智能布線管理系統的檢測機理與工程價值

文｜德特威勒電纜系統（上海）有限公司 曾松鳴

智能布線管理系統的檢測機理與工程價值

文｜德特威勒電纜系統（上海）有限公司 曾松鳴

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

1 智能布線管理系統在布線工程期間的價值

智能布線管理系統當前關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揮了重要的作用。

1.1 智能布線管理系統在安裝期間的價值

在綜合布線系統的安裝工程期間，當鏈路/信道測試合格后，綜合布線系統的施工人員或應用系統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、配線架與網絡設備之間的跳線插接。在配線架插接過程中，一般會出現兩種類型的插接方法：

（1）跳線盲插

當樓層配線架對應的網段固定時，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絡交換機的RJ45端口內，不需要設定跳線的編號。這樣的做法簡單易行，對于施工人員極其方便，已經持續了十余年。即使是在虛擬網盛行的今天，“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系，然后通過軟件設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字編號的標簽。當跳線盲插時，如果智能布線管理系統帶有自動偵測跳線連接功能，則可以在軟件中迅速設定所有跳線的連接狀態。然后通過電腦屏幕檢查，確定是否有跳線插錯的現象。

電子工單是智能布線管理系統中面向跳線插拔的一個重要功能，當管理人員在電腦上將跳線兩端的編號一一配對后，智能布線管理系統能夠借助于現場配線架的指示燈的點亮、閃爍和熄滅，指示哪個端口應該插入或拔出跳線，有些智能布線管理系統還能在對端差錯時，使用指示燈提醒施工人員。當智能布線管理軟件中的電子工單能順序設定跳線編號時，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

在不少管理規范的企業中，網絡系統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簽。這時將嚴格按照標簽插入跳線，也就是說，使用帶有端口標簽的跳線時，需依據跳線上的標簽，將跳線插入指定的端口中。另一種方法是：跳線標簽拿在手上，在臨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絡設備的指定插座內。

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，只需要根據配線架和網絡設備的端口編號，剪下對應的標簽后貼在跳線上即可，也可以根據指示燈檢查跳線標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 智能布線管理系統在維護期間的價值

綜合布線系統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能夠發揮以下功能：

（1）在允許的時間內，對每個跳線端口的狀態進行自檢，如果跳線出現在不該出現的端口，或跳線在該出現的端口中消失，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：網絡設備開通和設置、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，有時會吵得管理人員心煩意亂；而如果將告警功能關閉，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/網絡設備端口，通過跳線連接后的對端位置和相應的工作區信息點位置，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：網絡設備設定等）時，可以借助自動偵測跳線連接功能，在事后閑暇時找到當前跳線的連接圖，經過人工確認和補充完善相關信息后，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，如果某條記錄發現錯誤，則全部的記錄都將處于不被相信的狀態。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，而現在，智能布線管理系統的功能已經能夠做到快速、準確的自動偵測每根跳線鏈路的當前位置，而不必再顧及過去的設定參數。

2 智能布線管理系統的檢測機理

根據十多年來智能布線管理系統的發展軌跡，可以認為未來的智能布線管理系統的檢測系統將會出現點式檢測、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：在綜合布線系統的基本傳輸線路中，有著許多關鍵點，當任何一個關鍵點發生故障時，會導致該傳輸線路癱瘓。而非關鍵點（如隱藏在天花板上、墻壁里、地板下的纜線）則一般不容易出現故障。只要對關鍵點進行檢測和監視，故障率將大大下降。

這一原理類似于安防報警系統中的門磁開關檢測原理：只要門和窗不動，房間的人和物將保證安全。對于綜合布線系統而言，關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絡設備的插座附近。至于工作區面板上的插座，則因過于分散、成本過高，目前還看不到合適的檢測系統，但從原理上說，這也是點式檢測的關鍵點之一。

點式檢測用的檢測部件可以包括：微動開關、接觸片、IC芯片（類似于安防系統中的巡更點）、電磁感應等，隨著新技術的不斷出現，檢測部件還會增加。點式檢測最大的優點是故障定位準確，可以根據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。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，則可以認為該跳線的兩端已經接入傳輸線路，至于所接入的傳輸線路是否為指定線路，可以根據跳線兩端的配線架端口發回給端口地址來判定。

這一原理類似于安防報警系統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，一端為發射端，另一端為接收端，當發射端的紅外線被接收端收到時，可以認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。根據這一原理，可以導出以下幾種測試模型：

（1）九針檢測

當跳線內包含有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，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絡設備上添加金屬接觸點（九針模塊）或金屬接觸片（配線架正面的感應片），報警傳輸電路可以將配線架的端口地址和網絡設備的端口地址傳送到控制器。這一點在配線架上實現比較簡單：在配線架中加裝報警電路和傳輸接口即可。在網絡設備上比較難實現：網絡設備并非為綜合布線廠商制造，只能在網絡設備外添加感應電路，而網絡設備供應商及設備種類非常多，導致外部感應電路的種類繁多。現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了問題，而且知道問題是出現在哪個端口，這種方法在安防中稱為“雙鑒”的檢測方法。

（2）十針檢測

RJ45水晶頭內最多可以安排10根金針，即形成十針水晶頭。如果跳線內擁有兩根檢測傳輸線時，檢測方法會出現多樣化：

①跳線一端的水晶頭上裝有微動開關

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時，一旦該水晶頭插入網絡設備，則十針內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構就可以簡化成單配線架結構，它所形成的記錄優于點式檢測原理中的一端插入網絡設備時的記錄。

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。

當使用雙電子配線架時，它同時兼備九針跳線的優點，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部電路故障。

②跳線水晶頭上添加芯片

當跳線兩端的水晶頭內均添加特制芯片和微動開關時，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。當對端是網絡設備時，電子配線架端知道跳線已經插入網絡設備的端口中，但不知道端口編號；當對端是同類電子配線架時，可以形成跳線鏈路檢測環路，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雜，但同時兼備了點檢測和線檢測的優點，不再需要外部添加點檢測部件即可實現“雙鑒”。

2.3 永久鏈路

綜合布線系統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，由于雙絞線的長度可能達到90m，光纜的長度可能達到數千米，所以這一方式的代價太高，至今沒有人推出相應的產品。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，盡管發生故障的概率極低，但一旦發生故障，檢查、定位和排除都會十分困難，所以從應用來看，永久鏈路檢測是遲早會出現的。

2.4 信道檢測

綜合布線系統是七層網絡協議中的物理層，只有做到全信道監測，才能確保整個網絡處于全部被監測的狀態。當鏈路層到應用層由網管實現管理，綜合布線系統的配線架端由現在的智能布線管理系統實現管理時，事實上還缺少永久鏈路和工作區跳線鏈路的監測。

全信道檢測確實不容易實現，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。

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點，但同樣都有缺點，沒有實現“雙鑒”監測，設計人員還是根據應用的需求，理性地判斷采用哪一種類型的檢測原理。

智能布線管理系統是七層網絡協議中物理層的管理系統，而物理層是一切信息傳輸的基礎平臺，它的故障率直接影響信息傳輸系統的故障率，網上一直有說法：網絡系統故障率絕大多數是有綜合布線引發的，而根據對中國部分網絡維護人員的咨詢，發現并非如此，維護部門面向布線系統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。另一方面，可以逆向推理：如果布線系統的故障占信息傳輸系統故障中的絕大多數，那各布線廠商所承擔的25年系統質保將發揮作用，廠商工程師有責任在25年的時間內區分故障是來自產品還是來自工程，這將導致布線廠商將配備大量的維護工程師，而這顯然不是現實。由此可以定性的判斷：綜合布線系統的故障率僅在信息傳輸系統故障中處于少數。另外，從原理上分析可知，綜合布線系統是無源的傳輸線纜，故障率應遠低于有源的信息傳輸設備，因為激光源、光敏管、集成電路、電容等電子設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的25年短得多。并且，根據可靠性理論，由數以千計的零部件組成的信息傳輸設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的可靠性。

對于綜合布線系統的施工人員而言，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，去回想當年的設計和施工細節，找到故障的準確位置和產生原因，而這些維護工作往往難以回收成本。當施工人員能夠在工程中做到這一點時，布線系統將因其不發生故障而被維護人員所遺忘，最終導致萬一發生故障時，維護人員大多難以找到布線系統的故障點，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備維護上。

回到智能布線管理系統話題，智能布線管理系統的可靠性取決于所用的元器件、設計和工藝，由于在智能布線管理系統中添加了大量的容易出現故障的有源器件，所以智能布線系統的總體可靠性會略低于常規綜合布線系統。但是，細分智能布線管理系統的結構，可以發現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成，任何一部分發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傳輸的可靠性與常規布線系統是一樣的，可以說是不變的。也就是說，當使用了智能布線管理系統時，綜合布線系統的主功能：信息傳輸的可靠性與常規布線系統一樣，都可以在25年的時間內由廠商承擔系統質保。

4 結束語

智能布線管理系統是管理與傳輸相結合的產物，它的出現在于使管理更為真實、更為有效，而不是像常規管理那樣，記錄與現實情況不相符合，真實的信息全部記錄在少數幾個管理員的腦袋里。“可見即可得”，這一名句同樣適用于智能布線管理系統。但是由于智能布線管理系統中的跳線還是需要人工到現場去插拔，跳線上的標簽還是需要人工打印和粘貼，所以智能布線管理系統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，智能布線管理系統對于綜合布線系統的安裝和維護是有幫助的，只是由于產品的原因，現在還不能像網管系統一樣，在應用上游刃有余，還是需要設計者清楚原理、了解得與失，為最終客戶提供符合他們心意的設計。