★ 智慧空間：未來增強的、連網的城市環境建構指南

3S Market：這篇智慧空間建構指南，涉及未來的趨勢、商機、企業競爭力，無論你是製造商、通路業者、系統整合商、工程業者，都值得深入閱讀！

智慧空間是技術使生活更輕鬆、更舒適的實體環境，校園更舒適，公司更有效率、更有生產力、城市更智慧、更永續。它們是身臨其境的互動空間，使用數位解決方案將人、流程、服務和系統連線起來，使所有人受益。

數位技術的快速進步，使智慧城市迅速成為日常生活的一部分：智慧廢棄物管理系統、智慧路燈和交通管理，以及連線的空氣品質感測器，只是幾個現實世界的例子。但不僅如此，我們現在都習慣了數位工作場所、聯網工廠和智慧家居 —— 這些都利用連線和資料，為我們提供更好的體驗。

展望未來，智慧空間預計將以多種方式不斷改變日常生活。智慧建築、智慧校園和智慧城市，都是目的在增強訪客和居民的體驗，幫助企業降低成本和推動永續性，並由於資料分析，不斷改善服務和系統。

在本報導中，我們將研究為當今智慧建築、智慧校園和智慧城市提供動力的技術，並為明天的持續轉型做好準備。

連網：為智慧城市、校園和建築提供動力的第四個公用事業

到 2050 年，世界 98 億人口的 68%，將居住在城市地區。預計到那時，印度將增加 4.16 億城市居民，中國將增加 2.55 億。

不難預測，這種轉變可能需要城市地區，利用數位工具來推動創新，和永續的基礎設施解決方案，以有效利用數據、能源、空間、預算和時間。這是一種更永續、更有效的方法，也提高了這些社群公民的生活品質。這就是智慧城市的願景：一個建立在無處不在、高效能、可靠的連線和數據為基礎上的永續空間。

無論是大學、醫院，還是企業總部，所有內部空間都面臨著通訊網路的獨特挑戰。速度、容量、靈活性、可擴充性和成本，都必須納入連線決策。

規劃智慧空間的一個常見錯誤，是開發單一的應用來解決短期挑戰。相反，我們建議使用聯合解決方案模式，採取長期、有遠見的方法：從長遠來看，它將更具成本效益，並提供一個數位連線平台，社群將能夠在上面建構應用 app 和硬體。網站開發人員專注於醫院、公司總部或運動場館等獨立的專案是不夠的。這些資產都需要數位互聯，以給終端使用者提供增強的體驗。這種想法應該延伸到建築和空間周圍的停車、交通管理、人群管理、零售店和餐館，以及它們如何對使用者體驗產生積極影響。

什麼是智慧空間？

標準建築、校園或城市與智慧建築、校園或城市之間有什麼區別？將使用者體驗放在首位的數位創新。

標準空間

不同網路的獨立和獨立的基礎設施

專有空間管理

沒有支援物聯網的基礎設施

沒有專用的室內行動網路或戶外覆蓋

獨立的電力和連線網，通常被應用程式孤立，並不總是覆蓋整個空間

智慧空間

融合網路，乙太網物理網路層上的單一統一 IP

基於 IP 的綜合空間管理系統

能夠支援物聯網（IoT）應用 app 和裝置的面向未來的基礎設施

建築內蜂窩網路覆蓋

整合電源和連線系統

不同類型的空間

智慧建築

智慧建築使用數位基礎設施和資料，來使它們更加智慧。它們可以幫助組織提高效率，降低成本，並簡化建築營運。但是，是什麼推動了當今智慧建築的連線性？答案是支援有線和無線網路和應用 app 的整合通訊基礎設施。

典型的智慧建築連網包括：

物聯網（IoT）

為智慧空間、物聯網連線物件，和服務提供動力非常重要，可以提高效率、便利性和新的商業模式。

融合的基礎設施

低成本、易於安裝的電纜解決方案，可以幫助智慧建築使佈署更簡單。

通用連線網格

整個組織的全面連線計劃 —— 無論使用者可能從哪裡連線 —— 並支援將新的邊緣裝置新增到網路中。

自動化基礎設施管理（AIM，Automated Infrastructure Management）

能夠自動追蹤所有連線和連線的裝置，並記錄整個網路。

乙太網供電（PoE）

更多連線的裝置需要更多的電力。PoE 可以使智慧建築支援所有建築。

A/V 和 HDBaseT

標準化的音訊和視訊連線，使跨網路傳輸多種媒體格式變得容易。HDBaseT 是能夠透過單一類別電纜傳輸超高畫質影像、數位音訊、直流電源、乙太網、USB 2.0 和其他控制通訊的連線。

室內無線（IBW，In-Building Wireless）

Wi-Fi 只是畫面的一部分；建築內無線為建築的每個部分帶來了可靠的蜂窩網路覆蓋。

低壓照明

靈活高效的照明有助於實現永續性目標。

節能

建築管理的核心部分 —— 降低能源使用和降低成本。

保全（Security）

在物聯網時代非常重要 —— 更多的連線裝置意味著更多的潛在威脅向量。無論你來自何處，都能保護你的網路免受威脅。

安全(Safety)

如果發生不可預見的事件，智慧建築可以幫助降低人員或財產的風險。

智慧校園

智慧校園將裝置、應用 app 和人員連線起來，以實現新的或增強的體驗，並提高營運效率。它建立在無處不在的、可靠的有線和無線連線上 —— 無論是室內還是室外。它連線並啟用校園內的所有人員、裝置和應用 app，並讓他們以數位方式相互互動。聚合網路可以擴充到包括所有校園建築，以及它們之間的連結。

典型的智慧校園的連網包括：

最先進的基礎設施

基於經驗、技能和品質的網路設計，提供任何規模的整體校園網路解決方案；靈活的光纖、銅纜和無線基礎設施 —— 目的在協同工作

面向未來的網路

電動光纖網路，可連線邊緣裝置並為其供電，並利用 PoE 的優勢，其超過行業標準長度限制 100米

智慧自動化

智慧、自動化管理，提高端到端效率和安全性

無處不在的覆蓋範圍

無縫五格蜂窩網路覆蓋範圍 —— 整個校園的室內和室外

強大的 Wi-Fi

建築物內外可靠、高效能的 Wi-Fi，具有簡單、安全的連線訪問，可以利用它為多個物聯網網路提供流量

永續的各系統

連線室內和室外照明、智慧環境控制、智慧水電管理，推動校園的永續性

個性化體驗

整個校園基於位置的服務和資料分析，為使用者提供量身定製的服務和體驗

安全可靠

綜合安全和保全系統

智慧城市

智慧城市之所以存在，是因為無處不在的寬頻連線存在。這種連線性促進了創新解決方案，推動了為公民和遊客創造了新的服務，並使智慧城市成為充滿活力的社會經濟樞紐，使企業和居民都受益。國際電信聯盟（ITU）的研究顯示，能夠獲得超快、全光纖寬頻的社群，實現了更高的人均國內生產總值，創造了更多的就業機會，並培養了更多的新創企業，以至於寬頻基礎設施現在可以被視為天然氣、電力和水等基本公用事業。

典型的智慧城市的連網包括：

最先進的基礎設施

使用光纖建構的全市寬頻網路，光纖是主要的連線技術，可以支援當前和新的應用 app，並實現城市的數位化轉型計劃。

面向未來的網路

高頻寬、低延遲網路還支援即時數據分析，以及前所未有的互連和融合程度。寬頻網路（有線和無線）也支援邊緣設備應用，例如物聯網 (IoT)、蜂巢塔和閉路電視攝影機。

增強的公共運輸（mobility）

智慧城市為公民和遊客提供下一代行動服務。這可以包括智慧運輸、交通設施和車輛停車管理、收費和智慧電錶，所有這些都連接到智慧城市的交通基礎設施。司機、乘客和行人，也都透過他們的行動裝置進行連接。智慧城市是共享經濟中叫車，和共享自行車等服務的中心。

安全在一個連線數百萬裝置和物體的智慧城市中，公共安全可以得到加強。例如，路燈桿可用於收集交通管理資料，而連線的閉路電視可用於改善公共安全。光纖電纜將智慧燈桿連線到捷運單元、Wi-Fi、高畫質攝影機、5G 固定無線和物聯網，實現了前所未有的資料收集。

數位化，無處不在數位化轉型，對於想要發展、競爭和繁榮的城市來說非常重要。隨著使用者對無處不在、低延遲連線訪問應用 app 和服務的需求增加，正在轉換到「智慧」邊緣位置的 IT 資源水準也會增加。在這些地方 —— 如商業建築、醫院、工廠、交通樞紐，或其他智慧城市空間 —— 光纖有助於為高濃度的人和裝置提供卓越的使用者體驗（UX，user experience）。這對提高業務競爭力、可擴充性和營運靈活性非常重要。

智慧趨勢和驅動因素

網路的演化：融合

融合網路是一個統一的基礎設施，能夠支援許多不同的應用 app 和裝置 —— 具有為未來準備的靈活性，來支援新興的有線和無線應用 app。

有太多的網路了！

大樓內的聚合網路

這對不同的智慧空間意味著什麼？

在智慧城市中，網路融合允許在單個網路上使用多種通訊模式 —— 提供獨立基礎設施所無法實現的便利性和靈活性。新的物聯網應用 app，使用無線連線和支撐它們的光纖主幹網，來傳輸來自城市周圍感測器、攝影機、智慧手機和其他邊緣裝置的大量數據。

當今數據驅動世界對頻寬的需求 —— 特別是隨著 4G/LTE 密集化和 5G 佈署的繼續 —— 推動了三種類型網路的融合，以支援不同的應用 app：多服務組織、電話網路和傳統蜂窩網路。

多服務組織或傳統電視網路，可以使用高頻寬混合光纖同軸（HFC）網路，其頭端透過路由器連線到資料中心，以及家庭或辦公室的 Wi-Fi 連線
傳統電話網路由傳統銅網、光纖到節點，或光纖到戶組成
傳統的蜂巢式網路由巨集蜂窩組成，每個單元蜂窩均獨立供電，並透過光纖、HFC、銅線和微波的回程網路互連

融合這些網路需要三件事：

供電（Power）

每個無線接入點的電源都是必不可少的，無線接入點可以透過乙太網供電（PoE）啟動。此外，每個遺留電信網路都有不同的動力考慮因素。

回程網路(Backhaul)

資料需要從邊緣接入點，傳輸到中央資料儲存或處理中心。傳統上，從蜂窩場域的回程網路，使用高速雙絞線、微波，或從無線電位置到集中裝置位置的光纖鏈路支援。與此同時，對於小基地台來說，標準組織正在解決對緊迫的時機和延遲要求的擔憂。

網站收購(Site Acquisition)

展望未來，LTE 密集化和 5G 的無線行動性，將通常佈署在高容量的城市和郊區。獲取房地產來密集城市和郊區的無線行動網路，以增加網路容量，仍然是一個挑戰。小基地台通常佈署在空中 20 英尺至 40 英尺的高度上 —— 這使得現有的街道公共設施（如公用事業和照明基礎設施）成為定位場地的理想場所。然而，行動通信營運業者必須與多個利益相關者打交道，才能進入該房地產，這樣他們就可以提高網路容量。

僅僅建造更多是不夠的：我們需要更智慧地建造，更好地隱藏技術。使用街道設施進行隱蔽解決方案，應該納入你的城市規劃中。創意形式包括：

路燈
公共汽車候車亭
數位看盤
充電樁
電話亭

智慧校園是數位連線區域，可為校園使用者提供增強的體驗，提高營運效率，並提供所有場景使用者都可以連線訪問的服務。智慧校園是透過利用各種（以前孤立的）技術基礎設施和平台，並將其整合起來，建立一個聚合網路，該網路作為一個實體進行設計、佈署和管理。

每個校園都不同，但都有一個共同的挑戰：如何為廣泛的遠端裝置供電和連線，並確保整個校園的網路可靠性和實體安全。因此，融合網路必須擴充到所有戶外區域。

數位解決方案使智慧校園系統，如暖通冷氣機、照明、安全攝影機、火災警報器、電氣、建築物門禁控制等語音和資料通訊（有線或無線）之上，並可以從單個網路智慧無縫地整合和控制它們。

我們對互聯智慧空間的願景

我們幫助我們的客戶為自己和他們的網路做好準備，以應對每一次技術正規化轉變，我們的專家幫助塑造了每一代工具和解決方案的標準。

我們以非常相似的方式看待智慧校園網路：透過環境分佈的高科技電網+連線+基礎設施 —— 無需施工和相關時間、費用和中斷，即可新增即插即用裝置和應用 app。這是一個模組化、適應性強、敏捷的方法。

隨著 5G、Wi-Fi 6、物聯網和公民寬頻無線電服務（CBRS，Citizens Broadband Radio Service）等無線技術的迅速發展，我們相信需要一個更強大的骨幹，來支援新邊緣裝置的連線和電源。虛擬實境（VR）、擴增實境（AR）和遠端機器人手術等，低延遲應用 app 需要更接近邊緣的處理。我們預計行動邊緣運算（MEC，Mobility Edge Computing）的使用，將大大增加 —— 這促使公共空間和網路更深的光纖，需要更多的隱藏解決方案。

我們廣泛的解決方案組合—包括為邊緣設備供電的銅纜；光纖提供寬頻連線；以及授權、非授權和專用無線網路解決方案 — 使 CommScope 具有獨特的資格。

在智慧建築中，2.5G/5G/10G 乙太網、乙太網供電（PoE）和 HDBaseT 等網路應用和技術正在不斷發展。然而，這種演變正在使他們更接近一個單一的、融合的基礎設施。

隨著這種融合的繼續，將房地產、IT 和建築管理和設施應用 app，整合到一個在雙絞線銅電纜（乙太網電纜）上，執行的單一、簡化的網路基礎設施的新機會將出現。今天，融合網路支援多種應用 app，例如：

無線網
室內無線（IBW）
智慧 LED 照明和感測器
音訊/視訊系統
安全和門禁控制
建築自動化
隔音音訊系統

提高成本、可靠性和靈活性：從營運角度來看，這種整合比維護各種有線和無線拓撲更可取 —— 每個拓撲都需要自己的材料、專業知識和管理。單一的智慧網路基礎設施，可以管理企業中的所有現場流量，可以將安裝成本降低高達 50%，並從長遠來看大幅降低營運費用。

減少你擁有的獨立網路數量，可提供更高的可靠性、安全性和可用性。由於該框架具有靈活性和自適應性，因此在需要時更改或擴充其支援的系統既簡單又經濟，同時保持最大的正常執行時間。

將技術整合到一個共同的基礎設施中，有助於你解決多種業務挑戰：在當今快速變化的世界中，提高成本、可靠性和靈活性非常重要。

物聯網的連線挑戰

根據 IDC 的資料，到 2025 年，全球將有 557 億台物聯網連線裝置，產生 73 兆位元組的資料。所有邊緣裝置都需要電力，電池供電的物聯網雖然佈署速度快，但是不永續的。即使有 5 到 10 年的壽命，當這些數十億電池用完並需要更換時，我們會把它們放在哪裡？PoE 可以透過單根電纜/連線連線所有這些裝置，並為所有裝置供電。

物聯網裝置的採用成長預測

來源：https://www.researchgate.net/figure/Expected-adoption-growth-of-IoT-devices_fig1_332614728

邊緣的重要性

智慧空間裡有這麼多物聯網連線的裝置，網路必須做更多的工作。更多的連線裝置意味著，比以往任何時候都有更多的數據點，你可以從中驅動新的數位服務。這很好，但所有這些遠離資料中心的裝置，都需要一個強大的聚合網路來支援它們。

物聯網網路，特別是智慧校園或智慧城市的物聯網網路，目的在提供高頻寬和低延遲，以支援大量數據。但隨著越來越多的高頻寬應用 app 的出現——如自動駕駛汽車或智慧工廠 —— 網路連線有時無法完成任務。

邊緣運算提供了一個解決方案。傳統的物聯網網路，在將數據傳送到雲端的中心位置進行處理之前，會收集和分析資料。然而，邊緣運算可以在智慧空間的裝置位置，實現裝置上運算和分析。在網路的「邊緣」，物聯網網路中的邊緣運算，提高了裝置和應用 app 的效能，提高了可靠性和安全性，並降低了營運成本。

下一代網路

隨著技術的不斷發展，我們開始看到越來越關注無處不在的可互操作網路。所使用的技術類型不太重要；為應用 app 獲得正確的連線更重要。這可以匯益於規模經濟。

融合 10G/6E/5G 的下一代網路

實現「智慧」的技術

有線

光纖電纜是支援智慧城市應用的理想選擇。光纖有足夠的能力來支援所有當前網路，包括網際網路、有線電視、電話（包括行動）、私人企業和數據中心。光纖特別適合快速成長的 IP 流媒體影像需求，到 2021 年，IP 流媒體將佔所有網際網路流量的 82%。隨著物聯網裝置的增加，我們可能會看到光纖連線不僅擴充到家庭，而且擴充到路邊或電箱、建築或地下室，以及社群節點。IDATE/DigiWorld 預測，到 2021 年底，將有 9 億光纖到 X 的訂閱者。光纖現在為許多日常應用 app 提供動力：線上銀行、在家工作、線上購物、流媒體音訊和訊、手機和平板電腦使用，以及電子健康應用 app 都依賴於光纖。

CommScope 有線連線解決方案

適用於低延遲應用 app 的資料中心解決方案/行動邊緣運算
全面的光纖連線組合，具有用於骨幹和內部連線的單模和多模解決方案
供電光纖解決方案為遠距離的 PoE 邊緣裝置和需要備用電源的裝置供電
行業領先的銅解決方案，連線和為建築物內外的邊緣節點供電（例如，PoE 智慧照明）
網路交換解決方案
自動化基礎設施管理（AIM），用於即時監控端到端連線、監控實體安全、PoE 容量和減少停機時間

無線

世界現在期望在室內和室外為提供無處不在的數據和語音、始終保持的蜂窩覆蓋。Z 世代使用者在高速網際網路接入中成長，並將連線視為一項基本人權。業務連續性和緊急服務第一反應者，依靠強大的蜂窩連線來支援他們。然而，大多數蜂窩呼叫都來自室內 —— 巨集網路並不總是能有效地到達某個地方。

Wi-Fi 發揮著關鍵作用，但使用者在未登入大樓的 Wi-Fi 網路時，也需要蜂窩服務來進行語音通話和數據連線訪問。為了增強建築物的 Wi-Fi，企業空間需要將蜂窩網路帶入室內。

Wi-Fi 佈線基礎設施已經制訂了指導方針（TIA TSB 162-A 和 ISO/IEC TR 24704），定義了網網，以放置潛在Wi-Fi接入點的插座。Wi-Fi 繼續發展，速度達到10 Gbps，以及支援該速度所需的高階佈線和交換機。

這些結構化佈線的新標準 —— 如 6A 類銅纜、OM5 多模和單模光纖電纜 —— 也為企業的 Wi-Fi 和 IBW（即蜂窩）解決方案提供了一個匯聚點。

CommScope 無線連線解決方案

許可頻譜 —— 4G、LTE、5G 室內和室外分散式天線系統（DAS，distributed anetenna systems）和蜂窩覆蓋的小蜂窩解決方案
未經許可的頻譜 —— 一流的室內/室外私人和公共 Wi-Fi 解決方案，包括網路監控和控制，以及 Cloudpath®安全和策略管理平台
專用網路 —— 適合操作應用案例的 CBRS 解決方案
具有融合基礎設施功能的網管型物聯網解決方案套件
智慧桿和隱藏解決方案
行動應急反應，快速佈署解決方案

許多室內無線（IBW）解決方案，如 DAS，過去被認為只有在大型場地才可行。然而，今天，新的 DAS 解決方案，與 Wi-Fi 共享相同的 IT 基礎設施，Wi-Fi 已經存在於大多數企業場域中。這種演變降低了成本和複雜性，以至於真正的「IT 融合」IBW 解決方案是企業的可行選擇。

IBW 選項：DAS 和小基地台

像 DAS 和小蜂窩基地台這樣的 IBW 解決方案，與 Wi-Fi 的不同之處在於，它們在巨集網路中無線營運業者使用的許可頻段上執行。

DAS 是一個與技術和營運業者無關的解決方案，這意味著它可以支援不同的蜂窩訊號，如 2G、3G 和 4G LTE，並將室內呼叫者連線到任何無線營運業者網路。

小基地台通常是特定於特定操作的。在覆蓋範圍方面，兩者都提供室內生成的訊號，提供與你站在外面靠近蜂窩塔的相同使用者體驗。

DAS部署可以由企業、建築所有者、移動網路運營商或專門部署和操作DAS系統的第三方“中立主機”公司管理。

IBW 對企業越來越有吸引力。隨著最新的 IT 融合解決方案有助於降低成本，好處變得更加明顯。

POE 和供電光纖

如今，企業中 IP 連線網路裝置的激增，推動了對更快數據速度的需求，也推動了對電力增加的需求。

乙太網供電（PoE）允許裝置，透過單根銅質乙太網電纜共享數據和電源連線，有助於簡化基礎設施並簡化操作。

PoE 自 1999 年以來一直在企業中存在，但今天我們看到一場競爭正在發生：在新的、更高瓦數的 PoE 裝置，和能夠支援它們的 PoE 標準之間。這些裝置包括常見的企業固定裝置，如座機電話、安全攝影機、影像監視器和無線接入點。

PoE 技術的演變，反映了它可以支援的裝置的演變。從其前體標準為電話等裝置供電，到 2003 年的第一個 PoE 標準，再到最新的 IEEE 802.3bt 標準，該標準在結構化佈線上至少提供 71 瓦。隨著 IT 和 OT 世界繼續融合，以進行資料數據共享，網路及其背後的支援也會隨之融合。例如，考慮 LED 照明的演變：從簡陋的節能開始到執行佔用感應、溫度監控和會議室調度的現代智慧節點。照明平台現在在整個建築物中，配備了豐富的感測器網路，以支援新的應用案例。

為蜂窩網路佈署高畫質攝影機、Wi-Fi 熱點或小蜂窩網路可能會帶來重大挑戰。

一個常見的問題，通常是在結構化佈線網路中，向距離超過 100 米的 PoE 裝置供電。為了克服這一點，你可以佈署一個由包含銅線和光纖核心的混合電纜組成的系統，這些電纜向 PoE 擴充器裝置提供電力和資料數據，從而將室內或室外的網路覆蓋範圍延長至 3 公里。這被稱為「供電光纖」，它已成為世界各地企業和校園網路佈署的關鍵技術。

來源：Massey Electric —— 在田納西大學佈署了動力光纖

實體層的管理

自動化以提高效率

更多的智慧空間意味著將更多的裝置和應用 app，整合到相同的企業網路中。

自動化基礎設施管理（AIM）是一個組合的硬體/軟體解決方案，用於管理和提高其所觸及的每個系統的營運效率，無論是室內還是室外。

遠端監控和管理（多個場景）

追蹤每一個動作，改變和警示

AIM 系統特別擅長追蹤整個網路環境中，正在發生的事情。AIM 監控並記錄裝置連線的更改，並自動生成警報，以提醒員工任何未經授權或有問題的事件 —— 通常透過向相關人員傳送電子郵件或簡訊。

接聽服務檯的電話

AIM 在處理使用者事件的「服務檯」應用 app 中非常重要：

AIM 最終從開啟故障單，到解決的請求流程週期
它還提供關鍵的實體連線資訊，以幫助故障排除

控制資本支出

除了減少營運支出外，儘可能長時間地推遲資本支出，是企業的優先事項。由於 AIM 辨識並追蹤每個網路裝置的實體位置，它還可以揭示未充分利用的資源，否則這些資源可能會被遺漏 —— 防止不必要的額外資源支出。

AIM 和乙太網供電（遠端供電）

AIM 可以幫助分配電路，以減少發熱並改善散熱

電纜應捆綁成束，以便於準確記錄遠端供電安裝配置
其目的是追蹤電纜束內的熱量產生，並避免束中的任何電纜過熱
AIM 系統可以追蹤電纜束大小和每個束攜帶的總功率，以最佳化遠端供電的電路分配
自動追蹤電纜捆綁，並在電纜數量超過臨界值時發出警報
自動檢測並追蹤連線到每根電纜的最大電源

與智慧桿的聯網

一般來說，人們不喜歡看到公共景觀和視野被蜂巢天線破壞。它們通常被認為是礙眼且具有侵入性。

Metro Cell 解決方案提供了一種不同的方法，這種方法在視線之外，也在腦海中。它們有各種各樣的配置、風格和規格，並提供卓越的效能、熱合規性和分割槽美學。Metro Cells 是具有幾十年網路設計和工程專業知識的整合客製化解決方案，並以小型化、功能強大、靈活的解決方案的形式，在各種城市環境中提供覆蓋範圍和容量。