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，實現(xiàn)檢測的技術(shù)有什么，各自的優(yōu)缺點如何，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)測功能。

　　圖一是電配的示意圖。整個系統(tǒng)一般由配線架、跳線、管理器、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器和客戶端組成。電配的控制器實時監(jiān)測配架端口與跳線的連接實況，將相關(guān)信息傳到服務(wù)器，更新數(shù)據(jù)庫，管理員通過客戶端可以隨時掌握布線系統(tǒng)的現(xiàn)狀。同時管理員下發(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)，每個相鄰的配線架都接到一個管理掃描器，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故障，如果中央管理器發(fā)生故障，整個電子配線架系統(tǒng)的檢測功能就癱瘓了，系統(tǒng)可靠性較低，也不符合A/B級機房對冗余的控制。

　　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。也就是幾個或幾十個相鄰的電子配線架聯(lián)結(jié)到一個控制器，各控制器再分別上聯(lián)到服務(wù)器。整個系統(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，一旦控制器發(fā)生故障，一個或幾個機柜配線架的檢測功能就癱瘓了。

　　分布式管理架構(gòu)

　　為了進一步提高可靠性，分布式管理架構(gòu)應運而生。分布式管理的架構(gòu)如圖一所示，每個配線架都獨立配置一個管理器。管理器實時監(jiān)測所屬電子配線架(智能配線架)的運行狀態(tài)和跳線的跳接變化，上傳配架信息或下派工單。管理器通過各自獨立的網(wǎng)絡(luò)鏈路連接到服務(wù)器。由于不存在單點故障，整個系統(tǒng)的可靠性是三個方案中最高的。

　　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，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)點是節(jié)約成本。需要注意的是，能否實現(xiàn)鏈路端到端檢測是關(guān)鍵點。市場上很多采用該方式的電子配線架系統(tǒng)實際上是不能檢測到交換機端的連接狀態(tài)的，交換機這一側(cè)的跳線是否接入或是否接入錯誤端口，系統(tǒng)不能判別。實際上，這個系統(tǒng)沒有起到全鏈路檢測的功能。如果只拔掉交換機端口上的跳線，而配線架端的插頭保持不動，這一鏈路斷開了，但系統(tǒng)卻檢測不到，管理員不能夠及時知曉這一情況。同樣，如果在交換機端插錯或拔錯端口，系統(tǒng)也無法檢測和提示，這個電配系統(tǒng)也就沒有起到預期的預警作用，對管理員日常維護和故障排除的意義也就不大了。所以當我們決定要使用直連方式的的時候，一定要注意這個系統(tǒng)是否可以檢測到交換機端的鏈接情況。實際上在歐美，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配線架。該方式如圖四所示，網(wǎng)絡(luò)交換機的端口會有一根跳線連接到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的，兩端端口的連接也是一一對應的，兩段線路通過A、B兩個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現(xiàn)完整的端到端鏈路的檢測，特別是可以探知交換機端有無連接、有無跳接錯誤，在管理員排除故障時可以節(jié)約大量時間;有效地避免了在網(wǎng)絡(luò)交換機上的端口插拔錯誤，減少直接在交換機上的操作網(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標準中推薦的方式，也是歐美絕大多數(shù)項目廣泛采用的方式。

　　電配的端口監(jiān)測方式

　　實際上現(xiàn)在市場上選用的電子配線架(智能配線架)的端口檢測基本上都采用了回路檢測的技術(shù)，但根據(jù)實現(xiàn)細節(jié)的不同又可以分為以下幾種：

　　l 接觸片/針式

　　l 微動開關(guān)

　　l 10針RJ45式(8+2)

　　除此以外還有一些技術(shù)，如基于RFID的端口探測技術(shù)、雙絞線線對感應等。但由于價格昂貴或沒有實際使用案例，所以在本文中就不做進一步展開了。

　　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點/帶，跳線護套上有銅觸針/觸片。跳線插入接口后，跳線觸針/觸片接觸接口的感應點，鏈路形成回路，拔出跳線時鏈路斷路。依靠這個原理，我們就可以實時監(jiān)測跳線的插拔和端口的對應關(guān)系。

　　這一技術(shù)的優(yōu)點為：

　　– 自動發(fā)現(xiàn)所有的跳線鏈接對應情況，自動顯示整個鏈路的端到端的聯(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應關(guān)系，符合施工的實際情況;

　　– 停電后恢復供電時不需要輸入跳線連接數(shù)據(jù)，可自動識別到使用中的鏈路，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)的缺點為：

　　– 需要使用專門的跳線;

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

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

　　微動開關(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開關(guān)，當跳線插入時，開關(guān)被推動，觸發(fā)回路閉合;跳線拔出后，微動開關(guān)復位，回路斷開，這樣就可以實時監(jiān)測鏈路的通斷。

　　這一技術(shù)的優(yōu)點為：

　　– 自動發(fā)現(xiàn)端口是否插入或拔出跳線

　　– 支持標準跳線 (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：

　　– 若在斷電時發(fā)生了跳線交換活動，當電源恢復時，將檢測不到他們的變化

　　– 跳線被剪斷，系統(tǒng)不能檢測到;

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

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

　　10針RJ45式(8+2)

　　嚴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，在標準定義八針的兩側(cè)添加了1針或2針，通過專門的線路和觸點來探測鏈路的通斷，但觸點的保護做得較好。如圖八所示。

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

　　電子配線架設(shè)計和維護中應考慮的問題

　　我們在設(shè)計選用電子配線架中，有一些問題值得我們考慮。結(jié)合我這十幾年來的經(jīng)驗和教訓，接下來向大家分享一下，希望對讀者有所幫助。

　　建設(shè)成本和投資回報

　　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)要復雜得多，這也意味著，其價格要貴得多，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)勢在于可以實時記錄跳線的插拔和連接情況，對于不需要經(jīng)常發(fā)生變更的或規(guī)模不大的項目，其性價比就低得多了。

　　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。用戶要么選擇停機幾周到幾個月，要么被迫在接下來的十幾年把電子配線架當普通配線架用，大量的投資被浪費。

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

　　系統(tǒng)維護和使用

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

　　電配投入使用后，需要既懂布線，又懂軟件應用，還要對操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫略懂一二的專業(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。大量客戶由于這個原因，最后放棄使用該系統(tǒng)。

　　有些電配存在著斷電后恢復的問題，一旦斷電，數(shù)據(jù)庫往往就不準了，或者跳接跳線必須嚴格按照既定次序，稍微不注意，鏈路的連接數(shù)據(jù)就會出錯。這對電配是致命的，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誤，而在實際工作中這是難以避免的。數(shù)據(jù)庫記錄的出錯，意味著該系統(tǒng)不再能準確反映實際布線鏈路，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，如果有一個模塊壞了，又不能單獨拆卸。那么要么換下整個配線架，要么容忍這個模塊一直不能使用。如果配線架上的模塊可單獨拆卸，問題就很容易解決了。

　　軟件更新和二次開發(fā)

　　市場上確實存在著OEM第三方管理軟件情況，供應商的軟件不是自主開發(fā)的，一旦OEM軟件廠商被購并或倒閉了，那么管理軟件的升級和補丁維護就是一個大問題。

　　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時，就會存在軟件接口和匹配性問題。往往導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維平臺上。所以廠商是否有自主知識產(chǎn)權(quán)對用戶來說也很重要。

　　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)，但工程預算有限，所以準備分階段實施。第一階段先部署不帶管理的電子配線架，等有了資金后再購買管理器和管理軟件。這種想法是比較理想的，但具體實施時，有以下問題可能會影響到最后的使用，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)是否能夠自動識別所有跳線的連接和端口的對應關(guān)系。如果不行的話，那么就需要確保所有文檔記錄準確的前提下，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)計人員需要考慮的議題。

　　云計算、虛擬機和網(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端口，每一根跳線，每一個鏈路的鏈接情況。隨著云計算和虛擬機的日益普及，虛機和實體機不能一一對應，這就導致了一個實際的網(wǎng)絡(luò)端口可能連接了幾個虛機，或一個虛機連接了幾個實際的物理端口。服務(wù)器，交換機和配線架的端口無法一一映射，如何管理虛機和虛擬網(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)。

　　所以我們在選擇電子配線架系統(tǒng)時也要考慮到管理虛擬機的問題。

　　近來黑客僅通過魚缸的溫度計，就滲透到賭場內(nèi)部網(wǎng)絡(luò),并且竊取了未披露的數(shù)據(jù)。這個案例告訴我們網(wǎng)絡(luò)安全也是個要考慮的問題?，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，這兩個協(xié)議都是明碼傳輸?shù)模瑳]有安全防護。為了使用方便，布線軟件又允許遠程登入和訪問，這樣一來電子配線架系統(tǒng)就變成了整個IT系統(tǒng)的最大安全漏洞之一。

　　所以我們在選擇電配系統(tǒng)時，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)時采用加密傳輸和進行數(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

　　移動技術(shù)的發(fā)展日新月異，機房管理出現(xiàn)了標簽標識系統(tǒng)與手機APP融合趨勢。用戶通過掃描設(shè)備標簽上的二維碼就可以在手機上顯示出該設(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，性價比高，由于基于無源的標簽，使用壽命長，大有取代電子配線架管理功能的趨勢。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。這就要求我們在設(shè)計時一定要做到走一步、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，確實需要我們多多考慮。