智能空间:增强型未来互联城市环境
智能空间是通过技术提供支持的物理环境。在它的帮助下,生活将更轻松、更舒适;园区环境更宜人;公司效率更高、生产力更强;城市更智能、更可持续。智能空间是沉浸式互动空间,使用数字解决方案将人员、流程、服务和系统联系起来,造福所有人。
数字技术飞速发展,智慧城市迅速成为日常生活的必要组成部分:智能废物管理系统、智能路灯和交通管理以及互联空气质量传感器只不过是现实世界的几个应用示例。但更重要的是,现在我们都已习惯数字化工作场所、互联工厂和智能家居,全部利用连接和数据来提供更出色的体验。
眺望未来,智能空间预计将从多个角度不断改变日常生活。智能建筑、智能园区和智能城市的目的是改善游客和居民体验,帮助企业降低成本及推动可持续发展,同时借助数据分析不断改进服务和系统。
在本文中,我们将探讨推动当代智能建筑、智能园区和智能城市发展以及辅助其迎接未来持续转型的各类技术。
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我们的互联世界
连接性:助力智能城市、园区和建筑发展的第四公用事业
到2050年,全球人口预计将达到98亿,其中68%将居住在城市地区1。根据预测,届时印度将增加4.16亿城市居民,中国将增加2.55亿。
不难预测,在这种转变形势下,城市地区可能需要利用数字工具推动创新和可持续基础设施解决方案,从而有效利用数据、能源、空间、预算和时间。这不仅是一种更具可持续性、更高效的方法,还能改善这些社区的公民生活品质。智慧城市愿景如下:建立在无处不在的高性能、可靠的连接和数据之上的可持续空间。
无论大学、医院还是公司总部,所有园区都面临通信网络所带来的独特挑战。当做出连接决策时,必须综合考虑速度、容量、灵活性、可扩展性和成本。
规划智能空间期间,开发孤立应用应对短期挑战是一个常见错误。相反,我们建议使用联合解决方案模型,采取富有远见的长期方法:从长远角度而言这将更具成本效益,而且还可提供数字连接平台,供社区构建应用和硬件。对于基站开发人员来说,单纯关注医院、公司总部或体育场馆等孤立项目是远远不够的。这些资产都需要实现数字互连,从而为最终用户提供更卓越的体验。务必将这种思维延伸到停车场、交通管理、人群管理以及建筑物和空间周边的零售店和餐厅,同时还要研究如何据此改善用户体验。
智能建筑运用数字基础设施和数据提高智能化水平。它们可帮助组织提高效率、降低成本及简化建筑运营。然而,当代智能建筑凭什么增强连接能力?支持有线无线网络和应用的集成通信基础设施。
典型智能建筑包括:
物联网(loT)
为促进智能空间、IoT连接对象和服务发展,提高效率、增强便利性及开创新型商业模式至关重要。
融合基础设施
易于安装的低成本电缆解决方案有助于智能建筑简化部署。
通用连接网格
覆盖全组织的总体连接计划(无论用户从何处建立连接),同时支持向网络中添加新的边缘设备。
自动化基础设施管理 (AIM)
能够自动跟踪所有连接和连接设备并记录整个网络。
以太网供电 (PoE)
连接的设备越多,需要的电源也越多。PoE可以使智能建筑支持所有这一切。
A/V和HDBaseT
标准化音频和视频连接使跨网络传输多种媒体格式变得易如反掌。HDBaseT是一种支持通过单类电缆传输超高清视频、数字音频、直流电源、以太网、USB 2.0及其他控制通信的连接。
室内无线网络(IBW)
Wi-Fi只不过是其中的一部分;室内无线网络提供可靠的蜂窝网络,覆盖建筑物的每一个角落。
低压照明
灵活高效的照明有助于实现可持续发展目标。
节能
建筑管理核心部分—降低能耗和成本。
安全性
在IoT时代至关重要—连接的设备越多,潜在威胁载体越多。保护您的网络避免各种来源的威胁。
安全
如果发生不可预见的事件,智能建筑有助于降低人员或财产风险。
智能园区连接设备、应用和人员,营造全新或增强体验并提高运营效率。建立在无处不在的可靠室内外有线和无线连接之上。连接并支持园区内的所有人员、设备和应用,使他们能够采用数字方式彼此交互。融合网络可以扩展,覆盖所有园区建筑以及建筑间的链路。
典型智能园区包括:
先进的基础设施
基于经验、技能和质量的网络设计,提供任意规模的整体园区网络解决方案;灵活的光纤、铜缆和无线基础设施,旨在促进协同工作
面向未来的网络
供电光纤网络,连接边缘设备并为边缘设备供电,充分利用PoE的优势,超越100米的行业标准长度限制
智能自动化
智能自动化管理,提高端到端效率和安全性
无处不在的覆盖
无缝五杆蜂窝网络—覆盖整个园区的室内外空间
强大的Wi-Fi
可靠的高性能Wi-Fi覆盖建筑内外,访问简单安全,可用于为多个IoT网络提供流量
可持续系统
连接室内外照明、智能环境控制、智能用水和电源管理,推动园区可持续发展
个性化体验
基于位置的服务和数据分析覆盖全校,为用户提供定制服务和体验
安全可靠
集成安全和安防系统
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智能城市的之所以能够建立,是因为宽带连接无处不在2。这种连接性不断催生创新解决方案,推动为市民和游客创建新型服务,将智能城市打造成为充满活力的社会经济中心,造福企业和居民。国际电信联盟(ITU)3研究表明,配备超快全光纤宽带的社区人均GDP更高、就业机会更多、孵化的初创企业也更多。甚至现代人普遍认为宽带基础设施与天然气、电力和用水等重要公用事业同样不可或缺。
典型的智能城市包括:
先进的基础设施
全市宽带网络使用光纤构建,光纤是主要连接技术,不仅支持现有应用和新应用,还能推进城市数字化转型计划。
面向未来的网络
高带宽、低延迟网络还支持实时数据分析,实现前所未有的互联性和融合度。宽带网络(有线和无线)还支持边缘设备应用,例如物联网(IoT)、手机信号塔和闭路电视摄像头。
增强移动性
智能城市面向市民和游客推出新一代出行服务。其中可能包括智能交通、通信和停车管理、收费和智能仪表,全部与智能城市交通基础设施相连。驾驶员、骑手和行人同样通过移动设备连接。智能城市是衔接共享经济的打车和共享单车等服务的枢纽。
安全
智能城市连接数百万设备和对象,公共安全性随之增强。例如,路灯杆可用于收集交通管理数据,联网闭路电视可用于增强公共安全性。通过光纤综合布线将智能灯杆连接到都市蜂窝基站、Wi-Fi、高清摄像头、5G固定无线网络和IoT ,前所未有地大规模收集数据。
随时随地畅享数字化优势
如果城市希望发展、立足并走向繁荣,数字化转型至关重要。随着用户需求的增加,人们普遍希望享受无处不在的低延迟应用和服务,迁移到“智能”边缘位置的IT资源水平也将随之提升。在商业建筑、医院、工厂、交通枢纽或其他智能城市空间等一些位置,人员和设备高度集中,光纤有助于提供卓越的用户体验(UX)。增强业务竞争力、可扩展性和运营灵活性至关重要。
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解决方案
智能城市
博客
智能照明,智能城市
BTR文章
智能灯杆部署将按50%的复合年增长率稳步增长至2028年
信息图
智能城市的未来
白皮书
连接性是智能城市的第四大功能
博客
智慧城市共享基础设施
企业IoT深度见解文章
智能城市共享基础设施(读者论坛)
融合网络属于统一基础设施,能够支持大量不同的应用和设备,具备面向未来的灵活性,全面支持新兴的有线和无线应用。
网络数不胜数!
建筑内部融合网络
对于不同的智能空间,这意味着什么?
在智能城市中,网络融合允许在单个网络上使用多种通信模式,从而享受独立基础设施无法实现的便利性和灵活性。新型IoT应用采用无线连接及提供网络支持的光纤主干,通过传感器、摄像头、智能手机及城市周边的其他边缘设备传输大量数据。
当今世界由数据驱动,特别是随着4G/LTE的致密化以及5G部署的不断深化,带宽需求推动三种网络相互融合,从而支持多种不同应用:多服务组织、电话网络和传统蜂窝网络。
- 多服务组织或传统电视网可以使用高带宽混合光纤同轴电缆(HFC)网络,前端通过路由器连接数据中心及家庭或办公区的Wi-Fi连接
- 传统电话网络由一个传统铜缆网络、光纤到节点或光纤入户网络组成。
- 传统蜂窝网络由宏蜂窝基站组成,每个基站独立供电,并由回程网络互连,包括光纤、HFC、铜缆和微波网络
为融合这些网络,需要做到以下三点:
电源
每个无线接入点的电源都至关重要,无线接入点可以通过以太网供电(PoE)启动。此外,每个传统的通信网络都有不同的供电考虑。
回程
数据需要从边缘接入点传输到中央数据存储或数据处理中心。传统上,使用高速双绞线、微波或光纤链路从无线电位置传送到中央设备位置为蜂窝基站回程提供支持。同时,标准组织正在积极满足小型蜂窝基站面临的关于时序和延迟的紧迫需求。
站点获取
展望未来,为发挥LTE致密化和5G的优势,通常将在高容量城区和郊区部署无线网络移动设施。收购城市和郊区房地产实现无线网络致密化并增加网络容量始终是一项挑战。小型蜂窝基站通常部署在20英尺到40英尺的高空,因而公用事业和照明基础设施等现有街道设施成为定位场地的理想地点。然而,移动运营商必须与多个利益相关方配合行动,获得房地产使用权限,以便提高网络容量。
单纯建造更多的建筑还远远不够:我们需要提升智能化水平,更有效地隐蔽技术。在城市规划中,务必考虑采用街头设施实现隐蔽解决方案。创意形式如下所示:
- 路灯
- 公共汽车候车亭
- 数字标牌板
- 充电站
- 电话亭
智能园区是指数字连接区域,不仅为园区用户提供更出色的体验、提高运营效率,还会提供全体站点用户都能访问的服务。智能园区采用各种技术基础设施和平台(从前相互孤立)、集成创建融合网络并将其作为单个实体进行设计、部署和管理。
每个园区都不相同,但都面临着一个共同的挑战:如何启动和连接各种远程设备,确保整个园区的网络可靠性和物理安全。因此,融合网络必须延伸覆盖各个室外区域。
数字解决方案依托语音和数据通信(有线或无线)支持智能园区系统,如HVAC、照明、安全摄像头、火灾报警器、电气、建筑门禁,并可通过单个网络智能无缝集成和控制。
我们的互联智能空间愿景
我们为客户提供帮助,使其自身和网络为迎接每一次技术模式转变做好准备,每当推出新一代工具和解决方案,我们的专家都会参与制定相关标准。
我们对智能园区网络的看法十分一致:由遍布整个环境的电源+连接+基础设施组成的高科技网格,无需建筑施工、投入相关时间和费用以及应对中断,即可支持添加即插即用设备和应用。这是一种适应性极强的模块化敏捷方法。
随着5G、Wi-Fi6、IoT和公民宽带无线电服务(CBRS)等无线技术的迅速发展,我们坚信必需采用更稳健的主干网络提供连接支持并为新型边缘设备供电。虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和远程机器人手术等低延迟应用需要在靠近边缘的位置进行处理。我们预计,移动边缘计算(MEC)使用率将大幅增加,这预示着需要在公共空间部署更多的隐蔽解决方案并将光纤深入部署到网络当中。
我们拥有广泛的解决方案组合,包括:使用铜缆为边缘设备供电;通过光纤建立宽带连接;授权、未授权和专用无线网络解决方案。因此,康普得天独厚,足以满足需求。
在智能建筑中,2.5G/5G/10G以太网、以太网供电(PoE)和HDBaseT等网络应用和技术不断发展。然而,在演进的过程中,对于单一融合基础设施的需求也日渐迫切。
随着融合的深入,人们可以抓住新出现的机会,将房地产、IT及建筑管理和设施应用集成到依托双绞线铜缆布线(以太网布线)运行的单一精简网络基础设施。目前,融合网络支持多种应用,例如:
- Wi-Fi
- 室内无线网络(IBW)
- 智能LED照明和传感器
- 音频/视频系统
- 安全与访问控制
- 楼宇自动化
- 声音掩蔽音频系统
降低成本、增强可靠性、提升敏捷性:从运营角度而言,集成比维护各种有线和无线拓扑更具优势,每种拓扑均需分别考量材料、专业知识和管理。单一智能网络基础设施可管理企业内部的所有现场通信,从长远角度而言,不仅可以节省高达50%的安装成本,还能显著降低运营成本。
减少现有的独立网络数量,改善可靠性、安全性和可用性。鉴于该框架不仅灵活而且适应性强,因而可以根据需要轻松经济地调整或扩展其支持的系统,同时尽量延长正常运行时间。
将技术融合至通用基础设施有助于克服多种业务挑战:当前世界局势瞬息万变,降低成本、增强可靠性、提升敏捷性至关重要。
据IDC研究显示,到2025年,全球物联网连接设备将多达557亿台,生成多达73泽字节的数据。所有边缘设备都需要供电,电池驱动IoT虽然部署速度快但却不够持续。即使使用寿命长达5到10年,一旦电池电量耗尽需要更换时,又该如何处置数以十亿计的电池?PoE可通过单根电缆/连接来连接所有这些设备并为它们供电。
IoT设备采用率的预期增长趋势
来源:https://www.researchgate.net/figure/Expected-adoption-growth-of-IoT-devices_fig1_332614728
鉴于智能空间内的IoT连接设备数量众多,网络处理的工作量必然会增加。连接设备增多意味着数据点空前增加,人们可以从中推动创建新型数字服务。想法很好,但在远离数据中心的位置运行的所有这些设备都需要强大的融合网络提供支持。
IoT网络(特别是智能园区或智能城市网络)旨在实现高带宽和低延迟,从而支持海量数据。不过,随着越来越多的高带宽应用(例如自动驾驶汽车或智能工厂)相继出现,有时网络连接恐怕难以担当重任。
边缘计算提供了解决方案。传统IoT网络在将数据发送到云端中心位置进行处理之前,需要收集和分析数据。但是,边缘计算可以在智能空间的设备位置实现设备内计算和分析。在网络“边缘”进行处理。IoT网络边缘计算可提高设备和应用性能、增强可靠性和安全性并降低运营成本。
随着技术的不断发展,我们发现无处不在的互操作网络的关注度越来越高。采用的技术类型不那么重要;为应用提供正确的连接更为重要。这样才能相互融合,从规模经济中受益。
新一代网络融合10G/6E/5G
光纤布线是支持智能城市应用的理想选择。光纤有足够的容量支持各种当前网络,包括互联网、有线电视、电话(包括移动电话)、私营企业和数据中心。特别是,光纤还能满足快速增长的IP流视频需求,到2021年,IP流视频将占互联网总流量的82%4。随着IoT设备的增加,我们可能会发现光纤连接不仅扩展到家庭,还会扩展到路边或橱柜、建筑或地下室以及邻近节点。据IDATE/DigiWorld预测,到2021年底,光纤到X用户将高达9亿5。目前,光纤为很多日常应用提供支持:网上银行、居家办公、网上购物、流媒体音频和视频、手机和平板电脑使用以及电子健康应用都依赖光纤运行。
康普有线连接解决方案
- 适用于低延迟应用的数据中心解决方案/移动边缘计算
- 全方位光纤连接产品组合,包括用于主干和建筑内连接的单模和多模解决方案
- 供电光纤解决方案为远距离PoE边缘设备及需要备用电源功能的设备供电
- 行业领先的铜缆解决方案,连接建筑内外的边缘节点并为其供电(例如,PoE智能照明)
- 网络交换解决方案
- 自动化基础设施管理(AIM),用于实时监控端到端连接、监控物理安全、POE容量及缩短停机时间
现阶段,全球用户普遍期望在室内外均可实现无处不在、始终在线的蜂窝网络覆盖,以便处理数据和语音。Z一代用户在高速互联网接入技术的陪伴下长大,将连接视为基本人权。业务连续性和紧急服务急救人员依靠强大的蜂窝网络连接获得支持。然而,大多数蜂窝网络调用在室内完成,而某些位置的宏网络始终无法有效覆盖室内空间。
Wi-Fi起着关键的作用,但用户还需要蜂窝网络服务,以便在未登录建筑Wi-Fi网络时进行语音通话和数据访问。为增强建筑Wi-Fi信号,企业空间需要将蜂窝网络引入室内。
Wi-Fi综合布线基础设施已制定指南(TIA TSB 162-A和ISO/IEC TR 24704),划分网格网络,为潜在Wi-Fi接入点安装插座,如第3章所示。Wi-Fi不断发展,速度高达10 Gbps,同时配备支持该速度所需的高级综合布线和交换机。
这些最新综合布线标准(例如,66A类铜缆、OM5多模和单模光纤电缆)还针对企业Wi-Fi和IBW(即蜂窝)解决方案提供了融合点。
康普无线连接解决方案
- 授权频谱:4G、LTE、5G室内和室外分布式天线系统(DAS)以及用于实现蜂窝覆盖的小型蜂窝基站解决方案
- 未授权频谱:一流的室内/室外专用和公共Wi-Fi解决方案,包括网络监控和控制以及Cloudpath®安全和策略管理平台
- 专用网络:适用于运营用例的CBRS解决方案
- 具有融合基础设施功能的托管IoT解决方案套件
- 智能电线杆和隐蔽解决方案
- 移动应急响应快速部署解决方案
过去,人们认为许多室内无线网络(IBW)解决方案(例如DAS)仅适用于大型场所。然而,当前的新型DAS解决方案与Wi-Fi共用IT基础设施,而且大多数企业场所均已实现Wi-Fi覆盖。这种演变不仅减少了成本,还降低了复杂性,使企业能够享受真正的“IT 融合”IBW 解决方案。
IBW选项:DAS和小型蜂窝基站
DAS和小型蜂窝基站等IBW解决方案与Wi-Fi的区别在于,IBW解决方案在宏网络的无线网络运营商专用授权频段上运行。
DAS解决方案不受技术和运营商影响,这意味着DAS可以支持不同的蜂窝信号,如2G、3G和4G LTE,并将室内来电者连接到任何无线网络运营商网络。
小型蜂窝基站通常针对特定的运营商。在覆盖范围方面,二者均提供室内生成信号,使用体验与站在蜂窝基站塔附近的用户体验相同。
DAS部署可通过企业、建筑业主、移动网络运营商或专业部署及运营DAS系统的第三方“中立主机”公司进行管理。
企业越来越热衷于采用IBW。鉴于最新IT融合解决方案有助于降低成本,其优势将变得更加显著。
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深度见解
室内蜂窝网络:资料文件
如今,企业内部IP连接的网络设备激增,不仅需要提高数据速率,还要增加功率。
以太网供电(PoE)允许设备通过单根铜以太网电缆共享数据和电源连接,帮助精简基础设施及简化操作。
自1999年以来,企业一直采用PoE;不过,我们发现一场竞赛正在如火如荼地进行:新型高功率PoE设备与能够支持设备的PoE标准。这些设备包括很多常见企业固定装置,例如桌面电话、安全摄像头、视频监视器和无线接入点。
PoE技术发展反映了其可以支持的设备的演进过程。前身是电话等标准供电设备,2003年诞生了第一套PoE标准,而后发展到最新IEEE 802.3bt标准(通过综合布线实现至少71瓦功率)。随着IT领域与OT领域持续融合并促进数据共享,网络和网络支持也将逐步融合。例如,思考LED照明的演进过程:从简单的节能开始到执行占用率感应、温度监测和会议室调度的现代智能节点。目前,照明平台运用丰富的传感器网络覆盖整个建筑,从而支持新用例。
在为蜂窝网络部署高清摄像头、Wi-Fi热点或小型蜂窝基站的过程中可能会面临重大挑战。
一个常见的问题往往是在结构化综合布线网络中超过100米距离以外给PoE设备供电。为了克服这一挑战,您可以部署一个由包含铜线和光纤芯的混合电缆组成的系统,向PoE扩展器设备传输电力和信号,从而将网络覆盖范围扩展到室内或室外,最远可达3公里。人们将其称之为“供电光纤”,现已成为世界各地企业和园区网络部署的一项关键技术。
来源:Massey Electric – 田纳西大学供电光纤部署
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深度见解
光电混合缆: 资料文件
自动提高效率
智能空间更大,意味着将更多的设备和应用程序集成到同一个企业网络中。
自动化基础设施管理(AIM)是一项综合硬件/软件解决方案,旨在管理并提升接触的每个系统的运行效率,无论是室内还是室外系统。
远程监控和管理(多个站点)
跟踪每一次迁移、更改和提醒
AIM系统尤其擅长跟踪网络环境整体状况。AIM监控并记录设备连接变化并自动生成警报,就各类未授权或问题事件向员工发出提醒,通常发送电子邮件或短信给相关人员进行通知。
接听帮助台电话
AIM在处理用户事件的“帮助台”应用中至关重要:
- AIM跟踪从开具故障单到处理问题的请求流程周期
- 同时,还提供关键物理连接信息,协助排除故障
控制资本支出
除降低运营费用以外,尽可能推迟资本支出时间是企业的首要任务。由于AIM可识别并跟踪每台联网设备的物理位置,因此还可以揭示可能未充分利用的资源,防止不必要的额外资源支出。
AIM和以太网供电(远程供电)
AIM可帮助分配电路,减少热量生成并改善散热效果
- 电缆应连接线束,以便准确记录远程供电安装配置
- 目的在于跟踪电缆束发热情况,避免电缆束的任何电缆过热
- AIM系统可以跟踪电缆束的尺寸以及每个线束承载的总功率,以优化远程供电的电路分配
- 自动跟踪电缆束并在电缆数量超过阈值时发出警报
- 自动检测和跟踪每根电缆连接的最大电源
了解更多: 自动化基础设施管理:资料文件
一般而言,人们不喜欢看到公共景观和景点遭到蜂窝天线破坏。人们通常认为这样有碍观瞻而且十分突兀。
都市蜂窝基站解决方案开创了一种与众不同的方法,看不见也摸不到。分为多种配置、样式和规格,具有卓越的性能、热顺应性和分区美观性。都市蜂窝基站是一项集成定制解决方案,拥有数十年网络设计和工程专业知识经验,采用紧凑、强大、灵活的解决方案形式,可覆盖各种城市环境并满足容量需求。
康普明白,每次部署都因运营商的需求、分区规定、物理空间限制和整体外观而异。鉴于这一点,我们会打造完善的都市蜂窝基站解决方案生态系统,几乎可以随时随地部署,无论空间多么狭小,也不论分区规定多么严格。
然而,互联智能电线杆不止能够扩大手机信号的覆盖范围
智能电线杆
康普提供全套室外小型蜂窝基站解决方案和配件,包括基站天线、射频传输系统和光纤到网柱、隐蔽解决方案等等。
我们还可以提供广泛的隐蔽选项,将先进技术融入美学包装中,完美搭配城市街景和公共设施。
圣何塞市
智能城市案例研究
信息图
智能城市的未来
手册
欢迎来到康普连接园区
解决方案
智能城市
白皮书
连接性是智能城市的第四大功能
交互式
未来园区需要面向未来的网络
电子书
介绍智能园区
交互式
SYSTIMAX环境
1 https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html
2 智能城市委员会 | 携手共建未来城市
3 https://www.itu.int/en/ITU-D/Conferences/GSR/2020/Documents/ITU_Global_Econometric_Modeling_GSR-DiscussionPaper.pdf
4 https://www.cisco.com/c/dam/m/en_us/solutions/service-provider/vni-forecast-highlights/pdf/Global_2021_Forecast_Highlights.pdf
5 光连接—2021年全球FTTX订阅量达到897.8百万(opticalconnectionsnews.com)