1、11.3 信息设施系统在以信息为资源的信息化社会，信息资源以成为与材料和能源同等重要的战略资源随着信息量的增加和信息形式的多样化，人们对信息通信的需求更大、要求更高、信息通信已成为社会组成的主要部分，信息通信业务已深入到社会的各个方面，渗透到人们的工作和生活之中。智能建筑中的信息设施系统（Information Technology System Infrastructure, ITSI）是楼内的语音、数据、图像传输的基础，其主要作用是对来自建筑物或建筑群内外的各种信息予以接收、交换、传输、储存、检索和显示，同时与外部通信网络（如公用电话网、综合业务数字网、计算机互联网、数据通信网及卫星通信网
2、等）相联，为建筑物或建筑群的拥有者（管理者）及建筑物内的使用者提供有效的信息服务，支持建筑物内用户所需的各类信息通信业务。智能建筑中信息设施系统主要包括实现语音信息传输的电话交换系统、室内移动通信覆盖系统、广播系统，实现数据通信的信息网络系统、综合布线系统、卫星通信系统，实现图像通信的有线电视及卫星电视接收系统，实现多媒体通信的信息导引及发布系统、会议系统等，以及通信接入系统和其他相关的信息通信系统。11.3.1 语音信息设施系统电话交换系统在当今信息时代，信息传递的方式日新月异，但在所有的通信方式中，电话通信依然是应用最为广泛的方式。电话通信达成人们在任意两地之间的通话，一个完整的电话通信系
3、统包括使用者的终端设备（用于语音信号发送和接收的话机）、传输线路及设备（支持语音信号的传输）和电话交换设备（实现各地电话机之间灵活地交换连接），而电话交换设备（电话交换机）是整个电话通信网路中的枢纽。为建筑物内的电话通信提供支持的电话交换系统有多种可选的模式，可设置独立的综合业务数字程控用户交换机系统、采用本地电信业务经营者提供的虚拟交换方式、采用配置远端模块方式或采用软交换机通过 Internet 提供 IP电话服务。程控数字用户交换机系统程控数字用户交换机 PABX（Private Automatic Branch Exchange）是机关工矿企业等单位内部进行电话交换的一种专用交换机，它
4、采用计算机程序控制方式完成电话交换任务，主要用于用户交换机内部用户与用户之间，以及用户通过用户交换机中继线与外部电话交换网上的各用户之间的通信。程控数字用户交换机是市话网的组成部分，是市话交换机的一种补充设备。它为市话网承担了大量的单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。由于用户交换在各单位分散设置，靠近用户，缩短了用户线距离，因而节省了用户电缆，同时用少量的出入中继段接入市话网，起到了话务集中的作用。与数字市话交换机相比，数字程控用户交换机结构简单、容量小、处理能力强、应用范围广、实用灵活、支持建筑物或建筑群中语音及综合业务通讯。程控交换的原理交换机的基本功能是交换，其任务是根据用户
5、要求建立连续路由，在通话期间保持和监视接续，通话结束时，将接续拆除。因此在用户与交换机之间或交换机与交换机之间，除了传播语音信号外，还必须传送为建立、监视和拆除接续所需要的各种信号，需要有控制设备完成建立和拆除接续的任务。这就要求电话交换机的控制设备具备输入、输出、记忆、判别等功能。由于计算机具有控制设备所要求的全部功能，并具有记忆量大，判断准确，信息处理速度快，故程控交换机采用计算机作为交换机的控制设备，把各种控制功能、步骤和方法变成程序，存放在计算机的内存储器中，由计算机的中央处理器 CPU 执行程序来控制交换机的动作。采用存储程序控制使得交换机的灵活性和服务能力极大提高，任务变动或增加新
6、功能只需要修改程序就可以实现，为不断增加新的业务创造条件。由程控交换原理可以看出，一个完整的程控交换机系统由硬件和软件两部风组成，其中硬件主要分为话路系统和控制系统，软件包括程序和数据。另外，程控交换机还包括一些外围设备，例如键盘、显示设备等，用以存储程序、输入程序和进行人-机对话早期的程控交换机采用集中控制方式，即由一台处理机集中实现整个交换机的所有控制功能（包括呼叫处理和维护管理功能），集中控制方式如图 u1 所示。由于集中控制功能过于集中，使得处理机软件复杂，系统管理维护困难。随着微机处理机和大规模集成电路技术的发展，程控计算机的控制方式已由集中式控制逐步发展为分散式控制。分散式控制采用
7、多处理机构，多个处理机采用分工方式来承担整个交换机的控制功能。多处理机之间的分工有功能分担和容量分担，在实际使用中，也可以是两者的结合。功能分担是按照处理要求与管理范围，把处理机按功能分成中央处理机和外围处理剂两个级别（两级机构见图 u2）。中央处理机处理全局性高级别的任务，是交换机的核心设备。外围处理机处理局部性低级别的任务，主要负责处理与话路设备关系密切、操作简单，但又比较频繁且实时性要求严格的一些作业。它和中央处理机配合，对用户级进行控制，检测用户发出的呼叫请求，并将主叫用户拨号信息通知中央处理机。外围处理机可针对各种话路设备构成各种专用的处理机，比如专门控制用户电路或用户级的用户处理机
8、、专门控制中继器的中继处理机，以及专门控制信号设备的信号处理机等。功能分担后使中央处理机摆脱大量繁琐任务，工作量大大减少，从而使中央处理机的容量扩大。在容量完全相同的情况下，采用分散控制方式的交换机要比采用集中控制方式的交换机成本低，其原因一方面是因为在分散控制方式中对处理机的功能要求相对要低一些，另一方面是由于外围处理机采用的通用微处理机价格比较低廉，因而其性能价格比的优越性就比较突出。用户电路 数字交换网接口电路中央处理机接口电路电话程控数字用户交换机的组成程控数字用户交换机的主要任务是实现用户间通话的接续，其组成分为话用户电路 数字交换网外围处理机中央处理机接口电路电话图 u1 集中控制
9、方式 图 u2 功能分担的两级结构路设备和控制设备两个部分。话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等）和交换（或接续）网络，控制设备主要包括中央处理器（CPU），储存器和输入输出设备，其硬件组成框图如图 1 所示。用户电路出中继器入中继器话务台用户电路扫描器 驱动器存储器 中央处理器 输入 / 输出设备交换网络话路系统控制系统总线交换网络是话路设备中的核心设备，其功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。用户电路的作用是实现各种用户线与交换机之间的连接。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，目前
10、主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路(ALC)及与数字话机、数据终端（或终端适配器）连接的数字用户线电路（DLC）。出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。程控交换机控制设备的主题是微处理器，按其配置与控制工作方式的不同，可分为集中控制和分散控制两类。为了更好的适应软硬件模块化的要求，提高处理能力及增强系统的灵活性和可靠性，目前程控交换系统的分散控制程度日趋提高，已广泛
11、采用部分或完全分布式控制方式。程控数字用户交换机的作用用户交换机是企事业单位内部进行电话交换的一种专用交换机，其基本功能是完成企业内部用户的相互通话。但也装有出入中继线可接入公用电话网进行市内、国内长途和国际长话通话。用户交换机是市话网的重要组成部分，是市话交换机的一种补充设备，因为它为市话网承担了大量单位内部用户间的话务量，减轻了市话网的话务负荷。另外用户交换机在各单位分散设置，更靠近用户，因而缩短了用户线距离，节省了用户电缆，同时用少量的出入中继线接入市话网，起到话务集中的作用。从这些方面讲，使用用户交换机都有较大的经济意义。因此公用网建设中，不能缺少用户交换机的作用。用户交换机在技术上的
12、发展趋势是采用程控用户交换机，采用新型的程控数字用户交换机不仅可以交换电话业务，而且可以交换数据等非话业务，做到图 1 程控数字用户交换机硬件框图多种业务的综合交换、传输。程控数字用户交换机的发展随着大规模集成电路、计算机技术、和通讯技术的迅速发展，程控用户交换机由模拟交换发展成为数字交换、由单一的话音业务发展到综合业务，从单局交换发展到综合业务交换，而且体积缩小，功能增强，新一代的程控交换机采用的全分散控制方式和模块化设计，使控制的灵活性和可靠性大大提高，通过增加不同的功能模块即可实现话音、数据、图像、窄带、宽带多媒体业务以及其他通信业务的综合通信。比如加拿大北方电讯的 Meridianl
13、ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)交换机除了具有程控交换机的一般功能外，还具有电视会议、数据通讯、语音信箱、与 Internet 网连接、个人移动通信、广播等功能，M1OPT11C 交换机系统方案如图 2 所示虚拟交换虚拟用户交换机（Centrex）是一种利用局域程控交换机的资源为公用网用户提供用户交换机功能的新业务，是将用户交换机的功能集中到局用交换机中，用局用交换机来替代用户小交换机，它不仅具备所有用户小交换机的基本功能，还可享用公网提供的电话服务功能。虚拟网的话务系统十分完善，话务台可以根据用户的需求设立在用户端或不设立，话
14、务台设置只需利用一部电话，并对外公布这一号码，用于转接各种来话和去话，操作简单。虚拟交换机除具有交换机公网提供的呼叫转移、热线电话、呼叫等待、三方通话等所有程控新业务功能外，还有话务转接、呼叫代答以及呼叫转接等特色业务功能。呼叫代答功能是指群外或群内用户呼叫群内A 用户时，A 用户不在，群内的 B 用户可以就近使用电话通过拨号操作帮助其代为应答。呼叫转接功能是群内用户在接到一个群外或群内用户呼入的电话后，可根据情况（如拨错号或找错人），通过在话机上拨号操作把该电话转接到群内其他电话上。另外，虚拟交换机还具有查号、话间插入（如有紧急外线或内图 2 M1OPT11C 交换机系统方案图线要求转入可在
15、一定时间后强行插入通话）、列队显示（显示目前尚有多少来话等待呼入，便于及时处理）、话单采集（可实时取得分机用户通话的话单）、立即计费（能提供多种类型的计费提示，方便计费）、权限管理（设定分机的国际、国内、本地网、市话以及虚拟网内部五个级别的拨打权限）、话费限制（限定某一分钟通话费用，如超支将自动取消其长途拨叫权限，直到再次要求开通）等功能。虚拟交换机的最大特点是节省投资，用户不需要增加附加设备和维护人员，可以节省设备投资和机房占地面积及维护人员的费用；其次由于虚拟用户交换机由局用交换机待其执行维护和管理，简化了网络管理的层次，维护管理方便，可靠性高，而且技术与公网同步发展，不存在制式及更新的问
16、题，用户不仅使用 PBX 的特有功能，而且与公网用户一样可以使用局用交换机增加的新业务；由于虚拟交换机的用户是直接接入公用网，所以虚拟交换机还具有接通率高，用户分布范围广的特点，用户不受地域限制，扩容、移机和改号等很方便。远端用户模块是程控数字交换机提供的一种远端连接用户设备，远端模块方式是指把程控交换机的用户模块通过光缆放在远端（远离电话局的电话用户集中点），这样可以使许多电话用户能就近接入“远端用户模块”，就好像在远端设了一个“电话分局”一样，因此远端用户模块又称模块局。模块局把用户话务量集中后，通过中继线与母局连接，节省线路的投资，扩大了程控交换机的覆盖范围。随着 IP 技术的发展与成熟
17、，以软交换为核心，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务，基于分组技术的下一代通信网络（Next Generation Network，NGN）已经成为一种发展的趋势，各种业务和应用的传输技术向分组、宽带 IP 发展与融合。IP 电话采用数字压缩和包交换机技术通过 Internet 网提供实时的语音传输服务，也称为网络电话或互联网电话。软交换机（Soft Switch）是 NGN 中 IP 电话技术的一项重要实现手段，是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能的设备和系统，软交换机通过媒体控制协议技术实现呼叫控制与媒体传输相分离，因而也称其为呼叫代理器（CA）或媒体网关控制器(MGC)。远端模
18、块由图 1 可见，程控数字电话交换机的话路系统由用户线路和交换网络组成，交换网络是交换机中完成交换功能的核心部分，被称为“母局”，用户线路是与用户直接连接的部分，它的基本任务是把从用户电话机发出的呼叫集中，并将模拟话音信号变成数字话音信号，然后送到交换网络，用户线路又称为“户单元”或“用户模块”，用户模块一般由普通用户板、IS-DN 用户板、铃流板、电源板、控制板等组成，用户电缆接在用户模块上。远端用户模块是程控数字交换机提供的一种远程连接用户设备，远程模块方式是指把程控交换机的用户模块通过光缆放在远端（远离电话局的电话用户集中点），这样可以使许多电话用户就近接入“远端用户模块”，就好像在远端
19、设了一个“电话分局”一样，因此远端用户模块又称为模块局。模块局把用户话务量集中后，通过中继线与母局连接，节省线路的投资，扩大了程控交换机的覆盖范围。通常模块局没有交换机的功能，模块局本身所接的用户之间的相互通话，也需要通过中继线到母局一往一返才能实现。有些远端用户模块增设了交换的功能，使本模块的用户之间的相互通话可以不通过母局，而直接在模块局进行。远端模块局的数据制作、计费信息及用户信息等均在母局完成。远端模块是一种解决铜线费用高、传输效果差的方案。它采用光纤传输方式，使用户设备尽可能地靠近用户。随着交换设备的发展，远端模块综合考虑了远端接入的实际情况，集成了一个模块局通常所需的各种设备，由于
20、这种小模块对环境的要求低，对机房没有特殊的要求，因而应用比较方便。IP 电话IP 电话是按国际互联网协议（Internet Protocol，IP）规定的网络技术内容开通的一种新型的电话业务，它采用数字压缩和包交换技术通过 Internet 网提供实时的语音传输服务，也称为网络电话或互联网电话。由于采用数字压缩和包交换技术，使得带宽得以充分利用，提高了线路利用率，降低了通话成本，应用广泛。IP 电话的标准及体系结构在传统电话系统中，一次通话从建立系统连接到拆除连接都需要一定的信令来配合完成。同样，在 IP 电话中，如何寻找被叫方、如何建立应答、如何按照彼此的数据处理能力发送数据，也需要相应的信
21、令系统，一般称为协议。目前在国际上，比较有影响的 IP 电话方面的协议主要有 H.323 和 SIP 协议，这两个协议在呼叫建立与控制方面有着不同的方案。H.323 协议H.323 是国际电信联盟 ITU 多媒体通信系列标准 H.32x 的一部分，该系列标准使得在现有通信网络上进行视频会议成为可能，其中 H.323 为现有的分组网络 PBN（如 IP 网络）提供多媒体通信标准，即 H.323 标准并不是为 IP 电话专门提出的，它涉及的范围比 IP 电话宽。但由于目前 IP 电话发展很快，为了适应 IP 电话的应用，H.323 也专为 IP 电话增加了一些新内容（如呼叫的快速建立过程等）。基于
22、 H.323 协议的 IP 电话网络由网关、网守（Gatekeeper）和多点控制单元（MCU）组成，其组网结构如图 3 所示。其中网关是 Internet 网络与电话网之间的接口设备，用于连接 H.323 网络与非 H.323 网络（比如综合业务数字网 ISDN，公共交换电话网络 PSTN），是通图 3 基于 H.323 协议的 IP 电话组网结构图过 IP 网络提供电话到电话连接、完成话音通信的关键设备。网关接受到标准电话信号以后，经数字化、编码、压缩处理，按 IP 打包到 Internet 上，根据传输路由，通过 Internet 发送到接收端网关，接收端网关接收到 Internet 传
23、送来的 IP 包，经解压缩处理后还原成模拟语音信号再转往电话网系统。网关可以同时接入和传出电话语音信号，实现全双工通信。网关的基本组成模块包括数据处理主机、语音模块、数据处理模块、数据接续模块和管理软件模块等。网关具有路由管理功能，它把各地区电话区号映射为相应地区网关的 IP 地址，这些信息存放在一个数据库中。数据接续模块完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打长途电话时，网关根据电话区号数据库资料，确定相应网关的 IP 地址，并将此 IP 地址加入 IP 数据包中，同时选择最佳路由以减少传输延迟，IP 数据包经 Internet 到达目的网关。网守提供管理机制，对网关资源进行整
24、理，提供地址转换、呼叫控制、网络带宽管理等功能。多点控制单元（Multipoint Control Unit，MCU）提供对三方终端以上的电话会议的支持。H.323 提供的集中管理和处理的工作模式与电信网的管理方式是匹配的，因而电信网中使用的 IP 电话几乎都采用了基于 H.323 的 IP 电话工作模式。SIP 协议SIP（Session Initiation Protocol，会话发起协议）是由 IETF（The Internet Engineering Task Force，互联网工程任务组）提出的 IP 电话信令协议。SIP 会话使用 SIP 用户代理、SIP 注册服务器、SIP 代理
25、服务器和 SIP 重定向服务器四个组件。SIP 用户代理（UA）是终端用户设备，比如用于创建和管理 SIP 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA(Personal Digital Assistant，个人数码助理，一般是指掌上电脑等)，用户代理客户机发出信息，用户代理服务器对消息进行响应。SIP 注册服务器是包含域中用户代理的位置数据库，在 SIP 通信中，这些服务器会检索参与方的 IP 地址和其相关信息，并将其发送到 SIP 代理服务器。SIP 代理服务器接受 SIP UA 的会话请求并查询SIP 注册服务器，获取收件方 UA 的地址信息，并将会话邀请信息直接转发给收件方 UA（如果
26、它位于同一域中）或代理服务器（如果 UA 位于另一域中）。SIP重定向服务器若判定自身不是目的地址，则向用户响应下一个应访问服务器地址。在同一域中建立 SIP 会话过程如图 4 所示，在不同域中建立 SIP 会话过程如图 5 所示。软交换机最初的 IP 电话设备与传统电话一样，其交换都是由硬件来实现的，称为“硬交换”。而后国际标准化组织先后提出 MGCP、HGCP、H.248 等一系列协议标准，其核心思路就是将原有的 H.23 网关进行功能上的分解，使之称为负责呼叫建立控制的媒体网关控制器（Media Gateway Controller,MGC）和仅负责媒体流处理的媒体网关（Media Ga
27、teWay,MGW）两个部分，见图 u3。MGC 的基础功能是呼叫控制，其地位相当于电话网中的交换机，但是和普通交换机不同的是，MGC并不具有负责话音信号的传送，只是向 MGW 发出指令，由后者完成话音信号的传送和格式转换，相当于 MGC 中只包含交换机的控制软件，而交换网络则位于MGW 之中，因此，人们把 MGC 也称为“软交换机”。H.323网关媒体网关控制器（ M G C ）媒体网关（ M G W ）H . 3 2 3R A S 协议H . 2 4 8 / M G C P协议H . 2 2 5 协议H . 2 2 5 协议室内移动通信覆盖系统随着移动通信的快速发展，移动电话已逐渐成为人们
28、群众日常生活中广泛使用的一种现代化通信工具。而采用钢筋混凝土为骨架和全封闭式外装修方式的现代建筑，对移动电话信号有很强的屏蔽作用。在大型建筑物的地下商场、地下停车场等低层环境，移动通信信号弱，手机无法正常使用，形成了移动通图 4 在同一域中建立 SIP 会话过程 图 5 在不同域中建立 SIP 会话过程图 u3 网关分解示意图信的盲区和阴影区；在中间楼层，由于来自周围不同基站信号的重叠，产生乒乓效应，手机频繁切换，甚至掉线，影响手机的正常使用；在建筑物的高层，由于受基站天线的高度限制，无法正常覆盖，也是移动通信的盲区。另外，在有些建筑物内，虽然手机能够正常通话，但是用户密度大，话务密集，基站信
29、道拥挤，手机上线困难。为改善建筑物内移动通信环境，解决室内覆盖，提高网络的通信质量，室内移动通信覆盖系统应运而生。室内移动通信覆盖系统的工作原理室内移动通信覆盖系统的工作原理是将基站的信号通过有线的方式直接引入到室内的每一个区域，再通过小型天线将基站信号发送出去，同时也将接收到的室内信号放大后送到基站，从而消除室内覆盖盲区，保证室内区域拥有理想的信号覆盖，为楼内的移动通信用户提供稳定、可靠的室内信号、改善建筑物内的通话质量，从整体上提高移动网络的服务水平。室内移动通信覆盖系统示意图如图 6 所示。室内移动通信覆盖系统的组成室内移动通信覆盖系统由信号源和信号分布系统两部分组成。信号源信号源设备主
30、要为微蜂窝、宏蜂窝基站或室内直放站。以室内微蜂窝系统作为室内覆盖系统的信号源，具有以下优点：一是对外通过有线方式与蜂窝网络的其他基站连接，信号纯度高，避免同频干扰和通话阻塞，提高接通率；二是微蜂窝基站提供空闲信道，增加网络信道容量，因而适用于覆盖范围较大且话务量相对较高的建筑物内。微蜂窝做室内覆盖系统的信号源的缺点是工程一次性投资大，要解决传输线路问题，且受宏蜂窝基站地理位置条件的限制。以室内宏蜂窝作为室内覆盖系统的信号源是无线接入方式，其优点在于成本低、工程施工方便，占地面积小；缺点是对宏蜂窝无线指标影响明显，通话质量相对微蜂窝较差，因而适用于低话务量和较小面积的室内覆盖盲区。直放站系统主要
31、通过施主天线（朝向基站的天线，用于基站和直放站之间的链路，比较常见的是八木天线）采用空中耦合的方式接收基站发射的下行信号，然后经过直放机进行放大，再通过功分器将一路信号均分为多路信号，最后由重发天线将放大之后的下行信号对楼内的通信盲区进行覆盖，直放站不需要基站设备和传输设备，安装简便灵活，在移动通信中正扮演越来越重要的角图 6 室内移动通信覆盖系统示意图色，不足之处是信号稳定性较差，容易产生同频干扰，只能覆盖较小面积的区域，不能解决网络信道容量问题，适合应用于话务量不高的室内环境中。信号分布系统信号分布系统主要由同轴电缆、光缆、泄露光缆、电端机、光端机、干线放大器、功分器、耦合器、室内天线等设
32、备组成。同轴电缆是最常用的材料，性能稳定、造价便宜但线路损耗大。大型同轴电缆分布系统通常需要多个干线放大器作信号放大接力。光纤线路损耗小，不加干线放大器也可将信号送到多个区域，保证足够的信号强度，性能稳定可靠，但在近端和远端都需要增加光电转换设备，系统造价高，适合质量要求高的大型场所。泄露电缆系统不需要室内天线，通过电缆外导体的一系列开口，在外导体上产生表面电流，从而在电缆开口处横截面上形成电磁场，这些开口就相当于一系列的天线起到信号的发射和接收作用，在电缆通过的地方，信号即可泄露出来，完成覆盖。泄露电缆室内分布系统安装方便，但系统造价高，对电缆的性能要求高，适用于隧道、地铁、长廊等地形。室内
33、覆盖系统的分类按采用设备的不同，室内覆盖系统可以分为无源系统和有源系统。无源系统主要由无源器件组成，设备性能稳定、安全性高、维护简单。而有源系统通过有源器件（有源集线器、有源放大器、有源功分器、有源天线等）和馈线进行信号放大和分配，到达末端时可以被放大器放大，达到理想的强度和覆盖效果。目前采用较多的为无源天馈系统，即通过无源器件和天线、馈线、将信号传送和分配到室内所需的环境，以得到良好的信号覆盖，无源天馈分布系统的结构如图 7 所示。在无源天馈分布系统中，信号源通过耦合器（耦合出一部分信号，不影响主信号传输）、功分器（把整个信号强度平均分成若干份）等无源器件进行分路，经由馈线将信号尽可能平均地
34、分配到每一副分散安装在建筑物各个区域的低功率天线上，从而实现室内信号的平均分布，解决室内信号覆盖差的问题。无源天馈分布系统造价较低，成本主要为功分器、耦合器及馈线，当覆盖范围比较大，馈线传输距离比较远时，需增加干线放大器补偿信号损耗。无线传输直放站电工分器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器电工分器电工分器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器电耦合器 电工分器电工分器电工分器电工分器电工分器电工分器电工分器电工分器广播系统广播系统分为公共广播系统、厅堂扩声系统和面向会议室、报告厅等的广播音响系统。公共广播系统用于公众区的语音广播，其中也包括面向宾馆客房的广播音响系统，平时播放业
35、务性广播或背景音乐，在出现灾害或紧急的情况时，自动切换为紧急广播；面向会议室、报告厅等的广播音响系统，因其特性，通常在会议室和报告厅单独设置；厅堂扩声系统用于礼堂、剧场、体育馆等，是专业性较强的扩声系统，它不仅要考虑电声技术问题，还涉及建筑声学问题。本小节只涉及公共广播系统。公共广播系统公共广播系统（Public Address System，PA）属于扩声音响系统中的一个分支，作为传播信息的一种工具，通常设置在社区、机关、部队、企业、学校、大厦、及各种场馆之内，用于发布事务性广播、提供背景音乐以及用于寻呼和强行插入灾害性事故紧急广播等，是城乡及现代都市中各种公共场所不可或缺的组成部分。公共广
36、播系统历史悠久，早期的公共广播系统主要用于转播中央及各级政府的新闻、发布通知及作息信号。随着经济的发展和技术的进步，现代信息发布的渠道越来越多，公共广播网用于发布一般新闻和政令的功能逐渐淡化，简单的、集中的、统一的、追求共性的公共广播网，逐渐发展为个性化、多样化和多功能化的独立系统，并向智能化和网络化方向发展。智能化是指采用计算机对公共广播系统进行管理，改变传统人工广播方式，实现曲目编程、自动播放控制和任意插入/删除/修改等功能，并可监控整个系统的正常运行；网络化是指把传统的公共广播网变成一个数据网，把播发终端、点播终端、音源采集/寻呼终端、远程控制终端等各种终端联网，实现资源共享，并可根据用
37、户需要实现分控及远程控制播放功能。公共广播系统的功能公共广播系统按广播的内容可分为业务性广播、服务性广播和紧急广播。图 7 无源天馈分布系统结构图业务性广播是以业务及行政管理为主的语言广播，主要应用于院校、车站、客运码头及航空港等场所；服务性广播是以火灾事故广播为主，用于火灾时引导人员疏散。在时间使用中，通常是将业务性广播或背景音乐和紧急广播在设备上有机结合起来，通过在需要设置业务性广播或背景音乐的公共场所装设的组合式声柱或分散式扬声器箱，平时播放事务性广播或背景音乐，当发生紧急事件时，强切为紧急广播，指挥疏散人群。背景音乐（Back Ground Music，BGM）的主要作用是掩饰环境噪声
38、并创造一种轻松和谐的气氛，广泛应用于宾馆、酒店、餐厅、商场、医院、办公楼等。背景音乐一般采用单声道播放，不同于立体声要求能分辨出声源方位并有纵深感，背景音乐要使人感觉不出声源位置，而且音量较轻，以不影响人面对面交话为原则。由于各服务区内的环境噪声不同，因而对各区背景音乐的声压级要求也应不同，为此在各服务区一般设有音量控制器，以方便调节。另外因为不同区域需播放不同的节目内容，在客房中需要有多套节目让不同爱好的宾客自由选择，因此背景音乐的节目一般设有多套节目可同时放送。紧急广播用于火灾等紧急事件发生时引导人员疏散，通常与背景音乐系统合并使用。对于合并使用的系统，首先应满足紧急广播系统的要求，即消防
39、报警信号应在系统中具有最高优先权，对背景音乐和业务性广播具有强制切换功能，而且无论当时正在播放背景音乐的各扬声器处于何种状态（小音量状态或关闭状态），紧急广播时，各扬声器的输入状态都将为最大全音量状态，实现音量强制切换。另外，消防广播应具有选区广播的功能，当大楼发生火灾报警时，为了防止混乱，只向火灾区及其相邻的区域广播，指挥撤离和组织求救等事宜，在交流电断电的情况下也要保证报警广播实施。因而公共广播系统应具有选区广播与全呼广播、强制切换和优先广播等功能。公共广播系统的组成公共广播系统组成如图 8 所示，主要包括节目设备、信号放大处理设备、传输线路和扬声器系统等四部分。信号源设备 处理和放大设备
40、 传输线路 扬声器系统节目源设备通常包括多媒体计算机、CD 唱机、录音卡座、AM/FM 调谐器、传声器等，节目源以多媒体背景节目（按预先安排的多种不同的节目表自动播放 mp3 或其他格式音乐文件）为主，备用节目（播放 CD 唱片或卡式磁带）以及传声器广播信号通过音频矩阵切换器和节目源切换器与多媒体信号相互切换播出。信号放大和处理设备包括前置放大器、调音台和功率放大器等，前置放大器的功能是将输入的微弱音频信号进行放大，以满足功率放大对输入电平的要求。功率放大器的作用是将前置放大器或调音台送来的信号进行功率放大，再通过传输线去推动扬声器放声。调音台又称调音控制台，它将多输入信号进行放大、混合、分配
41、、音质修饰和音响效果加工，它不仅包括了前置放大器的功能，还具有对音量和音响效果进行各种调整和控制的功能。公共广播的发展状况二十一世纪的电子技术将不可避免地向数字化、网络化方向发展，计算机控制技术几乎向所有的应用领域进行渗透。数字网络公共广播系统采用IPAudio技术,将音频信号以标准 IP 包形式在局域网和广域网上进行传送，是图 8 公共广播系统组成一套纯数字网络传输的双向音频扩声系统。彻底解决了传统广播系统存在的音质不佳，维护管理复杂，缺乏互动性等问题。数字网络公共广播系统设备使用简单，安装扩展方便，只需将数字音频终端接入计算机网络即可构成功能强大的数字化广播系统，每个接入点无需单独布线，真
42、正实现计算机网络、数字视频监控、公共广播的多网合一。而 CEO-PA IP 网络广播系统，是目前具有世界领先水平的广播系统。CEO-PA IP 网络广播系统正是基于这一技术理念进行设计与构建，具有传统智能广播、数控广播无可比拟的技术优势，并能够适用于更为广阔的应用环境。它利用计算机互联网(局域网/广域网)传递数字音频信号的系统：完善、稳定、便捷、CD 级音质、任意分区组合、互动点播、定时定点播放、音源无限、双向对讲、智能开关机、网络报警;有网络的地方，随意添加，随心所欲，覆盖以往各类广播之所有功能。广泛应用于机场、铁路、村村通、高速公路、大型小区、大型商场、连锁超市、大型校区、数字化平安城市等
43、公共场所广播工程项目。功能简介数字化 IP 网络广播系统，涵盖传统广播系统所有功能，包括背景音乐播放、领导讲话、播送通知、自动打铃和转播电台节目等，系统基于 IP 网络，遵循TCP/IP 协议;一线多用，充分利用 IP 网络资源，避免重复架设线路，有以太网接口的地方就可以接数字广播终端，真正实现广播、计算机网络的多网合一。11.3.2 数据信息设施系统综合布线系统建筑物与建筑群综合布线系统 GCS（Generic Cabling System for Building and Campus）是建筑物或建筑群内的传输网络，由支持信息电子设备相连的各种缆线、跳线、接插软线和连接器件组成，支持语音、
44、数据、图像、多媒体等多种业务信息的传输。综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。综合布线系统（GCS）又称为结构化布线系统（SCS），是一种模块化的、高度灵活性的智能建筑布线网络，用于建筑物和建筑群内进行语音、数据、图像信号传输的综合的布线系统。综合布线系统是为适应综合业务数字网（ISDN）的需求而发展起来的一种特别设计的布线方式，它为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了多厂家产品兼容、模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性。既为用户创造现代信息系统环境，强化了
45、控制与管理、又为用户节约了费用，保护了投资。综合布线系统已成为现代化建筑的重要组成部分。综合布线系统应用高品质的标准材料，以非屏蔽双绞线和光纤作为传输介质，采用组合压接方式，统一进行规划，组成一套完整而开放的布线系统。该系统将语音、数据、图像信号的布线与建筑物安全报警、监控管理信号的布线综合在一个标准的布线系统内。在墙壁上或地面上设置有标准插座，这些插座通过各种适配器与计算机、通信设备以及楼宇自动化设备相连接。建筑物与建筑群综合布线系统采用开放式的体系、灵活的模块化结构、符合国际工业标准的设计原则，支持众多系统及网络，不仅可获得传输速度及带宽的灵活性，满足信息网络布线在灵活性、开放性等诸多方面
46、的要求，而且可将话音、数据、图像及多媒体设备的布线组合在一套标准的布线系统上，用相同的电缆与配线架、相同的插头与模块化插座传输话音、数据、视频信号，以一套标准配件，综合了建筑及建筑群中多个通信网络，故称之为综合布线系统。随着信息化应用的深入，人们对信息资源的需求越来越多，能够同时提供语音、数据和视频信息传输的综合布线系统得到日益广泛的应用。综合布线系统不仅较好地解决了传统布线方法所存在的诸多问题，而且实现了一些传统布线所没有的功能，其适用场合和服务对象日益增多，从早期的综合办公建筑到公共建筑直到居住小区，目前已成为各类建筑的基础设施。随着数字化技术的应用，综合布线的应用范围也在不断地扩展，以延
47、伸到诸如安全防范系统、楼宇自控系统等领域。综合布线系统的结构综合布线系统采用模块化设计和分层星形网络拓扑结构。1） 综合布线系统的模块化设计在传统的布线方式中，各个系统是封闭的，其体型结构固定，迁移设备或增加设备相当困难。而采用模块化设计的综合布线系统除去敷设在建筑物内的电缆或光缆外，其余所用的接插件都是模块化的标准件，不仅维护人员管理和使用方便，而且易于扩充及重新配置，为传输语言、数据、图文、图像以及多媒体信号提供一套实用、灵活、可扩展的模块化通道。综合布线系统由七个功能模块分别为工作区、配线子系统（水平子系统）、干线子系统（垂直子系统）、建筑物子系统、进线间、设备间及管理。其模块化结构如图
48、 9。干线子系统配线子系统工作区管理铜缆光缆建筑群子系统进线间入口设施设备间F DT OT OB D2） 综合布线系统的分层星形物理拓扑结构综合布线系统采用分层星形物理拓扑结构如图 10 所示，由图可见建筑物内的综合布线系统分为两级星形，即垂直主干部分和水平部分。垂直主干部分的星形配线中心通常设置在设备间，通过建筑物配线设备BD（Building Distributor）辐射向各个楼层，介质使用大对数双绞线以及多模光缆；水平部分的星形配线中心通常设置在电信间（安装楼层配线设备的房间，也叫楼层接线间），通过楼层配线设备 FD（Floor Distribution）引出水平双绞线到各个信息点 TO
49、（Telecommunications Outlet）。可在楼层配线设备与工作区信息点之间水平缆线路由中设置集合点 CP（Consolidate Point），即楼层配线设备与工作区信息点之间水平缆线路由中的连接点，用于经常移动、添加和改变的结构化布线系统而不图 9 综合布线系统的模块化结构图必从电信间引出新的水平线缆，也可不设置。由多幢建筑物组成的建筑群或小区，其综合布线系统的建设规模较大，通常在建筑群或小区内设有中心机房，机房内设有建筑群配线设备CD（Campus Distribution），其综合布线系统网络结构为三级星形结构，如图 10 及 11 所示。为了是综合布线系统网络结构具有更高的灵活性和可靠性，且能适应今后多种应用系统的使用要求，可以在同一层次的配线架（如 BD 或 FD）之间用电缆或光缆连接，如图 11 中 BD 和 BD 之间或 FD 与FD 之间的线缆 L，构成三级有迂回路由的星形网络拓扑结构。在星形结构的各配线中心均设有管理环节，通过点对点方式实现整个布线系统的连接、配置及灵活的应用。综合布线系统的组成按照建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB50311-2007，综合布线系统分为建筑群子系统、干线子系统、配线子系统（水平布线子系统）、工作区、设备间、管理、进线间七个部分。下面逐一介绍综合布线系统的这七个部分的组成及功能。1） 建筑群子系统（C
