美国西蒙ConvergeIT™布线解决方案支持PoE照明,打造更优越的教育环境

物联网(IoT)正在改变我们已知的生活方式。如今,诸多弱电设备可以集成到一个统一的网络基础设施中,这有助于收集在集成楼宇系统之间交换的大量数据,并加以分析,用于制定商业决策,从而节约运营成本,同时提高效率,改善用户体验。为了进一步促进数字化改造并让物联网的便利惠及整栋楼宇,思科最近推出了Digital Ceiling架构,将照明、供暖、制冷、IP视频和物联网传感器等多个楼宇网络融合到一个安全的智能网络平台中。

思科Digital Ceiling合作伙伴生态系统聚集了众多业内领先的合作伙伴,包括照明、楼宇自动化、布线和软件供应商,共同构建Digital Ceiling系统。Digital Ceiling的一个关键点在于使用思科网络交换机提供通用以太网供电(UPOE),这是对IEEE以太网供电+(PoE+)标准的扩展,可为包括带传感器的PoE供电LED照明灯具在内的弱电设备提供高达60瓦(W)的功率,其节能效果可达85%。

全球领先的高性能弱电基础设施解决方案设计和制造专家美国西蒙公司,目前是思科Digital Ceiling合作伙伴生态系统中唯一的布线系统端到端供应商。西蒙的ConvergeIT布线解决方案与思科Digital Ceiling理念高度一致,其中先进的屏蔽铜缆和连接件均采用享有专利的创新技术,可为基于PoE供电的设备提供完美支持。

美国西蒙公司最近与思科和科锐(Cree,领先的PoE照明解决方案供应商,亦是思科Digital Ceiling合作伙伴)合作,共同为阿拉巴马州莫比尔市的一所学校提供创新的PoE照明系统,并将其作为试点工程以收集与分析关键数据。旨在证明其整体节能效果及优势,以便未来在全区进行部署。

开启无限可能

莫比尔市公立学校系统IT执行经理David Akridge参加了在拉斯维加斯举办的2015网络通信技术展,思科展台的一款展品吸引了他的目光:一台与交换机连接的LED灯。

“我当即认出这是一台PoE供电的LED灯。在与思科探讨了他们的Digital Ceiling计划之后,PoE照明的各种可能性在我脑海中挥之不去,”Akridge说道,“我们敢于在学校系统中进行尝试,成为先驱者,而且我一直不看好传统的荧光灯照明,尤其是在教室环境中。有了LED照明,我终于见到了一丝曙光。”

尽管荧光灯照明已应用十余年,但是研究表明荧光照明会引发头痛和眼疲劳,并且可能导致光敏性癫痫患者病情发作。LED灯不仅能消除此类健康问题,也是更利于环境可持续性的一种选择。LED灯的耗电量几乎只有等效荧光灯的一半,碳排放量不到荧光灯的一半,而且不含有害物质汞。此外,其使用寿命接近荧光灯的五倍,再加上其更为耐用且对温度和湿度不敏感,LED灯显著降低了维护成本。

通过在该地区Clark-Shaw Magnet中学(该校2015年被美国教育部提名为蓝带学校)的一个楼层实施科锐PoE照明试点项目,并与该校其它使用荧光灯的楼层进行比较后,Akridge可以仔细地分析新型照明系统对能源消耗、学生学习效率以及总体运营成本节省和效率情况的影响。

“试点部署切实可行,因为若非自己的学校、自己的学生和老师亲自体验,很难分析出技术的优势所在,”Akridge说道。“我们让八年级学生分别在配备PoE照明的楼层和配备传统荧光灯的楼层参加相同的课程。这样我可以进行班与班之间的对比。我们比较测评分数、成绩及总体课堂表现和参与度,并仔细监测能源消耗和对紧急事件的响应。”

通过使用配备了空间占用感应器和温度传感器的科锐LED灯具,莫比尔公共学校系统可确保仅在需要时开灯,并且能够将网络灯具与其它诸如空调系统(HVAC)的楼宇自动化系统(BAS)结合,以减少不必要的能源消耗。PoE照明设备的联网能力使得学校能够将照明控制与网络化安全系统集成,并针对应急响应激活闪烁模式。

“我们在该项目上与Digital Ceiling合作伙伴密切合作,将灯具与安全系统集成,以便为某些紧急情况提供特定的闪烁模式,”Akridge表示。“例如,如果楼宇内存在正在行凶的持枪者,我们需要尽量避免使用呼叫系统,避免引起侵入者的注意。我们可以利用灯具特定的闪烁模式向教职员工和学生发出隐秘的警告消息。由于每个灯具就是网络上的一个节点,拥有自己的IP地址,因此我们也可以确定任何可检测到的位移的准确位置。”

Akridge希望通过必要的信息和分析来证明PoE灯具在效率和成本节约方面的优势,以便在整个学校系统中部署PoE照明,其中包括目前处于规划阶段的两所新学校。

专利技术在区域内的应用

决定在Clark-Shaw Magnet中学部署PoE照明之后,西蒙同思科和科锐一道设计出部署策略,力求以最低成本和最少人工实现绝佳的灵活性和性能。依照科锐的思路,该设计包含约145台PoE灯具。最终该空间内安装的灯具数量比原来的荧光照明设计减少约30%,而照明效果更加出色。部署PoE照明系统时也采用区域布线设计,水平线缆从电信间(TR)内的思科UPOE交换机延伸到天花板内区域配线箱的中间连接点。从区域配线箱开始,每个PoE照明节点都通过更短且易于管理的连接件连接。

“我们采用区域布线方法设计PoE照明项目,因为它的部署速度更快,而且当考虑到设施内可容纳的标准灯具数量时,这点就尤其重要,”西蒙智能建筑和战略联盟全球业务拓展经理Bob Allan说道。“通过区域布线,可利用区域单元配线箱内插口的跳线轻松连接灯具,而无需与TR内交换机的整根水平线缆连接。”

区域布线也极大地简化了灯具的重新配置,只需与区域配线箱进行短距离连接即可增加新的灯具,无需大规模的中断作业。此外,区域布线设计可以选择从电信间到工作区域部署工厂预端接和测试的线缆组件,以便支持快速实施,其性能优于现场端接,而且缩短了现场测试时间。

对于区域布线设计,西蒙部署了全新的24口MAX®区域单元配线箱。24口MAX区域单元配线箱隶属于西蒙ConvergeIT智能楼宇布线解决方案系列,可容纳多达24个端口,采用西蒙的铜或光纤MAX插座、Z-MAX® 6A类插座或TERA® 7A类插座。该配线箱采用了泡沫密封垫,可最大程度减少振动并防止灰尘侵入;配备完全可拆卸外盖,便于查看连接件;进线口可快速打开,便于线缆在配线箱中的出入。

24口MAX区域单元配线箱的设计也完全满足UL Plenum级阻燃要求,可安装在Clark-Shaw Magnet学校天花板上方的换气空间内。

用于连接PoE照明节点的布线基础设施由西蒙Z-MAX 6A类屏蔽系统组成,包括与24口MAX区域单元配线箱内Z-MAX屏蔽插座端接的Z-MAX 6A类屏蔽线缆,以及用于进行最终连接的实芯屏蔽跳线。

Z-MAX 6A类屏蔽系统的设计可实现优异的传输性能,并为UPOE等远程供电应用提供绝佳的可靠性。在UPOE电流负载情况下插拔跳线连接,会在插头和插座之间产生电弧,电弧将对插头和插座触点的镀金表面产生腐蚀。如果腐蚀出现在完全耦合的位置区域,则会导致连接的不可靠性。

西蒙的Z-MAX插座设计采用享有专利的弯曲或“王冠”形触点引脚结构造型,可使插头和插座接触面的电弧破坏远离完全耦合位置,从而保证PoE的极佳可靠性。Z-MAX插座的设计也可避免由于机械应力造成接触面永久变形的风险。事实上,西蒙的Z-MAX连接器件已经过独立认证,符合IEC-60512-99-001标准,专门用于平衡双绞线上部署的远程供电应用,确保其连接的可靠性。

除了享有专利的触点引脚结构造型外,西蒙的Z-MAX 6A类系统还包括质量优异的F/UTP屏蔽线缆,可在高达75°C(167°F)的环境下确保机械可靠性。这一点非常重要,因为UPOE等远程供电应用会导致线束内热量聚集,从而增加插入损耗(即信号衰减)。TIA和ISO/IEC都给出了插入损耗衰减因数,用于确定温度超过20°C(68°F)时的最大通道长度。而使用质量更加优异的6A类屏蔽线缆(如西蒙Z-MAX 6A类系统)有助于克服这一障碍,减少长度衰减,并可在必要时灵活支持更长的通道。实际上,西蒙Z-MAX 6A类屏蔽线缆的长度衰减还不到最低级6A类UTP线缆的五分之一。

节省成本,改善学生体验

科锐PoE照明系统的安装仅用了短短几天时间,由Sunrise Network Services公司(成立于2003年,是一家业内领先的结构布线公司,公司官网:www.snsusi.com)完成。Sunrise Network Services公司的老板Josh Bowie是一名注册通讯配备设计师(RCDD),他在此项目中看到了进一步了解PoE照明及与思科Digital Ceiling合作伙伴生态系统建立合作关系的机会,所以其团队在安装过程中投入了大量时间和专业技术。

随着Clark-Shaw Magnet学校的安装顺利完工,目前莫比尔公立学校系统开始收集所需的数据,以分析PoE照明试点安装的成果。此外,他们已经看到了使用UPOE供电与传统交流供电相比的显著成本优势,而且发现使用LED技术可大幅减少维护作业。

“使用低压以太网线缆为灯具布线比使用传统交流供电布线节约了大量成本,这让我大为震惊。安装本身很快,而且在必要时,我们可以将线缆用于连接各种网络设备,”Akridge说道。“LED灯的可靠性也能提高维护人员的总体工作效率,因为他们不需要再花费大量时间更换灯泡。我这一辈子都不需要更换这些灯具。”

近年来,莫比尔公立学校系统实施了多项能源节约计划,最终节省了约500万美元的公用设施成本。Akridge坚信利用PoE照明将实现更多节约,他最大的目标是改善整体学习环境并保障学生的安全。

“尽管节省资金很重要,但是我对PoE照明给教育带来的益处更感兴趣。学校的学生已经对LED照明做出了评价,并表示这种设备有利于改善整体情绪,”他说道。“数据不会说谎,如果我能直观地展示出PoE照明如何帮助孩子们提高效率并节省电费,那结果就显而易见了。”

了解有关西蒙ConvergeIT智能楼宇布线解决方案如何为思科Digital Ceiling提供支持的详细信息,请访问:www.siemon.com/convergeit

关于西蒙

成立于1903年的美国西蒙公司是行业的领导者,专门从事高品质高性能的弱电基础设施解决方案和服务的设计与制造,用于数据中心、局域网和智能建 筑。公司总部设在美国康涅狄格州,拥有全球性的销售、技术和物流网络,涵盖世界100多个国家,提供最全面的铜缆和光纤布线系统、机柜、机架、线缆管理、 数据中心供电和制冷系统,以及智能基础设施管理解决方案。西蒙拥有超过400项结构化布线的有效专利,西蒙实验室将大量资源投入到研发和行业标准的发展, 并强调公司对客户和行业的长期承诺。

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