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

終端客戶機(jī)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器圖 一終端客戶機(jī)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器圖 一電子配線架(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

交換機(jī)IP電話電腦打印機(jī)交換機(jī)IP電話電腦打印機(jī)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：

接觸片/針式

微動(dòng)開關(guān)

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

right接觸感應(yīng)點(diǎn)銅口光口接觸片/針式圖五接觸感應(yīng)點(diǎn)銅口光口接觸片/針式圖五該技術(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)

微動(dòng)開關(guān)銅口光口圖六微動(dòng)開關(guān)銅口光口圖六這一技術(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;

實(shí)際連接情況系統(tǒng)顯示的錯(cuò)誤連接情況圖七實(shí)際連接情況系統(tǒng)顯示的錯(cuò)誤連接情況圖七需要嚴(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。

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。

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)

虛機(jī)與實(shí)體機(jī)對(duì)應(yīng)及軟件中相關(guān)設(shè)備和鏈路管理圖八虛機(jī)與實(shí)體機(jī)對(duì)應(yīng)及軟件中相關(guān)設(shè)備和鏈路管理圖八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。

right 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。現(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)模瑳]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

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用二維碼吊牌橋架用二維碼圖跳線用扎帶二維碼標(biāo)簽圖十網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用二維碼吊牌橋架用二維碼圖跳線用扎帶二維碼標(biāo)簽圖十移動(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。