網(wǎng)絡游戲通過有線網(wǎng)絡觀看。

方案A：含電話的系統(tǒng)

通過光纖實現(xiàn)光貓、路由器在各房間的任意搬移，借助網(wǎng)線連接其他房間。寬帶光纖信息面板和有線電視光纖信息面板共用。家庭室內(nèi)布線方案1（含電話的系統(tǒng)）如圖3所示。

方案B：不含電話的系統(tǒng)

通過光纖實現(xiàn)光貓、路由器在各房間的任意搬移，借助網(wǎng)線連接其他房間。光纖信息面板和有線電視光纖信息面板共用。家庭室內(nèi)布線方案2（不含電話的系統(tǒng)）如圖4所示。

5 小區(qū)弱電智能化工程實施建議

隨著高新技術的快速發(fā)展，弱電作為新興行業(yè)領域，憑借其優(yōu)勢快速發(fā)展，現(xiàn)已由最初的幾個系統(tǒng)發(fā)展至目前的幾十個系統(tǒng)，具有涉及范圍廣、多元化、技術性強等特點，已成為衡量建筑是否達到智能化的重要標準之一。其基礎均通過通信實現(xiàn)，基于此，建議如下：

（1）考慮家庭可能要采用智能家居，作為通信和控制的綜合布線、電器供電的電源線是智能家居實現(xiàn)的基礎，如果強、弱電插座的位置和數(shù)量考慮不足，可能造成室內(nèi)二次布線，將破壞原有裝修。同時還要考慮遠程控制。

（2）改變土建承包模式，綜合弱電、通信、智能化考慮，避免施工相互影響。

（3）設計施工布線圖，由集成公司做系統(tǒng)調(diào)試。

（4）由于通信業(yè)務存在運營商更換頻繁、業(yè)務開通和停用等問題，因此深化弱電設計，結(jié)合器材、施工方法和標志標識，使建筑弱電的邏輯設計變?yōu)榭刹僮餍詮姷奈锢硎┕D設計，便于規(guī)范施工和后期管理。

6 結(jié) 語

隨著通信技術的發(fā)展，基于有線、無線技術的通信和有線電視、智能化等逐步融合，便于資源共享，基礎網(wǎng)絡一次設計、一次施工等，極大方便了居民生活。

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收稿日期：2023-03-15 修回日期：2023-04-20

作者簡介：楊小琳（1986—），女，碩士，工程師，研究方向為光纖光纜研制及智慧家庭綜合布線。

張留風（1989—），男，本科，助理工程師，研究方向為光纖光纜研制及智慧家庭綜合布線。

李馨春（1965—），男，碩士，教授級高工，研究方向為智慧家庭綜合布線。