浅析综合布线发展趋势

 
作者：美国康普企业解决方案中国区技术经理  兴嘎
美国康普企业解决方案智能产品部中国区技术顾问  徐鹏

前言
    目前，针对超大规模的和超高层的建筑中的综合布线系统，我们如何设计，如何规划，如何管理，都是许多人会有兴趣去了解的。下面，我们将通过对沙特阿拉伯阿卜度拉-阿齐兹国王大厦项目（以下简称国王大厦）的介绍，使读者一方面对基于融合网络架构的综合布线系统的理念有所了解，另一方面可以对目前智能化布线管理系统的应用有所了解。同时，通过该案例的介绍，笔者将提出一种对未来布线系统的发展趋势的愿景，以供有兴趣的读者展开思考。

项目背景
     阿卜度拉-阿齐兹国王大厦，坐落在沙特阿拉伯，是属于超大规模和超高的建筑群，外观请参看如下照片。

      （图：阿卜度拉-阿齐兹国王大厦外景）
    从综合布线的角度，简单介绍一下该建筑群的规模。该建筑群包括七幢塔楼，最高塔531米，总建筑面积140万平方米，能容纳75,000个租客。包括有 2个主网络操作中心， 9个建筑汇聚分配间和531个楼层接入分配间。
    网络采用了3层架构，总共规划了10万个RJ45信息点，并且全部使用智能化配线架进行系统管理。水平铜缆采用6类UTP线缆敷设，总长达到9,000公里。塔楼内主干光缆采用了OM3多模万兆光缆，建筑群间主干采用了单模光缆敷设，总长度达到10,000 公里。

综合布线的特色之处
    为什么说，作为这座大厦群的智能化系统承载、传输平台的综合布线系统具有非常鲜明突出的特色呢？当然，这种与众不同，并不是之前没有在其他的项目中被采用过，而是它体现的非常突出，因此我们才会去着重介绍该项目的这些特点。
    同时，通过这些特点的介绍，我们将讨论并引出本文的对未来综合布线系统的发展趋势的一种愿景。我们所要介绍的这个项目中综合布线的特色包括：
 IP融合网络解决方案（IP everywhere solution）
 智能基础设施管理系统解决方案（智能化电子配线架系统架构）
    下面，让我们逐步深入去了解这两个特色的具体的内含。

IP融合网络解决方案（IP everywhere solution）
什么是IP融合网络
    在国王大厦中采用了IP everywhere solution（全IP化解决方案）技术，通过融合物理层基础架构以支持高集成度智能建筑各应用系统。Internet发展的趋势是通过应用的融合，达到高效的集成和高性价比以管理楼宇智能化系统和服务，并节省运营成本和提高初期投资利用率。我们通过将各种各样的基于IP架构的智能化终端集成融合在一套基础架构网络平台上来实现这个架构，这些支持的IP智能化终端，包括：IP电话，IP付费电话，IP传真、打印，IP数据网络，IP电视（许多高级酒店已经采用了IP数字电视），IP ATM机终端，IP POS机终端（超市，大卖场已经广泛采用），IP访问控制终端，IP电视监控（基于IP的监控，无疑已经开始替代传统的模拟监控），IP门禁，IP标牌（许多大楼的电梯旁都有的数字广告系统），等等。
    通过融合IP网络技术的应用，在网络层面，我们可以通过一套基于IP数据网络系统，以支持多种应用，而不必每一套应用系统均各自单独采用一套独立的布线系统，关于这部分内容，我们在下一节将会继续讨论。
    另外，通过融合IP网络技术，我们在终端的设计是均采用RJ45接口，实现了“通用面板”（Unified Outlet），这意味着在设计期间，将给用户提供极大的灵活性，即不一定需要详细确定各个应用系统的终端位置，因为采用通用面板，很多位置均可以在后期灵活调整。
    在管理运行上，由于采用的基于IP的终端，再结合智能化配线架，这些基于IP的终端，都能在图形化的管理界面显示及管理，这极大的提高了管理效能。
    可能有的读者不禁会问，支持多应用系统，需要高带宽主干系统支持，能做到吗？会不会影响传输性能及稳定性？的确，融合这些不同系统的关键之一是公共的IP主干。今天光纤主干已经可以支持到万兆传输，这样的带宽已经是传统千兆主干的10倍。另外，今天业界水平铜缆已经推出支持万兆传输的UTP，主干光缆也已经推出支持40G和100G的光缆。支持这样高带宽的光缆的国际标准已经正式批准颁布，叫做OM4多模万兆光缆，这种光缆可以支持万兆传输达到550米的距离。布线系统为网络传输提供了巨大的带宽，融合的IP网络系统实现起来已经是很现实的了。

IP融合网络和智能楼宇架构解决方案（IBIS）
    在国王大厦项目中成功应用了美国康普智能化楼宇架构解决方案（IBIS – Intelligent Building Infrastructure Solutions）。

    图：传统IBIS布线方案（典型五套布线系统）
为了更清楚地说明融合基础架构概念，首先让我们通过上图来解释一下目前流行的智能化楼宇布线系统的架构，从上图可以看出不同的系统各自采用不同的相互独立的布线系统，比如CCTV（闭路监视系统），HVAC（水暖、通风和空调系统），广告发布系统及显示导航系统，数据电话网络系统，门禁访问控制系统，照明控制系统，等等。这样的系统架构的形成，是有其复杂的原因的，这里我们不必深究，但是，我们需要知道各个分离的系统在管理上需要各自不同的管理人员并且同时需要更多的安装空间和增加更大的布线复杂度。

          图：统一物理层网络架构
    通过以上对比，我们再来了解康普智能化楼宇架构解决方案的概念，其实这个概念并不是新的概念，而是综合布线在最初发明的时候，其所希望达到的目标：即智能化大厦通过一套独立的线缆系统去支持各种各样的应用。今天，随着通讯技术的不断发展，高带宽的Internet的接入费用逐渐降低，通过Internet接入企业的VPN设备越来越多，高费用的专线网络已经不再是企业唯一的接入选择。移动办公，家庭办公室等概念已经变为一种对于传统商务模式的有效和必要的补充，对于企业内部系统的使用和管理，变成了随时随地一种方法。人们可以通过网页浏览（Web）的方式，软件客户端的方式来进行远程的监控、遥控和管理。融合基础架构的概念就是通过双绞线铜缆（UTP）和光缆所构建的高带宽、高性能，灵活、可靠、可扩展的系统平台，去支持除去消防安全、生命保障（FLS – Fire，Life，Safety）和公共广播（Public Address）之外的，其他智能化应用系统的传输支持。
    这样做的好处非常明显。首先，将复杂的各个分离的多套系统架构，在系统架构上融合成为一套架构，使规划、设计、安装变得简单，节省前期投资成本。融合了多个系统的应用主干为一套物理上的应用主干，只是在逻辑上进行分割。终端系统采用统一的IP终端，因此均可以通过网络（如Web方式），进行远程访问和监视，使管理上更加直观、便利，提高了管理效能。
    实践告诉我们，管理并不是人越多越好，人多反而人浮于事，而往往减员反而增效。因此，通过融合基础系统架构和融合网络传输平台，将多种应用，在前端结合起来，并且再结合智能化配线管理系统提供良好的可视操作界面，更容易的去管理各个独立的系统，节省初期的投资成本，增加可靠性，降低管理运行成本。

智能基础设施管理系统解决方案（智能化电子配线架系统架构）
智能化电子配线架的设计理念
    为什么会产生智能化电子配线架？智能化电子配线架被设计发明是用来干什么的？很多读者不免会产生这样的疑问。解答这些问题，不是很容易。但是，我们可以通过国王大厦这个案例来从应用的角度阐述，同时也可以给读者打开一个视角去自主思考这个问题。
    我们需要先了解的是国王大厦有10万个信息点，通过542个主、汇接和接入配线间进行管理，同时当你又知道国王大厦只有12个IT人员进行管理时，你就会明白这项管理任务将是一个巨大的挑战。当然，我们可以有很多方案来解决潜在的IT管理上挑战，最直接的就是增加人手，可是你能估算再增加多少人呢？是不是增多人手就一定能解决管理上的难题呢？还是，你觉得应该有高效化的管理辅助工具更合适呢？通过对这些问题的提出，可以使读者认识到这样一个问题，即规模大有很多好处，同时规模大意味着对管理的巨大压力，作为管理人员，如果你所管理的系统，如国王大厦一样散布在140万平米的空间中，可能每进行一个很简单的任务，如跳一根线，可能都是一个非常麻烦的事情。
    想象一下，如果有这样一个工具，对于整个大厦的基础架构系统，它可以提供一套可视化的界面，使你在网管中心就可以对你所管理的散布在140万平米的空间中542个配线间一目了然的话，那你该多么省事。如果，你操作的文档工作，如去查端口表或更新一个端口的对应信息，都是自动完成，并且存储在数据库中，既准确又随时可以反复查看，那么既避免了大量的繁杂的易出错的文档事物工作，同时又节省了端口资源的浪费，对于管理人员可以说被完全解放出来了。
    通过以上例子，我们可以简单的了解智能电子配线管理系统设计发明所要达到的功能。它的理念是建立一套基于传统习惯的智能化的基础架构管理系统，它可以帮助管理人员直观看到要管理的基础架构系统，建立基础架构的整体概念，进而通过流程化的操作，避免人为的失误，从而极大地提高管理效能，为前端用户提供高质量的服务，最终达到降低管理运行成本的目标。

          表一：配置管理对比

          表二：安全管理对比

          表三：变更管理对比
    上面三张表是传统配线系统和智能化配线系统的对比，我们了解智能配线管理系统的设计理念具体的讲，主要包括三大方面，第一是配置管理的自动化，可视化；第二是安全事件管理实时化；三是变更管理流程化，智能化。通过这三方面的主要功能，智能配线管理系统全面改进了以往传统配线系统存在的管理缺陷，尤其是大规模的系统，其提供了高效的管理工具。这一点，也是国王大厦选择智能电子配线管理系统去管理10万个信息点的根本原因。

综合布线的发展趋势愿景
    最后，通过以上案例的介绍，并且这个案例也并不是特例，而是越来越多的出现，意味着结合目前Internet的不断发展，智能化大厦的基础物理架构平台也将从各自独立逐渐地走向融合。
    这两年，数据中心是一个非常热的领域，结合其中又有许多新的热点，比如，云计算，服务器虚拟化。在网络方面，网络虚拟化，硬件平台的统一化也是很热的概念。那么，这些概念的提出，均是要打破物理界限的限制，把我们的物理硬件资源虚拟成为一个资源池或云，打破各个独立的限制，将其变成一个融合在一起的虚拟的服务提供者。如云计算，就是将大量计算的业务，变成像Internet的一样的云，用户是计算服务的享用者，云是计算业务的提供者。服务器虚拟化，将传统上各自物理独立的服务器资源，融合成一体，用户不必考物理分布，所有的服务器变成了一个的虚拟的服务器，这样将有限的资源利用率达到最大化。网络虚拟化，将一套物理的网络平台，虚拟成为多套逻辑的网络平台，各自独立的逻辑网络平台分别承载不同应用系统的传输。硬件平台的统一化，越来越多的智能化系统，采用了IP终端，简便了用户的监控和管理。比如，使用了IP将更容易部署BAS楼宇自控系统，基于IP的以太网通信架构代替私有的BAS接口和协议，降低了设计、安装和维护成本，提高了扩展性，以及可靠性及互操作性。
    在Internet的应用层、网络层，虚拟化的概念已经是非常广泛的深入人心，并且大量开始采用。作为物理层的布线网络系统，其管理上潜在的要求将越来越高。其实这也是虚拟化模式对于管理的高要求性。为什么这样说？因为应用层、网络层已经打破了物理的界限，那么通过物理层上智能基础设施管理系统，将作为网络层管理系统的延伸，将各个具体物理设备的具体物理位置，以及虚拟的IP网络设备的物理位置，均能准确地反映到管理人员的管理界面上，将极大地提高管理人员的管理效能，
    结语，二十一世纪，人们越来越意识到资源的重要性，如何有效地利用资源，避免浪费，提高效能，在技术上、在管理上越来越多的创新概念提出来，但最重要的是每一人都要深刻的认识到这种责任，从每一件小事做起，每一个人节省一点，对于全体来讲就是很大的数量，每一个人增效一点，对于全体就是很大的提升，不是吗？