朝着更环保、面向未来的布线基础设施迈进

本文作者：Betsy Conroy

今年，智能建筑布线基础设施标准的发展取得了值得注意的里程碑。3 月，美国电信行业协会 (TIA)发布了 ANSI/TIA-568.5单对以太网 (SPE)布线标准。四个月后，TIA 发布了ANSI/TIA-862-C 智能建筑标准，其中包含有助于连接和供电物联网设备的技术更新和拓扑结构，包括添加的 SPE 标准（与 568.5 保持一致）。

近日，美国国家消防协会标准委员会投票通过了2023 年国家电气规范 (NEC)具有 4 类故障管理电源，这将扩大节能直流 (DC) 电源在低压电缆上的使用，这是由美国绿色建筑委员会的LEED 第 4 版试点信贷直流电源系统激励的。直流电源系统激励的。

这些里程碑鼓励布线基础设施设计和实施实践，以提高智能建筑的连接性和可持续性——但市场仍处于起步阶段。商业市场上缺乏实际产品使新项目设计复杂化。但技术供应商可以在今天采取战略，为明天打造面向未来的基础设施。

更多不是更好

根据 862-C，智能建筑的推荐介质是 6A 类 (Cat 6A) 或更高性能的布线。事实上，2016 年发布的 862-B 的重大更新之一是取消了 6 类作为公认媒体。Cat 6A 是一种四对铜缆，支持高达每秒 10 吉比特 (Gbps) 的数据传输速度，同时支持高达 90 瓦的以太网供电 (PoE)，传输距离可达 100 米。这使其成为需要快速传输速度和/或高功率的安全设备、数字显示器、无线接入点、LED 灯以及节能智能窗帘和窗户的理想电缆。

这些里程碑鼓励布线基础设施设计和实施实践，以提高智能建筑的连接性和可持续性——但市场仍处于起步阶段。商业市场上缺乏实际产品使新项目设计复杂化。但技术供应商可以在今天采取战略，为明天打造面向未来的基础设施。

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根据 862-C，智能建筑的推荐是 6A 类 (Cat 6A) 或更高性能的布线。事实上，2016 年发布的 862-B 的重大更新之一是取消了 6 类作为公认媒体。Cat 6A 是一种四对铜缆，支持高达每秒 10 吉比特 (Gbps) 的数据传输速度，同时支持高达 90 瓦的以太网供电 (PoE)，传输距离可达 100 米。这使其成为需要快速传输速度或高功率的安全设备、数字显示器、无线接入点、LED 灯以及节能智能窗帘和窗户的理想电缆。

直流电源系统激励的。

这些里程碑鼓励布线基础设施设计和实施实践，以提高智能建筑的连接性和可持续性——但市场仍处于起步阶段。商业市场上缺乏实际产品使新项目设计复杂化。但技术供应商可以在今天采取战略，为明天打造面向未来的基础设施。

更多不是更好

根据 862-C，智能建筑的推荐介质是 6A 类 (Cat 6A) 或更高性能的布线。事实上，2016 年发布的 862-B 的重大更新之一是取消了 6 类作为公认媒体。Cat 6A 是一种四对铜缆，支持高达每秒 10 吉比特 (Gbps) 的数据传输速度，同时支持高达 90 瓦的以太网供电 (PoE)，传输距离可达 100 米。这使其成为需要快速传输速度和/或高功率的安全设备、数字显示器、无线接入点、LED 灯以及节能智能窗帘和窗户的理想电缆。

“在全球范围内，我们需要减少建筑物中的铜和隐含碳。需要注意的是，我们需要以一种不会降低智能建筑网络的实用性或带来更多电力和带宽的能力的方式来做到这一点到边缘。”

布线和连接制造商Belden的技术解决方案架构师 Henry Franc 赞同TIA TR-42 委员会主席戴维斯的观点，该委员会负责开发和维护包括 862-C 在内的楼宇布线标准。“多年来，连接更多设备和提供更多带宽的方法一直是添加更多电缆，但这是不可持续的，”他说。“我们的布线支持的结构不再支持我们的浪费，全球挑战正在推动我们尽早发展。随着 SPE 和混合铜光纤布线等技术的加入，862-C 对其预期服务的环境更加敏感，并且与智能建筑生态系统中的所有利益相关者更加相关：电信、电气、建筑和机械。”

单对以太网的承诺

对于控制器、执行器、仪表和传感器等低速、低功耗楼宇自动化系统 (BAS) 设备，SPE 支持高达每秒 10 兆比特的数据传输速度，并通过单双绞线提供高达 7 瓦的功率布线至少 1,000 米。重要的是，它为 BAS 提供了以太网的运营优势，并仅通过一对铜导线减少了隐含碳。SPE 布线、芯片组和测试仪现已可用，但部署功能系统所需的有源设备和终端设备仍处于初始开发阶段。

以太网联盟SPE 小组委员会主席兼布线和连接制造商Panduit的杰出工程师Bob Voss 表示，这并不意味着智能建筑技术设计人员需要等待.“测试表明，传统的现场总线布线不具备充分支持以太网的几何结构，但我们发现 SPE 布线能够很好地支持传统协议，”他说。“这使得新的智能建筑现在可以部署 SPE 电缆以迁移到以太网，同时保持与现有系统的向后兼容性。”他补充说，由于 SPE 的好处已经在工业自动化中得到体现，同时制造工业和 BAS 平台的制造商现在正在加速他们的智能商业建筑 SPE 产品开发路线图。

尽管供应链的限制减缓了进展，但能够容纳 SPE 端口的 BAS 设备和控制器将于明年开始投放市场。“我们现在没有用模糊和概念性的术语谈论 SPE 的前景，而是致力于实际应用，”Franc 说。“我预计 2023 年会发布许多新产品——不仅是电缆和连接器，还有开关、传感器等。”

“我们现在不是在模糊和概念性的术语中谈论 SPE 的前景，而是致力于现实世界的应用。”

在此期间，由于已建立的 BAS 设计惯例和协议，设计人员需要谨慎行事。“在我们推荐安装 SPE 布线之前，我们需要 BAS 制造商批准其保修系统的 SPE 布线，”戴维斯说。“SPE 布线可以根据具体情况实施，但只有在设计人员完成尽职调查之后才能实施。虽然 BAS 制造商希望转向以太网以提高安全性、统一性和客户需求，但由于其平台支持的协议、服务和设备数量庞大，他们的路线图非常复杂。”她预计拥有楼宇和工业自动化以及对 SPE 既得利益的大型最终用户将有助于吸引更多 BAS 制造商加入。

新的供电方式

作为第 726 条第 4 类故障管理电源或数字电源在2023 NEC中首次亮相，是另一种将影响智能建筑布线基础设施的技术。与不能超过 60 伏且功率限制为 100 瓦（作为 PoE 提供时为 100 米）的 2 类直流电源不同，4 类直流电压最高可达 450 伏。在这些更高的电压下，第 4 类可以在更远的距离内以更少的铜提供更多的功率——并且具有更少的内含和运行碳。例如，使用单对 16 AWG 电缆，Panduit 的故障管理电源系统可以向 2,000 米提供超过 200 瓦的 4 类功率，而 2 类功率仅为 14 瓦。4 级还通过智能地限制可能进入故障的能量来提高安全性，从而降低电击或火灾的风险。

4 类电源进入NEC将推动需求和创新，从而导致可接受直流电源的设备的开发。与此同时，一些供应商特定的 4 类系统，包括发射器、接收器和 UL 认证的 4 类电缆，现已上市，预计明年将有更多系统上市。

“虽然大型冷水机和其他耗电大的机械设备将继续需要更高的 [交流电] 电源电压，但 4 类故障管理电源将迅速改变商业建筑中的电源架构，”Voss 说。“而且它不会是 PoE 或故障管理电源；相反，它们将共存。为了规划未来，智能建筑布线设计人员可以指定一个区域类型的架构，在该架构中，故障管理电源被传输到接收器，接收器将其转换为 2 类电源，如 PoE，为终端设备供电。”

“为了规划未来，智能建筑布线设计人员可以指定一种区域型架构，在该架构中，故障管理电源被传输到接收器，接收器将其转换为 2 类电源，如 PoE，为终端设备供电。”

2 类或 4 类电力也可以通过混合铜纤维电缆中的铜导体传输，这些电缆具有用于高带宽、长距离数据传输的纤维束。这些电缆在 862-C 中得到解决，可以消除部署和管理电信机房的需要，以连接大型和远程位置的智能设备并为其供电，例如仓库、停车场和室外空间。混合铜纤维电缆还消除了对多根 Cat 6A 电缆的需求；根据 862-C 等布线标准，如果铜缆是安装中指定的介质，最新的 Wi-Fi 6/6E 需要两根 Cat 6A 电缆来支持带宽要求。

新兴的 Wi-Fi 7 预计将支持高达 30 Gbps 的增强现实、视频流和扩展的物联网应用，因此将需要更多带宽。为每个接入点部署更多的 Cat 6A 电缆是不可持续的，戴维斯说：“未来的 Wi-Fi 7 接入点将通过混合铜光纤电缆连接，以支持我们的客户要求的可持续性、密集化和更快的部署。 ”

一个无处不在的难题

虽然行业标准和规范促进了连接智能建筑设备并为其供电的新方法，但它们有时会抢占设备和装置的市场可用性。“令人沮丧的是，你可以看到诱人的技术，甚至可以成为它可能的传播者，但它往往似乎遥不可及，”Franc 说。“目前，我们能提出的最佳建议是，根据当今部署的技术和可能在合理时间内部署的技术，部署可用的基于标准的铜缆和光缆。但不要害怕使用 SPE、混合铜纤维电缆或新的 4 类电源的更新创新。”

每个项目和所有者都有不同的风险承受能力。戴维斯建议各方随时了解即将推出的技术和项目应用。“虽然标准和规范正在解决 SPE 和 4 类电源，但现在还为时过早，”她说。“但在未来几年内，随着解决方案变得更容易获得，我们将看到智能建筑布线基础设施发生重大变化。所以如果不是这个项目，它很可能是下一个。”

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