一、綜述
工業互聯網是助力制造企業實現數字化生產、智能化管理和產業鏈協同的信息基礎設施,而綜合布線系統是工業互聯網中有線網形式的承載體,其對稱電纜、光纜及其連接硬件、組件、配線設施則是綜合布線系統的重要元部件。因此,工業互聯網的綜合布線系統應適應于工業互聯網的場景要求,工業互聯網用綜合布線系統是布線系統的一種特定應用場景。這種場景面對的是工業建筑(群)或工業園區。這種場景部署綜合布線系統將面臨的是復雜的使用環境,從而對所用綜合布線系統的重要元部件的要求有其特殊性。工業建筑綜合布線環境可能存在油、潤滑劑、酸堿和其它化學溶劑,振動強烈,有復雜的電磁干擾,線纜可能遭受碾壓、拖曳、反復彎曲等機械應力作用;使用環境可能是工業廠房,也可能是粉塵多的礦場礦井、日照風吹的風電場等特殊場合,通信線纜既可能安裝在墻內、地板下、管道中等封閉空間中或直埋;也可能露天布線,經受70℃的高溫和-40℃的低溫,且安裝環境可能晝夜溫差強烈,濕度很大,產品甚至不得不浸在水中;等等宗宗。上述這些可能的惡劣環境不同于商住大樓、電信機房、數據中心等有溫濕度控制、干凈和不會遭遇突發式機械外力傷害的安裝環境。
為此,我國專門編制并發布有工業互聯網用綜合布線系統要求的相關標準。在我國,相關工業互聯網用綜合布線系統要求的標準有國家標準(主要是GB/T 18233.3)和通信行業標準(主要是YD/T 4254.x系列)。GB/T 18233.x系列標準《信息技術 用戶建筑群的通用布纜》重點規定了用于不同建筑物類型或場景的綜合布線系統的技術要求,其中包括了工業建筑群的場景應用,即:GB/T 18233.3《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第3部分 工業建筑群》;而YD/T 4254.x系列標準是我國信息通信綜合布線系統通信行業標準的構成類型的一種,該類型是指特定場景應用要求類標準,其中包括工業互聯網應用場景,即YD/T 4254.x《工業互聯網 綜合布線系統》系列標準。只是在YD/T 4254.x系列標準名稱中稱之為“工業互聯網”,但它事實上是專指工業互聯網用綜合布線系統的應用場景,即工業建筑群或工業園區。因為工業互聯網及其所有的布線系統的部署,是根植在工業建筑群或工業園區的建筑場景之中。
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GB/T 18233.3標準和YD/T 4254.x系列標準都是結合工業建筑群或工業園區的場景環境特點,提出了相應的綜合布線部署的相關技術要求,但兩個標準的內容及表述有所不同。GB/T 18233.3標準內容主要是依據ISO/IEC 11801-1《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第1部分 通用要求》進行表述,在GB/T 18233.3標準中,按照ISO/IEC 11801-1通用布纜要求所規范的內容提出工業建筑群或工業園區的布纜要求,它直接或通過引用ISO/IEC 11801-1來進行規定。而YD/T 4254.x系列標準內容主要是依據YD/T 926.x《信息通信綜合布線系統》系列標準的格式進行內容構成(它們都包括相對應的三個部分,x = 1~3)。
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事實上,兩個標準殊途同歸,它們都闡述了在工業建筑群或工業園區場景內部署綜合布線系統相同的布線結構應用,具體詳見下表1-1;規定的該場景內的綜合布線系統支持的業務應用都相同,具體也詳見下表1-1。鑒于此,在工業建筑群或工業園區場景內部署的綜合布線系統:依據GB/T 18233.3標準會更全面些、更系統些;依據YD/T 4254.x系列標準會更直接些、更實用些。下表1-2給出了兩個標準的服務目的;下表1-3給出兩個標準所規定的主要內容。
表 1-1:GB/T 18233.3標準和YD/T 4254標準提供的布線結構應用與業務應用
表 1-2:GB/T 18233.3標準與YD/T 4254標準的服務目的
表 1-3:GB/T 18233.3標準與YD/T 4254標準規定的主要內容
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二、國家標準:GB/T 18233.3
1、標準的基本情況
在2018年,我國首次發布并實施了GB/T 18233.3《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第3部分 工業建筑群》,專門對在工業建筑群場景部署綜合布線系統提出了通用布纜要求。GB/T 18233.3是GB/T 18233.x系列的其中一個部分,GB/T 18233.x系列標準旨在用于指導各類場景建筑物及建筑群的布線部署。GB/T 18233.x的第1部分為通用要求,其它部分為各類建筑場景的要求,包括:辦公場所、工業建筑群、住宅、數據中心和分布式樓宇等等。
注意:GB/T 18233.3-2018標準使用翻譯法等同采用(IDT)了ISO/IEC 11801-3:2017《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第3部分 工業建筑群》;且GB/T 18233.3-2018標準內容中大量的直接或通過引用ISO/IEC 11801-1:2017《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第1部分 通用要求》的內容,宜與ISO/IEC 11801-1:2017配合使用。
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2、標準內容的構成情況
GB/T 18233.3-2018標準規定了工業建筑群內(最大電信服務距離為10km內的建筑群)或其它類型建筑內工業區的通用布纜,或者園區內的單個建筑或多個建筑的通用布纜。該標準的主要內容是由11章和3個附錄所組成,其章、節和附錄的名稱詳見下表2-2;若要詳細了解該標準具體內容的請查閱下附件2。
表 2-2:GB/T 18233.3-2018標準的目錄
附件 2:GB/T 18233.3-2018《信息技術 用戶建筑群通用布纜 第3部分 工業建筑群》
三、通信行業標準:YD/T 4254.x系列
1、標準的基本情況
我們知道,工業互聯網用綜合布線系統植根于工業建筑場景內,正是由于工業和惡劣環境布線系統場景的特殊性,也使其所用布纜元部件(產品)在結構、材料和使用要求上都有不同于一般布纜產品之處。而我國由于尚未制訂工業建筑內綜合布線系統用元部件的技術要求(注意:GB/T 18233.3僅對布纜元部件提出了通用要求),國內工業建筑綜合布線系統很多直接采用商住建筑布纜系統用普通產品,難以滿足工業建筑內綜合布線對產品在適用性、可靠性、抗干擾性和安全性等方面的要求。為此,工信部于2023年編制并發布了YD/T 4254.x-2023《工業互聯網 綜合布線系統》系列通信行業標準,在全球工業互聯網蓬勃發展下,旨在對不同等級環境分類(MICE)因素下工業互聯網的綜合布線系統用對稱電纜、光纜、連接硬件、組件和配線設施等布線元部件提出相應的技術要求,以保障工業互聯網建設質量,推進智能化制造技術發展。
依據工業互聯網的綜合布線系統的產品構成,YD/T 4254.x-2023系列標準由三部分構成:總則(YD/T 4254.1);對稱電纜、連接硬件、組件以及配線設施技術要求(YD/T 4254.2)和光纜和連接器、組件、配線設施技術要求(YD/T 4254.3)。下表3-1-1給出了各部分標準的意圖;下表3-1-2給出了系列標準的一個簡單情況,包括標準的編號與名稱、標準的發布時間與實施時間、標準的概要和適用范圍等。
表 3-1-1:YD/T 4254.x-2023系列標準各部分的作用
表 3-1-2:YD/T 4254.x-2023系列標準的簡況
2、標準內容的構成情況
YD/T 4254.x-2023系列標準的第1部分(總則)對工業互聯網用綜合布線系統提出了總體技術要求,特別是對系統的環境特性(MICE)等級做出了規定。其主要內容是由7章和4個附錄所組成,其章、節和附錄的名稱詳見下表3-2-1;若要詳細了解該標準具體內容的請查閱下附件3-2-1。
表 3-2-1:YD/T 4254.1-2023標準的目錄
附件 3-2-1:YD/T 4254.1-2023《工業互聯網 綜合布線系統 第1部分:總則》
YD/T 4254.x-2023系列標準的第2部分對對稱布纜系統的相關元部件提出了適應于相關環境特性(MICE)的技術要求。其主要內容是由7章和5個規范性附錄所組成,其章、節和附錄的名稱詳見下表3-2-2。
表 3-2-2:YD/T 4254.2-2023標準的目錄
附件 3-2-2:YD/T 4254.2-2023《工業互聯網 綜合布線系統 第2部分:對稱電纜和連接硬件、組件、配線設施技術要求》
YD/T 4254.x-2023系列標準的第3部分對光纖布纜系統的相關元部件提出了適應于相關環境特性(MICE)的技術要求。其主要內容是由8章和1個資料性附錄所組成,其章、節和附錄的名稱詳見下表3-2-3;若要詳細了解該標準具體內容的請查閱下附件3-2-3。
表 3-2-3:YD/T 4254.3-2023標準的目錄
附件 3-2-3:YD/T 4254.3-2023《工業互聯網 綜合布線系統 第3部分:光纜和連接器、組件、配線設施技術要求》
總之,與普通商用建筑綜合布線系統相比較,工業互聯網用綜合布線系統所處工業環境不但復雜多樣,而且往往惡劣、嚴酷,系統運行將經受嚴峻考驗。因此,需要整體規劃工業互聯網用綜合布線系統的要求,并在對眾多工業環境因素進行分類和分級的基礎上,對不同等級環境分類因素下工業互聯網的綜合布線系統用對稱電纜、光纜、連接硬件、組件和配線設施等布纜元部件提出相應的技術要求,以保證系統可靠運行。YD/T 4254.x系列標準的制訂和實施將對工業互聯網用綜合布線系統的建設發揮積極作用,并為相關的布纜系統的元部件的生產和質量監督提供完善的標準依據,對推動行業進步具有積極意義。
另外,對于信息通信綜合布線系統通信行業標準的相關應用場景與要求類型的標準,除上述的工業互聯網場景(即工業建筑群場景)外,還包括:住宅、數據中心等場景。
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