綜合布線管理軟件工作原理及設計實現

文｜ 鎮海石化工程股份有限公司 徐偉忠

1 綜合布線管理軟件由來

綜合布線系統在中國約有20年的歷史，布線工程發展日益成熟，傳輸介質的性能不斷提升，布線規模也越來越龐大，但布線系統的管理卻常被忽略，從數千點到數萬點的項目比比皆是，甚至十萬點規模的項目也有不少。隨著項目規模的不斷擴大、時間的推移，管理的問題就日益暴露出來。

我們知道，綜合布線的靈活性使得用戶可以在系統維護中任意增減、跳接或改變網絡連接，而布線系統是影響網絡故障的重要原因，但大部分的網絡故障是由于跳線的不明確，導致整個網絡的不可靠或癱瘓，這在規模龐大的布線系統中更是如此。如今網絡用戶變化很快，所以根據用戶的不同需求能進行隨時的改變和調整，對管理人員的要求就會很嚴格。

管理的方式不外乎以下幾種方式：

（1）硬件為主（軟件配合），即目前通稱的智能布線系統，也稱為電子布線系統。其核心是在每個布線鏈路端口上增加一些輔助硬件監測設施，配合計算機管理，能夠動態地反映端口跳線的變化關系。由于標準統一、技術成熟、成本控制、系統可靠性、系統可擴容性等多方面原因，整體表現還不盡如人意，目前使用范圍很小，而且很多項目還是帶有實驗性質的。因此出現了很多項目中標而在最后的實施中被取消的案例，相對每年成千上萬的布線項目，可以忽略不計。而且這還只適用于新建的項目，對已建成的項目無法適用。

（2）還有一類CAD輔助設計軟件，主要是針對布線工程圖紙設計的重復繁瑣勞動而開發的，目的是減輕設計及預算人員的勞動強度，與通常的布線管理是兩個概念。

（3）純軟件方式（配合適當的流程），即目前通稱的布線管理軟件。布線系統是一個無源的系統，網管人員對該系統的管理主要是對物理屬性的管理，即信息點所在的位置、連接到管理間配線架上的端口號、此線纜通道的性能報告、連接的交換機、集線器的端口號等。過去，網管人員自己編寫文檔、表格和對應的表來顯示這些屬性。但布線管理軟件的作用要遠遠超過用“Word”或“Excel”等辦公自動化軟件所編寫的表格和對應表來表示綜合布線的對應關系。因為布線管理軟件數據庫里每一個信息點的屬性和連接關系都是相關聯的，修改一條記錄中信息點的屬性，那就對綜合布線管理中的所有報表都有效，不必像“Word”或“Excel”等對每一個報表都要修改，這樣容易漏改，并且布線管理軟件能用圖形來顯示屬性，這是表格做不到的。

布線管理軟件的應用，改變了手工布線管理的方式，協助網管人員更好、更快捷地了解布線系統的結構以及查詢信息點的位置和對應連接關系。布線管理軟件實際上是一種關系數據庫軟件，它把綜合布線系統中的連接關系、產品屬性、信息點的位置都存放在數據庫中，并用圖形的方式顯示出來，使網管人員通過對數據庫進行操作就能詳細了解布線系統的結構，各信息點及端口的屬性，不用再去翻閱以前的圖紙、資料，就能輕松去改變跳線的連接，而不必擔心拔錯了跳線。網管人員通過對數據庫軟件操作，實現數據錄入、網絡更改、系統查詢等功能，使用戶隨時更新電子數據文檔。

布線管理軟件使網管人員的交接工作也變得簡單。人員變更時，只要提交一個數據庫文件即可，新接收的人員很快了解并接管綜合布線系統，而不是提交一堆改動過的圖紙和表格，這充分體現了布線管理軟件的優越性。

布線管理軟件也能在綜合布線的過程中發揮它的作用。在綜合布線工程開始時，當信息點數量基本確定后，就可以建立信息點的基本數據庫，對于工程中信息點的修改將更為方便。

總之，布線管理軟件是現有綜合布線系統管理的更新和補充，可以縮短查找布線鏈路的時間，提高綜合布線系統管理的效率，降低用戶維護成本。

2 綜合布線軟件通常應具備的功能

目前的布線管理軟件應具備以下基本功能：

（1）用戶管理功能：支持多用戶，并對用戶授權管理，以保證數據的安全可靠性。

（2）日志管理功能：記錄詳細的操作日志，主要用于數據庫的維護，同時也可作為報表功能的基礎。

（3）信息點的維護功能：提供各種便捷的手段以用于數據庫的建立和維護。

（4）信息點的查詢功能：各類豐富查詢功能，站在網管人員的立場上說就是知道一切想知道的東西。

（5）設備資產管理功能：對設備資產的使用情況全面的了解，以便于設備資產的管理和后期采購。

（6）統計分析功能：結合用戶需求，可智能化地生成各類統計分析數據。

（7）報表功能：在各類信息查詢結果的基礎上，生成各類定制的報表。主要用途：生成派工單以用于施工維護記錄，各種報表以用于費用結算的依據。

（8）測試數據歸檔功能，能支持各種常用的測試數據格式。

（9）數據備份功能，以保證數據的安全。

3 現有布線軟件問題及解決方案

目前市面上已有若干個布線管理軟件產品，可以分為兩大類：

（1）國外產品：軟件界面精致，運行相對較為穩定可靠，但難于推廣，按原因主次排列主要是售價高昂、缺乏銷售及維護人員、英文界面、不符合國內的工程實際需求且又無法客戶化定制，導致了這些軟件在國內的銷售業績幾乎是零，還遠比不上國產軟件，且此類軟件在圖紙管理上也有欠缺，更確切地說是無法適用于國內的工程圖紙管理。

（2）國內產品：此類軟件目前從使用效果看仍不夠理想，且難于推廣，主要問題在于兩個字“效率”。布線管理軟件的使用者通常是網絡管理人員，從使用者角度看，問題本質上可以分為兩類問題：第一類是跳線及鏈路關系的管理和檢索；第二類是圖形定位管理和檢索，關鍵在于圖紙數據的管理，而通常這又占據了布線管理軟件數據錄入90%以上的工作量，那主要的矛盾就在于如何降低這90%以上的工作量。

第一類問題，如跳線關系的管理、機架設備端口的管理、IP地址的管理、鏈路的管理等，網管人員經過多年的使用已有一套比較完善的文檔和制度，但其核心還是通過Excel和Word的文檔管理，而布線管理軟件通過一個集成的平臺結合數據庫，輔之以軟件的流程，從而錦上添花，使得布線系統的管理達到一個更高的水平。同時在這方面軟件的原始數據均比較完整，可以快速地建立使用數據庫，從而使系統也可快速地上線運行。這是目前布線管理軟件均具備的基本功能。

第二類問題，圖形定位管理和查詢，這是網管人員最為頭痛的事情。以浦東機場為例，近十萬個信息點分布在方圓幾十平方公里的幾十幢建筑的數百個區域內，如果某個信息點需要維護，則需要手工檢索大量圖紙，往往無功而返，很多信息點最終查無結果，只能棄之不用。而現有的布線管理軟件在這方面也有較大的欠缺，從而導致其無法發揮其應有的效率。

從原因上分析，這批開發人員基本是軟件工程出身，對布線系統認識不夠深刻，更缺乏工程經驗，對CAD的認識較為膚淺。只要一談到圖形開發就必然地與WMF掛鉤，這樣一來開發入門簡單，看似問題迎刃而解，但WMF的編輯效率遠不及CAD，而要針對WMF的深入開發又沒有技術力量及資金支持，對WMF文件缺乏一些自動化的批處理功能，從而根本無法利用圖紙內部的信息，通常只能作為一個背景圖使用。打個比方，有10萬個信息點，編號1～100000，要將其錄入到圖紙數據庫中，幾乎只能一個一個地手工錄入，這就導致了此類軟件的效率低下，無法正常使用和推廣。圖形數據庫的建立需要投入大量的人力、物力和較長的時間周期，圖形數據資料如果變更，數據庫的更新也較為麻煩。

通過與軟件開發人員、網絡管理人員、綜合布線設計施工人員、專業從事CAD開發的專業人士等研究分析與探討，確定了一個較為合理的解決辦法。就是換個思路，不是去錄入WMF數據庫文件，而是通過直接針對CAD文件的底層二次開發，直接從CAD工程圖紙中檢索數據結合一些數據分析手段，這樣就可以直接利用大量的現有工程圖紙。這樣一來，很多問題迎刃而解，克服了很多布線管理工程中的實際問題，使軟件的使用價值大大提高，這主要表現在以下幾個方面：

系統可直接在數據庫中脫離CAD的環境下使用CAD工程圖紙，這樣網管人員無須安裝CAD環境，也無需熟練使用CAD，就可以在數據庫中對圖紙進行查閱和檢索，找到所需信息，大幅度提高效率。以浦東機場為例：整個工程近十萬個信息點，分布在數百張平面圖紙中，系統對每個信息點自動加以關聯。當網管人員指向某個信息點時，自動打開顯示圖紙并定位到該信息點所處的位置、機架設備的位置及相關的圖文信息，以方便維護人員對系統故障進行快速定位和排除。

數據庫的維護人員或工程人員可以在數據庫中直接利用現有的工程CAD圖紙，通過調用程序模塊，對工程圖紙進行簡單地排錯后直接使用，大幅度提高效率，只需要通常布線管理軟件的1/10～1/100的圖形建模時間，一個數萬點的項目最多3～5個人工工日就可完成。而這也主要是花在圖紙的規范及排錯上，如果圖紙本身沒有錯誤，則所需的時間還可以更少。系統對圖紙的相關信息進行重復性檢測和正反向匹配性檢測（檢測圖紙信息和數據庫信息有無遺漏），以達到數據庫記錄與相關圖形信息的完全匹配。

軟件自身可以對工程圖紙進行數據分析，以達到數據的精準。在實際工程應用中，人工一般是難以對圖紙中的數萬個信息點進行統計分析或查錯的，一般就做完了事，絕大部分的正確率只能做到95%～99%。主要是圖紙因錯誤排查代價巨大而不了了之，而通過程序的相應模塊，則輕而易舉，使得這在布線工程管理中成為可能。例如通過軟件的相應模塊，可以快速地查出這1%～5%的錯誤，這樣工程人員就可以有針對性地進行錯誤修改，效率提高10～100倍，同時也使得圖紙相關信息的100%準確變得可能和可行；從另一個角度看數據庫圖文信息的100%準確匹配也變得簡單易行，也使得布線軟件的使用價值大大提高。

工程圖紙的變更可直接反映到數據庫中。在實際工程中經常會有圖紙的變更，只需將更新后的圖紙導入數據庫即可，無需管理人員對數據庫所需圖形的二次修改與標記，可以概括為一句話“規范的圖紙拿來就可以直接用”。

通過以上各種手段，充分發掘圖形文件內部的信息，同時在工程人員和網管人員之間建立了有效的溝通橋梁，最大限度地提升布線管理軟件的使用效率和使用價值，而這些問題也正是目前困擾布線管理軟件而無法推廣使用的癥結。

4 設計優化創新及改進

結合軟件自身在工程應用中的經驗積累，以及與客戶不斷溝通的過程中，急用戶所急，想用戶所想，軟件自身也在不斷地完善與發展。

（1）協助網管人員更好、更快捷地了解布線系統的結構以及查詢信息點的位置和對應連接關系

把綜合布線系統中的連接關系、產品屬性、信息點的位置等都存放在數據庫中，并用圖形的方式直觀地顯示出來。實現數據錄入、網絡更改、系統查詢等功能，隨時擁有更新的電子數據文檔。布線管理軟件也能在綜合布線施工過程中發揮它的作用。工程實施中深化設計、工程變更、工程測試數據及竣工資料均能歸入其中。支持多項目管理，便于項目經理或軟件工程實施人員異地實施及項目移交。

（2）豐富的查詢功能

①水平信息點查詢：快速定位每個信息點到CAD圖紙并自動加載定位顯示、每個機柜位置圖端口閃爍顯示。

②主干及水平信息點整體資源狀態查詢：對整個布線系統的信息點資源總量、已占用量、損壞量、空閑量等參數全面掌握，對布線系統的運維有宏觀及微觀指導意義。

③跳線關系查詢：通過設備裝機需求及簡單跳線定義提交，自動匹配端口及鏈路通道類型，快速生成跳線需求表，以指導光纖和銅纜跳線的采購和備貨。

④設備統計查詢：對設備資產使用情況的全面了解，以便于設備資產的管理和后期采購。

⑤機柜資源查詢：全面掌握機柜的可用資源，以快速復核機柜現有條件是否滿足新設備上架或裝機，常用的資源包括機柜剩余總空間、機柜剩余最大連續可用空間、機柜剩余PDU資源等。

⑥鏈路追蹤查詢：通過部分模糊信息自動搜索匹配出完整的鏈路信息，通常用于多節點電話配線數據鏈路查詢，便于電話或網絡維護人員快速定位相關鏈路的每一個節點。

（3）數據動態傳遞

系統會根據端口跳線及鏈路關系自動將有源設備（如電話交換機、網絡設備）的端口內容動態傳遞到整個鏈路及端口，便于快速實時查詢信息端口的數據，例如電話號碼、IP地址等。每一次跳線或鏈路操作變動系統均會自動實時更新所有相關端口及鏈路的內容信息，并且通過路由計算及校驗功能提高大型園區的光纜、大對數線纜的數據維護效率。

（4）快速模板功能

①豐富的模板編輯功能：提供豐富的圖形及數據編輯功能支持用戶快速定義所需設備模板。

②模板導入及更新：支持外部更新，以利用大量現有精美模板資源。

③支持板塊組件模式：仿真再現各類設備，做到精確化的設備資源管理。

（5）規范嚴謹的系統架構

①用戶管理功能：支持多用戶，并對用戶授權管理，以保證數據安全可靠性。

②日志管理功能：記錄詳細的操作日志，主要用于數據庫的維護，同時也可作為報表及工單功能的基礎。

③統計分析功能：結合用戶需求，可智能化地生成各類統計分析數據。

④報表功能：在各類信息查詢的結果基礎上，生成各類定制的報表。

⑤主要用途：生成派工單以用于施工維護記錄，各種報表以用于費用結算的依據。

⑥測試數據歸檔功能：能支持各種常用的測試數據格式。

⑦自動數據備份功能：保證系統長期安全運行。

（6）智能化自動化管理

①伴隨著硬件及軟件的發展，智能布線也在不斷地發展成熟，軟件業朝著通用平臺化方向發展。

②配合硬件產品，軟件通過與硬件的實時通信技術，一方面獲取硬件端口的連接信息，另一方面通過信號燈指導硬件端口的跳線，實現智能布線的全部功能。

③通過SNMP與網絡交換機通信，獲取交換機下聯端口設備的MAC地址、IP地址，結合數據庫查詢統計技術，可全面獲取端口所連接設備（如服務器）的信息。

④與智能PDU通信，可獲得機柜以至每個設備的實時用電信息，進一步提高設備的管理效率。

但目前由于協議及技術規范的發展滯后，缺乏統一的硬件通信規范及行業接口標準，必須每個項目逐個定制化開發，難以做到標準化產品，也在一定程度上限制了智能管理的應用普及。

5 結束語

軟件的設計采用通用SQL規范數據庫結構，同時支持CS及BS架構，設計初始就充分考慮了樓宇、園區、數據中心等各種不同類型的應用，對各種不同類型的應用項目有很好的兼容性，在眾多的項目中均有成功的應用。