綜合布線管理系統(tǒng)之智能配線架的過去與將來

　　在綜合布線管理系統(tǒng)中，智能配線架的使用已經(jīng)越來越廣泛了。電子配線架，即智能配線架，(編者注：下文簡(jiǎn)稱“電配”)發(fā)展到今天大概有十幾年了。它的架構(gòu)有哪些，連接方式分幾種，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的技術(shù)有什么，各自的優(yōu)缺點(diǎn)如何，選用電配要注意哪些方面，許多讀者往往不是了解得很全面。我參與電配項(xiàng)目有十幾年，有了不少的感悟，所以我覺得有必要寫一篇文章討論一下這些問題，供大家參考。

　　電配的架構(gòu)種類

　　電子配線架(智能配線架)給傳統(tǒng)的布線配線架增加了監(jiān)測(cè)功能。

　　圖一是電配的示意圖。整個(gè)系統(tǒng)一般由配線架、跳線、管理器、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器和客戶端組成。電配的控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配架端口與跳線的連接實(shí)況，將相關(guān)信息傳到服務(wù)器，更新數(shù)據(jù)庫(kù)，管理員通過客戶端可以隨時(shí)掌握布線系統(tǒng)的現(xiàn)狀。同時(shí)管理員下發(fā)的工單也可以沿相反路徑發(fā)到配線架，操作員可以根據(jù)配架的提示來做相關(guān)操作。

　　管理器的部署可以分為集中式和分布式。

　　集中式管理架構(gòu)

　　早期的電配(智能配線架)主要采用集中式管理架構(gòu)(如圖二所示)，每個(gè)相鄰的配線架都接到一個(gè)管理掃描器，然后所有的管理掃描器都上聯(lián)并匯總至中央管理器統(tǒng)一控制。

　　集中式控制存在單點(diǎn)故障，如果中央管理器發(fā)生故障，整個(gè)電子配線架系統(tǒng)的檢測(cè)功能就癱瘓了，系統(tǒng)可靠性較低，也不符合A/B級(jí)機(jī)房對(duì)冗余的控制。

　　混合式管理架構(gòu)

　　為了解決上述問題，電配系統(tǒng)的控制發(fā)展到第二階段，即集中+分布式控制。也就是幾個(gè)或幾十個(gè)相鄰的電子配線架聯(lián)結(jié)到一個(gè)控制器，各控制器再分別上聯(lián)到服務(wù)器。整個(gè)系統(tǒng)的可靠性比集中式有了較大提高，但仍然存在控制器這一故障點(diǎn)，一旦控制器發(fā)生故障，一個(gè)或幾個(gè)機(jī)柜配線架的檢測(cè)功能就癱瘓了。

　　分布式管理架構(gòu)

　　為了進(jìn)一步提高可靠性，分布式管理架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。分布式管理的架構(gòu)如圖一所示，每個(gè)配線架都獨(dú)立配置一個(gè)管理器。管理器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所屬電子配線架(智能配線架)的運(yùn)行狀態(tài)和跳線的跳接變化，上傳配架信息或下派工單。管理器通過各自獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)鏈路連接到服務(wù)器。由于不存在單點(diǎn)故障，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性是三個(gè)方案中最高的。

　　電配的連接方式

　　根據(jù)配線架連接工作區(qū)信息點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式，可以分為交叉連接和直連兩種類型。

　　直連連接方式

　　這種方式中在鏈路中只部署一個(gè)配線架，通常也叫做“單配”方式。如圖三所示，配架模塊正面的RJ45端口通過跳線連接交換機(jī)，背部通過水平線路(即雙絞線)連接工作區(qū)模塊。

　　這種連接方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約成本。需要注意的是，能否實(shí)現(xiàn)鏈路端到端檢測(cè)是關(guān)鍵點(diǎn)。市場(chǎng)上很多采用該方式的電子配線架系統(tǒng)實(shí)際上是不能檢測(cè)到交換機(jī)端的連接狀態(tài)的，交換機(jī)這一側(cè)的跳線是否接入或是否接入錯(cuò)誤端口，系統(tǒng)不能判別。實(shí)際上，這個(gè)系統(tǒng)沒有起到全鏈路檢測(cè)的功能。如果只拔掉交換機(jī)端口上的跳線，而配線架端的插頭保持不動(dòng)，這一鏈路斷開了，但系統(tǒng)卻檢測(cè)不到，管理員不能夠及時(shí)知曉這一情況。同樣，如果在交換機(jī)端插錯(cuò)或拔錯(cuò)端口，系統(tǒng)也無法檢測(cè)和提示，這個(gè)電配系統(tǒng)也就沒有起到預(yù)期的預(yù)警作用，對(duì)管理員日常維護(hù)和故障排除的意義也就不大了。所以當(dāng)我們決定要使用直連方式的的時(shí)候，一定要注意這個(gè)系統(tǒng)是否可以檢測(cè)到交換機(jī)端的鏈接情況。實(shí)際上在歐美，用戶幾乎不采用這一方式。

　　交叉連接方式

　　交叉連接方式又稱“雙配”方式，顧名思義就是在鏈路中部署了兩個(gè)配線架。該方式如圖四所示，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口會(huì)有一根跳線連接到A配架模塊的后部，工作區(qū)模塊也通過水平鏈路連接到B配架模塊的后部，這兩段線路是固定不動(dòng)的，兩端端口的連接也是一一對(duì)應(yīng)的，兩段線路通過A、B兩個(gè)配架正面端口來連接，所有的跳接工作只發(fā)生在A、B配線架的正面端口。

　　這種連接方式的建設(shè)成本比直連方式稍高，但和整個(gè)電配的成本來比，增加的比例有限。更重要的是交叉連接方式可以實(shí)現(xiàn)完整的端到端鏈路的檢測(cè)，特別是可以探知交換機(jī)端有無連接、有無跳接錯(cuò)誤，在管理員排除故障時(shí)可以節(jié)約大量時(shí)間;有效地避免了在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上的端口插拔錯(cuò)誤，減少直接在交換機(jī)上的操作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作，大大地提高系統(tǒng)的可靠性。這種方式是TIA-568D標(biāo)準(zhǔn)中推薦的方式，也是歐美絕大多數(shù)項(xiàng)目廣泛采用的方式。

　　電配的端口監(jiān)測(cè)方式

　　實(shí)際上現(xiàn)在市場(chǎng)上選用的電子配線架(智能配線架)的端口檢測(cè)基本上都采用了回路檢測(cè)的技術(shù)，但根據(jù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的不同又可以分為以下幾種：

　　l 接觸片/針式

　　l 微動(dòng)開關(guān)

　　l 10針RJ45式(8+2)

　　除此以外還有一些技術(shù)，如基于RFID的端口探測(cè)技術(shù)、雙絞線線對(duì)感應(yīng)等。但由于價(jià)格昂貴或沒有實(shí)際使用案例，所以在本文中就不做進(jìn)一步展開了。

　　接觸片/針式

　　該技術(shù)如圖五所示，在銅口和光口上都可使用。接口下部或上部有銅感應(yīng)點(diǎn)/帶，跳線護(hù)套上有銅觸針/觸片。跳線插入接口后，跳線觸針/觸片接觸接口的感應(yīng)點(diǎn)，鏈路形成回路，拔出跳線時(shí)鏈路斷路。依靠這個(gè)原理，我們就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)跳線的插拔和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為：

　　– 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)所有的跳線鏈接對(duì)應(yīng)情況，自動(dòng)顯示整個(gè)鏈路的端到端的聯(lián)結(jié)情況;

　　– 允許跳線兩端不按次序連接，仍然可以在軟件中顯示正確的端到端對(duì)應(yīng)關(guān)系，符合施工的實(shí)際情況;

　　– 停電后恢復(fù)供電時(shí)不需要輸入跳線連接數(shù)據(jù)，可自動(dòng)識(shí)別到使用中的鏈路，即使跳線被交換或剪斷也可以記錄和提示正確的狀態(tài)

　　該技術(shù)的缺點(diǎn)為：

　　– 需要使用專門的跳線;

　　– 觸點(diǎn)需要保護(hù)，防止短路。市場(chǎng)上仍有些產(chǎn)品未做保護(hù)。這點(diǎn)是需要大家注意的。

　　由于觸片/觸針方式的可靠性較高，能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和更新連接狀態(tài)，斷電后數(shù)據(jù)能自動(dòng)恢復(fù)。所以目前這種技術(shù)是大多數(shù)廠商采用的方式。

　　微動(dòng)開關(guān)

　　這一技術(shù)也可在光口和銅口上使用。如圖六所示，它在接口上采用了微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)跳線插入時(shí)，開關(guān)被推動(dòng)，觸發(fā)回路閉合;跳線拔出后，微動(dòng)開關(guān)復(fù)位，回路斷開，這樣就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鏈路的通斷。

　　這一技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為：

　　– 自動(dòng)發(fā)現(xiàn)端口是否插入或拔出跳線

　　– 支持標(biāo)準(zhǔn)跳線 (銅纜和光纜)，節(jié)約成本

　　但由于使用了普通跳線，也產(chǎn)生了以下缺點(diǎn)：

　　– 若在斷電時(shí)發(fā)生了跳線交換活動(dòng)，當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，將檢測(cè)不到他們的變化

　　– 跳線被剪斷，系統(tǒng)不能檢測(cè)到;

　　– 如有異物觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，系統(tǒng)也會(huì)誤判斷為跳線插入;

　　需要嚴(yán)格按照同一跳線兩頭的依次插入和拔出，否則系統(tǒng)會(huì)發(fā)生誤判。比如我們?nèi)绻趯?shí)際操作中，將兩根跳線的一頭依次插入，則系統(tǒng)會(huì)將這兩頭誤認(rèn)為是同一根跳線的兩頭。如圖七所示。

　　10針RJ45式(8+2)

　　嚴(yán)格的說該方式和接觸片/針式原理相同，它的接口和跳線接口都是特制的，在標(biāo)準(zhǔn)定義八針的兩側(cè)添加了1針或2針，通過專門的線路和觸點(diǎn)來探測(cè)鏈路的通斷，但觸點(diǎn)的保護(hù)做得較好。如圖八所示。

　　這一技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)也和接觸片/針式類似，但讀者要注意，選用時(shí)，跳線的插頭是否可以和交換機(jī)接口匹配。

　　電子配線架設(shè)計(jì)和維護(hù)中應(yīng)考慮的問題

　　我們?cè)谠O(shè)計(jì)選用電子配線架中，有一些問題值得我們考慮。結(jié)合我這十幾年來的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，接下來向大家分享一下，希望對(duì)讀者有所幫助。

　　建設(shè)成本和投資回報(bào)

　　電子配線架(智能配線架)的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)要復(fù)雜得多，這也意味著，其價(jià)格要貴得多，一般要貴上兩到三倍。幾倍的投資是否值得，是我們需要考慮的問題。

　　電配的主要優(yōu)勢(shì)在于可以實(shí)時(shí)記錄跳線的插拔和連接情況，對(duì)于不需要經(jīng)常發(fā)生變更的或規(guī)模不大的項(xiàng)目，其性價(jià)比就低得多了。

　　生命周期問題

　　電子配線架(智能配線架)中使用了電子線路板和大量的芯片，有的還有LED顯示屏和LED指示燈。我們知道，電子產(chǎn)品的使用壽命一般為3年左右，最多不過五年。芯片壽命到期后，系統(tǒng)也就壞了，這時(shí)用戶就比較尷尬了。我們知道，綜合布線系統(tǒng)的壽命一般為20年左右，電配壞了，配線架和控制系統(tǒng)就需要更換，但配架上連著大量的光纜和銅纜。這就意味著所有線纜需要拆下，重新端接，重新測(cè)試。這不是幾天可以完成的。但布線系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)的神經(jīng)是一刻不能停的。用戶要么選擇停機(jī)幾周到幾個(gè)月，要么被迫在接下來的十幾年把電子配線架當(dāng)普通配線架用，大量的投資被浪費(fèi)。

　　其實(shí)在十幾年甚至幾年前上馬的許多電子配線架項(xiàng)目現(xiàn)在就面臨著這一問題。

　　系統(tǒng)維護(hù)和使用

　　許多客戶存在著選用電配(智能配線架)時(shí)充滿憧憬，開始使用時(shí)信心滿滿，使用不久后覺得麻煩重重，使用一段時(shí)間后棄之不顧的情況。

　　電配投入使用后，需要既懂布線，又懂軟件應(yīng)用，還要對(duì)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)略懂一二的專業(yè)人員。這種人才很少，電配廠家也不可能服務(wù)到這么多的客戶。大量客戶由于這個(gè)原因，最后放棄使用該系統(tǒng)。

　　有些電配存在著斷電后恢復(fù)的問題，一旦斷電，數(shù)據(jù)庫(kù)往往就不準(zhǔn)了，或者跳接跳線必須嚴(yán)格按照既定次序，稍微不注意，鏈路的連接數(shù)據(jù)就會(huì)出錯(cuò)。這對(duì)電配是致命的，意味著必須人工查找所有線纜，手工輸入，所有操作必須沒有錯(cuò)誤，而在實(shí)際工作中這是難以避免的。數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的出錯(cuò)，意味著該系統(tǒng)不再能準(zhǔn)確反映實(shí)際布線鏈路，大量的投資也就白花了。

　　電子配線架(智能配線架)的模塊是否可以單獨(dú)拆卸和重新安裝也是用戶需要關(guān)注的問題。設(shè)想一下，如果有一個(gè)模塊壞了，又不能單獨(dú)拆卸。那么要么換下整個(gè)配線架，要么容忍這個(gè)模塊一直不能使用。如果配線架上的模塊可單獨(dú)拆卸，問題就很容易解決了。

　　軟件更新和二次開發(fā)

　　市場(chǎng)上確實(shí)存在著OEM第三方管理軟件情況，供應(yīng)商的軟件不是自主開發(fā)的，一旦OEM軟件廠商被購(gòu)并或倒閉了，那么管理軟件的升級(jí)和補(bǔ)丁維護(hù)就是一個(gè)大問題。

　　如果軟件不是自己開發(fā)的，用戶如果需要二次開發(fā)或把布線軟件集成到自己的管理大平臺(tái)時(shí)，就會(huì)存在軟件接口和匹配性問題。往往導(dǎo)致電子配線架不能由用戶定制開發(fā)專門功能和集成到自己的運(yùn)維平臺(tái)上。所以廠商是否有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)用戶來說也很重要。

　　電配系統(tǒng)的分階段部署問題

　　有些用戶想使用電子配線架系統(tǒng)，但工程預(yù)算有限，所以準(zhǔn)備分階段實(shí)施。第一階段先部署不帶管理的電子配線架，等有了資金后再購(gòu)買管理器和管理軟件。這種想法是比較理想的，但具體實(shí)施時(shí)，有以下問題可能會(huì)影響到最后的使用，值得注意。

　　一、 在第一階段，所有跳線已經(jīng)跳接完畢。在安裝管理器和軟件后，該系統(tǒng)是否能夠自動(dòng)識(shí)別所有跳線的連接和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果不行的話，那么就需要確保所有文檔記錄準(zhǔn)確的前提下，付出大量的人工錄入工作。而這樣的文檔記錄和錄入很難保證100%的鏈路記錄數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，也就失去了花幾倍的錢去部署電子配架的原意了。

　　二、 由于在先期配線架的后部已經(jīng)打滿了線纜，再要安裝控制器，并連接控制線纜到每一個(gè)配線架。這樣的工作量較大，很容易影響到現(xiàn)有線路的信息傳輸。如果是關(guān)鍵線路或數(shù)據(jù)中心，這樣的操作是否允許，也是使用者和設(shè)計(jì)人員需要考慮的議題。

　　云計(jì)算、虛擬機(jī)和網(wǎng)絡(luò)安全帶來的挑戰(zhàn)

　　電子配線架最主要的功能是幫助使用者有效地管理每一個(gè)端口，每一根跳線，每一個(gè)鏈路的鏈接情況。隨著云計(jì)算和虛擬機(jī)的日益普及，虛機(jī)和實(shí)體機(jī)不能一一對(duì)應(yīng)，這就導(dǎo)致了一個(gè)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)端口可能連接了幾個(gè)虛機(jī)，或一個(gè)虛機(jī)連接了幾個(gè)實(shí)際的物理端口。服務(wù)器，交換機(jī)和配線架的端口無法一一映射，如何管理虛機(jī)和虛擬網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的鏈路連接，給傳統(tǒng)的電配管理軟件帶來了很大挑戰(zhàn)。

　　所以我們?cè)谶x擇電子配線架系統(tǒng)時(shí)也要考慮到管理虛擬機(jī)的問題。

　　近來黑客僅通過魚缸的溫度計(jì)，就滲透到賭場(chǎng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),并且竊取了未披露的數(shù)據(jù)。這個(gè)案例告訴我們網(wǎng)絡(luò)安全也是個(gè)要考慮的問題?，F(xiàn)在很多布線管理軟件的傳輸都是基于SNMP v1和HTTP協(xié)議的，這兩個(gè)協(xié)議都是明碼傳輸?shù)?，沒有安全防護(hù)。為了使用方便，布線軟件又允許遠(yuǎn)程登入和訪問，這樣一來電子配線架系統(tǒng)就變成了整個(gè)IT系統(tǒng)的最大安全漏洞之一。

　　所以我們?cè)谶x擇電配系統(tǒng)時(shí)，必須考慮它的網(wǎng)絡(luò)安全性，一定要選用支持SNMP V3和HTTPS協(xié)議的布線管理軟件，在數(shù)據(jù)采集端、客戶端、服務(wù)器之間傳輸數(shù)據(jù)時(shí)采用加密傳輸和進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查，將布線管理系統(tǒng)也并入企業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防范體系中。

　　布線系統(tǒng)智能化管理的新發(fā)展

　　移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展日新月異，機(jī)房管理出現(xiàn)了標(biāo)簽標(biāo)識(shí)系統(tǒng)與手機(jī)APP融合趨勢(shì)。用戶通過掃描設(shè)備標(biāo)簽上的二維碼就可以在手機(jī)上顯示出該設(shè)備關(guān)聯(lián)的所有信息，并可以更新相關(guān)的管理信息。

　　這一技術(shù)可以管理所有的設(shè)備及線路，使用方便，性價(jià)比高，由于基于無源的標(biāo)簽，使用壽命長(zhǎng)，大有取代電子配線架管理功能的趨勢(shì)。這一技術(shù)也為廣大用戶帶來了新的選擇。

　　小結(jié)

　　綜合布線管理系統(tǒng)作為信息系統(tǒng)的神經(jīng)，將所有的IT設(shè)備連接到了一起，有著非常重要的作用。同時(shí)它的大部分子系統(tǒng)隱藏在橋架里、墻壁內(nèi)，地板下或天花板上，屬于隱蔽工程，重新替代的難度很大。這就要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)一定要做到走一步、看兩步、想三步。是否要用電子配線架(智能配線架)，需要哪些功能，避免哪些問題，確實(shí)需要我們多多考慮。