浅析智能综合布线系统在监测机房设备管理中的应用

宋文喆（国家广电总局哈尔滨监测台）

马明成（总局监管中心）

【摘要】本文从目前广播电视监测机房的实际出发，通过分析监测机房在综合布线和设备管理中存在的突出问题，阐述智能综合布线的技术特点，对比新技术与原有技术的差别，全面探讨智能综合布线系统在设备管理中的应用前景，提出基于智能综合布线技术的设备管理解决方案。

【关键词】监测 机房 智能综合布线 设备管理

1概述

近年来，随着我国广播电视监测事业的不断发展，监测技术水平的不断提升，广播电视监测系统逐渐呈现出设备多样化和结构复杂化的特点。面对种类繁多、数量庞大的监测设备，如何通过技术手段改进监测机房的设备管理模式，提高监测系统维护效率，加强监测系统的运维稳定性，成为摆在监测技术工作者面前急待解决的主要难题之一。本文针对监测机房综合布线和设备管理中存在的实际问题，通过阐述智能综合布线的技术特点，对比新技术与原有技术的差别，全面分析智能综合布线系统在设备管理中的应用前景，提出基于智能综合布线系统的设备管理解决方案。

2广播电视监测机房现状分析

2.1监测机房设备种类分析

目前，广播电视监测机房设备种类较多，主要分为天馈、接收和测量、服务器和存储、网络、监测终端和辅助性等六大类设备组成。

具体设备如下：

①天馈系统主要包括天线共用器、天线选择器和控制服务器等；

②接收系统主要包括监测接收机、场强仪、频谱分析仪和测频测调幅设备等；

③服务器系统主要包括刀片式服务器、普通型机架式服务器和磁盘阵列等；

④网络系统主要包括路由器、交换机、配线架、协议转换器、光纤、５类或６类网线等；

⑤监测终端主要包括控制台和工控机；

⑥辅助性系统主要包括n×m矩阵式KVM切换器、KVM延长放大器、音（视）频矩阵、UPS电源和精密空调等。

2.2监测机房综合布线和设备管理现状

分析监测机房现有设备技术特点不难发现，监测机房中的设备以电子信息类产品为主，设备均具有电脑控制模块和网络模块（部分采用串口控制的设备，可增加协议转换器实现网络化接入），系统日常工作主要在以太网络中完成。因此，监测机房的综合布线主要为网络信号的综合布线，主要以光缆或网线的星形网络连接方式为主，汇聚设备主要为交换机和光纤转换器等，各类线缆主要采用防静电地板下铺设的方式进行敷设。

日常设备管理中，维护人员可以通过计算机网络技术轻易的监控管理各设备从网络层至应用层的全部运行和数据交换状况，但对数据链路层和物理层（对应机房综合布线线缆、配线架、地插、模块和具体设备等）无法实现实时监控管理。通常只能通过制作标签对设备、线缆端头进行统一规范标识，制作技术图纸按图索迹，完成日常维护巡检和故障排查等工作。同时，维护人员还要手工完成大量的设备巡检、维护记录和统计分析报表。随着设备种类的增加和对系统扩展性要求的不断升级，这种维护效率和灵活性遭到强烈质疑，已渐渐无法满足事业发展的需要。

2.3监测机房设备管理存在的突出问题

由于对物理层和数据链路层实时智能监控手段的缺失，目前监测机房设备管理存在着如下突出问题。

①数据链路层和物理层无法实时监控，维护难度大。随着业务的不断扩展，各类设备的不断增加，对各类线缆的需求逐渐增大，线缆存在着严重的方向交叉和布局混乱，以致在后期的设备维护和故障分析时候带来诸多难题，主要体现为“设备间的通断信息错误”、“故障发现和纠错能力低下”；

②设备监控管理手段落后，效率低，不适应事业的快速发展。目前的管理模式缺少智能灵活的控制管理手段，设备管理记录和标识方式灵活性差，人工劳动强度大，管理模式的自动化、智能化急待解决；

③ 由于缺少智能判断能力，技术人员很难发现“非授权”的设备布线改动或非法入侵。机房网络存在线路被人为变更或入侵后，系统维护人员无法及时发现的可能，给系统运行带来巨大隐患和威胁，急需具备实时判别线路状况和定位非法变更（入侵）的能力。

3智能综合布线系统

3.1智能综合布线系统概述

为解决机房设备管理中存在的突出问题，在不增加大量成本的情况下，改善物理层和数据链路层的管理缺失，国际各大综合布线产品厂商相继推出了其智能综合布线系统，如美国康普公司SYSTIMAX系统、美国安普公司AMPTRAC系统和以色列RiT公司PatchView系统等。这些系统在设计理念、产品功能和系统结构等方面大体相同，其中，硬件设备均由服务器、管理主机、扩展器、扫描器和电子配线架等组成（如图3-1所示），软件系统主要实现设备的智能化管理。

我们以RiT公司PatchView系统为例，全面分析智能综合布线系统的软硬件技术和应用。

3.2 RiT PatchView智能综合布线系统

3.2.1 系统组成

如图3-2所示，PatchView系统主要由无源设备（配线设备）、有源设备（管理设备）和管理软件组成。无源设备主要为电子配线架和智能跳线（分铜缆和光纤两种）；有源设备共同构成管理单元，包括PVMax扫描仪、PVMax扩展仪、PVMax主机和智能控制板等。

3.2.2 有源设备主要功能及工作原理

PVMax扫描仪：扫描仪通过“扫描仪连接线缆”连接至电子配线架上，扫描仪监视配线架上的所有端口。扫描仪安装在监测机房设备间的配线机柜上，它们向主机汇报配线架架间的通断信息，实时扫描配线架端口的工作信息和地址信息，监控电子配线架端口工作状态；

PVMax扩展仪：扩展仪是扫描仪和主机之间的连接，应用于对主机管理能力的扩展，通过扩展仪的下行端口层叠连接到主机上。每个主机的下行端口连接到每个设备间的第一级扩展仪上，通过高一层扩展仪的下行端口可以层叠更多层次的扩展仪。

PVMax主机：位于系统的最高层，它控制所有的下行扫描仪，管理所有扫描信号的运算。双向传送并分析由扫描仪和PatchView系统的信号以及控制命令。同时，主机还包括一个SNMP代理协议，允许管理软件接受所有相关联的数据。

PVMax智能控制面板：控制面板通过控制面板端口和PVMax扫描仪连接，主要用于现场操作指导，技术人员可通过控制面板对于系统的通断和连接进行操作。在PatchView软件系统中可对控制面板下达激活、失效和等待等三个功能命令。

3.2.3 PatchView系统智能配线连接工作原理

如图3-2所示，PatchView系统采用双端口配线架管理方式，即卡接端口的配线架和卡接网络交换设备的配线架物理分开，中间采用跳线连接，双配线架管理方式是结构化布线系统国际通用的北美标准TIA/EIA 568B 和国际标准ISO11801 中所要求的布线方式，能实现结构化布线系统概念中的跳接和互换的工作，而且将水平线缆和水平配线架的链接以及交换机和交换配线架的链接称为固定连路，所有的跳接和互换均在两个配线架（水平配线架和交换配线架）之间。这样对系统的应用和将来的维护有很大的好处。

在数据链路连接中采用智能型配线架和智能型跳线，每个端口都包含电子信息。PatchView系统智能型铜缆配线架的端口和智能型铜缆跳线两端采用标准为RJ45（10帧），其中，最左侧的第0帧位备用，中间8芯（第1帧位至第8帧位）用于通讯，最右侧的第9帧位则用于智能管理，传输PatchView扫描信号，和传统布线系统的RJ45相比，只有第9帧多了一根铜芯，并没有改变原来RJ45的结构。（参看图3-5）智能型光缆配线架只在传统型光缆配线架端口上增加独立的一帧位则用于智能管理，光缆跳线也同样增加独立的一帧位则用于智能管理因此智能型光缆配线架和传统型光缆配线架也可以互相通用，智能型光缆跳线和传统型光缆跳线也可以互相通用。因此，智能型铜缆配线架和传统型铜缆配线架、交换机及模块等可以互相通用，智能型铜缆跳线和传统型铜缆跳线也可以互相通用。

当智能型跳线插入或拔出电子配线架的端口时候，端口的状态信息（连接或断开的信息）就可以即时地通过PVMax扫描仪传达到管理软件，可以通过声光邮件等形式对紧急事件进行报警，管理人员可及时掌握网络连接的变化，对其进行报警处理。同时，当连接变化后，新的网络结构便会被管理软件所自动记录，不会有遗漏或延迟等情况。

3.2.4 PV4E智能布线系统分析和管理软件

PV4E系统采用WEB界面B/S架构，主要由数据库服务器、应用服务器和若干客户端组成，数据库服务器和应用服务器可共用一台主机，客户端可通过WEB远程对系统进行管理。数据库采用SQL 2000 /2005数据库，应用服务器主要用于运行PV4E应用系统。PV4E应用系统和SQL数据库通过ODBC协议以及端口来实现数据量的交换。其配线架管理和数据库之间交换的结构图如如图3-6所示：

PV4E应用系统通过网络来扑获和分析所有配线事件。通过PV4E的管理和分析软件我们可以实现数据链路安全管理、全网设备资产管理和网络标识等功能，结合传统设备管理软件可以轻易实现从物理层至应用层的全面管理。

4智能综合布线系统在监测机房的应用前景

4.1智能综合布线系统具备的功能优势

通过前面章节的介绍和分析我们不难看出，同传统综合布线系统相比，智能综合布线系统除具备实现设备之间的数据链路连接和网络数据交换能力外，同时具备物理链路透明化、基础结构通断状态可查化、网络链路的自动优化、完善的安全和保密性、提高布线系统的临时应变能力、为自动报告和报表的统计提供支持等特点。

这些特点主要体现为，现场操作、安全监测、资产管理、网络识别、链路管理和报告六个方面。（如图4-1所示）

①链路管理：通过智能系统的电子配线架，提供实时布线设施信息，可以控制整个链路结构，实时监控所有元件以及网络设备，自动侦测监控链路上状态变化，并完成网络连接安全、网络设备有效利用和网络链路维护的作用。

②现场操作：电子配线架每个端口都配有LED 显示灯，技术人员在现场操作前，只要在软件上下达工作订单，电子配线架便会在接收到这一任务后，将电子配线架对应的端口指示灯设置为闪烁状态。这样在现场操作时，配线架上的LED 显示灯会不停地闪烁，技术人员只要把闪烁端口的跳线拔下，当配线架上的LED 显示灯常亮时，把跳线插到常亮的两个端口上，原本非常复杂的一件事变得轻松自如。（如图4-2所示）

③安全监测：一方面，对安全链路的通断和连接进行操作必须获得授权，如果没有授权，使用者将没有权利对安全链路实施任何操作；另一方面，各设备的IP 地址、MAC地址和布线链路的一一对应，自动识别非授权设备。智能布线系统可以轻松将某些链路定义为“保密”链路，管理软件通过和有源网络设备协同工作，规定只有带某个或某几个MAC地址的设备可以连接到该条链路。如果有非法设备的接入，管理软件将通过各种方式进行报警，从而提高网络对内管理的安全性，减少内部漏洞，避免信息泄露，降低安全风险。。

④报告功能；通过智能布线系统，技术人员大大提高了工作效率，软件可实现针对不同条件的搜索查询和事件统计，查询统计的结果和资产管理的数据可以由软件根据不同的要求，通过word、excel 和pdf 等多种格式输出，生成日检、周检、月检、季检、年检、维护变更、工作量统计和设备资源管理的各类报告；（如图4-3所示）

⑤网络识别：通过智能综合布线系统，技术人员可以轻易地掌握全网各设备之间的对应关系，各设备的IP 地址、MAC地址和布线链路一一对应，自动建立网络线路档案，实时监控各条线路的工作状态，对设备运行状态实现实时监管，同时，对线路的更改可实现自动识别和记录；

⑥资产管理：智能综合布线软件，可以对连接在系统内所有的设备进行管理，具备全台站的设备资产管理功能，技术人员可以通过软件，清晰查看到设备的运行状态，统计设备的使用率和闲置率，通过油表盘、饼状图和树状图等多种方式进行图形显示。有效利用资源，节省不必要的投资，提高运行质量。同时，通过无线网络使用PDA进行现场管理。（如图4-4所示）

4.2综述

综上所述，智能综合布线系统以其作为物理链路透明化、基础结构通断状态可查化、网络链路的自动优化、完善的安全和保密性、临时应变能力强、自动报告和报表的统计等特点。同时，还能够兼容现有的交换机和网络模块无需更新设备，必定成为未来监测机房综合布线的主流产品。这一系统在监测机房的应用将极大地改善监测机房现有的资产管理、安全防护和链路监控等方面的不足，提高工作效率，降低劳动强度，对确保安全播出、提高安全监测运维能力具有积极地现实意义。

参考文献

[1] 刘丽．采用RiT PatchView电子配线架如何提升布线系统的应用管理，智能建筑与城市信息，2009，8；67-68

[2] 以色列RiT 科技PatchView 系统硬件手册

[3] 以色列RiT 科技PV4E智能布线系统分析和管理软件手册