智能布線管理系統(tǒng)的檢測機理與工程價值

文｜德特威勒電纜系統(tǒng)（上海）有限公司 曾松鳴

智能布線管理系統(tǒng)的檢測機理與工程價值

文｜德特威勒電纜系統(tǒng)（上海）有限公司 曾松鳴

智能布線管理系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的綜合布線管理手段，在中國它已經(jīng)成為各個工程在產(chǎn)品選型期間的話題之一。本文將根據(jù)其工程價值僅僅涉及到智能布線管理系統(tǒng)的檢測機理部分，進行分析。

1 智能布線管理系統(tǒng)在布線工程期間的價值

智能布線管理系統(tǒng)當(dāng)前關(guān)注的重心在于跳線的插拔和自動檢測。這個特點使它在綜合布線的安裝后期和整個維護期間都發(fā)揮了重要的作用。

1.1 智能布線管理系統(tǒng)在安裝期間的價值

在綜合布線系統(tǒng)的安裝工程期間，當(dāng)鏈路/信道測試合格后，綜合布線系統(tǒng)的施工人員或應(yīng)用系統(tǒng)的安裝人員必然會把跳線插到配線架上，完成配線架與配線架、配線架與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的跳線插接。在配線架插接過程中，一般會出現(xiàn)兩種類型的插接方法：

（1）跳線盲插

當(dāng)樓層配線架對應(yīng)的網(wǎng)段固定時，有許多場合可以采用“盲插”方法，即RJ45型跳線的兩端順序地插入配線架和網(wǎng)絡(luò)交換機的RJ45端口內(nèi)，不需要設(shè)定跳線的編號。這樣的做法簡單易行，對于施工人員極其方便，已經(jīng)持續(xù)了十余年。即使是在虛擬網(wǎng)盛行的今天，“盲插”依然是流行的做法。

盲插這一跳線方法甚至可以用于語音跳線，當(dāng)用戶安裝小型交換機（PABX）時，可以利用盲插的順序跳線排列方式，設(shè)定分機板上的每個端口的物理地址與桌面電話機之間的順序關(guān)系，然后通過軟件設(shè)定每個桌面上的電話機的邏輯號碼。

盲插時的跳線可以在跳線使用前或使用后在跳線上粘貼帶有順序數(shù)字編號的標(biāo)簽。當(dāng)跳線盲插時，如果智能布線管理系統(tǒng)帶有自動偵測跳線連接功能，則可以在軟件中迅速設(shè)定所有跳線的連接狀態(tài)。然后通過電腦屏幕檢查，確定是否有跳線插錯的現(xiàn)象。

電子工單是智能布線管理系統(tǒng)中面向跳線插拔的一個重要功能，當(dāng)管理人員在電腦上將跳線兩端的編號一一配對后，智能布線管理系統(tǒng)能夠借助于現(xiàn)場配線架的指示燈的點亮、閃爍和熄滅，指示哪個端口應(yīng)該插入或拔出跳線，有些智能布線管理系統(tǒng)還能在對端差錯時，使用指示燈提醒施工人員。當(dāng)智能布線管理軟件中的電子工單能順序設(shè)定跳線編號時，對于盲插的施工人員是一個提醒或檢查，前者是希望施工人員別插錯，后者是在施工人員插錯時，主動告警要求施工人員改正錯誤。

（2）按指定編號插跳線

在不少管理規(guī)范的企業(yè)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所用跳線采用了帶有編號，甚至是在跳線的兩端均帶有對端編號的標(biāo)簽。這時將嚴(yán)格按照標(biāo)簽插入跳線，也就是說，使用帶有端口標(biāo)簽的跳線時，需依據(jù)跳線上的標(biāo)簽，將跳線插入指定的端口中。另一種方法是：跳線標(biāo)簽?zāi)迷谑稚希谂R到使用時再貼在跳線的兩端，然后順手將跳線兩端分別插入配線架或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的指定插座內(nèi)。

對于這樣的跳線施工方法，使用電子工單可以使施工人員不必帶上跳線表，只需要根據(jù)配線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口編號，剪下對應(yīng)的標(biāo)簽后貼在跳線上即可，也可以根據(jù)指示燈檢查跳線標(biāo)簽上的對端編號是否正確。

依此可見，在跳線的施工過程中，使用電子工單可以讓施工人員更輕松地工作。

1.2 智能布線管理系統(tǒng)在維護期間的價值

綜合布線系統(tǒng)的使用壽命可以長達25年以上，也就是說在施工完畢后，有些智能布線管理系統(tǒng)需要在漫長的十余年或二十余年的維護期間，長期為管理人員和維護人員提供對系統(tǒng)的在線檢測、告警和跳線插拔指示（電子工單）。這時的智能布線管理系統(tǒng)能夠發(fā)揮以下功能：

（1）在允許的時間內(nèi)，對每個跳線端口的狀態(tài)進行自檢，如果跳線出現(xiàn)在不該出現(xiàn)的端口，或跳線在該出現(xiàn)的端口中消失，則立即告警，提醒管理人員迅速處理。有些時候管理人員因時間緊急，采用先斬后奏的方法，在配線架上先插/拔了跳線，而忙于其他事件（如：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開通和設(shè)置、電腦啟動和檢查等）時，電子配線架管理電腦會一直處于告警狀態(tài)，有時會吵得管理人員心煩意亂；而如果將告警功能關(guān)閉，萬一忘記開啟，則會造成正常的告警也無法傳遞給管理人員。

（2）通過對智能布線管理軟件的檢索，快速找到每個配線架/網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口，通過跳線連接后的對端位置和相應(yīng)的工作區(qū)信息點位置，并通過電子地圖圖形化地顯示在人們面前。

（3）一旦需要更換跳線，可以使用電子工單，指示維護人員快速找到并拔下原有跳線，更換新的跳線。

（4）在管理人員時間緊急或來不及使用電子工單或插拔跳線后做記錄，而忙其他事情（如：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)定等）時，可以借助自動偵測跳線連接功能，在事后閑暇時找到當(dāng)前跳線的連接圖，經(jīng)過人工確認(rèn)和補充完善相關(guān)信息后，存盤作為正式的跳線記錄，則成為日常跳線巡回自檢時的對比信息。

對于維護人員而言，如果某條記錄發(fā)現(xiàn)錯誤，則全部的記錄都將處于不被相信的狀態(tài)。這時，最簡單的解決辦法是重新核查一遍，過去這項工作費時費力，而現(xiàn)在，智能布線管理系統(tǒng)的功能已經(jīng)能夠做到快速、準(zhǔn)確的自動偵測每根跳線鏈路的當(dāng)前位置，而不必再顧及過去的設(shè)定參數(shù)。

2 智能布線管理系統(tǒng)的檢測機理

根據(jù)十多年來智能布線管理系統(tǒng)的發(fā)展軌跡，可以認(rèn)為未來的智能布線管理系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)將會出現(xiàn)點式檢測、跳線鏈路、永久鏈路、信道檢測等幾種方法，每種檢測方法各有千秋。

2.1 點式檢測

點式檢測是指對傳輸系統(tǒng)中某一個“點”的自動檢測。點式檢測的基本原理是：在綜合布線系統(tǒng)的基本傳輸線路中，有著許多關(guān)鍵點，當(dāng)任何一個關(guān)鍵點發(fā)生故障時，會導(dǎo)致該傳輸線路癱瘓。而非關(guān)鍵點（如隱藏在天花板上、墻壁里、地板下的纜線）則一般不容易出現(xiàn)故障。只要對關(guān)鍵點進行檢測和監(jiān)視，故障率將大大下降。

這一原理類似于安防報警系統(tǒng)中的門磁開關(guān)檢測原理：只要門和窗不動，房間的人和物將保證安全。對于綜合布線系統(tǒng)而言，關(guān)鍵點在于跳線與插座上的接口，所以點式檢測多位于配線架和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的插座附近。至于工作區(qū)面板上的插座，則因過于分散、成本過高，目前還看不到合適的檢測系統(tǒng)，但從原理上說，這也是點式檢測的關(guān)鍵點之一。

點式檢測用的檢測部件可以包括：微動開關(guān)、接觸片、IC芯片（類似于安防系統(tǒng)中的巡更點）、電磁感應(yīng)等，隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，檢測部件還會增加。點式檢測最大的優(yōu)點是故障定位準(zhǔn)確，可以根據(jù)故障報警的提示快速排除故障。

2.2 跳線鏈路

顧名思義，跳線鏈路檢測方式是以跳線為檢測目標(biāo)。其原理是：在跳線中添加檢測傳輸線路，一旦檢測線路上帶有信號電流，則可以認(rèn)為該跳線的兩端已經(jīng)接入傳輸線路，至于所接入的傳輸線路是否為指定線路，可以根據(jù)跳線兩端的配線架端口發(fā)回給端口地址來判定。

這一原理類似于安防報警系統(tǒng)中的主動紅外報警器檢測原理：在圍墻兩端各裝一個傳感器，一端為發(fā)射端，另一端為接收端，當(dāng)發(fā)射端的紅外線被接收端收到時，可以認(rèn)為沒有人或物體穿越紅外線。一旦接收端沒有收到紅外線，則意味著圍墻上有人或物體穿越，隔斷了紅外線，這時報警器將發(fā)出報警信號，同時打開攝像機進行圖像記錄。

跳線鏈路檢測屬于線檢測方式中的一種，它僅限于跳線。根據(jù)這一原理，可以導(dǎo)出以下幾種測試模型：

（1）九針檢測

當(dāng)跳線內(nèi)包含有1根檢測傳輸線時，連同8芯信號線，一共為9根芯線，對于兩端的水晶頭而言，則從八針變成了九針，其中第久針可以是在水晶頭內(nèi)，平齊于其他八根針；也可以是在水晶頭上方的一根獨立的接觸針。

九針檢測需在跳線兩端的配線架或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上添加金屬接觸點（九針模塊）或金屬接觸片（配線架正面的感應(yīng)片），報警傳輸電路可以將配線架的端口地址和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口地址傳送到控制器。這一點在配線架上實現(xiàn)比較簡單：在配線架中加裝報警電路和傳輸接口即可。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上比較難實現(xiàn)：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并非為綜合布線廠商制造，只能在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外添加感應(yīng)電路，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商及設(shè)備種類非常多，導(dǎo)致外部感應(yīng)電路的種類繁多?，F(xiàn)在市場上常見的是使用雙電子配線架，將跳線兩端全部接入電子配線架，確保報警傳輸線路成立且有效。

九針檢測只能確定該跳線鏈路上是否有中斷的故障，但無法進行故障的定位，即不知道故障位于哪一部位。如果九針檢測能夠與點式檢測共同使用，不但能夠知道跳線的傳輸通道上出現(xiàn)了問題，而且知道問題是出現(xiàn)在哪個端口，這種方法在安防中稱為“雙鑒”的檢測方法。

（2）十針檢測

RJ45水晶頭內(nèi)最多可以安排10根金針，即形成十針?biāo)ь^。如果跳線內(nèi)擁有兩根檢測傳輸線時，檢測方法會出現(xiàn)多樣化：

①跳線一端的水晶頭上裝有微動開關(guān)

如果十針跳線的一端插入電子配線架，而跳線一端的水晶頭上裝有微動開關(guān)時，一旦該水晶頭插入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，則十針內(nèi)的兩根檢測傳輸線自動接通，返回配線架“對端已插入”的電流信號。這時，九針檢測原理所需的雙配線架結(jié)構(gòu)就可以簡化成單配線架結(jié)構(gòu)，它所形成的記錄優(yōu)于點式檢測原理中的一端插入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時的記錄。

這一檢測方法的缺點仍然是只能知道跳線鏈路是否正常，無法確定故障所在位置和對端的端口地址。

當(dāng)使用雙電子配線架時，它同時兼?zhèn)渚裴樚€的優(yōu)點，可以找到跳線兩端的端口地址，同時在第10針上形成了反饋信號，用于判斷電子配線架的內(nèi)部電路故障。

②跳線水晶頭上添加芯片

當(dāng)跳線兩端的水晶頭內(nèi)均添加特制芯片和微動開關(guān)時，可以通過兩根檢測傳輸線形成芯片電源與信號的共用傳輸通道。這時的跳線在一端插入電子配線架后，能夠確定本端和對端是否已插入插座，同時進行線檢測和點檢測。當(dāng)對端是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時，電子配線架端知道跳線已經(jīng)插入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口中，但不知道端口編號；當(dāng)對端是同類電子配線架時，可以形成跳線鏈路檢測環(huán)路，通過這兩個電子配線架共同完成巡回檢測和異常報警功能。

這一方法中的跳線會比較復(fù)雜，但同時兼?zhèn)淞它c檢測和線檢測的優(yōu)點，不再需要外部添加點檢測部件即可實現(xiàn)“雙鑒”。

2.3 永久鏈路

綜合布線系統(tǒng)中的永久鏈路是指一根纜線（水平纜線或主干纜線）從一端連接器（模塊或尾纖）到另一端連接器之間的傳輸通道。在此，是指該永久鏈路通斷的巡回檢測和自動偵測。

永久鏈路檢測最簡單的方法是添加第9、10根芯線，采用類似于跳線鏈路檢測的方法實現(xiàn)，由于雙絞線的長度可能達到90m，光纜的長度可能達到數(shù)千米，所以這一方式的代價太高，至今沒有人推出相應(yīng)的產(chǎn)品。永久鏈路檢測的另一種方法是利用8芯雙絞線中的芯線，采用類似于POE（或者是電信載波電話）的原理，這一方法對于獨占資源的客戶而言，將會難以接受，因為在8芯線中同時傳輸了兩個用戶信號，就意味著信息安全性難以保證。

永久鏈路是信息傳輸物理層中最為隱蔽的部分，盡管發(fā)生故障的概率極低，但一旦發(fā)生故障，檢查、定位和排除都會十分困難，所以從應(yīng)用來看，永久鏈路檢測是遲早會出現(xiàn)的。

2.4 信道檢測

綜合布線系統(tǒng)是七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的物理層，只有做到全信道監(jiān)測，才能確保整個網(wǎng)絡(luò)處于全部被監(jiān)測的狀態(tài)。當(dāng)鏈路層到應(yīng)用層由網(wǎng)管實現(xiàn)管理，綜合布線系統(tǒng)的配線架端由現(xiàn)在的智能布線管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理時，事實上還缺少永久鏈路和工作區(qū)跳線鏈路的監(jiān)測。

全信道檢測確實不容易實現(xiàn)，否則，筆者也不會在1996年第一次接觸到電子配線架至今，仍然沒有看到面向整個物理層的智能布線管理系統(tǒng)。

3 可靠性分析

“槍扎一線，棍掃一片”，點檢測和線檢測各有各的優(yōu)點，但同樣都有缺點，沒有實現(xiàn)“雙鑒”監(jiān)測，設(shè)計人員還是根據(jù)應(yīng)用的需求，理性地判斷采用哪一種類型的檢測原理。

智能布線管理系統(tǒng)是七層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中物理層的管理系統(tǒng)，而物理層是一切信息傳輸?shù)幕A(chǔ)平臺，它的故障率直接影響信息傳輸系統(tǒng)的故障率，網(wǎng)上一直有說法：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障率絕大多數(shù)是有綜合布線引發(fā)的，而根據(jù)對中國部分網(wǎng)絡(luò)維護人員的咨詢，發(fā)現(xiàn)并非如此，維護部門面向布線系統(tǒng)的維護人員比例非常低，而他們往往同時還有其他維護任務(wù)。另一方面，可以逆向推理：如果布線系統(tǒng)的故障占信息傳輸系統(tǒng)故障中的絕大多數(shù)，那各布線廠商所承擔(dān)的25年系統(tǒng)質(zhì)保將發(fā)揮作用，廠商工程師有責(zé)任在25年的時間內(nèi)區(qū)分故障是來自產(chǎn)品還是來自工程，這將導(dǎo)致布線廠商將配備大量的維護工程師，而這顯然不是現(xiàn)實。由此可以定性的判斷：綜合布線系統(tǒng)的故障率僅在信息傳輸系統(tǒng)故障中處于少數(shù)。另外，從原理上分析可知，綜合布線系統(tǒng)是無源的傳輸線纜，故障率應(yīng)遠低于有源的信息傳輸設(shè)備，因為激光源、光敏管、集成電路、電容等電子設(shè)備中的零部件都是有使用壽命的，它們的使用壽命遠比綜合布線系統(tǒng)的25年短得多。并且，根據(jù)可靠性理論，由數(shù)以千計的零部件組成的信息傳輸設(shè)備的可靠性遠低于由纜線、連接器和跳線組成的綜合布線系統(tǒng)的可靠性。

對于綜合布線系統(tǒng)的施工人員而言，能夠做到工程完工后不會接到布線故障投訴電話是最大的快樂，因為這樣一來，施工人員能夠全身心地投入到的布線工程中，而不必費時、分心回到那些已建成多年的布線工程中，去回想當(dāng)年的設(shè)計和施工細節(jié)，找到故障的準(zhǔn)確位置和產(chǎn)生原因，而這些維護工作往往難以回收成本。當(dāng)施工人員能夠在工程中做到這一點時，布線系統(tǒng)將因其不發(fā)生故障而被維護人員所遺忘，最終導(dǎo)致萬一發(fā)生故障時，維護人員大多難以找到布線系統(tǒng)的故障點，哪怕是一個小小的插頭松動或傾斜。如果智能布線管理系統(tǒng)能夠自動查出并定位布線故障的所在，維護人員將更為輕松，同時也將全部心思投入到信息傳輸設(shè)備維護上。

回到智能布線管理系統(tǒng)話題，智能布線管理系統(tǒng)的可靠性取決于所用的元器件、設(shè)計和工藝，由于在智能布線管理系統(tǒng)中添加了大量的容易出現(xiàn)故障的有源器件，所以智能布線系統(tǒng)的總體可靠性會略低于常規(guī)綜合布線系統(tǒng)。但是，細分智能布線管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)它是由信息傳輸部分（8芯雙絞線或光纖）外加電子檢測電路構(gòu)成，任何一部分發(fā)生故障都不會影響另一部分的正常運行。所以智能布線管理系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃耘c常規(guī)布線系統(tǒng)是一樣的，可以說是不變的。也就是說，當(dāng)使用了智能布線管理系統(tǒng)時，綜合布線系統(tǒng)的主功能：信息傳輸?shù)目煽啃耘c常規(guī)布線系統(tǒng)一樣，都可以在25年的時間內(nèi)由廠商承擔(dān)系統(tǒng)質(zhì)保。

4 結(jié)束語

智能布線管理系統(tǒng)是管理與傳輸相結(jié)合的產(chǎn)物，它的出現(xiàn)在于使管理更為真實、更為有效，而不是像常規(guī)管理那樣，記錄與現(xiàn)實情況不相符合，真實的信息全部記錄在少數(shù)幾個管理員的腦袋里?！翱梢娂纯傻谩?，這一名句同樣適用于智能布線管理系統(tǒng)。但是由于智能布線管理系統(tǒng)中的跳線還是需要人工到現(xiàn)場去插拔，跳線上的標(biāo)簽還是需要人工打印和粘貼，所以智能布線管理系統(tǒng)只能減少跳線端口自動偵測的人工，而跳線端口自動偵測功能僅僅只是在盲插或偶爾擔(dān)心跳線位置不對時才會使用，所以省下的人工對于維護而言是很少的。對于安裝而言，現(xiàn)在大多采用電子工單的施工模式，就意味著在跳線插入前，已經(jīng)采用人工方式錄入了全部的跳線信息，自然也就不會省人工了。

總之，智能布線管理系統(tǒng)對于綜合布線系統(tǒng)的安裝和維護是有幫助的，只是由于產(chǎn)品的原因，現(xiàn)在還不能像網(wǎng)管系統(tǒng)一樣，在應(yīng)用上游刃有余，還是需要設(shè)計者清楚原理、了解得與失，為最終客戶提供符合他們心意的設(shè)計。