通信技术发展为建筑行业信息化保驾护航摇马
文章来源：明风机械网 | 2022-06-28
通信技术发展为建筑行业信息化保驾护航
建筑行业属于传统产业，用信息化等高新技术改造传统产业，是传统产业持续发展的必由之路，也是建筑行业实现跨越式发展的重要途径。现在，进行信息化发展的建筑设计企业越来越多，设计院都希望能够借助信息化力量来提高和加强企业的竞争力。但多数设计院的信息化之路仍十分艰难，一些开发或引进的信息系统很难真正发挥实效，大量资金和精力的投入却收效甚微，还有一些设计院对信息化仍持观望态度。
针对建筑行业信息化的这些问题，我们准备用一年的时间，在这一版面从三个层次来探讨建筑设计行业信息化发展的相关问题。第一个层次是网络，因为网络是信息化建设的基础，只有在合理的、稳定的、安全的网络环境下，信息化工作才能顺利地开展；第二个层次是应用，应用就是网络环境下的网络技术和软件应用，无论是最普遍的办公自动化软件应用，还是协同设计、项目管理等建筑设计行业特有的应用，都要与网络配合才能实现；第三个层次是资源，资源指的是一切可以作为利用的有形或无形的数据资源，是软件应用的具体内容，没有资源就相当于无本之木，再好的网络环境和应用软件都是无法发挥作用的。
那么，我们就首先从建筑设计企业的网络谈起，包括网络基础建设、网络管理、网络升级改造等所涉及的方方面面。
上世纪90年代初，当时的国务委员宋健同志提出"甩掉绘图板"的号召，由此开始了一项轰轰烈烈的"甩图板工程"。在这次普及计算机辅助设计(CAD)技术的浪潮中，建筑业的信息化程度得到大幅提高，绘图板、丁字尺和计算尺等传统工具逐渐成为历史名词。CAD技术的发展得益于计算机产业的迅猛发展，个人电脑的CPU主频在近十几年提高了几十倍，已经从最初的286和386发展为今天的64位技术和双核技术。不断完善的CAD技术不仅大大提高了设计质量，加快进度，而且通过多方案的比选优化，有效降低了项目投资成本。
虽然"甩图板工程"已经完成，但建筑业的信息化步伐却并未减缓。CAD技术主要解决了辅助绘图的问题，然而这仅仅是建筑工作的冰山一角，设计优化和项目管理才是其核心，网络化的协同工作方式才是未来的发展方向。建筑设计施工单位和软件厂商都意识到了这一发展趋势，纷纷研发了具备网络化协同工作能力的建筑信息系统(BIM)。代表产品与系统有Autodesk公司的Buzzsaw软件、铁道第二勘察设计院的工程勘察设计项目管理及协同设计平台、华东勘测设计研究院的设计院综合管理信息系统等。
网络化的工作方式不仅依靠相关软件系统，还离不开底层的通信基础设施，通信技术的发展速度在一定程度上决定了建筑业信息化的前进步伐。与建筑业相关的通信技术包括光通信技术、无线移动通信技术、宽带接入技术、以太网技术和IP技术等。
一、光通信技术
光通信是以光导纤维(简称光纤)为传输介质的一种通信方式，是目前最主要的信息传输技术，尚未发现可以替代它的技术。光通信具有容量大和传输距离远的优点，广泛应用于广域网、城域网和局域网，也涉及小部分接入网，目前已基本实现光纤到楼，在可预见的未来将实现光纤到户。
光纤由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成，它透明、纤细，虽比头发丝还细，却具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。目前单波长速率为40Gbps的光通信系统已经商用，实验系统的传输速度可达到100Gbps以上。此外，近几年发展起来的密集波分复用(DWDM)技术使得在一条光纤上传输多路光信号成为可能，由此大幅度提高了光通信系统的容量。
建筑设计施工单位通常在城域网接入和局域网建设两方面使用光通信技术。光通信系统目前的传输速率和网络容量完全能够满足建筑工作的要求，建设成本也在能够接受的范围内。
二、无线移动通信技术
无线移动通信是以无线信道为传输媒介的一种通信方式，具有不用布线和灵活性强等特点。常见的无线移动通信方式有两种：无线局域网(WLAN)和蜂窝移动通信，二者的适用场所和范围有所不同。WLAN的优点是传输速率高，可以作为建筑设计施工单位内部局域网的补充和延伸，既可以提高局域网的灵活性，又可以降低建设成本。蜂窝移动通信的优点是覆盖范围广，可作为员工在工程现场等单位外部的通信方式。
目前已经商用的WLAN产品基本都执行IEEE802.11标准，IEEE802.11a/b/g等常用标准的传输速率在11-54Mbps范围内，实验系统的速率则可以达到1Gbps。WLAN的建设和维护都很容易，成本也不高，是较理性的局域网技术。第三代移动通信(3G)在全球已经起步，但信息产业部尚未发放中国大陆的3G牌照，因此，国内已经商用的蜂窝移动通信系统属于2G/2.5G/2.75G。中国联通采用CDMA1X技术提供速率为153.6Kbps的无线接入服务，中国移动采用GPRS技术提供速率为115.2Kbps的无线接入服务。从目前的商用情况看，WLAN技术已经可以满足建筑业日常工作的要求，而蜂窝移动通信技术还需进一步发展。
三、宽带接入技术
宽带接入并没有严格的定义和标准，是为了与拨号上网等窄带接入方式进行区分而出现的名词，通常认为宽带接入的传输速率至少为200Kbps。目前主流的商用宽带接入技术有如下三种：非对称数据用户环路(ADSL)、小区宽带(FTTX+LAN)和有线通(Cablemodem)。由于具有成本低的优势，小规模的建筑设计所或工作室可以考虑采用这些方式接入互联网。
ADSL是通过电话线接入互联网的一种技术，由于采用高效的编码机制，可以提供较高的通信带宽。目前商业ADSL服务提供512Kbps、1Mbps和2Mbps等几种接入速率，2008年奥运会之前部分运营商还将开通4Mbps的ADSL服务。FTTX+LAN技术在新建小区中广泛使用，电信运营商采用光纤接入到楼(FTTB)或小区(FTTZ)，再通过网线接入用户家，为整个小区或整栋楼提供10/100Mbps的带宽。Cablemodem是利用有线电视网实现用户宽带数据接入的一种技术，目前商用系统的入户带宽为1-2Mbps。
从目前的情况看，已经商用的宽带接入服务完全能够满足当前建筑业日常工作的需求。然而，随着三维设计软件和BIM系统的应用，建筑业对网络带宽的需求会有明显增加，这三种接入技术未来在建筑业的适用性尚不清楚。
四、以太网技术
以太网是应用最广泛的局域网技术，上世纪70年代研制成功，1989年成为国际标准，目前已经形成多种技术标准。以太网采用载波监听多路存取和冲突检测(CSMA/CD)介质访问控制机制，最初用于局域网。然而，随着近几年光通信技术的快速发展，以太网的应用范围也逐渐延伸至广域网。几乎所有行业的局域网都采用以太网技术构建，建筑业也不例外。
当前在局域网中广泛采用百兆以太网技术和千兆以太网技术，百兆以太网标准有100base-T、100Base-TX、100Base-FX、100Base-T4和100Base-T2等，千兆以太网标准有1000Base-T、1000Base-SX、1000Base-LX和1000Base-CX等。这些以太网标准采用不同的传输介质(光纤、非屏蔽双绞线等)，因此具有不同的传输距离。目前还没有新的能与以太网抗衡的局域网技术被提出，因此，可以预见未来10～20年内建筑业仍将广泛采用以太网技术。
五、IP技术
随着万维网(WWW)、电子邮件(E-mail)和即时消息(Instant Message)等应用的广泛普及，TCP/IP协议簇成为具有绝对统治力的网络标准，几乎已经实现了EverythingoverIP。IP技术是TCP/IP协议簇的核心，实现网络的路由与寻址功能，是与下层物理网络无关的网络层协议，具有广泛的物理网络适应能力。
目前广泛应用的标准是IPv4，在该标准中用一个32位的数字(称为IP地址)标识一台计算机。随着互联网规模以指数的趋势增长，IPv4的地址空间即将耗尽，相关国际组织于上世纪末提出了新的标准IPv6。新标准不仅提供了更大的地址空间(128位IP地址)，还在安全和效率方面进行了改进。目前世界上已经建立了很多IPv6试验网，中国在IPv6的研究方面也投入了大量资金和精力，建立了纯IPv6试验网CERNET2。虽然IPv6具备众多技术优势，但它与IPv4不兼容，因此，对于IPv6是否会取代IPv4这个问题存在不同的看法。对于建筑业来说，目前应该基于IPv4建设网络，但应该为将来向IPv6过渡预留空间。
计算机产业在近几十年的发展推动了建筑业的信息化，完成了"甩图板"这个历史任务。我们有理由相信，在未来的10～20年，层出不穷的通信新技术将成为建筑业信息化的催化剂，通信技术将帮助建筑业实现"协同工作"这个新的历史任务，使建筑业的信息化程度产生一个质的飞跃。