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结构化综合布线系统概述
作 者：刘云峰
作者单位：兰州天地电脑技术有限公司
摘要：综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。近年来，随着结构化布线工程的普及和布线灵活性的不断提高，用户变更网络连接或跳接的频率也在提高，而布线系统是影响网络故障的重要原因，如何能通过有效的办法实现网络布线的实时管理，使网管人员有一个清晰的网络维护工作界面呢？这就需要有布线管理。
关键词：综合布线 智能 实时管理
今天，智能建筑的写字楼、大厦、大学校园、政府部门甚至住宅小区中的绝大多数语音、数据、图像的传输，在其物理层结构上都是基于结构化布线系统的基础架构上。我们知道，在ISO/OSI协议中，物理层是网络系统的基础，所有网络通讯依靠物理层的线缆来将语音、数据传到目的地。
随着结构化布线工程的普及和布线灵活性的不断提高，用户变更网络连接或跳接的频率也在提高，而布线系统是影响网络故障的重要原因，据调查60~70%的网络故障是由于跳线的不明确，导致整个网络的不可靠或瘫痪，网管人员已不可能再根据工程竣工图或网络拓扑图来进行网络维护工作。那么，如何能通过有效的办法实现网络布线的实时管理，使网管人员有一个清晰的网络维护工作界面呢？这就需要有布线管理。物理层布线管理能实时（一天二十四小时，一年三百六十五天）监视布线的连接状态和设备的物理位置，同时有任何更改的时候，能准确的更新布线文档数据。这样做的好处是连续提供可靠、安全的连接，防止任何无计划的、无授权的更改，降低整个网络系统的事故时间、运行和维护费用，最终能有效的管理整个网络资源，提高布线管理效率。
一、综合布线产生的背景和不足
人类社会已开始进入信息社会，信息逐渐渗透到人们工作、生活、娱乐、商业、制造业、军事等各个领域，办公自动化、电子商务、网上购物、远程医疗、家庭上网、电子博物馆等概念逐渐变为现实，这一切都是依赖于计算机技术、通信技术、网络技术、信息技术的飞速发展，依赖于这些新技术在人们生活中的广泛应用。
Internet是这些技术的典型应用，经过了几年快速的发展，其规模已发展到几万个互连网，并正在以每月百分之十几的速率增长；国内网络建设的发展也十分迅速，已建成如Cernet、CSTNet、ChinaGBN、ChinaNet等四大网络。以它们为骨干连接在一起数目众多的基础网络，成为信息交流的节点，这些信息节点可以是一座智能大厦，也可以是智能建筑群，如：商务型大厦，办公用大楼，交通运输设施，卫生医疗设施，园区建筑。
不管是大厦的网络还是园区网络，都离不开信息传输的通道，离不开布线系统。
建筑物（大厦或园区）的布线系统作为提供信息服务的最末端，其性能的优劣将直接影响信息服务质量
传统布线的不足主要表现在：不同应用系统（电话、计算机系统、局域网、楼宇自控系统等）的布线各自独立，不同的设备采用不同的传输线缆构成各自的网络，同时，连接线缆的插座、模块及配线架的结构和生产标准不同，相互之间达不到共用的目的，加上施工时期不同，致使形成的布线系统存在极大差异，难以互换通用。
这种传统布线方式由于没有统一的设计，施工、使用和管理都不方便；当工作场所需要重新规划，设备需要更换、移动或增加时，只能重新敷设线缆，安装插头、插座，并需中断办公，显然布线工作非常费时、耗资、效率很低。因此，传统的布线不利于布线系统的综合利用和管理，限制了应用系统的变化以及网络规模的扩充和升级。
为了克服传统布线系统的缺点，美国AT&T公司贝尔实验室的专家们经过多年的潜心研究，于80年代末率先推出了SYSTIMAX PDS综合布线系统。
二、综合布线的基本概念和特点
综合布线系统是一套用于建筑物内或建筑群之间为计算机、通信设施与监控系统预先设置的信息传输通道。它将语音、数据、图像等设备彼此相连，同时能使上述设备与外部通信数据网络相连接。
综合布线系统是为适应综合业务数字网（ISDN）的需求而发展起来的一种特别设计的布线方式，它为智能大厦和智能建筑群中的信息设施提供了多厂家产品兼容，模块化扩展、更新与系统灵活重组的可能性。既为用户创造了现代信息系统环境，强化了控制与管理，又为用户节约了费用，保护了投资。综合布线系统已成为现代化建筑的重要组成部分。
综合布线系统应用高品质的标准材料，以非屏蔽双绞线和光纤作为传输介质，采用组合压接方式，统一进行规划设计，组成一套完整而开放的布线系统。该系统将语音、数据、图像信号的布线与建筑物安全报警、监控管理信号的布线综合在一个标准的布线系统内。在墙壁上或地面上设置有标准插座，这些插座通过各种适配器与计算机、通信设备以及楼宇自动化设备相连接。
综合布线的硬件包括传输介质（非屏蔽双绞线、大对数电缆和光缆等）、配线架、标准信息插座、适配器、光电转换设备、系统保护设备等。
采用星型拓扑结构、模块化设计的综合布线系统，与传统的布线相比有许多特点，主要表现在系统具有开放性、灵活性、模块化、扩展性及独立性等特点。
（1）开放性
综合布线系统采用开放式体系结构，符合多种国际上现行的标准，它几乎对所有著名厂商的产品都是开放的，并支持所有的通信协议。这种开放性的特点使得设备的更换或网络结构的变化都不会导致综合布线系统的重新铺设，只需进行简单的跳线管理即可。
（2）灵活性
综合布线系统的灵活性主要表现在三个方面：灵活组网、灵活变位和应用类型的灵活变化。
综合布线系统采用星型物理拓扑结构，为了适应不同的网络结构，可以在综合布线系统管理间进行跳线管理，使系统连接成为星型、环型、总线型等不同的逻辑结构，灵活地实现不同拓扑结构网络的组网；
当终端设备位置需要改变时，除了进行跳线管理外，不需要进行更多的布线改变，使工位移动变得十分灵活；
同时，综合布线系统还能够满足多种应用的要求，如数据终端、模拟或数字式电话机、个人计算机、工作站、打印机和主机等，使系统能灵活的联接不同应用类型的设备。
（3）模块化
综合布线系统的接插元件，如配线架、终端模块等采用积木式结构，可以方便地进行更换插拔，使管理、扩展和使用变得十分简单。
（4）扩展性
综合布线系统（包括材料、部件、通讯设备等设施）严格遵循国际标准，因此，无论计算机设备、通讯设备、控制设备随技术如何发展，将来都可很方便地将这些设备连接到系统中去。
综合布线系统灵活的配置为应用的扩展提供了较高的裕量。系统采用光纤和双绞线作为传输介质，为不同应用提供了合理地选择空间。对带宽要求不高的应用，采用双绞线，而对高带宽需求的应用采用光纤到桌面的方式。语音主干系统采用大对数电缆，既可作为话音的主干，也可作为数据主干的备份，数据主干采用光缆，其高的带宽为多路实时多媒体信息传输留有足够裕量。
（5）独立性
综合布线系统的最根本的特点是独立性。最底层是物理布线，与物理布线直接相关的是数据链路层，即网络的逻辑拓扑结构。而网络层和应用层与物理布线完全不相关，即网络传输协议、网络操作系统、网络管理软件及网络应用软件等与物理布线相互独立。
无论网络技术如何变化，其局部网络逻辑拓扑结构都是总线型、环型、星型、树型或以上几种形式的结合，而星型的综合布线系统，通过在管理间内跳线的灵活变换，可以实现上述的总线型(如Ethernet/IEEE802.3)、环型(IEEE802.5/Token-Ring，X3T9.5 TPDDI/FDDI)、星型(StarLAN)或混合型(含有环、总线等形式)的拓扑结构，因此采用综合布线方式进行物理布线时，不必过多地考虑网络的逻辑结构，更不需要考虑网络服务和网络管理软件，也就是说综合布线系统具有与应用的独立性。5．综合布线系统的组成
综合布线系统由6个子系统组成，包括工作区子系统、水平区子系统、管理间子系统、垂直干线子系统、设备间子系统及建筑群子系统。
由于采用星型结构，任何一个子系统都可独立地接入综合布线中。因此，系统易于扩充，布线易于重新组合，也便于查找和排除故障。
（1）工作区子系统
工作区子系统是一个可以独立设置终端设备的区域，该子系统包括水平配线系统的信息插座、连接信息插座和终端设备的跳线以及适配器。工作区的服务面积一般可按5~10平方米估算，工作区内信息点的数量根据相应的设计等级要求设置。
工作区的每个信息插座都应该支持电话机、数据终端、计算机及监视器等终端设备，同时，为了便于管理和识别，有些厂家的信息插座做成多种颜色：黑、白、红、蓝、绿、黄，这些颜色的设置应符合TIA/EIA 606标准。
（2）水平区子系统
水平区子系统应由工作区用的信息插座，楼层分配线设备至信息插座的水平电缆、楼层配线设备和跳线等组成。一般情况，水平电缆应采用4对双绞线电缆。在水平子系统有高速率应用的场合，应采用光缆，即光纤到桌面。水平子系统根据整个综合布线系统的要求，应在二级交接间、交接间或设备间的配线设备上进行连接，以构成电话、数据、电视系统和监视系统，并方便地进行管理。水平子系统的电缆长度应小于90米，信息插座应在内部做固定线连接。
（3）管理间子系统
管理间子系统设置在楼层分配线设备的房间内。管理间子系统应由交接间的配线设备，输入/输出设备等组成，也可应用于设备间子系统中。
管理间子系统应采用单点管理双交接。交接场的结构取决于工作区、综合布线系统规模和选用的硬件。在管理规模大、复杂、有二级交接间时，才设置双点管理双交接。在管理点，应根据应用环境用标记插入条来标出各个端接场。交接区应有良好的标记系统，如建筑物名称、建筑物位置、区号、起始点和功能等标志。交接间和二级交接间的配线设备应采用色标区别各类用途的配线区。
（4）垂直干线子系统
垂直干线子系统应由设备间的配线设备和跳线以及设备间至各楼层分配线间的连接电缆组成。
在确定垂直子系统所需要的电缆总对数之前，必须确定电缆中话音和数据信号的共享原则。对于基本型每个工作区可选定2对，对于增强型每个工作区可选定3对双绞线，对于综合型每个工作区可在基本型或增强型的基础上增设光缆系统。如果设备间与计算机机房处于不同的地点，而且需要把语音电缆连至设备间，把数据电缆连至计算机机房，则应在设计中选取不同的干线电缆或干线电缆的不同部分来分别满足不同路由语音和数据的需要。当必要时，也可以采用光缆系统予以满足。
（5）设备间子系统
设备间是在每一幢大楼的适当地点设置进线设备，进行网络管理以及管理人员值班的场所。设备间子系统应由综合布线系统的建筑物进线设备、电话、数据、计算机等各种主机设备及其保安配线设备等组成。
设备间内的所有进线终端设备应采用色标区别各类用途的配线区。
设备间位置及大小应根据设备的数量、规模、最佳网络中心等内容综合考虑确定。
（6）建筑群子系统
建筑群子系统由二个以上建筑物的电话、数据、监视系统组成一个建筑群综合布线系统，其连接各建筑物之间的缆线和配线设备，组成建筑群子系统。
建筑群子系统应采用地下管道敷设方式，管道内敷设的铜缆或光缆应遵循电话管道和入孔的各项设计规定。此外安装时至少应予留1~2个备用管孔，以供扩充之用。
三、构化布线目前设计的现状和管理方式
目前，结构化布线设计一般采用国际标准的结构化布线系统，将语音、数据的配线统一在一套布线系统中。系统设计一般按六个子系统进行设计
1. 工作区子系统：由终端设备连接到信息插座的连接线缆（3m左右）所组成。
2. 水平配线子系统：各楼层弱电井兼作楼层设备间，由设备间至工作区信息插座采用6类4对8芯UTP双绞线，配线电缆长度不超过90米。
3. 垂直干线子系统：传输数据的垂直干线采用6芯多模光纤，并采用6类4对8芯UTP双绞线作为备份；传输语音的垂直干线采用5类非屏蔽大对数铜缆。垂直干线沿弱电竖井桥架敷设。
4. 设备间子系统：各楼层弱电间作设备间，设置接入层网络交换机、配线架等连接器件。
5. 管理子系统：计算机网络中心、电话总机房，是整个大楼的网络、电话交接中心。
6. 建筑群子系统：将建筑物中的线缆延伸到建筑物群的另一些建筑物中的通信设备和网络设备上。
这样设计思路简洁，施工简单，施工费用降低，充分适应通讯和计算机网络的发展，为今后办公自动化打下坚实的线路基础。
但随着技术的发展，人们不仅仅满足布线，施工等的方便，对维护、管理也提出了要求。引言所述，如今公司、办公人员变化很快，如果还是到设备间去跳线，是非常麻烦的，所以根据用户的不同需求能进行随时的改变和调整，这对管理人员的要求会很严格。管理人员要清楚地知道工作区的点与配线架点之间的对应关系，并能及时的跳接。根据TIA/EIA－606标准即《商业建筑物电信基础结构管理标准》的规定：传输机房、设备间、介质终端、双绞线、光纤、接地线等都有明确的编号标准和方法。通常施工人员为保证线缆两端的正确端接，会在线缆上贴上标签。用户可以通过每条线缆的唯一编码，在配线架和面板插座上识别线缆。
目前，由于用户每天都在使用布线系统，而且用户通常自己负责布线系统的维护，因此一般标识使用简单的字母和数字进行识别。现在尽管许多制造商在生产面板插座时预印了“电话”、“电脑”、“传真”等字样，但大部分业主建议不要在面板插座上使用这些图标。因为，首先这些标识信息不完全，达不到管理的目的；其次，布线基础设施将不再具有通用性，随时可能发生变更。到一段时间后，设备间跳线乱成一团，标签脱落现象等很严重。
四、设计计算机管理系统的必要性
综合布线实时智能管理系统是采用计算机技术实现综合布线的实时自动化和智能化管理。在计算机市场中，已经有多种网络管理应用软件来帮助网络管理员来监视网络的连接情况，然而，值得注意的是这些应用绝大多数都工作在网络层，而非物理连接层，它只能告诉网络管理员哪个逻辑链路断了，哪个设备不能连接上了，但是不能告诉管理员物理错误的位置和问题发生的原因，到底是电缆断了还是插头脱落了。传统的交换机端口到配线架端口的连接是通过跳线完成的。竣工时候的跳线一旦发生更改必须由人工改变图纸加以记录，以备今后查询。配线架的端口仅代表着客户端端口，这样造成的一个问题是，管理难度高，跳线在今后改动中难以查询所连接的端口；另一个问题是，交换机的端口由于改变需要经常插拔，容易导致昂贵的交换机设备的损坏。一个统一实时的物理层管理系统能够准确、可靠、安全、提供端到端的实时监视和相应的文档，是十分必要的。综合布线智能实时管理能节约时间，使业务中断达到最小，能有效利用有源设备，能精确完善的记录文档，能在修复故障时降低中断时间，对有计划的 MAC (Move 移动、Add 添加、Change 变更) 能迅速作出反应。
随着网络技术的普及，越来越多的企业和行政单位使用了网络系统，改变了传统的办公模式，大大提高了工作效率。同时，在单位中也多了一个部门--电脑部。传统企业中的电脑部的职责也从文字处理、计算机维护转入了网络维护为主的新时代。在网络维护中，除了对服务器系统、网络设备的状态监控外，还有一项重要的任务：根据其他部门人员变更，提供网络（包括电话等）连接支持，以及更改后的文档管理。
随着时代脉搏的加快，人员变动，乃至部门的变动都越来越频繁，如何让网络变动跟上这日益加快的节奏，同时又要保持文档的正确性？这个问题逐步显现出来。传统的由人为管理的主要手段的模式已难以承担这项工作。例如，电脑部人员变动造成新的工作人员对网络一无所知的情况也比比皆是。若将整个企业比作一个机器，那么，这时的网络系统将是最薄弱了。即使是最有经验的网络技术人员，面对一个混沌的网络也束手无策。服务器设备、网络通讯设备的飞速发展的今天，网络的物理层的管理有没有新的突破呢？回答是肯定的。
五、构化布线计算机管理系统组成
传统的网络连接有这样几个部分：交换机端口到配线架端口的连接、配线架端口到客户端端口连接、客户端端口到终端设备（电脑、电话机等）。一般情况下，配线架端口到客户端端口的网络连接已经在最初的安装中完成，很难在今后改动。所以，交换机端口到配线架端口的跳线是我们机房管理的重点。
结构化布线实时智能管理由两部分组成：硬件和软件。
系统的硬件部分：
电子配线架：分超五类性能、六类性能和光纤配线架，在每个配线架端口上方具有内置传感器，是24位实时接口的一部分，在实时布线中，端口传感器和接口电缆连接器用于提供“实时”网络连接信息。
主扫描仪、副扫描仪：用于实时管理现有的基于RJ45的设备。
实时跳线：实时跳线设计一根第九条导线，这条导线的长度与跳线的长度相同，其每一端接有一个监视针脚，实时跳线在实时配线架端口传感器和扫描仪相连接并提供电子触点。
实时链路电缆：在每一个电子配线架的背面都有一个扁平电缆接口，它是用来和扫描仪相连接的。
另可配一保安控制器：能使整个系统连接远端的装置，如门锁、门开关、风扇等。保安控制器有密码进入系统的安全机制，使整个实时布线系统从实际场所到控制平台变的更安全。
系统的软件部分：结构化布线实时智能管理系统的软件是一套典型的CLIENT/SERVICE系统，由服务器端和工作站端构成标准的体系。它的服务器端是构件在MICROSOFT SQL SERVER7.0基础上的数据库系统，对各项数据进行标准化的管理。客户端是一般为自行研发的系统，承担着数据库系统与管理员之间的交互式地管理职责。
软件系统对计算机的要求。服务器端最小要求为：PENTIUM II 400MHZ，128M RAM， 2G FREE SPACE；同时需要安装WINDOWS WORKSTATION/SERVER 4.0 并安装了SERVICE PACK 4以上的补丁；INTERNET EXPLORE 5.0以上，以及MICROSOFT SQL SERVER 7.0，和INTERNET INFORMATION SERVICE。客户端的安装需要配置为：PENTIUM II 300MHZ以上，64M RAM，500M FREE SPACE；并安装了WINDOWS 95/98/NT WORKSTATION/2000操作系统。
六、结构化布线智能管理系统的解决方案
结构化布线智能管理系统能够自动检查和监视通信机房或者设备间内跳线面板和交叉连接的变化。设计时在标准机柜里设有电子配线架，还有它的硬件设备扫描仪，扫描网络配线架端口状态设备。安装在机柜中的管理系统可以管理许多个端口，配线架上所有端口的移动、增加、改变在机房主机一目了然，网络管理人员只需按动一个按钮就可以得到状态跟踪报告记录，并能辅助技术人员进行跳线管理。它的连接方式为：从交换机端口连接电子配线架（一）的端口，而客户端的端口连接电子配线架（二）的端口。电子配线架（一）的端口代表着交换机上个各个端口，而电子配线架（二）上的端口则代表着各个客户的端口。管理员需要做的就是将电子配线架（一）的端口和电子配线架（二）的端口如何实现连接，即实现了网络资源的分配。这样，当需要改变连接时，所有的改变都发生在配线架和配线架之间，减少了交换机的端口更改次数，同时也便于将各个厂商的交换机集中进行管。
目前，这类实时管理布线主要有：美国AVAYA公司的SYSTIMAX SCS的iPatch系统；Panduit泛达公司推出的PANVIEW综合布线实时智能管理系统；以色列RIT推出的PATCHVIEW综合布线实时智能管理系统；ITRACS公司推出的iTRACS系统；美国Molex推出的实时布线系统；南京普天智能布线物理层网络管理系统。
七、结构化布线智能管理系统的发展趋势
布线系统与管理系统通过智能配线架有机的连接起来，使得网络管理和布线系统管理同步，但目前该系统并未大面积推广，其功能，技术并不尽人如意，一个大楼采用智能布线系统将比一般的布线贵50%左右。一般的业主、建设方不愿在此投资。而目前最先进的布线应是在智能布线管理的基础上有自动跳线技术，它是智能布线的发展方向。目前，主要有美国DynaTrax系统。用户只需移动鼠标，就可以进行布线的移动、增加、改变。可在现有的各种网络上运行，并支持现在网络将来的升级。
　网络技术是一项日新月异的技术，是一项飞速发展的技术。网络技术中没有完美的事物，只有更好的技术。电子配线架技术到现在也只有短短二年时间，在技术上、工艺上一定存在着漏洞和有待改进的地方。比如，扫描仪就牵涉到扫描速度，系统稳定性等因素。但是，一项技术只有被实践，才会有改进和再发展的机会。网络技术不是纸上谈兵的技术，是实际工作的技术。希望电子配线架能成为网络技术中一项成果，改进网络管理人员的管理概念、管理效率和管理方法。
结束语：本文比较详细的论述了结果化综合布线的基本概念和特点，以及结构化综合布线目前的主要问题和引进智能管理的必要性。
参考文献：
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2．笔超汉.《智能建筑综合布线系统设计与工程》电子工业出版社，2002
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5．刘国林编综合布线系统工程设计电子工业出版社2000
6．孙建明，彭玲某大楼综合布线系统方案研究电气&智能建筑
7．吴达金编著智能化建筑(小区)综合布线系统实用手册