[導讀]
隨著網(wǎng)絡技術的成熟和大規(guī)模地應用,結構化布線技術得到了很大的發(fā)展。由于智能建筑使用功能分割的不確定性,結構化布線系統(tǒng)的點位數(shù)量通??蛇_到交換機端口容量的2倍甚至更多,這就對結構化布線系統(tǒng)的管理提出了新的要求。傳統(tǒng)的藍圖、點表、系統(tǒng)圖、跳線表的方式顯然已經(jīng)不能滿足實際管理工作的需求。針對這一現(xiàn)狀,各個廠家提出了各自的解決方案。本文力圖通過系統(tǒng)原理級的分析,從硬件和軟件兩個方面,理清布線管理系統(tǒng)發(fā)展的脈絡和實現(xiàn)方法。
結構化布線系統(tǒng)的管理包含兩個層面,邏輯層面和物理層面,如圖1所示。對于一個規(guī)范的結構化布線管理系統(tǒng)而言,邏輯層面的信息可以理解為對一個結構化布線系統(tǒng)的描述,它在系統(tǒng)施工前就已經(jīng)存在了;物理層面可以理解為系統(tǒng)的現(xiàn)狀。結構化布線系統(tǒng)的管理其實就是記錄、追蹤、管理邏輯層面和物理層面的差異,并以樹狀結構輔以建筑圖紙,顯示系統(tǒng)現(xiàn)狀,以報表、報警、事件記錄、工作流程規(guī)范將這些差異告知用戶,從而達到系統(tǒng)可管理、可追蹤、快速排障、快速查詢等目標。
圖1 兩個管理層面

實時布線管理系統(tǒng)可分為管理中心、現(xiàn)場區(qū)域和通信網(wǎng)絡三部分。當然,根據(jù)需要,還可以通過網(wǎng)絡,遠程登錄管理中心,實施管理工作。
管理中心分為軟件和硬件兩大部分。硬件部分為管理計算機;管理軟件運行在管理計算機上,軟件部分為操作系統(tǒng)和布線管理軟件,軟件架構可以采用C/S或B/S模式。后臺通常采用MS ACCESS、MS SQLServe、SQL Anywhere等關系數(shù)據(jù)庫。
現(xiàn)場區(qū)域分為監(jiān)控軟件、采集設備和接口設備三大部分。監(jiān)控軟件運行在現(xiàn)場信息采集設備中,采集設備一般采用嵌入式操作系統(tǒng)或更加低級的方式;接口設備完成管理系統(tǒng)和結構化布線系統(tǒng)的耦合。
管理軟件和監(jiān)控軟件以硬件為支撐,通過通信網(wǎng)絡交換信息。
根據(jù)布線管理系統(tǒng)和結構化布線系統(tǒng)信道耦合的方式,可以將其分為獨立式管理系統(tǒng)和接入式管理系統(tǒng)兩種模式,如圖2、3所示。

圖2 獨立式管理系統(tǒng)

在獨立式管理系統(tǒng)中,結構化布線系統(tǒng)的信道中沒有任何檢測用電信號;在接入式管理系統(tǒng)中,結構化布線系統(tǒng)的信道中存在檢測用的電信號,當然,此信號功率十分微弱,不會影響系統(tǒng)的使用。
按照行業(yè)習慣,我們將現(xiàn)場區(qū)域的采集設備和監(jiān)控軟件合稱為網(wǎng)絡分析儀,將接口設備稱為傳感器,并將能夠與管理系統(tǒng)協(xié)同工作的配線架稱為電子配線架,稱管理計算機為服務器。
現(xiàn)有結構化布線管理產(chǎn)品,都是由網(wǎng)絡分析儀和電子配線架組成。所謂的網(wǎng)絡分析儀,通常是運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)的微型計算機系統(tǒng),如采用ARM內(nèi)核架構的芯片。嵌入式系統(tǒng)用途十分廣泛,像手機、數(shù)字攝像機、機頂盒、高清電視以及網(wǎng)絡交換機、路由器、數(shù)控設備或儀表等都是典型的嵌入式系統(tǒng)。在布線管理系統(tǒng)中,它的作用是提供更好的Ethernet和LCD支持,用戶可以通過瀏覽器直接管理、配置網(wǎng)絡分析儀。網(wǎng)絡分析儀的主要功能是存儲現(xiàn)場數(shù)據(jù),并將監(jiān)測到的系統(tǒng)結構變化發(fā)送到服務器。
根據(jù)各個廠家解決方案的不同,我們將電子配線分為兩類:智能電子配線架和普通電子配線架。兩者的結構如圖4所示。

圖4 智能電子配線架和普通電子配線架
以上兩種架構的主要區(qū)別在于配線架是否含有單片計算機。顯而易見,不含單片機的系統(tǒng)原理很簡單,這是它的優(yōu)勢,但缺點也很明顯:每個端口都要對應一個檢測器件的信號線,甚至還要對應一個顯示器件的信號線。這就造成了一個尖銳的矛盾,隨著系統(tǒng)點位數(shù)量的增加,管理系統(tǒng)的可管理性大大降低,維護成本大幅度增加,甚至出現(xiàn)布線管理系統(tǒng)故障難于排除的狀況。引入單片機后,所有顯示和信息采集的信號可由單片機預先處理,然后,通過RS-422/485通信總線,發(fā)送給網(wǎng)絡分析儀。采用此種方案后,無論是24口還是48口的電子配線架,只要通過4根線,就可實現(xiàn)串行通信和電源供給,如圖5所示。

圖5 智能電子配線架
兩種配線架的差別,如表1所示,最重要的是可管理性和可維護性。智能電子配線架更接近于布線管理系統(tǒng)設計的初衷。
表1 配線架應用性能比較

布線管理系統(tǒng)需要檢測跳線的狀況,按照檢測方式,可以分為端口式和鏈路式兩種。端口式檢測技術如圖6所示。在每個RJ45端口內(nèi),有一個檢測開關。當跳線的RJ45插頭插入端口后,觸點狀態(tài)發(fā)生變化,檢測電路可以檢測到這個開關量。其優(yōu)點是對跳線沒有要求,采用普通跳線就可以了。

圖6 端口技術原理圖
鏈路檢測技術如圖7所示,跳線采用非標跳線,即在原有跳線上附加一根檢測線,并在RJ45插頭上引出彈性探針。個別廠家直接將跳線做成9芯或10芯,使用非RJ45配線架。這樣的好處是傳感器電路連接更簡單,缺點是必須采用雙配線架結構。第9芯跳線和傳感器構成回路,當跳線插拔時,會產(chǎn)生一個開關量的變化。監(jiān)測電路很容易檢測到這個變化并進行相應的處理。

圖7 鏈路技術
這兩種技術雖然都采用了開關量檢測技術,但實際應用時差異很大,如表2所示。
.表2 端口檢測和鏈路檢測比較表

在電子配線架系統(tǒng)中,對系統(tǒng)成本影響最大的是所謂的雙配線架結構和單配線架結構,有的布線廠家稱其為交叉連接和直接連接。兩者的區(qū)別從表象上看,是配線架的數(shù)量不同,但實質(zhì)上是跳線管理的位置不同,如圖8所示。

圖8 雙配線架結構
產(chǎn)生這一區(qū)別的主要原因是傳感器的安裝方式。在單配線架系統(tǒng)中,傳感器采用貼裝方式,安裝在交換機和配線架上,因此,配線架可在傳統(tǒng)配線架的基礎上,升級為普通電子配線架,如圖9所示。更重要的是,在交換機上,也是貼裝傳感器條,這樣,就省去了一個配線架。

圖9 貼裝傳感器條
在雙配線架系統(tǒng)中,由于顯示設備、檢測方式不同,必須要使用跳線將每個交換機網(wǎng)口引到電子配線架模塊的背面。跳線的管理是在兩個電子配線架之間完成的。
布線管理系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢分為三個方向。一是管理范圍的延伸,二是軟件功能的改進,另外一個方向是硬件集成度的提高。
現(xiàn)有的布線管理系統(tǒng),通常只是針對跳線區(qū)進行管理,但是,對永久鏈路的狀態(tài)只能進行間接的檢測,例如,通過Ping 對方IP地址的方式。采用這種方式時,需要兩個必要條件,一是工作區(qū)的網(wǎng)絡設備如交換機、計算機網(wǎng)卡必須在工作狀態(tài)中,且允許Ping操作,在設備斷電狀態(tài)下,永久鏈路的狀態(tài)是無從知曉的。二是需要在計算機中存在一張二維基本表,記錄IP地址和永久鏈路的對應關系。這無疑增加了管理難度,而這部分管理負擔卻是布線管理系統(tǒng)帶來的,這顯然不符合布線管理系統(tǒng)設計的初衷。因此,采用其它不影響鏈路測試、使用的解決方案是最先進的方法。目前,已經(jīng)有布線廠家做到了這一點,并已進入了商用階段。
作為應用軟件,現(xiàn)有布線管理軟件的功能已經(jīng)很全面了,但結構化布線系統(tǒng)為網(wǎng)絡服務的根基,對IT管理的支持卻僅僅停留在計費、設備列表的水平上,這顯然是很大的設計缺陷。隨著網(wǎng)絡技術的成熟和大規(guī)模地應用,IT管理所肩負的責任和使命越來越重大。我們看到,IT管理的指導標準已然經(jīng)歷了三代的變革,并演進到了一個全新的階段,作為網(wǎng)絡命脈的銅纜布線系統(tǒng),也從10M發(fā)展到了100M,1G,10G。 結構化布線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡服務的最底層設備,提供了物理連接,這就造成了絕大多數(shù)的網(wǎng)絡問題,都出在了結構化布線系統(tǒng)上,正可謂水能載舟,亦能覆舟。為了改變這個現(xiàn)狀,布線管理軟件提出了智能基礎設施管理系統(tǒng)的概念。
智能基礎設施管理系統(tǒng)的理念是“處理明天的問題”。根據(jù)相關資料統(tǒng)計,在重要信息傳輸中,80%的網(wǎng)絡中斷,是在改變中,人為或處理不當直接造成的;70% 的網(wǎng)絡中斷是與布線問題相關的;40% 的員工在一年中會有工作位置的變化;IT 經(jīng)理39%的時間用在了錯誤管理上, 其中80%的時間是診斷, 只有20%的時間用在錯誤修復上;數(shù)據(jù)中心由于糟糕的文件管理丟失2~3%的容量;沒有使用的網(wǎng)絡設備,比例高達40%。智能基礎設施管理系統(tǒng)是一套在線信息管理系統(tǒng),適用于數(shù)據(jù)、語音、安全、電氣、樓宇自動化及電信基礎設施的計劃、采購、開發(fā)、改變的管理及文件整理,將IT 經(jīng)理的注意力,轉移到處理明天的問題上。
智能基礎設施管理系統(tǒng)的核心是IT服務管理,它是一套協(xié)同流程,融合了系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡管理、系統(tǒng)開發(fā)管理等管理活動,以及變更管理、資產(chǎn)管理、問題管理等許多流程的理論和實踐經(jīng)驗。其管理活動可歸納為一項管理功能和十個核心流程,分別是服務臺、服務支持、配置管理、變更管理、發(fā)布管理、事件管理、問題管理、服務級別管理、財務管理、能力管理、可用性管理。其中,服務臺是一種服務職能,它經(jīng)常與事件管理緊密結合,用來連接其他的服務管理流程。最終用戶對網(wǎng)絡所有的要求,都要通過服務臺傳遞,同時,所有要求的執(zhí)行結果,也會通過服務臺回饋給最終用戶;配置管理是將一個系統(tǒng)中硬件等配置項資源進行識別和定義,并記錄和報告配置狀態(tài)和變更請求以及檢驗配置項的正確性和完整性等活動構成的過程。配置信息包括了所有的結構化布線語言,如系統(tǒng)圖等;變更管理是要確保在服務變動的過程中能夠有標準的方法,以有效地監(jiān)控這些變動,降低或消除因為變動所造成的問題。它的目的并不是控制和限制變更的發(fā)生,而是對業(yè)務中斷進行有效管理,確保變更有序進行。移動、增加、修改跳線的配置,是最艱巨的管理問題;發(fā)布管理是指對經(jīng)測試后導入實際應用的新增或修改后的配置項進行分發(fā)和通知的管理流程,以確保只有經(jīng)過完整測試的正確版本得到授權進入正式運行環(huán)境。如工作區(qū)的最終狀況。
事件管理指的是突發(fā)事件管理或意外事件管理,處理IT的危機并要從中恢復運行。即在出現(xiàn)事故的時候,能夠盡可能地恢復服務的正常運作,避免業(yè)務中斷,以確保最佳的服務可用性級別。如何實現(xiàn)故障的快速追蹤、定位、輔助排障,是結構化布線管理系統(tǒng)的核心價值;問題管理是指負責解決服務運營的過程中遇到的所有問題的流程。問題管理的主要活動實質(zhì)上就是分析以被列出問題的事件的根本原因,找出解決方案,把事件的影響最小化,并通過找到已發(fā)生事件或潛在事故的根本原因來減少事件的數(shù)量或消除事件的再次發(fā)生;服務級別管理是定義、協(xié)商、訂約、檢測和評審提供給客戶的服務質(zhì)量水準的流程。財務管理是在了解服務管理流程的基礎上,對系統(tǒng)恢復運行的費用重新分配并進行正確管理的程序,其目標是幫助IT部門在提供服務的同時加強成本效益核算,以合理利用資源、提高效益及財務資源使用的有效性。
可持續(xù)性管理是指確保發(fā)生災難后有足夠的技術、財務與管理資源來確保系統(tǒng)能持續(xù)服務的管理流程。
能力管理是指在成本和業(yè)務需求的雙重約束下,通過配置合理的服務能力來確保服務的持續(xù)提供和系統(tǒng)資源的正確管理,以發(fā)揮最大效能;以合理的成本及時提供有效的服務,以滿足企業(yè)當前及將來的業(yè)務需求。
可用性管理是在正確使用資源、方法及技術的前提下保障服務的可用性和實踐可用性要求。目標是確保服務的設計符合業(yè)務所需的可用性級別??捎眯怨芾砭哂谐靶裕臃稀敖鉀Q明天問題”的理念。財務管理是結構化布線系統(tǒng)外包的基礎。另外,系統(tǒng)還增加了知識庫,使成功的經(jīng)驗可以應用到新的系統(tǒng)。智能基礎設施管理系統(tǒng)的理論基礎雖然已經(jīng)從1.0升級為3.0,并誕生了相應的國際標準,但是,其精髓是不變的。結構化布線管理系統(tǒng)的軟件設計,必須實現(xiàn)智能基礎設施管理系統(tǒng)的理論和理念,并體現(xiàn)到管理軟件平臺上。
綜上所述,結構化布線的管理,必將融入IT服務管理的范疇。