智能楼宇布线解决方案支持 PoE 照明，营造更好的教育环境

Siemon 最近与思科和 Cree（先进 PoE 照明解决方案的领先提供商，同时也是思科数字楼宇合作伙伴）合作，为阿拉巴马州莫比尔市的一所学校提供了创新的 PoE 照明系统，作为收集和分析关键数据的试点项目–所有这些都是为了展示未来全区部署的总体节约和效益。

物联网（IoT）正在改变我们的生活方式。现在，低压设备正汇聚到一个统一的物理基础设施上，从而可以收集大量数据，这些数据可以在集成楼宇系统之间进行交换，并通过分析做出业务决策，帮助节省运营开支，同时提高效率和用户体验。为了进一步加快数字化转型并将物联网的优势扩展到整个设施，思科最近推出了数字楼宇框架，将照明、供暖和制冷、IP 视频、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上。

思科数字楼宇合作伙伴生态系统中包括各种行业领先的合作伙伴，包括照明、楼宇自动化、布线和软件供应商，以帮助构建数字楼宇。数字楼宇的一个重要方面包括使用思科网络交换机提供通用以太网供电（UPOE），该交换机扩展了 IEEE Power over Ethernet Plus（PoE+）标准，可为低压设备提供高达 60 瓦（W）的电力，包括带传感器的 PoE 供电 LED 照明灯具，有可能降低 85% 的能源成本。

Siemon 是设计和制造高性能、低电压基础设施解决方案的全球市场领导者，目前是思科数字楼宇合作伙伴生态系统中唯一的端到端布线系统供应商。Siemon 的 ConvergeIT 布线解决方案与思科的数字楼宇不谋而合，包括先进的铜屏蔽电缆和采用专利创新技术的连接，可为支持 PoE 的设备提供卓越支持。

从可能性出发

当莫比尔县公立学校系统 IT 执行经理 David Akridge 参加 2015 年拉斯维加斯 Interop Expo 时，他在思科展台注意到了一个东西–一个连接到交换机的 LED 灯，这让他很感兴趣。Akridge说：”我一眼就看出这是一盏由PoE供电的LED灯，在与思科公司讨论了他们的数字楼宇计划后，我对PoE照明的各种可能性念念不忘，””我们不仅不怕在学校系统内开拓进取，而且我一直对传统的荧光灯不屑一顾，尤其是在教室环境中。有了 LED 照明，我终于看到了曙光。

尽管十多年来荧光灯一直为人们提供恒定的光源，但研究表明，荧光灯会导致头痛和眼睛疲劳，对光敏性癫痫患者来说还有可能导致癫痫发作。LED 灯不仅消除了这些健康隐患，还是一种更环保、更可持续的选择。LED 灯的耗电量几乎是同类荧光灯的一半，碳排放量不到荧光灯的一半，而且不含有害汞。LED 的使用寿命几乎是荧光灯的五倍，而且经久耐用，对温度和湿度不敏感，因此还能大大降低维护成本。

克拉克肖磁性中学被美国教育部评为 2015 年蓝丝带学校，通过在该学区的一个楼层实施 Cree PoE 照明试点项目，Akridge 可以仔细分析新照明系统对能源消耗、学生生产率以及整体运营节约和效率的影响，并与同一学校使用荧光灯的另一个楼层进行比较。

试点部署是有意义的，因为除非你能在自己的学校、自己的学生和自己的教师身上体验，否则很难分析出任何技术的好处，”Akridge 说，”我们有八年级的学生在同一班级里，既有使用 PoE 照明的楼层，也有使用传统荧光灯的楼层。”我们在使用 PoE 照明的楼层和使用传统荧光灯的楼层都有八年级学生在同一班级上课。这样我就可以进行逐班比较。我们将比较评估考试成绩、年级、整体课堂行为和参与情况，并仔细监测能源消耗和对紧急事件的反应。

通过使用装有占用和温度传感器的 Cree LED 灯具，移动公立学校系统可以确保只在需要时才开灯，并将联网灯具与其他楼宇自动化系统（BAS）（如暖通空调系统）集成，以减少不必要的能源消耗。将 PoE 照明设备连接到网络的能力还能让学校将照明控制与网络安防系统集成，并激活闪烁模式以应对紧急情况。

“Akridge 说：”在这个项目中，我们正在与数字楼宇合作伙伴密切合作，将灯光与我们的安防系统集成在一起，这样我们就可以为某些类型的紧急情况设定特定的闪烁模式。”例如，如果大楼里有一名活跃的枪手，我们希望最大限度地减少传呼系统的使用和入侵者的知情权。我们可以利用灯光和特定的闪烁模式向员工和学生发出私人警告信息。由于每个灯具都是网络上的一个节点，有自己的 IP 地址，因此我们还可以确定任何检测到的移动的确切位置。

Akridge 希望获得所需的信息和分析，以证明在整个学校系统（包括目前处于规划阶段的两所新学校）中使用 PoE 照明的生产率和成本节约的合理性。

区内的专利技术

决定在克拉克肖磁性中学部署 PoE 照明后，Siemon 与思科和 Cree 一起设计了一种部署策略，以最少的成本和人力提供最大的灵活性和性能。根据 Cree 的指导，设计包括约 145 个 PoE 照明灯具。这比最初的荧光灯照明设计减少了约 30%，而最初的荧光灯照明设计最终被确定为过度照明。

PoE 照明系统的部署还采用了分区布线设计，包括从电信机房 (TR) 的思科 UPOE 交换机到位于天花板空间的分区外壳中的中间连接点的水平电缆。每个 PoE 照明节点都通过较短、易于管理的连接线从分区外壳连接起来。

“我们在设计 PoE 照明项目时采用分区布线的方法，因为这种方法可以支持更快速的部署，这一点在考虑到设施中可能安装的大量灯具时尤为重要，”Siemon 前智能楼宇和战略联盟全球业务开发经理 Bob Allan 说。”使用区域布线，灯具可以通过安装在区域单元外壳中的插座上的跳线轻松连接，而不是从 TR 中的交换机连接到整条水平布线上。

分区布线还大大简化了灯具的重新配置或新灯具的添加，只需与分区外壳进行短路连接，减少了干扰。此外，分区布线设计允许从 TR 到分区部署工厂预端接和测试过的电缆组件，以支持快速实施、性能超过现场端接并缩短现场测试时间。

在区域布线设计方面，Siemon 部署了其新型 24 端口MAX® 区域单元外壳。作为 Siemon 面向智能楼宇的 ConvergeIT 布线解决方案系列的一部分，24 端口 MAX Zone Unit Enclosure 最多可使用 Siemon 铜缆或光纤 MAX 插座连接 24 个端口、 Z-MAX®6A 类插座或TERA® 7A 类插座。它采用泡沫垫圈，可最大限度地减少振动并防止灰尘进入；完全可拆卸的盖子可方便连接；易于拆卸的开孔便于电缆进出外壳。该外壳的设计还符合 UL 的铅封等级要求，因此 24 端口 MAX 区域单元外壳可以安装在克拉克肖磁性学校空气处理空间的天花板上方。

用于连接 PoE 照明节点的布线基础设施由 Siemon 的 Z-MAX 6A 类屏蔽系统组成，包括端接至安装在 24 端口 MAX 区域单元机箱中的 Z-MAX 屏蔽插座的 Z-MAX 6A 类屏蔽电缆，以及用于进行最终连接的实心屏蔽跳线。

Z-MAX 6A 类屏蔽系统设计用于实现卓越的传输性能，并为 UPOE 等远程电源应用提供最大的可靠性。在 UPOE 负载下拔出插座-插头连接会产生电弧，侵蚀起弧位置的镀金插座-插头接触面。当这种侵蚀发生在完全接合的位置时，就会导致连接不可靠。Siemon 的 Z-MAX 插孔采用获得专利的弧形或 “冠状 “接触几何形状设计，可将对插头和插座触点的电弧损害置于远离最终接合位置的位置，从而实现 PoE 的卓越可靠性。Z-MAX 插座的设计还消除了因机械应力而导致触点永久变形的风险。事实上，Siemon 的 Z-MAX 连接硬件已通过独立认证，符合 IEC-60512-99-001 标准，该标准专门用于确保通过平衡双绞线部署的远程供电应用的可靠连接。

除了获得专利的插口接触几何形状外，Siemon 的 Z-MAX 6A 类系统还包括质量更高的屏蔽 F/UTP 电缆，其机械可靠性达到 75°C (167°F)。这一点非常重要，因为像 UPOE 这样的远程电源应用会导致电缆束内热量积聚，从而增加插入损耗（即信号衰减）。TIA 和 ISO/IEC 都规定了插入损耗降额系数，用于确定温度高于 20°C (68°F) 时的最大通道长度。使用 Siemon 的 Z-MAX 6A 类系统等更高质量的 6A 类屏蔽电缆有助于克服这一障碍，减少任何长度降额，并在需要时灵活支持更长的通道长度。事实上，与符合最低标准的 6A 类 UTP 电缆相比，Siemon 的 Z-MAX 6A 类屏蔽电缆所需的长度降级不到其五分之一。