电子配线架智能布线管理系统
一、电子配线架智能布线管理系统的发展历程
  随着信息化程度的不断提升,智能布线管理技术不断发展,电子配线架技术出现并得到逐渐应用。在一座座智能化大楼的不断出现,电子配线架智能布线管理系统将被广泛的推广和应用。传统布线系统的管理只能依靠手工对管理记录进行更新,设备和连接的改动往往很难在第一时间反应在管理文档中,造成很多误差的产生。随着布线建设的规模化,对于布线规范化管理的要求越来越高,传统的布线管理已经不能满足现代布线建设的要求。同时,随着网络安全问题的日益严峻,将其列入布线管理的呼声也越来越高。电子配线架智能布线管理系统就是在这样的背景下诞生的,它的特点是:
  实时性–避免管理的时间延迟
  逻辑性–避免管理的低效率
  集中性–避免人力资源的过多投入
  安全性–侦测非法设备的侵入
  电子配线架智能布线系统一种将传统布线系统与智能管理联系在一起的系统。通过电子配线架智能布线系统,将网络连接的架构及其变化自动传给系统管理软件,管理系统将收到的实时信息进行处理,用户通过查询管理系统,便可随时了解布线系统的最新结构。通过将管理元素全部电子化管理,可以做到直观、实时和高效的无纸化管理。
  第一代智能布线系统出现在1995年,当时采用一种布线箱取代了传统的配线架的方案,跳线则完全采用电子化,跳线操作时只需通过软件,没有实际跳线的插拔。这种电子配线架智能布线系统拥有十分先进的跳线管理功能,但由于造价昂贵,而且断电时无法工作,因此很少有人采用。
  第二代智能布线系统出现在2000年前后,采用智能型配线架和智能型跳线。采用智能型配线架和智能型跳线都是在传统配线架和传统跳线的基础上改型而成,管理设备用于从智能型配线架和智能型跳线里采集相应的管理信息,软件则可以直观的反应管理的内容和给管理人员提供一个管理平台,实际的操作仍须管理员现场操作。
  第三代智能布线系统就是在第二代的基础上实现了和网络设备的通讯,也就是采用电子配线架和电子配线架管理软件,从而达到更完善的管理功能。

  
  电子配线架智能布线系统的系统构成进过多年的发展和完善,电子配线架智能布线系统已经能够实现如下功能:
  实时监测端到端网络连接
  控制工作任务(比如跳线等)的执行
  图形化显示物理层的连接架构
  自动识别网络和拓扑结构
  侦测非法设备的侵入
  支持PBX系统
  支持IP电话系统
  搜索功能
  报告功能
  资产管理
  和其它智能系统的结合
  所以从安全角度考虑,多采用屏蔽和光纤布线系统。而交通建筑的特点是建筑面积较大,如果涉及到异地建筑间的联通时,体现了管路沿线线缆递减的形式,是一种延伸型的星形网络。主干部分线缆路由很长,宜采用光纤布线系统。
  对于涉及到机电设备电磁干扰的问题时,缆线也应考虑其屏蔽性。医院最重要的是考虑线缆对传输带宽的需求和医疗设备的电磁干扰问题,由于医院所占用的面积较大,建筑物较多,功能要求复杂,要把它考虑成一个多功能的建筑群体,按照建筑物之间缆线布放要求设计,为了满足诸多条件的需求,采用屏蔽线+光纤布线系统更为合适。
  二是中级用户,主要处理综合的数据、声音或多媒体信息,具有一定规模,但对信息传输速度的要求不高,以中档写字楼、工厂、学校和智能小区为代表。这类建筑一般在布线时以光纤为主干,水平布线采用超五类铜缆(或者六类),语音线路多采用三类大对数铜缆。例如学校建筑内的综合布线是一个建筑群的整体布线,更多的要考虑到网络主干光纤的建设。另外学校的功能比较多,有教学楼、实验基地、公用的报告厅、图书馆、科学馆以及学生宿舍等,但是对网络的整体需求相对不是太高,所以大部分的水平系统都会选择超五类线缆。当然,也不排除一些个别的场所也会考虑到其需求,水平采用六类线缆,如科学馆等。
  三是普通用户,主要是以能实现信息传输为基本需求,如普通住宅。住宅建筑的综合布线有两个特点:
  •采用家居综合布线箱完成配线功能,但并没有对信息进行处理(如交换、存储、处理、传输);
  •把配线管理与和对信息的处理都做在一起,实际上应该叫做“家庭信息配线设备”,既有配线功能,又有对电话、网络的信息交换与传递,对家庭的三表抄送、紧急呼救等家庭智能化控制信息的转换与传递等。一般采用纯铜缆布线,讲究物美价廉。
  在综合布线产品线中,有一种一线入户的解决方案,该方案主要采用品字形模块,采用一线入户方式的特别设计,可在一根超5类UTP线缆上同时传输一路数据和两门电话,为投资者节约大量的资金,具有优异的性价比。
  每种有源电子和电气设备都可能产生电磁干扰来破坏网络通信。随着电子设备使用的增加,这个问题也变得越来越突出。在选择线缆和线缆布线的考虑中,如何防止电磁干扰以保护通信也是一个非常关键的问题。
  在所选择的连接器和配线架在内的所有网络部件,必须都具有抗EMI干扰的措施。使用屏蔽线缆时,线缆与连接器正确的端接和线缆外皮的良好接地是非常重要的一点。任何屏蔽的不完整都将降低屏蔽层的保护作用,从而降低抗电磁干扰(EMI)的效率。线缆的走线应遵照厂商推荐的方法进行,应尽量避免潜在的信号源干扰。在此,应该充分考虑快速发展的与线缆走线相关的国际标准所规定的指标。荧光灯、电梯马达、自动门和空调单元等都是潜在的电磁干扰源。设备越陈旧,产生的电磁干扰就越大。对于那些无法避免和克服的电磁干扰源来说,使用封闭的金属管道可以为布线系统提供额外保护措施。在特定的电磁干扰或敏感环境中,使用光纤可能是唯一的选择。
  1.概述
  综合布线系统是网络应用的物理平台,作为承载网络应用、信息技术领域的基础设施,在建筑物的智能化中起到了关键的作用。智能布线为综合布线系统的管理提供了更为便捷、人性化及智能化的解决方案。该系统的核心是物理层的管理,包括整条物理链路连接/断开状态的监控。
  为了达到物理层的实时监控,智能布线系统在硬件及所支持软件的设计和应用上与普通综合布线系统有一定的区别。根据软硬件的工作原理不同,智能布线的设计在智能配线架部分可以分为单配线架及双配线架两种模式。在此我们从两种模式的工作原理入手,对比一下在工程应用领域两种模式的优劣。
  2.双配线架的工作原理及应用分析
  2.1双配线架模式的工作原理
  1.在配线机柜中应用两组智能配线架,并设置分析仪,通过分析仪的I/O传输电缆连接到智能配线架的方式,收集两组智能配线架上的连接信息;
 


  2.其中一组智能配线架作为交换机映射配线架,将交换机的端口延伸到该组配线架上;
  3.另外一组智能配线架作为水平映射配线架,将水平链路连接到该组配线架的后端模块;
  4.应用智能跳线连接两组智能配线架后,可通过分析仪检测到智能配线架的连接信息,并结合SNMP功能检测到整个链路的连接状态,结构见下图所示。
 


  2.2双配线架模式的特点及在工程中的应用
  在双智能配线架系统的管理中,用户对跳线的插拔可以通过分析仪对配线架的物理连接进行实时的监控,并且这个监控过程不需要经过任何网络的连接就可以完成,或者说它是独立于网络以外的。
  这样的智能管理系统不会对网络的传输,包括传输速度和信息的安全性,产生任何影响。并且无论网络状态如何,双配线架的结构都可以对智能跳线部分进行有效的管理。
  双智能配线架配合服务器上的SNMP功能,可以从:交换机—交换机配线架—水平配线架—工作区面板—终端设备,对整条链路进行有效且可靠的智能管理。
  另外将交换机的端口延伸出来并不只是智能布线系统对双配线架的要求,很多应用高密度交换机端口或希望将跳线的管理与有源设备进行物理隔离的环境为了更好的管理跳线,避免在密集的交换机端口进行操作,也将交换机端口延伸到配线架上(见下图),并在交换机配线架和水平配线架之间进行跳接及管理工作。这样可以减少由于端口密度高及操作不当引起的网络故障发生。
 


  所以双配线架的模式不仅可以提供给智能布线系统以可靠的管理方式,还可以提高布线系统在管理维护过程中的移动、增加及变更的能力。
  3.单配线架的工作原理及应用分析
  3.1单配线架模式的工作原理
  1.设置一组智能配线架,当新的跳线插入该配线架时,配线架感应到连接,并向分析仪报告配线架部分连接的更新;
  2.随后插入跳线的另一端到交换机端口,交换机感应到端口的连接(此处的端口连接需要预先在终端连接一台正常工作的网络设备)后向数据库报告连接的形成并储存。
 


  3.2单配线架模式的特点及在工程中的应用
  这种模式与双配线架的原理不同,工作方式也不相同。我们可以看出,单配线架的模式实际上是首先使用SNMP功能发现网络的连接(首端及末端要连接网络设备),再通过植入智能配线架的连接点的方式形成整个链路的连接状态,这样当网络断开时,首先由SNMP功能检测到网络的断开,管理人员就可以通过先前确定的网络链路连接寻找到具体连接的点位并进行处理。
  单配线架对比双配线架的模式在配线架部分会节约一些成本,但了解了其工作原理后我们会发现,单配线架在实际的应用和维护方面存在着很多缺陷:
  1.该模式的模拟链路是在连接跳线时产生的,在连接跳线时就需要按照一定顺序,例如先插入配线架一端确认连接的点,再插入交换机一端确认链路的连接。这样,当操作人员没有按顺序插入一条跳线的两端时,在数据库中就会形成错误的连接状态;
  2.由于链路的发现主要依靠SNMP功能,当交换设备的该功能关闭或无法使用时,单配线架的智能布线就会无法实现;
  3.当链路连接断开时,或者链路两端某一个设备断开(交换机端断开或终端设备断开)时,智能管理系统无法确认是从哪一端或哪一端的跳线断开的,也就无法进行有效的管理;
  4.链路断开后设备重新恢复时,单配链路无法自动识别连接情况,例如在交换机侧断开跳线后插入另外一个插口,如果不重新进行一次跳线的顺序插接,智能管理系统将无法正确检测网络的连接状态,这样应用在具体工程中,单配线架系统无法快速完成智能布线链路的恢复工作,仍需要人工逐一的进行跳线的顺序拔插等工作。
  对于大型布线系统,例如数据中心等布线环境,单配线架的形式由于操作的复杂性,对宕机时间的影响也会增加很多
  所以应用单配线架的智管理系统和双配线架管理系统相比,在实际使用上更加的复杂,需要更多的管理流程。在长期的线缆管理过程中,由于各种断开和连接状态都需要人工确认和重新进行跳线的两端操作,导致了人工成本的提高及管理的复杂程度增加,不利于长期有效的线缆管理。
  4.两种方案的对比
  下面我们可以通过表格的形式进行两种智能配线模式的对比,可以直观的发现两种模式的差别:

  
  综上所述,对于实际工程应用,双配线架模式通过检测物理回路的连接状态并配合SNMP功能,可以达到真正的物理层连接的管理,真正简化了综合布线系统的管理工作,并为综合布线系统将来的移动、增加和变更提供了强有力的支持。
  二、电子配线架智能布线系统的优势
  1、实时监测端到端网络连接
  电子配线架智能布线系统采用ANSI/TIA/EIA568-B《商业建筑通信布线标准》推荐的交叉连接模式,即水平一侧(或垂直一侧)的线缆和网络设备一侧的线缆分别端接在不同的配线架,跳线的管理只在两侧配线架内实施。电子配线架智能布线系统采用智能型配线架和智能型跳线,每个端口都包含电子信息。
  智能型铜缆配线架的端口采用标准RJ-45,最左侧的第0帧位备用,中间8芯(第1帧位至第8帧位)用于通讯,最右侧的第9帧位则用于智能管理,和传统布线系统的RJ-45相比,只有第9帧多了一根铜芯,并没有改变原来RJ-45的结构。智能型铜缆跳线同样采用标准RJ-45,最左侧的第0帧位备用,中间8芯(第1帧位至第8帧位)用于通讯,最右侧的第9帧位则用于智能管理,也并没有改变原来RJ-45的结构。因此智能型铜缆配线架和传统型铜缆配线架可以互相通用,智能型铜缆跳线和传统型铜缆跳线也可以互相通用。
  智能型光缆配线架只在传统型光缆配线架端口上增加独立的一帧位则用于智能管理,光缆跳线也同样增加独立的一帧位则用于智能管理因此智能型光缆配线架和传统型光缆配线架也可以互相通用,智能型光缆跳线和传统型光缆跳线也可以互相通用。当智能型跳线插入或拔出智能型配线架的端口时候,端口的电子信息及其连接或断开的信息就可以即使地通过管理设备传达到管理软件,可以通过声光邮件等形式对紧急事件进行报警,管理人员就也及时知道网络连接的变化,对其进行报警处理。
 


  同时,连接变化后,新的网络结构便会被管理软件所自动记录,不会有遗漏或延迟等情况。
  2、控制工作任务(比如跳线等)的执行
  智能型配线架相比较传统型配线架的另一个不同点就是,智能型配线架每个端口上都有LED指示灯。LED指示灯为执行现场操作提供重要的依据,和传统布线系统相比,大大提高了现场操作的准确性和高效性。管理人员可以通过软件将需要执行的任务(比如跳线等)下达到每个管理设备,继而下达到配线架。操作人员到达现场后,只需要根据LED指示灯的示意操作,就可以保证其准确率,节省大量的时间,进行高效的管理。如果操作人员的操作有误,系统会通过LED指示灯提示操作人员,管理人员也可以即时通过软件的报警功能得知。当任务被下达给不同的操作人员时,这些人员可以通过PDA等设备,从管理设备下载属于自己的任务,相互实施,互不干扰。
 


  3、图形化显示物理层的连接架构
  电子配线架智能布线系统的管理软件可以图形化显示物理层的连接架构,从所在的国家、城市、建筑物、楼层、房间、机架、配线架、线缆、插座和网络设备等,十分直观。远在不同国家不同城市不同建筑物的设备,也可以在同一个管理软件里进行管理。网络连接发生变化后,管理软件内的图形化架构会实时更新,非常高效,避免了人力资源的重复投入。管理人员面对图形化管理界面,就如同是面对微缩的布线系统,并可以通过软件了解到任意管理元素的详细内容。
  上述这些都是传统布线管理无法做到的。
 


  4、自动识别网络和拓扑结构
  与传统布线系统不同,电子配线架智能布线系统将有源网络设备也纳入管理的范畴,电子配线架智能布线系统能发现网络、子网中所有的有源设备,并识别下列设备参数:
  主机名、IP地址、MAC地址、系统服务类型(如果工作站是SNMP代理)
  设备和设备的参数将被自动添加到数据库中,并置于正确的位置,未来就可以识别设备连接关系的所有变化情况。全面将网络设备纳入管理,使得管理更加完善,是智能布线管理区别于传统布线管理的巨大优势。
  5、侦测非法设备的侵入
  与传统布线系统不同,电子配线架智能布线系统可以轻松将某些链路定义为“保密”链路,管理软件通过和有源网络设备协同工作,规定只有带某个或者某几个MAC地址的设备可以连接到该条链路。如果有非法设备的接入,管理软件将通过各种方式进行告警。这是传统布线系统无法想象的,大大提高了网络管理的安全性。
 


  6、支持PBX系统
  电子配线架智能布线系统的管理软件从PBX端口获取信息,并映射PBX交换机端口和电话末端设备之间的完全连接关系,比如包括电话的物理位置。集成了PBX端口信息后,电话线路管理将变得更便捷。
  7、支持IP电话系统
  电子配线架智能布线系统的管理软件支持企业网络集成IP电话系统。应用程序结合IP电话呼叫管理工具,提供最新的连接信息以及网络内IP电话的分机。
  8、搜索功能
  管理传统布线系统的时候,搜索任何东西往往要翻阅成堆的文档,费时费力,如果文档的记载没有及时更新,查找到的最终结果还可能出错。电子配线架智能布线系统在这方面拥有得天独厚的优势,只要在搜索引擎内输入设备名称、甚至是IP地址等信息,就会立刻得知搜索结果。由于电子配线架智能布线系统的信息是实时更新的,所以搜索的准确率大大提高。而且,搜索结果还可以准确的用图形化显示设备所在的位置。还有,由于所有的现场操作也是被记录在案的,所以,还可以对这些进行精确的搜索查询。
  9、资产管理
  电子配线架智能布线系统可以进行资产管理,这也是传统布线系统所难以做到的。管理软件对连接在系统内所有的设备经行管理(包括配线设备、交换机、服务器、PC、电话、打印机等),统计设备的使用率和闲置率(如配线端口、网络端口、机柜空间和功率等),通过油表盘、饼状图和树状图等多种方式进行图形显示。通过分析识别使用过度和使用不足的资源,有效利用资源,节省不必要的投资,提高运行质量。

  
  10、报告功能
  传统布线系统的报告工作需要借助大量的文档工作,而且准确性比较不高。电子配线架智能布线系统则大大提高了效率,搜索查询的结果和资产管理的数据可以由软件根据不同的要求输出成各种各样的报告,可打印、输出和以邮件形式发送给管理人员。
 


  11、和其它智能系统的结合
  电子配线架智能布线系统可以通过自身的通讯接口,和其它智能系统协同工作。比如当有紧急情况发生,可以联动安防系统,看到事件所在区域的实时画面。管理工作的高效性、实时性和安全性得到进一步提升。
  12、布线管理与IT管理的结合
  IT管理可以解决关于IT预算水平合理性、IT服务有效性以及IT基础架构复杂性的主要业务问题。解决大多数IT企业预期的“多快好省”的更高要求。电子配线架智能布线系统与IT管理相结合,完全体现了其功能和价值:
  运行和维护:采用电子配线架智能布线管理系统,系统具有独立运行功能,给大楼的运维带来了极大的方便,节省了大量的人力和物力。
  设备的管理:包括对布线设备、网络设备、服务器等进行监控和管理。电子配线架智能布线系统在这方面有得天独厚的优势,几乎所有的上述设备都可以置于其监控管理之下,而且是实时监控,并针对必要情况实时报警。
  性能和响应管理:采集IT和业务系统的性能数据,定位系统性能瓶颈,诊断系统性能下降或不稳定原因,分析系统运行历史数据,推断系统运行趋势。
  资源资产管理:电子配线架智能布线系统可以管理企业中各IT系统的资源资产情况,获取KPI数据,并能够与企业的财务部门进行数据交互。
  日常工作管理:电子配线架智能布线系统记录和分析布线管理的日常工作,为管理人员提供准确的数据。
  服务和支持:电子配线架智能布线系统可以为IT部门的运维人员提供帮助,当系统发现故障时通知相关人员、分派任务、监督任务的实施。该部分的实现会极大提高IT部门的服务意识和服务水平、规范服务与技术支持的流程。
  优化和变更:电子配线架智能布线系统可以帮助IT部门对系统进行优化和变更。

  

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