智能布线管理系统的检测机理与工程价值

文｜德特威勒电缆系统（上海）有限公司 曾松鸣

智能布线管理系统的检测机理与工程价值

文｜德特威勒电缆系统（上海）有限公司 曾松鸣

智能布线管理系统是一种现代化的综合布线管理手段，在中国它已经成为各个工程在产品选型期间的话题之一。本文将根据其工程价值仅仅涉及到智能布线管理系统的检测机理部分，进行分析。

1 智能布线管理系统在布线工程期间的价值

智能布线管理系统当前关注的重心在于跳线的插拔和自动检测。这个特点使它在综合布线的安装后期和整个维护期间都发挥了重要的作用。

1.1 智能布线管理系统在安装期间的价值

在综合布线系统的安装工程期间，当链路/信道测试合格后，综合布线系统的施工人员或应用系统的安装人员必然会把跳线插到配线架上，完成配线架与配线架、配线架与网络设备之间的跳线插接。在配线架插接过程中，一般会出现两种类型的插接方法：

（1）跳线盲插

当楼层配线架对应的网段固定时，有许多场合可以采用“盲插”方法，即RJ45型跳线的两端顺序地插入配线架和网络交换机的RJ45端口内，不需要设定跳线的编号。这样的做法简单易行，对于施工人员极其方便，已经持续了十余年。即使是在虚拟网盛行的今天，“盲插”依然是流行的做法。

盲插这一跳线方法甚至可以用于语音跳线，当用户安装小型交换机（PABX）时，可以利用盲插的顺序跳线排列方式，设定分机板上的每个端口的物理地址与桌面电话机之间的顺序关系，然后通过软件设定每个桌面上的电话机的逻辑号码。

盲插时的跳线可以在跳线使用前或使用后在跳线上粘贴带有顺序数字编号的标签。当跳线盲插时，如果智能布线管理系统带有自动侦测跳线连接功能，则可以在软件中迅速设定所有跳线的连接状态。然后通过电脑屏幕检查，确定是否有跳线插错的现象。

电子工单是智能布线管理系统中面向跳线插拔的一个重要功能，当管理人员在电脑上将跳线两端的编号一一配对后，智能布线管理系统能够借助于现场配线架的指示灯的点亮、闪烁和熄灭，指示哪个端口应该插入或拔出跳线，有些智能布线管理系统还能在对端差错时，使用指示灯提醒施工人员。当智能布线管理软件中的电子工单能顺序设定跳线编号时，对于盲插的施工人员是一个提醒或检查，前者是希望施工人员别插错，后者是在施工人员插错时，主动告警要求施工人员改正错误。

（2）按指定编号插跳线

在不少管理规范的企业中，网络系统所用跳线采用了带有编号，甚至是在跳线的两端均带有对端编号的标签。这时将严格按照标签插入跳线，也就是说，使用带有端口标签的跳线时，需依据跳线上的标签，将跳线插入指定的端口中。另一种方法是：跳线标签拿在手上，在临到使用时再贴在跳线的两端，然后顺手将跳线两端分别插入配线架或网络设备的指定插座内。

对于这样的跳线施工方法，使用电子工单可以使施工人员不必带上跳线表，只需要根据配线架和网络设备的端口编号，剪下对应的标签后贴在跳线上即可，也可以根据指示灯检查跳线标签上的对端编号是否正确。

依此可见，在跳线的施工过程中，使用电子工单可以让施工人员更轻松地工作。

1.2 智能布线管理系统在维护期间的价值

综合布线系统的使用寿命可以长达25年以上，也就是说在施工完毕后，有些智能布线管理系统需要在漫长的十余年或二十余年的维护期间，长期为管理人员和维护人员提供对系统的在线检测、告警和跳线插拔指示（电子工单）。这时的智能布线管理系统能够发挥以下功能：

（1）在允许的时间内，对每个跳线端口的状态进行自检，如果跳线出现在不该出现的端口，或跳线在该出现的端口中消失，则立即告警，提醒管理人员迅速处理。有些时候管理人员因时间紧急，采用先斩后奏的方法，在配线架上先插/拔了跳线，而忙于其他事件（如：网络设备开通和设置、电脑启动和检查等）时，电子配线架管理电脑会一直处于告警状态，有时会吵得管理人员心烦意乱；而如果将告警功能关闭，万一忘记开启，则会造成正常的告警也无法传递给管理人员。

（2）通过对智能布线管理软件的检索，快速找到每个配线架/网络设备端口，通过跳线连接后的对端位置和相应的工作区信息点位置，并通过电子地图图形化地显示在人们面前。

（3）一旦需要更换跳线，可以使用电子工单，指示维护人员快速找到并拔下原有跳线，更换新的跳线。

（4）在管理人员时间紧急或来不及使用电子工单或插拔跳线后做记录，而忙其他事情（如：网络设备设定等）时，可以借助自动侦测跳线连接功能，在事后闲暇时找到当前跳线的连接图，经过人工确认和补充完善相关信息后，存盘作为正式的跳线记录，则成为日常跳线巡回自检时的对比信息。

对于维护人员而言，如果某条记录发现错误，则全部的记录都将处于不被相信的状态。这时，最简单的解决办法是重新核查一遍，过去这项工作费时费力，而现在，智能布线管理系统的功能已经能够做到快速、准确的自动侦测每根跳线链路的当前位置，而不必再顾及过去的设定参数。

2 智能布线管理系统的检测机理

根据十多年来智能布线管理系统的发展轨迹，可以认为未来的智能布线管理系统的检测系统将会出现点式检测、跳线链路、永久链路、信道检测等几种方法，每种检测方法各有千秋。

2.1 点式检测

点式检测是指对传输系统中某一个“点”的自动检测。点式检测的基本原理是：在综合布线系统的基本传输线路中，有着许多关键点，当任何一个关键点发生故障时，会导致该传输线路瘫痪。而非关键点（如隐藏在天花板上、墙壁里、地板下的缆线）则一般不容易出现故障。只要对关键点进行检测和监视，故障率将大大下降。

这一原理类似于安防报警系统中的门磁开关检测原理：只要门和窗不动，房间的人和物将保证安全。对于综合布线系统而言，关键点在于跳线与插座上的接口，所以点式检测多位于配线架和网络设备的插座附近。至于工作区面板上的插座，则因过于分散、成本过高，目前还看不到合适的检测系统，但从原理上说，这也是点式检测的关键点之一。

点式检测用的检测部件可以包括：微动开关、接触片、IC芯片（类似于安防系统中的巡更点）、电磁感应等，随着新技术的不断出现，检测部件还会增加。点式检测最大的优点是故障定位准确，可以根据故障报警的提示快速排除故障。

2.2 跳线链路

顾名思义，跳线链路检测方式是以跳线为检测目标。其原理是：在跳线中添加检测传输线路，一旦检测线路上带有信号电流，则可以认为该跳线的两端已经接入传输线路，至于所接入的传输线路是否为指定线路，可以根据跳线两端的配线架端口发回给端口地址来判定。

这一原理类似于安防报警系统中的主动红外报警器检测原理：在围墙两端各装一个传感器，一端为发射端，另一端为接收端，当发射端的红外线被接收端收到时，可以认为没有人或物体穿越红外线。一旦接收端没有收到红外线，则意味着围墙上有人或物体穿越，隔断了红外线，这时报警器将发出报警信号，同时打开摄像机进行图像记录。

跳线链路检测属于线检测方式中的一种，它仅限于跳线。根据这一原理，可以导出以下几种测试模型：

（1）九针检测

当跳线内包含有1根检测传输线时，连同8芯信号线，一共为9根芯线，对于两端的水晶头而言，则从八针变成了九针，其中第久针可以是在水晶头内，平齐于其他八根针；也可以是在水晶头上方的一根独立的接触针。

九针检测需在跳线两端的配线架或网络设备上添加金属接触点（九针模块）或金属接触片（配线架正面的感应片），报警传输电路可以将配线架的端口地址和网络设备的端口地址传送到控制器。这一点在配线架上实现比较简单：在配线架中加装报警电路和传输接口即可。在网络设备上比较难实现：网络设备并非为综合布线厂商制造，只能在网络设备外添加感应电路，而网络设备供应商及设备种类非常多，导致外部感应电路的种类繁多。现在市场上常见的是使用双电子配线架，将跳线两端全部接入电子配线架，确保报警传输线路成立且有效。

九针检测只能确定该跳线链路上是否有中断的故障，但无法进行故障的定位，即不知道故障位于哪一部位。如果九针检测能够与点式检测共同使用，不但能够知道跳线的传输通道上出现了问题，而且知道问题是出现在哪个端口，这种方法在安防中称为“双鉴”的检测方法。

（2）十针检测

RJ45水晶头内最多可以安排10根金针，即形成十针水晶头。如果跳线内拥有两根检测传输线时，检测方法会出现多样化：

①跳线一端的水晶头上装有微动开关

如果十针跳线的一端插入电子配线架，而跳线一端的水晶头上装有微动开关时，一旦该水晶头插入网络设备，则十针内的两根检测传输线自动接通，返回配线架“对端已插入”的电流信号。这时，九针检测原理所需的双配线架结构就可以简化成单配线架结构，它所形成的记录优于点式检测原理中的一端插入网络设备时的记录。

这一检测方法的缺点仍然是只能知道跳线链路是否正常，无法确定故障所在位置和对端的端口地址。

当使用双电子配线架时，它同时兼备九针跳线的优点，可以找到跳线两端的端口地址，同时在第10针上形成了反馈信号，用于判断电子配线架的内部电路故障。

②跳线水晶头上添加芯片

当跳线两端的水晶头内均添加特制芯片和微动开关时，可以通过两根检测传输线形成芯片电源与信号的共用传输通道。这时的跳线在一端插入电子配线架后，能够确定本端和对端是否已插入插座，同时进行线检测和点检测。当对端是网络设备时，电子配线架端知道跳线已经插入网络设备的端口中，但不知道端口编号；当对端是同类电子配线架时，可以形成跳线链路检测环路，通过这两个电子配线架共同完成巡回检测和异常报警功能。

这一方法中的跳线会比较复杂，但同时兼备了点检测和线检测的优点，不再需要外部添加点检测部件即可实现“双鉴”。

2.3 永久链路

综合布线系统中的永久链路是指一根缆线（水平缆线或主干缆线）从一端连接器（模块或尾纤）到另一端连接器之间的传输通道。在此，是指该永久链路通断的巡回检测和自动侦测。

永久链路检测最简单的方法是添加第9、10根芯线，采用类似于跳线链路检测的方法实现，由于双绞线的长度可能达到90m，光缆的长度可能达到数千米，所以这一方式的代价太高，至今没有人推出相应的产品。永久链路检测的另一种方法是利用8芯双绞线中的芯线，采用类似于POE（或者是电信载波电话）的原理，这一方法对于独占资源的客户而言，将会难以接受，因为在8芯线中同时传输了两个用户信号，就意味着信息安全性难以保证。

永久链路是信息传输物理层中最为隐蔽的部分，尽管发生故障的概率极低，但一旦发生故障，检查、定位和排除都会十分困难，所以从应用来看，永久链路检测是迟早会出现的。

2.4 信道检测

综合布线系统是七层网络协议中的物理层，只有做到全信道监测，才能确保整个网络处于全部被监测的状态。当链路层到应用层由网管实现管理，综合布线系统的配线架端由现在的智能布线管理系统实现管理时，事实上还缺少永久链路和工作区跳线链路的监测。

全信道检测确实不容易实现，否则，笔者也不会在1996年第一次接触到电子配线架至今，仍然没有看到面向整个物理层的智能布线管理系统。

3 可靠性分析

“枪扎一线，棍扫一片”，点检测和线检测各有各的优点，但同样都有缺点，没有实现“双鉴”监测，设计人员还是根据应用的需求，理性地判断采用哪一种类型的检测原理。

智能布线管理系统是七层网络协议中物理层的管理系统，而物理层是一切信息传输的基础平台，它的故障率直接影响信息传输系统的故障率，网上一直有说法：网络系统故障率绝大多数是有综合布线引发的，而根据对中国部分网络维护人员的咨询，发现并非如此，维护部门面向布线系统的维护人员比例非常低，而他们往往同时还有其他维护任务。另一方面，可以逆向推理：如果布线系统的故障占信息传输系统故障中的绝大多数，那各布线厂商所承担的25年系统质保将发挥作用，厂商工程师有责任在25年的时间内区分故障是来自产品还是来自工程，这将导致布线厂商将配备大量的维护工程师，而这显然不是现实。由此可以定性的判断：综合布线系统的故障率仅在信息传输系统故障中处于少数。另外，从原理上分析可知，综合布线系统是无源的传输线缆，故障率应远低于有源的信息传输设备，因为激光源、光敏管、集成电路、电容等电子设备中的零部件都是有使用寿命的，它们的使用寿命远比综合布线系统的25年短得多。并且，根据可靠性理论，由数以千计的零部件组成的信息传输设备的可靠性远低于由缆线、连接器和跳线组成的综合布线系统的可靠性。

对于综合布线系统的施工人员而言，能够做到工程完工后不会接到布线故障投诉电话是最大的快乐，因为这样一来，施工人员能够全身心地投入到的布线工程中，而不必费时、分心回到那些已建成多年的布线工程中，去回想当年的设计和施工细节，找到故障的准确位置和产生原因，而这些维护工作往往难以回收成本。当施工人员能够在工程中做到这一点时，布线系统将因其不发生故障而被维护人员所遗忘，最终导致万一发生故障时，维护人员大多难以找到布线系统的故障点，哪怕是一个小小的插头松动或倾斜。如果智能布线管理系统能够自动查出并定位布线故障的所在，维护人员将更为轻松，同时也将全部心思投入到信息传输设备维护上。

回到智能布线管理系统话题，智能布线管理系统的可靠性取决于所用的元器件、设计和工艺，由于在智能布线管理系统中添加了大量的容易出现故障的有源器件，所以智能布线系统的总体可靠性会略低于常规综合布线系统。但是，细分智能布线管理系统的结构，可以发现它是由信息传输部分（8芯双绞线或光纤）外加电子检测电路构成，任何一部分发生故障都不会影响另一部分的正常运行。所以智能布线管理系统传输的可靠性与常规布线系统是一样的，可以说是不变的。也就是说，当使用了智能布线管理系统时，综合布线系统的主功能：信息传输的可靠性与常规布线系统一样，都可以在25年的时间内由厂商承担系统质保。

4 结束语

智能布线管理系统是管理与传输相结合的产物，它的出现在于使管理更为真实、更为有效，而不是像常规管理那样，记录与现实情况不相符合，真实的信息全部记录在少数几个管理员的脑袋里。“可见即可得”，这一名句同样适用于智能布线管理系统。但是由于智能布线管理系统中的跳线还是需要人工到现场去插拔，跳线上的标签还是需要人工打印和粘贴，所以智能布线管理系统只能减少跳线端口自动侦测的人工，而跳线端口自动侦测功能仅仅只是在盲插或偶尔担心跳线位置不对时才会使用，所以省下的人工对于维护而言是很少的。对于安装而言，现在大多采用电子工单的施工模式，就意味着在跳线插入前，已经采用人工方式录入了全部的跳线信息，自然也就不会省人工了。

总之，智能布线管理系统对于综合布线系统的安装和维护是有帮助的，只是由于产品的原因，现在还不能像网管系统一样，在应用上游刃有余，还是需要设计者清楚原理、了解得与失，为最终客户提供符合他们心意的设计。