綜合布線管理系統之智能配線架的過去與將來

在綜合布線管理系統中，智能配線架的使用已經越來越廣泛了。電子配線架，即智能配線架，(編者注：下文簡稱“電配”)發展到今天大概有十幾年了。它的架構有哪些，連接方式分幾種，實現檢測的技術有什么，各自的優缺點如何，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。

電配的架構種類

終端客戶機局域網廣域網數據庫服務器圖 一終端客戶機局域網廣域網數據庫服務器圖 一電子配線架(智能配線架)給傳統的布線配線架增加了監測功能。

圖一是電配的示意圖。整個系統一般由配線架、跳線、管理器、數據庫、服務器和客戶端組成。電配的控制器實時監測配架端口與跳線的連接實況，將相關信息傳到服務器，更新數據庫，管理員通過客戶端可以隨時掌握布線系統的現狀。同時管理員下發的工單也可以沿相反路徑發到配線架，操作員可以根據配架的提示來做相關操作。

管理器的部署可以分為集中式和分布式。

集中式管理架構

早期的電配(智能配線架)主要采用集中式管理架構(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并匯總至中央管理器統一控制。

集中式控制存在單點故障，如果中央管理器發生故障，整個電子配線架系統的檢測功能就癱瘓了，系統可靠性較低，也不符合A/B級機房對冗余的控制。

混合式管理架構

為了解決上述問題，電配系統的控制發展到第二階段，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結到一個控制器，各控制器再分別上聯到服務器。整個系統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

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

電配的連接方式

根據配線架連接工作區信息點和網絡設備的方式，可以分為交叉連接和直連兩種類型。

直連連接方式

交換機IP電話電腦打印機交換機IP電話電腦打印機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)連接工作區模塊。

這種連接方式的優點是節約成本。需要注意的是，能否實現鏈路端到端檢測是關鍵點。市場上很多采用該方式的電子配線架系統實際上是不能檢測到交換機端的連接狀態的，交換機這一側的跳線是否接入或是否接入錯誤端口，系統不能判別。實際上，這個系統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，系統也無法檢測和提示，這個電配系統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，網絡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生在A、B配線架的正面端口。

這種連接方式的建設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約大量時間;有效地避免了在網絡交換機上的端口插拔錯誤，減少直接在交換機上的操作網絡系統操作，大大地提高系統的可靠性。這種方式是TIA-568D標準中推薦的方式，也是歐美絕大多數項目廣泛采用的方式。

電配的端口監測方式

實際上現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，但根據實現細節的不同又可以分為以下幾種：

接觸片/針式

微動開關

10針RJ45式(8+2)

除此以外還有一些技術，如基于RFID的端口探測技術、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

right接觸感應點銅口光口接觸片/針式圖五接觸感應點銅口光口接觸片/針式圖五該技術如圖五所示，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，我們就可以實時監測跳線的插拔和端口的對應關系。

這一技術的優點為：

自動發現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結情況;

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據，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

該技術的缺點為：

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，能自動發現和更新連接狀態，斷電后數據能自動恢復。所以目前這種技術是大多數廠商采用的方式。

微動開關

微動開關銅口光口圖六微動開關銅口光口圖六這一技術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，當跳線插入時，開關被推動，觸發回路閉合;跳線拔出后，微動開關復位，回路斷開，這樣就可以實時監測鏈路的通斷。

這一技術的優點為：

自動發現端口是否插入或拔出跳線

支持標準跳線 (銅纜和光纜)，節約成本

但由于使用了普通跳線，也產生了以下缺點：

若在斷電時發生了跳線交換活動，當電源恢復時，將檢測不到他們的變化

跳線被剪斷，系統不能檢測到;

如有異物觸動微動開關，系統也會誤判斷為跳線插入;

實際連接情況系統顯示的錯誤連接情況圖七實際連接情況系統顯示的錯誤連接情況圖七需要嚴格按照同一跳線兩頭的依次插入和拔出，否則系統會發生誤判。比如我們如果在實際操作中，將兩根跳線的一頭依次插入，則系統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。

這一技術的優缺點也和接觸片/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。

電子配線架設計和維護中應考慮的問題

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

建設成本和投資回報

電子配線架(智能配線架)的結構比傳統的布線系統要復雜得多，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，對于不需要經常發生變更的或規模不大的項目，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，系統也就壞了，這時用戶就比較尷尬了。我們知道，綜合布線系統的壽命一般為20年左右，電配壞了，配線架和控制系統就需要更換，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。但布線系統作為信息系統的神經是一刻不能停的。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在就面臨著這一問題。

系統維護和使用

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，還要對操作系統和數據庫略懂一二的專業人員。這種人才很少，電配廠家也不可能服務到這么多的客戶。大量客戶由于這個原因，最后放棄使用該系統。

有些電配存在著斷電后恢復的問題，一旦斷電，數據庫往往就不準了，或者跳接跳線必須嚴格按照既定次序，稍微不注意，鏈路的連接數據就會出錯。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。數據庫記錄的出錯，意味著該系統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注的問題。設想一下，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

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的，用戶如果需要二次開發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權對用戶來說也很重要。

電配系統的分階段部署問題

有些用戶想使用電子配線架系統，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。

在第一階段，所有跳線已經跳接完畢。在安裝管理器和軟件后，該系統是否能夠自動識別所有跳線的連接和端口的對應關系。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%的鏈路記錄數據是準確的，也就失去了花幾倍的錢去部署電子配架的原意了。

由于在先期配線架的后部已經打滿了線纜，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，很容易影響到現有線路的信息傳輸。如果是關鍵線路或數據中心，這樣的操作是否允許，也是使用者和設計人員需要考慮的議題。

云計算、虛擬機和網絡安全帶來的挑戰

虛機與實體機對應及軟件中相關設備和鏈路管理圖八虛機與實體機對應及軟件中相關設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絡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絡設備的鏈路連接，給傳統的電配管理軟件帶來了很大挑戰。

所以我們在選擇電子配線架系統時也要考慮到管理虛擬機的問題。

right 近來黑客僅通過魚缸的溫度計，就滲透到賭場內部網絡,并且竊取了未披露的數據。這個案例告訴我們網絡安全也是個要考慮的問題。現在很多布線管理軟件的傳輸都是基于SNMP v1和HTTP協議的，這兩個協議都是明碼傳輸的，沒有安全防護。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就變成了整個IT系統的最大安全漏洞之一。

所以我們在選擇電配系統時，必須考慮它的網絡安全性，一定要選用支持SNMP V3和HTTPS協議的布線管理軟件，在數據采集端、客戶端、服務器之間傳輸數據時采用加密傳輸和進行數據完整性檢查，將布線管理系統也并入企業網絡安全防范體系中。

布線系統智能化管理的新發展

網絡設備用二維碼吊牌橋架用二維碼圖跳線用扎帶二維碼標簽圖十網絡設備用二維碼吊牌橋架用二維碼圖跳線用扎帶二維碼標簽圖十移動技術的發展日新月異，機房管理出現了標簽標識系統與手機APP融合趨勢。用戶通過掃描設備標簽上的二維碼就可以在手機上顯示出該設備關聯的所有信息，并可以更新相關的管理信息。

這一技術可以管理所有的設備及線路，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。這一技術也為廣大用戶帶來了新的選擇。

小結

綜合布線管理系統作為信息系統的神經，將所有的IT設備連接到了一起，有著非常重要的作用。同時它的大部分子系統隱藏在橋架里、墻壁內，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。