從水立方看智能樓宇中的網絡系統
原創【51CTO.com 獨家特稿】近幾年來，智能樓宇已經逐步成為一種建筑趨勢，信息傳輸也是智能樓宇的基礎功能之一，作為信息傳播的媒介，網絡系統是智能建筑中應用最普遍的系統：在實現樓宇外部、內部通信，保障語音、數據、圖像的綜合傳輸、交換、處理和利用等方面，網絡系統都是不可替代的。
目前，國內很多寫字樓、辦公大廈、體育場館均采用了智能樓宇的設計思路，其中，作為08北京奧運主要場館之一的國家游泳中心（水立方Water Cube），從設計之初，到08年后轉為民用的二次建設，全面將智能樓宇的各方面特性囊括其中。由于水立方"橫跨水陸"的獨特應用環境，其中網絡系統的建設則更具有代表性和借鑒意義。
"空泡"薄膜藏玄機
水立方最為獨特的地方，就是其整體建筑由3000多個氣枕組成，氣枕大小不一、形狀各異，覆蓋面積達到10萬平方米，除了地面之外，外表都采用了膜結構。
據水立方場館運行部設施主管田洪濤介紹，水立方的外墻圍護結構，也就是ETFE的充氣膜氣枕結構，是一個基于材料學、機電還有電氣相結合的新的材料結構。薄膜的ETFE特殊材料在不充氣的時候是強度很大的類似塑料的材料。充了氣以后就會形成一個氣枕，這個氣枕的壓力包括圍護結構是比較牢固的。支持充氣這套系統的是一些充氣泵的氣枕單元。這些單元是有很高的自動化控制的，包括如何對空氣進行干燥處理，如何對空氣進行清潔處理，還會有現場的傳感器來探測每一個氣枕的壓力。當壓力不足時就會起泵，如果24小時同時起泵，能耗耗費就比較嚴重，所以需要使用一套先進的控制系統來實時的檢測氣枕里面的壓力，如果沒有達到壓力，就會針對每一塊氣枕有選擇性的充氣。
同時，水立方由于是平頂結構，即所謂的"不起拱建筑"，它對對冬天的雪、夏天的雨的荷載都是一定能力上的要求。頂膜的充氣控制系統也有一些相應的改進，如果下很大的雪，他就會報警，通過這個報警我們一是可以人為干預，二是可以進行融雪的處理，這個我們要上高處才能看到。另外因為它是一個方盒子，怎么解決頂上三萬平米的平頂壓力的問題，這也是一個難題。
不難看到，水立方整個充氣外墻控制系統每時每刻所需要處理的數據量將是一個多么巨大的數字，這既需要一套強大的中控系統來負責處理數據，同時更需要一套幾乎萬無一失的以太網系統來進行數據傳遞和交換。田洪濤提到，控制系統是由最初的外方機構自己完成，在二次建設時，網絡系統則全面更換為H3C提供的以太網整體解決方案。控制系統所提供的集成化的數據通過像神經一樣的以太網，實時控制墻體上一千多個控制單元，從而保障水立方外墻復雜的充氣調節。
實際上，水立方外墻控制系統只是整個水立方建設中和網絡系統相關的各個大系統之一，其他包括燈光控制系統、智能空調系統、監控系統、消防系統等等都和水立方的網絡系統息息相關。可以說，作為各項系統的重要載體，如今智能樓宇中的網絡系統已經變得越來越重要；與此同時，采用更加完善的網絡系統，也已經成為智能樓宇建設中極為重要的一環。#p#
合理架構保連通
水立方所采用的H3C以太網解決方案，為核心層、接入層兩層體系結構，分別是C1---C6六個區，商業互聯網和辦公互聯網之間進行連接，通過VLAN進行相應隔離，將匯聚層和接入層的各個區域合為一層設備使用，骨干千兆光纖連接，接入也采用千兆到桌面體系架構設計，核心層、接入層網絡設備具有高可擴展性和高可靠性、冗余性，并通過相應的路由協議實現鏈路之間的保護和負載均衡，以保證網絡安全、穩定的運行。田洪濤介紹道，水立方目前的網絡信息點規模大概1000點左右。包括業主內部的綜合信息管理系統、商戶的售賣系統、售驗票系統、充氣控制系統、燈光控制系統等等，全部跑在這個網絡上。業務數據復雜，各個分區靠VLAN進行隔離，以保證不同分區的不同帶寬以及安全等需求。
水立方網絡拓撲結構
從拓撲圖中我們可以看到，核心層采用兩臺具有電信級高可靠的S9500E組建雙機冗余核心，啟用IRF2技術實現雙機虛擬為單臺設備，提高網絡核心性能、實現高可靠性，同時簡化網絡配置和架構。作為面向園區網核心和數據中心市場推出的新一代核心路由交換機，S9500E在提供大容量、高性能L2/L3交換服務基礎上，進一步融合了硬件IPv6、硬件MPLS、安全、業務分析等智能特性，可為園區網、數據中心構建融合業務的基礎網絡平臺，進而幫助用戶實現IT資源整合的需求。田洪濤指出，在當時方案溝通的時候，就是在現行業務需求的基礎上，考慮進一步的發展和擴容，選擇S9500E作為核心交換能夠滿足未來至少3-5年的需求，因此即使后續隨著水立方多業務的運行發展，S9500E仍然能夠承擔整個場館的運行。
在接入層，采用了H3C S5500-EI交換機的四個子型號，除開24和48個端口的兩個子型號以外，接入層的型號差別主要是POE交換機和普通交換機之上，S5500-EI是三層千兆交換機，承擔著票務管理系統、嬉水樂園綜合管理系統、業主辦公系統的接入；POE交換機直接對AP進行遠程供電，實現整網中有線無線一體化。這一結構充分保證了各分區中應用的穩定運行，同時在水立方的設計中，充分留有不同接入能力的預留端口，為水立方承接各類文體活動提供了充分的網絡擴展能力。在提到節點擴展的問題時，田洪濤提到，目前水立方的網絡主要是以有線接入為主，日常的無線需求還很少，但如果未來有較大的無線需求，可以直接架設，因為現在網絡的架構已經搭起來了，直接從豎頂拉過來就有WIFI，不用改線，很方便。
智能網絡建樓宇
從各類信息系統的建設角度來看，水立方集中體現了智能樓宇建設過程中所應該考慮的各項主要問題，包括各子系統之間的統籌協調、網絡的高可用和可擴展、二次建設的系統升級等等。作為長期建筑的智能樓宇，在網絡建設時一定需要充分考慮各種設備的應用年限，一般來說，基礎網絡設備3-5年，布線系統5-10年（甚至20年），是目前智能樓宇網絡建設的一個比較常規的年限標準。另外，智能樓宇由于其內部子系統繁多和不同應用擴展速度快等特點，在網絡建設時，就一定要考慮到各類網絡端口的敷設密度和可管理性，做到用時可用，配置簡單。
隨著網絡技術的發展，各類應用對于網絡的依賴度均在加強，在未來的智能樓宇建設中，網絡系統質量的優劣，也將在很大程度上影響智能樓宇的整體建設水平。如何在智能樓宇建設過程中選擇最合適的網絡架構，將成為一道不可回避的必答題。
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