葉水勇，吳 斌，陳清萍，蔡 翔，朱 兵，陳 明，劉 琦

（1.國(guó)網(wǎng)黃山供電公司，安徽 黃山 245000；2.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司，安徽 合肥 230022）

0 引言

電子配線架又稱“智能配線管理系統(tǒng)”，是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)及電子配線設(shè)備對(duì)布線中的接插軟線進(jìn)行實(shí)時(shí)管理的系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)布線中已廣泛使用［1］。 在實(shí)際應(yīng)用中， 大樓內(nèi)部辦公室的變動(dòng)經(jīng)常引起最初建設(shè)時(shí)的信息點(diǎn)位的變動(dòng)， 有的還涉及到電話與網(wǎng)絡(luò)之間的切換等。而現(xiàn)有的配線架系統(tǒng)，無法應(yīng)對(duì)大樓電話線、 網(wǎng)線混用的情況， 當(dāng)信息點(diǎn)位發(fā)生變化時(shí)，需要對(duì)交換機(jī)、電子配線架前端、電子配線架后端等多個(gè)端口進(jìn)行調(diào)整。由于涉及端口較多，當(dāng)遇到多信息點(diǎn)位調(diào)整時(shí)，極易發(fā)生線路混亂、信息點(diǎn)路徑不明的問題，導(dǎo)致后期管理、維護(hù)成本增高［2-3］。 因此如何設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)信息點(diǎn)位變化的電子配線架線路連接結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為亟需解決的問題。

1 現(xiàn)狀與問題

目前某供電公司采用傳統(tǒng)的配線架布線方式，存在很多的缺陷。

1）不直觀。 傳統(tǒng)的配線架標(biāo)簽條大部分是紙質(zhì)的，需要打開機(jī)柜靠近它才能看清楚。 時(shí)間長(zhǎng)了，由于機(jī)房的環(huán)境原因，例如人為磨損、空氣潮濕等因素會(huì)使標(biāo)簽變得更加難以辨認(rèn)， 給管理人員帶來諸多不便。

2）維護(hù)不方便。 所有的配線架端口都需要寫上標(biāo)簽，工作量大。在維護(hù)時(shí)，查找及更改不方便。如果要跳線，先要去查文檔，找到要跳接的端口位置。 另外，標(biāo)簽貼紙容易掉、臟、舊，導(dǎo)致查找很不方便，浪費(fèi)大量的時(shí)間和人力。

3）安全隱患多。線纜龐雜且缺乏規(guī)劃，容易堵塞冷熱通道，影響機(jī)房散熱和制冷。對(duì)排線布線沒有安全可靠的實(shí)施方案，增加了故障和宕機(jī)的可能性。

因此， 需要研制智能電子配線架及其線路連接結(jié)構(gòu)， 以減少運(yùn)維檢修人員巡視時(shí)間， 降低運(yùn)維成本。

2 探測(cè)方法的運(yùn)用

傳統(tǒng)的布線系統(tǒng)是用手工的方法將布線的鏈路關(guān)系記錄下來。即便是使用一些布線管理軟件，一旦布線鏈路有變化還是需要網(wǎng)管人員用手工的方法將這一變化更新到數(shù)據(jù)庫中。一旦這種更新沒有及時(shí)、正確地完成， 就會(huì)造成鏈路數(shù)據(jù)庫里的鏈路關(guān)系和實(shí)際上的物理鏈路關(guān)系不一致。而利用電子配線架，就可以自動(dòng)記錄鏈路的變化。

電子配線架的核心功能就是自動(dòng)記錄、 更新鏈路數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能有兩個(gè)途徑：一是采用端口探測(cè)法，二是采用鏈路探測(cè)法。

2.1 端口探測(cè)法

端口探測(cè)法的原理就是在RJ-45 或光纖的端口上加裝一個(gè)碰觸開關(guān)， 一旦有跳線插入就會(huì)觸動(dòng)這個(gè)碰觸開關(guān)。 碰觸開關(guān)就會(huì)通知系統(tǒng)這個(gè)端口有跳線插進(jìn)來了。如果原來的端口里已經(jīng)有個(gè)跳線插頭，一旦這個(gè)端口里的跳線被拔出， 碰觸開關(guān)也會(huì)馬上通知系統(tǒng)，這個(gè)端口里已經(jīng)沒有插頭了。

端口探測(cè)法最大的好處在于可以使用普通跳線［4-5］。 最大的問題在于它只能探知端口里有沒有跳線插頭而不知道這個(gè)插頭上掛的跳線是連到哪里去的。 比如，系統(tǒng)通知用戶要把A 端口和B 端口用跳線連接起來，如圖1（a）所示。發(fā)出指令后系統(tǒng)只是在等待A、B 端口是否有跳線插進(jìn)來。 一旦兩個(gè)端口都先后有跳線插進(jìn)來，系統(tǒng)就會(huì)認(rèn)為連接正確，跳線工作完成， 并不管這兩個(gè)端口是不是用一根跳線連接起來的。 如果用戶在A、B 兩個(gè)端口上插的是兩根獨(dú)立的跳線，如圖1（b）所示，插入A 端口的跳線的另一端是空懸的，而B 端口實(shí)際上是與C 端口連接著，采用端口探測(cè)法的電子配線架系統(tǒng)就無法判斷A、B、C 3 個(gè)端口究竟是哪兩個(gè)相連， 因?yàn)?A、B、C 3 個(gè)端口里碰觸開關(guān)都已經(jīng)被觸碰了， 此時(shí)必須做手動(dòng)調(diào)整，才能真正達(dá)到圖1（b）的效果。 這種電子配線架的智能程度顯然不夠高。

圖1 探測(cè)方法圖

2.2 鏈路探測(cè)法

鏈路探測(cè)法的原理是在普通的跳線里增加一根導(dǎo)線，這種跳線一般稱之為10 針跳線。 基于鏈路探測(cè)法的電子配線架就是利用這根導(dǎo)線來確定端口的連接狀態(tài)［6-7］。 當(dāng)這種10 針跳線連接到兩個(gè)端口時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)通過第10 針線探測(cè)到這兩個(gè)端口的鏈接關(guān)系，并立即更新到鏈路數(shù)據(jù)庫里。以上面的案例來說，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出指令要連接A、B 端口時(shí)，系統(tǒng)一定要確定A、B 端口確實(shí)已經(jīng)像圖1（a）那樣連接好了才可以。如果只是像圖1（b）所示在A 端口和B 端口分別插進(jìn)去了跳線接頭， 而A 和B 并沒有連接起來，這樣系統(tǒng)是不認(rèn)可的。系統(tǒng)一定要等到操作者真正地用一根10 針跳線連接起了這兩個(gè)端口才會(huì)認(rèn)定跳線工作結(jié)束。 這種探測(cè)法可以讓跳線操作做到零誤差。

2.3 兩種方法建立和更新鏈路數(shù)據(jù)庫的區(qū)別

假設(shè)有A、B 兩個(gè)配線架需要用跳線實(shí)現(xiàn)如圖2的連接，即 A1-B1，A2-B2，A3-B3。 當(dāng)端口探測(cè)法下達(dá)指令去跳接這幾個(gè)端口， 實(shí)際上就相當(dāng)于用手工的方法輸入了這6 個(gè)端口的鏈接關(guān)系，此后系統(tǒng)就只能等著探測(cè)這幾個(gè)端口是否會(huì)按 A1、B1、A2、B2、A3、B3 的順序有跳線插入， 如果這6 個(gè)端口按照其順序都有跳線插入，它就會(huì)認(rèn)定跳線正確，工作結(jié)束。

圖2 建立和更新鏈路數(shù)據(jù)庫圖

如果跳線時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤，例如在紅色跳線插入A2端口后，操作人員把藍(lán)色跳線插入了B2，并隨即將其另一端插入了A3，最后將所剩下跳線插頭插到了B3，實(shí)際的鏈接關(guān)系成為A1-B1，A2-B3 和A3-B2。 這種錯(cuò)誤即使是在跳線并不是十分密集的情況下也是有可能發(fā)生。雖然這個(gè)錯(cuò)誤很明顯，但采用端口探測(cè)法的電子配線架并不能發(fā)現(xiàn)， 這就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫與實(shí)際的鏈路關(guān)系不一致， 如果以后的跳線涉及到了A2、A3、B2、B3 這4 個(gè)端口，這種錯(cuò)誤就會(huì)傳遞下去，整個(gè)數(shù)據(jù)庫就有大量需要手工修改的東西。

對(duì)于鏈路探測(cè)法的電子配線架系統(tǒng)， 鏈路關(guān)系是通過掃描鏈路的方式獲得的， 如果下達(dá)的跳線指令是A1 與B2 的鏈接關(guān)系， 系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)現(xiàn)A2 并沒有按要求與B2 連接，而是連接到了B3。 同樣也能立即發(fā)現(xiàn)A3 端口的錯(cuò)誤。 這就是鏈路探測(cè)法的好處，數(shù)據(jù)庫與實(shí)際鏈接狀態(tài)是一致的。

3 技術(shù)方案及創(chuàng)新點(diǎn)

3.1 技術(shù)方案

圖3 為電子配線架的線路連接原理圖。 管理端電子配線架用于網(wǎng)絡(luò)對(duì)外的連接，為后期維護(hù)方便，從網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的1 號(hào)網(wǎng)絡(luò)端口與管理端電子配線架后端的1 號(hào)端口開始對(duì)應(yīng)依序連接， 即網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的1 號(hào)網(wǎng)絡(luò)端口與管理端電子配線架后端的1 號(hào)端口相連、 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的2 號(hào)網(wǎng)絡(luò)端口與管理端電子配線架后端的2 號(hào)端口相連，以此類推，從而保證了網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與管理端電子配線架之間的線路明確。后期使用中若需進(jìn)行信息點(diǎn)位端的調(diào)整， 只需調(diào)整用戶端電子配線架與管理端電子配線架之間的連線。因此，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與管理端電子配線架之間的線路明確后，后期不需要變換，簡(jiǎn)化了維護(hù)工作量。

圖3 電子配線架的線路連接原理圖

多個(gè)信息面板分別通過網(wǎng)線連入用戶端電子配線架后端的端口，為后期維護(hù)方便，多個(gè)信息面板從用戶端電子配線架后端的1 號(hào)端口依序接入，即1 號(hào)信息面板接入用戶端電子配線架后端的1 號(hào)端口、2 號(hào)信息面板接入用戶端電子配線架后端的2 號(hào)端口，以此類推。 信息面板與用戶端電子配線架之間的線路明確后， 后期信息點(diǎn)位端的調(diào)整也不存在變換的可能。

用戶端電子配線架前端與管理端電子配線架前端通過多條網(wǎng)線相連，為后期維護(hù)方便，從用戶端電子配線架前端的1 號(hào)端口與管理端電子配線架前端的1 號(hào)端口開始對(duì)應(yīng)依序連接［8-9］。 即用戶端電子配線架前端的1 號(hào)端口與管理端電子配線架前端的1 號(hào)端口相連、用戶端電子配線架前端的2 號(hào)端口與管理端電子配線架前端的2 號(hào)端口相連，以此類推。

通過機(jī)架管理單元可以對(duì)用戶端電子配線架和管理端電子配線架進(jìn)行信息化管理， 監(jiān)控電話和網(wǎng)絡(luò)線，自動(dòng)生成和及時(shí)更新鏈路拓?fù)鋱D，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)線一鍵查找等功能， 使改進(jìn)的配線架系統(tǒng)更符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況。用戶端電子配線架的10 針總線接口與管理端電子配線架的10 針總線接口上均接有10 針總線連接條，10 針總線連接條接在機(jī)架管理單元上，通過10 針總線連接條將數(shù)據(jù)信息傳至機(jī)架管理單元。 同時(shí)，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器接在網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與機(jī)架管理單元之間通過網(wǎng)線相連。 管理軟件數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接至機(jī)架管理單元，從而獲取機(jī)架管理單元的數(shù)據(jù)信息［10-11］。

在實(shí)際使用時(shí)， 當(dāng)遇到辦公室調(diào)整或信息面板之間進(jìn)行調(diào)整時(shí)，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與管理端電子配線架、信息面板與用戶端電子配線架之間的線路連接均不需要進(jìn)行調(diào)整， 只需調(diào)整管理端電子配線架與用戶端電子配線架之間的線路連接。 如1 號(hào)信息面板與4 號(hào)信息面板進(jìn)行更換， 只需將用戶端電子配線架前端的1 號(hào)端口連至管理端電子配線架的4 號(hào)端口、 用戶端電子配線架前端的4 號(hào)端口連至管理端電子配線架的1 號(hào)端口， 即可完成兩個(gè)信息點(diǎn)位的變化，非常便捷，提高了維護(hù)效率。

3.2 創(chuàng)新點(diǎn)

該電子配線架線路連接結(jié)構(gòu)， 與現(xiàn)有技術(shù)相比通過兩個(gè)電子配線架之間的線路調(diào)整能夠方便地在多個(gè)信息點(diǎn)位之間進(jìn)行調(diào)整變化， 使得無論信息點(diǎn)位端如何變化， 需跳轉(zhuǎn)的只是兩個(gè)電子配線架之間的線路，大大降低了信息點(diǎn)位的調(diào)整難度［12-13］。

通過對(duì)原先智能化配線架的接線結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，將傳統(tǒng)的設(shè)備-配線架-信息點(diǎn)方式，改成設(shè)備-配線架1-配線架2-信息點(diǎn)的方式，使網(wǎng)絡(luò)、電話等信息點(diǎn)在兩個(gè)電子配線架中跳轉(zhuǎn)。 通過機(jī)架管理單元的使用，在大樓信息點(diǎn)變動(dòng)的情況下，可以迅速查找到變更的信息點(diǎn)在智能化配線架的對(duì)應(yīng)口， 能夠在現(xiàn)場(chǎng)做出更改并確認(rèn)，自動(dòng)更新線路拓?fù)?，不用人工統(tǒng)計(jì)和記錄線路的路徑變化。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣、成本低廉的特點(diǎn)［14］。

4 系統(tǒng)功能

4.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)端到端網(wǎng)絡(luò)連接

該電子配線系統(tǒng)采用智能型配線架和智能型跳線，每個(gè)端口都包含相應(yīng)的鏈路信息，可實(shí)現(xiàn)端到端網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4.2 控制工作任務(wù)的執(zhí)行

該電子配線架線路連接結(jié)構(gòu)相比較傳統(tǒng)型配線架的另一個(gè)不同點(diǎn)就是， 智能型配線架每個(gè)端口上都有 LED 指示燈［15］。 LED 指示燈為現(xiàn)場(chǎng)操作提供重要的依據(jù)，和傳統(tǒng)布線系統(tǒng)相比，大大提高了現(xiàn)場(chǎng)操作的準(zhǔn)確性和高效性。 管理人員可以通過軟件將需要執(zhí)行的任務(wù)（例如跳線等）下達(dá)到每個(gè)管理設(shè)備，再下達(dá)到配線架。操作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，只需要按照LED 指示燈的示意進(jìn)行操作，就可以保證其準(zhǔn)確率，節(jié)省大量的時(shí)間。如果操作人員的操作有誤，系統(tǒng)會(huì)通過LED 指示燈提示操作人員，管理人員也可以即時(shí)通過軟件的報(bào)警功能得知。當(dāng)任務(wù)被下達(dá)給不同的操作人員時(shí)，這些人員可以通過PDA 等設(shè)備，從管理設(shè)備下載屬于自己的任務(wù)，相互實(shí)施，互不干擾。

4.3 圖形化顯示物理層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

該電子配線系統(tǒng)的管理軟件可以圖形化顯示物理層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 可以在同一個(gè)管理軟件里進(jìn)行管理。網(wǎng)絡(luò)連接發(fā)生變化后，管理軟件內(nèi)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)會(huì)實(shí)時(shí)更新，非常高效，避免了人力資源的重復(fù)投入。管理人員面對(duì)圖形化管理界面， 就如同面對(duì)微縮的布線系統(tǒng)，并可以通過軟件了解到鏈路的任意變化。

5 結(jié)語

采用該結(jié)構(gòu)的電子配線架可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)布線數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提供網(wǎng)絡(luò)布線通斷提示，減少了運(yùn)維檢修人員的巡視時(shí)間。在發(fā)生網(wǎng)絡(luò)布線故障時(shí)，能通過電子配線架上的指示燈迅速查找到對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)布線故障點(diǎn)，縮短了故障處理時(shí)間，降低運(yùn)維成本，有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益。