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數據中心綜合布線系統運維尋線技術淺析
  • 本文針對機房運維中尋線的幾種技術進行探討和分析,以提供大家在數據中心規劃的時參考和選擇。從產品、技術、實用性等角度有效地減少維護的時間,降低發生錯誤的可能性,以保障數據中心的安全、可靠運行及達到節能的目標。
  • 針對信息化應用的支持平臺,大型、超大型的數據中心日趨增多,而且對信息存儲和處理能力的要求越來越高。綜合布線系統作為數據中心信息化的基礎設施,為數據中心系統網絡運行的一個重要組成部分。面對布放的大量線纜,如何進行有效的運行與管理,被越來越受到大家的關注。
      
      數據中心的前期規劃、設計、建設往往重點是考慮產品本身的傳輸性能,而數據中心的運維則由后續的團隊承擔,并很少能夠參與到前期的工作之中,所以當跳線和線纜發生故障需要定位的時候,一種好的尋線技術和方案,就顯得異常重要了。
      
      目前數據中心快速尋線的解決方案一般可以采用標簽尋線(含電子標簽)、尋線儀尋線、電子配線架引導尋線及物理可見光尋線幾種技術和方案,以下分別加以介紹:
      
      1.標簽尋線
      
      標簽尋線是目前最為常見的一種方式,其各類打印型的標簽包括紙質、布質、膠紙、金屬等,并以輸入標準格式的文字、字母和數字編碼為主。(見圖1)。
      
      標簽尋線具有價格實惠、使用方便、簡單易懂和市場占有率高等特點,被得到廣泛的應用。如通過泛物聯網的概念,在后續對每個端口、配線架和每個機柜上都配有包括二維碼等標簽的技術應用方式,則可通過專業的軟件平臺進行管理,可提升運維的管理水平和管理效率。
      
      二維碼自身攜帶的信息量大,當標簽損壞面積達到50%時,仍然能夠準確地讀取信息等優點,因此二維碼可以比傳統標簽提供更為豐富的信息數據,并可通過軟件系統將資產管理等功能整合到一起,可以更方便有效的管理和維護數據中心。但是采用二維碼標簽的管理方式,對管理的信息提取必須采用專用的讀取設備備(圖2)。為保障管理系統可靠性,在采用了二維碼標簽管理的同時,使用普通標簽的管理模式作為管理的備份手段。
      
      標簽尋線的不足之處在于:
      
      ①使用時間有限。根據美國貝迪標簽的公開資料顯示,紙質類標簽的使用時間最長為5年左右,意味著使用此類標簽存在容易丟失等問題。
      
      ②編碼規則無法統一。一期和二期項目如果采用不同編碼格式,則會導致編碼內容各不相同和無法快速加以識別。
      
      ③對于跳線,標簽需要重新處理,導致出現編碼不規范,手寫標簽等情況出現。
      
      紙質等傳統標簽普遍遵循TIA/EIA-606商業大樓通訊基礎架構管理標準要求,國內標準并沒有針對標簽作出詳細的規定,同時在行業的運維規范中,也沒有明確的標準出臺。
      
      目前行業針對傳統的紙質標簽的不足之處,正在拓展RFID電子標簽的應用技術,極大的提升了運維尋線效率,主要采用以下技術方案:
      
      ①以每一U位為單元的電子標簽(圖3),整U的信息存儲在單個電子標簽中,通過定位和掃描,查詢整個U位的相關信息,此類無需主機進行管理。
      
      ②以單個端口為基礎的電子標簽(圖4),在每個端口設置接收器,并與主機相連接。在跳線端增加迷你型RFID標簽,當端口發生插拔時,自動激發電子標簽讀取相關信息,并在軟件上形成鏈路信息。由軟件和硬件端形成快速尋線,類似于電子配線架的尋線原理,不同的是在產品上額外增加電子標簽。
      
      2.尋線器尋線
      
      以標簽查詢方式的快速尋線方案,當標簽完整,且資料完善的情況下,可直接通過標簽查看的方式尋線,但一旦標簽脫落或者標簽不清晰時,就需要使用尋線器來尋線。
      
      各類尋線器是采用在鏈路或者信道的兩端提取信息的方式,在一端發射脈沖信號,而另一端使用接收器采集脈沖信息,并通過信號的強弱程度及發出的提示音來判斷對應的關系。光纖通過光筆發射光源的方法來尋線,相對簡單。
      
      采用尋線器尋線的方式,在數據中心運行中的使用概率并不高,一般是在以下三種情況下使用。
      
      ①線纜施工完畢,需要打標簽之前,通過尋線器確認每個信息的線纜兩端對應關系。
      
      ②當工作區增加信息點或使用備份信息點時,在電信間和設備間找到線纜連接的對應端口。
      
      ③跳線需要進行跳線連接時,判斷跳線對應的兩端關系。
      
      尋線器、發光筆等工具雖然簡單易用,成本低廉,但是在只能夠在斷網的情況下才可以使用,對于較為重要的數據中心,不太適合;而且使用排除法,相近的端口通過聲音的方式查尋,效率較低;通光筆只能解決光纖系統的使用初始判斷,一旦插入光纖適配器正常運行時,便沒有作用,而且還存在光纖端口重新啟用的清潔問題。尋線器、發光筆的實物照片如圖5所示。
      
      3.電子配線架尋線(圖6)
      
      電子配線架出現已經有了大概接近20年的發展,實現了快速尋線的功能,但采用的各技術具有各自的特點,各品牌相互之間不能兼容,而且成本較高,加上需要軟件進行管理,行業雖然熟悉,但是真正使用的客戶和項目并不占主流。
      
      電子配線架尋線具有以下基本特點:
      
      ①實時偵測端口的通斷情況。
      
      ②跳線需要跳線時,在軟件上做操作后,通過LED閃爍,引導操作者插拔,不會出現錯誤的情況。
      
      ③鏈路信息自動保存,方便用戶下載。
      
      但是電子配線架系統增加了主機等設備,投資成本較高。而且只能解決配線架端的跳線尋線管理。
      
      針對數據中心的運維與管理采用3D可視化管理運維軟件,可以對整個線纜的鏈路狀態進行各種視角的查看。此類軟件以整體管理為主,成本相對于較高,只能針對大型或者超大型的數據中心。
      
      在此類軟件使用中,包括采用VR、AR等新技術的應用,操作者可以通過電腦后臺或者手持終端查詢所有的運行數據,管理的效率得到了有效提升。但是需要在前期進行大量的基礎數據輸入,同時根據輸入的數據和實際的使用設備等相關信息進行建模,工作量相對較大。在后期的運維過程中,如果需要變更跳線的位置,而后臺數據不及時作處理的情況下,將會造成實際的鏈接情況和管理軟件的數據不匹配的現象出現。
      
      4.物理可見光方式尋線(圖7和圖8)
      


      針對數據中心等場合需要及時進行跳接的運維管理,行業有了一些新的產品和方案。主要是有以下幾種方案:
      
      ①在對絞電纜護套上或在電纜中的十字骨架位置嵌入一芯光纖的方案。通過光纖的透光,達到快速尋線的目的。該方式可以在電纜施工完畢后,當需要確認兩端對應關系時使用,并提升了檢查的效率。此方案也可以應用于銅跳線。
      
      ②在銅纜或者光纜里面增加芯數,采用不同的傳輸介質組合成類似的復合纜。如在銅纜里面附加光纖,在光纖跳線增加銅芯線等。也有的技術方案,在銅跳線中增加2芯多股線,并在兩端的水晶頭護套內嵌入紐扣電池并加入貼片式的LED燈,以形成回路,需要尋線時,按下按鈕,使得兩端的LED燈進行閃爍,完成查尋。
      
      不同的線纜可組合各種其它的傳輸介質本身的特性,實現快速尋線的功能。
      
      ③針對光纖跳線,需要斷開兩端,以測試兩端對應關系。
      
      通常在光纖跳線增加一芯32AWG的銅芯,在銅芯的兩端增加LED,需要尋線的時候,在LED燈外接電源,通過兩端的LED的發光,進而確定兩端的一一對應關系,達到快速尋線的方案。
      
      另外,也有廠家針對銅跳線和光纖跳線使用了同一種方式的LED燈發光的方式。即在銅跳線和光纖跳線的內部增加2芯銅絲,同時在護套處的銅絲連接LED,通過外接電源的方式,讓銅跳線和光纖跳線的兩端LED同時閃爍,達到快速尋線的目的。
      
      物理可見光尋線方式簡單明了,操作性強;成本可控,不需要額外的主機和軟件等;無需額外的測試儀器;采用發光的模式,不會出錯。此方式屬于被動式尋線,無法實現實時監測。
      
      數據中心等運維中可以采用以上快速尋線的解決方案。通過對應用技術的分析和應用特點的對比,希望能給用戶在使用過程中,知曉各種新技術與新產品,能在布線的運維設計方案中加以優化的應用。
      
      只有適合的,才是可行的。
      
      作者簡介
      
      張宜,40年通信行業產品研發、通信工程與智能化工程的設計及標準化工作,中央組織部、公安部、最高檢、中央辦公廳、華能集團特聘智能化建設項目專家,中國綜合布線行業權威專家。數十部國家標準主要起草人,專著與合著出版多本圖書和文章。
      
      編輯:Harris
      
     

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