全生命周期的實(shí)時(shí)智能布線管理系統(tǒng)

文｜浙江一舟電子科技股份有限公司北京研發(fā)中心 金海濤

1 關(guān)于電子配線架標(biāo)準(zhǔn)的思考

回顧布線行業(yè)的發(fā)展，我們不難發(fā)現(xiàn)，布線行業(yè)是一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”為王的行業(yè)，從十兆到百兆，從千兆到萬(wàn)兆，標(biāo)準(zhǔn)就像一雙無形的手，引領(lǐng)并呵護(hù)著布線行業(yè)的發(fā)展。雖然經(jīng)過布線廠家多年不遺余力地宣傳和推廣，電子配線架的概念和價(jià)值，已經(jīng)被業(yè)界所接受，但是，電子配線架卻像個(gè)“孤兒”，卻被標(biāo)準(zhǔn)所遺忘。同行們?cè)谡劶安季€標(biāo)準(zhǔn)是否有必要時(shí)，分歧也很大，甚至有人認(rèn)為，電子配線架無需制定任何標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為，還是有必要制定電子配線架標(biāo)準(zhǔn)的，在制定過程中，還要做到三點(diǎn)：一是克服現(xiàn)有國(guó)際布線標(biāo)準(zhǔn)造成的思維定式；二是要將軟件、硬件、布線行業(yè)的理論與知識(shí)綜合運(yùn)用；三是進(jìn)行電子配線架的系統(tǒng)安裝實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，完成理論和實(shí)踐的結(jié)合。

目前，同行們通常將電子配線架分為端口型和鏈路型兩種類型，并就兩種類型的優(yōu)劣各執(zhí)己見，爭(zhēng)論不休。盡管其中有大家各為其主，捍衛(wèi)品牌榮譽(yù)的職業(yè)因素，但是，業(yè)內(nèi)的分類方法過于粗糙，概念混淆才是這兩種爭(zhēng)論的根本原因。

對(duì)于電子配線架分類來講，端口型和鏈路型、單配線架型和雙配線架型這兩種分類都不夠合理，我們應(yīng)該根據(jù)電子配線架實(shí)現(xiàn)功能的不同，分為若干等級(jí)。圖1是基于RFID技術(shù)（物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)）的電子配線架的模型。6類跳線的兩端各有一個(gè)電子標(biāo)簽，每個(gè)電子標(biāo)簽內(nèi)存有一個(gè)唯一的序列碼，即ID。通過軟件和硬件的配合，可以實(shí)現(xiàn)如下的功能：

（1）任何一端的連接器的插拔，系統(tǒng)都可以監(jiān)測(cè)。

（2）系統(tǒng)可以檢測(cè)到鏈路的互連關(guān)系。

圖1 基于RFID技術(shù)的布線管理系統(tǒng)模型

按照過去的分類標(biāo)準(zhǔn)，這種技術(shù)結(jié)合了鏈路型和端口型的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該是鏈路端口型。不難想象，按照此標(biāo)準(zhǔn)分類下去，又將會(huì)產(chǎn)生很多問題。首當(dāng)其沖的便是三種電子配線架類型優(yōu)劣的口水戰(zhàn)，當(dāng)然，在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中，受害者是最終用戶。筆者認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)的制定可以讓用戶明明白白地選用電子配線架，也有利于行業(yè)的發(fā)展。

2 全生命周期智能布線管理系統(tǒng)的定義和構(gòu)成

以結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，基于計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)布線系統(tǒng)從立項(xiàng)到報(bào)廢過程中全部相關(guān)信息管理的系統(tǒng)，稱為全生命周期智能布線管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱為布線管理系統(tǒng)。

目前，市場(chǎng)上的布線管理系統(tǒng)偏重于運(yùn)維階段的管理工作，只是全生命周期的一部分，主要包括邏輯結(jié)構(gòu)信息、運(yùn)維信息的管理。

布線管理系統(tǒng)通常由服務(wù)器層、客戶端層、網(wǎng)絡(luò)層、控制器層、傳感器和指示器層組成。如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成

服務(wù)器層是運(yùn)行管理軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器端可以運(yùn)行C/S或B/S模式的軟件，甚至是單機(jī)版軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)可以使用個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)，也可以使用專用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了管理系統(tǒng)60%的功能。通常來講，B/S模式的安全性遜于C/S。

控制器層、傳感器和指示器層實(shí)現(xiàn)了管理系統(tǒng)30%的功能。

網(wǎng)絡(luò)層和客戶層實(shí)現(xiàn)了管理系統(tǒng)10%的功能。其中，為了改善用戶體驗(yàn)，客戶端可以運(yùn)行在手機(jī)操作系統(tǒng)上。

其層次結(jié)構(gòu)如3圖所示。

圖3 布線管理系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

3 布線系統(tǒng)和布線管理系統(tǒng)的界面

看過上面的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)后，大家可能會(huì)問：“電子配線架哪去了？” 這就是本節(jié)的重點(diǎn)，布線系統(tǒng)和布線管理系統(tǒng)的關(guān)系。

從邏輯關(guān)系和物理結(jié)構(gòu)上看，電子配線架是傳感器和指示器層與傳統(tǒng)配線架的結(jié)合體，是布線系統(tǒng)和布線管理系統(tǒng)的界面，就像冰與水的分界面。既然是界面，就不畢探究這個(gè)原件是屬于布線系統(tǒng)，還是屬于布線管理系統(tǒng)。

4 布線管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

在論證布線管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則前，我們可以探討一下布線系統(tǒng)和布線管理系統(tǒng)兩者之間的關(guān)系。筆者想以大家熟悉的交通管理系統(tǒng)舉個(gè)例子進(jìn)行類比。路網(wǎng)、機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車和行人是交通管理系統(tǒng)的管理對(duì)象；交管局、道路監(jiān)控設(shè)備、信號(hào)系統(tǒng)、交通警察、相關(guān)的法律等構(gòu)成了交通管理系統(tǒng)；模塊、跳線、線纜等構(gòu)成了布線系統(tǒng)。上述的5層結(jié)構(gòu)構(gòu)成了布線管理系統(tǒng)。對(duì)比交通管理系統(tǒng)，我們可以初步推斷出布線管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。

布線管理系統(tǒng)和交通管理系統(tǒng)的管理原則十分相似，管理原則有8條：

（1）交警和司機(jī)：布線管理系統(tǒng)和布線系統(tǒng)是主體和客體的關(guān)系，兩者涇渭分明并且管理成本要符合經(jīng)濟(jì)規(guī)律。

（2）交通法：布線管理要遵守國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有一定的工作流程。

（3）紅綠燈：為了使布線系統(tǒng)可控制，信號(hào)指引系統(tǒng)正確工作是最基本的要求。

（4）紅綠燈失效：布線管理系統(tǒng)失效時(shí)，布線系統(tǒng)能夠正常工作。

（5）紅綠燈錯(cuò)誤：布線管理系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，不能將故障擴(kuò)散到布線系統(tǒng)中。

（6）道路監(jiān)控：導(dǎo)致系統(tǒng)混亂的原因可追溯。

（7）交管局：集中管理，管理系統(tǒng)的成本要進(jìn)行控制，管理層次要清晰。

（8）維護(hù)：當(dāng)系統(tǒng)混亂時(shí)，能自動(dòng)檢測(cè)混亂的位置。

綜上所述，布線系統(tǒng)和布線管理系統(tǒng)的耦合度必須控制好。按照管理原則，布線系統(tǒng)分為開路管理和閉環(huán)管理兩類。閉環(huán)的方式很多，其中就包括了實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)。

5 布線管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息采集

布線管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可以分為兩種，一種是由服務(wù)器層單獨(dú)完成；另外一種是服務(wù)器層和其他層共同作用完成。

5.1 單端監(jiān)測(cè)

配線架端口能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)并定位到配線架端雙絞線或光纖連接器插拔動(dòng)作的監(jiān)測(cè)方式，稱為單端監(jiān)測(cè)。包括兩種情況：

（1）插入狀態(tài)：當(dāng)跳線的一端懸空時(shí)，跳線的另一端插入插座，系統(tǒng)能夠檢測(cè)到。

（2）拔出狀態(tài)：當(dāng)跳線的兩端可靠連接后，拔出跳線的一端，系統(tǒng)能夠檢測(cè)到。

根據(jù)監(jiān)測(cè)方法，可分為兩類：

（1）開關(guān)量型：通過微動(dòng)開關(guān)、光電開關(guān)等檢測(cè)系統(tǒng)通斷，如圖4所示。

（2）電子標(biāo)簽型：通過RFID、普通接觸式ID芯片等技術(shù)，檢測(cè)水晶頭的狀態(tài)；所謂的基于物聯(lián)網(wǎng)的電子配線架，就是采用這種方式，如圖5所示。

圖4 開關(guān)量技術(shù)原理圖

圖5 電子標(biāo)簽技術(shù)原理圖

5.2 跳線鏈路監(jiān)測(cè)

配線架能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)到跳線兩端連接位置，并提供定位信息的監(jiān)測(cè)方式，稱為鏈路監(jiān)測(cè)，這就是我們常說的鏈路型。

（1）實(shí)鏈路型：通過物理電路構(gòu)成檢測(cè)回路，如圖6所示。

圖6 實(shí)電路檢測(cè)模型

（2）虛電路型：通過邏輯關(guān)系構(gòu)成檢測(cè)邏輯鏈路，如圖7所示。

圖7 虛電路檢測(cè)模型

5.3 永久鏈路監(jiān)測(cè)

部分鏈路監(jiān)測(cè)：能夠監(jiān)測(cè)到永久鏈路部分物理通道連通性的技術(shù)。如利用四對(duì)雙絞線的其中一根或多根，利用屏蔽結(jié)構(gòu)或附加單獨(dú)的檢測(cè)回路。

全鏈路監(jiān)測(cè)：能夠監(jiān)測(cè)到永久鏈路全部物理通道連通性的技術(shù)。

6 布線管理系統(tǒng)的基本功能

關(guān)于布線管理系統(tǒng)的功能，各個(gè)廠家都有各自的宣傳資料，本文就不再詳細(xì)說明，只對(duì)大家最關(guān)心的三個(gè)功能作下簡(jiǎn)單的介紹。

（1）端口指引

通過顯示設(shè)備，在配線間內(nèi)或工作區(qū)內(nèi)指示目標(biāo)端口的物理位置。常見的實(shí)現(xiàn)方式包括：

◆ 分布指示：利用指引裝置和端口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，直接顯示目標(biāo)端口的位置。例如，連接器上配有LED發(fā)光管，通過LED的顏色，亮、滅狀態(tài)，直接指示端口的位置；

◆ 集中指示在配線間內(nèi)，利用字符顯示器等設(shè)備，說明端口的位置。例如，在配線架上或控制器上，通過LCD顯示器，提供指定設(shè)備端口的位置。

（2）端口信息現(xiàn)場(chǎng)查詢

在配線間內(nèi)，顯示端口的相關(guān)信息。如永久鏈路所對(duì)應(yīng)的工作區(qū)模塊編號(hào)。

◆間接信息查詢：通過專用裝置，檢測(cè)目標(biāo)端口的位置，并在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備上顯示端口信息。例如，當(dāng)用戶使用測(cè)試筆，點(diǎn)擊端口上的傳感器后，端口的信息會(huì)直接顯示在LCD上；

◆直接信息查詢：例如，將一個(gè)字符序列顯示在端口上方，通過這個(gè)字符序列直接或間接顯示端口信息。

（3）跳線信息現(xiàn)場(chǎng)查詢

顯示跳線的位置分為三類：

◆ 配線架型：顯示設(shè)備在配線架上；

◆ 主機(jī)型：顯示在控制主機(jī)上；

◆ 跳線：顯示設(shè)備在跳線上。

由于篇幅有限，本文不能包括更多的內(nèi)容。智能布線管理系統(tǒng)是市場(chǎng)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，終究會(huì)有這么一天，當(dāng)我們一覺醒來，所有的配線架已被電子配線架代替。