文/曾松鳴（德特威勒高級技術專家）

智能布線管理系統(tǒng)的監(jiān)測單元功能分析

文/曾松鳴（德特威勒高級技術專家）

智能布線管理系統(tǒng)是傳統(tǒng)的綜合布線系統(tǒng)與傳統(tǒng)的自動檢測技術的結合，而效果卻是形成了一代新的綜合布線系統(tǒng)。它使得綜合布線系統(tǒng)這樣的物理層傳輸系統(tǒng)具有了智慧的眼睛，可以每時每刻看到系統(tǒng)的連接狀態(tài)變化，而將這些記錄真實的留存下來，就可以讓管理者知曉它的過去、現(xiàn)在，從而推理出它的未來。由此可知，智能布線管理系統(tǒng)的關鍵點在于監(jiān)測單元，而控制器和軟件系統(tǒng)則是起到了傳遞、保存、統(tǒng)計、分析和顯示監(jiān)測記錄和取得預測信息的重要作用。隨著智能布線管理系統(tǒng)的不斷完善，它將不僅僅用于綜合布線系統(tǒng)，而會推廣到各種傳輸系統(tǒng)，形成對《智能建筑設計規(guī)范》（GB 50314—2015）中的布線系統(tǒng)的自動監(jiān)測和智能化管理手段。

布線，點監(jiān)測，線監(jiān)測，鏈路監(jiān)測，信道監(jiān)測

在智能布線管理系統(tǒng)中，監(jiān)測/顯示單元是至關重要的組成部分，在監(jiān)測/顯示單元中又以監(jiān)測單元為重。監(jiān)測單元的作用是品質決定了智能布線管理系統(tǒng)（AIM）的成敗。除了在文檔管理和施工中能夠發(fā)揮重大作用外，它的最大作用是在綜合布線系統(tǒng)的運維管理方面。所以，從運維角度能夠推理出智能布線管理系統(tǒng)的主要功能。由于國際標準ISO 18598中僅“規(guī)定了自動化基礎設施管理（AIM）系統(tǒng)的屬性要求和建議”（開篇第一句），所以它并未直接涉及到智能布線管理系統(tǒng)的功能。

1. 監(jiān)測單元的基本功能

從愿景來看，監(jiān)測單元的作用是代替人員對線路的巡檢，使人所難以實現(xiàn)的線路巡檢成為現(xiàn)實，使巡檢成為每時每刻的工作，使線路的插拔記錄不再是煩心的人工操作而成為自動完成、人工僅需確認的簡單工作。為此，監(jiān)測單元的基本功能就是對監(jiān)測對象進行長期、有效的監(jiān)測，并將監(jiān)測狀態(tài)傳輸?shù)娇刂破?，以形成對監(jiān)測結果的真實記錄。

既然是對線路的巡檢，就意味著它將能夠支持信息傳輸線路（亦即《智能建筑設計規(guī)范》（GB/ T 50314—2015）中的布線系統(tǒng)，它涵蓋了綜合布線系統(tǒng)以及各種智能系統(tǒng)所需要的傳輸線），其中計算機網(wǎng)絡底層的物理層傳輸線、電話線、音視頻線、控制線、報警線等等。同時，為了支持靈活的以跳線為基礎的線路切換，它還需要能夠支持各種各樣的跳線和與之對應配線架。

這是一個長期的研發(fā)項目，并不可能一蹴而就。即使是僅僅面向綜合布線系統(tǒng)的智能布線管理系統(tǒng)，就已經(jīng)經(jīng)歷了20多年的歷程，至今還沒有真正為人類所完全接受。所以，面向全布線系統(tǒng)的智能布線系統(tǒng)只能一步步前行，以綜合布線系統(tǒng)的配線架跳線作為試點，逐漸推廣到整個布線系統(tǒng)。

在運維的日常操作中，配線架端插拔跳線是最為常見的操作。運維人員會根據(jù)應用的需求變化，通過插拔跳線，使服務器、存儲設備、主干網(wǎng)絡和工作區(qū)之間始終保持有效的跳線連接關系。一旦需求發(fā)生變化或線路出現(xiàn)故障，也會通過跳線改變到新的連接關系。只因為如此，跳線插拔記錄成為跳線兩端連接關系的真實寫照，但常規(guī)的人工記錄往往容易漏記，采用智能布線管理系統(tǒng)進行自動記錄和監(jiān)測就成為了替代人工記錄的理想解決方案。

需要說明的是，智能布線管理系統(tǒng)僅僅只是對線路的連接進行監(jiān)測，未來還會對線路的破損進行監(jiān)測，但不會監(jiān)測到線路中每芯線的連接正常與否，以免與線路上傳輸?shù)目蛻粜畔l(fā)生接觸，引發(fā)客戶對信息安全性的關注，而這一關注將會導致智能布線管理系統(tǒng)的應用面大幅度縮小。

好的智能布線管理系統(tǒng)產(chǎn)品應能夠支持各種應用需求，其中對于監(jiān)測元件而言就需要能夠支持各種層次和各種檢測原理，做到客戶需要哪一種，系統(tǒng)就能夠提供哪一種。

2. 監(jiān)測單元的監(jiān)測點及監(jiān)測層次

監(jiān)測單元的監(jiān)測方式分有點和線兩大類，前者是面向一個個點位的監(jiān)測，后者是借助于監(jiān)測元件實現(xiàn)對線的監(jiān)測。由此可以形成四個層次的監(jiān)測方案：

a.點監(jiān)測

b.跳線鏈路監(jiān)測

c.永久鏈路監(jiān)測

d.信道監(jiān)測

這四個層次是根據(jù)布線系統(tǒng)的特點而形成，它們各有其用途和價值。

◎點監(jiān)測

點監(jiān)測也稱為“端口監(jiān)測”是指對傳輸系統(tǒng)中某一個“點”的監(jiān)測。點式檢測的基本原理是：在綜合布線系統(tǒng)的基本傳輸線路中，可以人工設定一個個關鍵點（如：跳線兩端等），當任何一點發(fā)生故障時，會導致該傳輸線路癱瘓。而非關鍵點（如：隱藏在天花上、墻壁里、地板下的纜線）則一般不容易出現(xiàn)故障。只要對關鍵點進行檢測和監(jiān)視，故障率將大大下降。

點監(jiān)測在安防報警系統(tǒng)中也有應用。最常見的門磁開關和門禁系統(tǒng)中的電鎖中都用類似的點監(jiān)測。其原理是：當門磁開關安裝在門、窗或門上方的電鎖中時，只要門、窗不動，就可以認為沒有人闖入房間。40年來，在報警市場中，門磁開關始終是最常見、最便宜的防盜報警產(chǎn)品。

對于綜合布線系統(tǒng)而言，關鍵點在于跳線與插座的接口上。所以點式檢測大多位于配線架和網(wǎng)絡設備的插座附近。至于工作區(qū)面板上的插座，則因過于分散、成本過高，目前還看不到合適的檢測系統(tǒng)（包含傳輸），但從原理上說，這也是關鍵點之一。所以，一旦能夠推出信道監(jiān)測級的產(chǎn)品，就能夠監(jiān)管到面板上的跳線。故此，在智能布線管理系統(tǒng)中，目前的點監(jiān)測是對跳線的兩端進行自動監(jiān)測，一旦發(fā)生插拔動作應立即記錄（端口、時間等信息），并對電子工單中未記錄的操作進行告警，提醒管理者盡早進行處理。

由于網(wǎng)絡設備上往往不會裝有智能布線管理系統(tǒng)中的監(jiān)測單元，所以應能同時兼容單端監(jiān)測和雙端監(jiān)測，分別用于配線架與網(wǎng)絡設備之間、配線架與配線架之間。但處于前者狀態(tài)時，信息無法自動生成，所以前期需要進行更多的人工錄入，使用過程中需要更多的人工干預。

點監(jiān)測的優(yōu)點是可以知道每一個監(jiān)測點的狀態(tài)，缺點是各監(jiān)測點之間的拓撲連接關系需要人工錄入。

例如，對于一根跳線而言，兩個端口各為一個監(jiān)測點，當兩個監(jiān)測點都提供了“連接成功”的信息后，只有在將這根跳線兩端分別插入哪個配線架、哪個端口的信息人工錄入系統(tǒng)軟件后，系統(tǒng)才知道這兩個監(jiān)測點代表著這根跳線的兩端狀態(tài)。這樣的跳線信息錄入及監(jiān)測被稱為“虛擬跳線”。

虛擬跳線可以使用普通跳線（成本低），但需事先在系統(tǒng)軟件中錄入每根跳線的拓撲關系，而無法省去人工錄入的工作量，利用系統(tǒng)自動形成拓撲邏輯圖，這是它的原理缺陷。

點監(jiān)測的最大優(yōu)點是可以用于單端監(jiān)測。當監(jiān)測設備纜線（即：跳線的一端插在配線架上，另一端插在網(wǎng)絡設備中）時，由于網(wǎng)絡設備端無法安裝監(jiān)測點，所以只能進行單端監(jiān)測，這時采用點監(jiān)測是有價值的。但獲得的信息也僅有配線架單端的插拔連接信息，而網(wǎng)絡設備端的跳線插拔信息無法獲知。

由上分析可知，點監(jiān)測可以用于雙配線架（即跳線兩端全部插在配線架上）和單配線架（即跳線的一端插在配線架上，另一端插在網(wǎng)絡設備端口中）。它可以具有以下功能和優(yōu)缺點：

▲雙配線架結構中跳線兩端的端口監(jiān)測；

▲單配線架結構中配線架一端的跳線端口監(jiān)測；

▲對跳線插拔的管理要求提高，插拔人員需經(jīng)常在現(xiàn)場核對跳線的端口，以免出現(xiàn)批量性插錯現(xiàn)象（電子工單操作時）。

點監(jiān)測的產(chǎn)品種類繁多，涉及光、電、磁、機等多種監(jiān)測技術，其中包括：微動開關（機）、接觸片（電）、RFID（磁，類似于安防系統(tǒng)中的巡更點）、電磁感應等。

點監(jiān)測在技術上最大的優(yōu)點是具有明確的定位信息，可以根據(jù)定位信息快速找到異常現(xiàn)象發(fā)生的地點。

◎跳線鏈路監(jiān)測

顧名思義，跳線鏈路檢測方式是以跳線為檢測目標。其原理是：在跳線中添加檢測傳輸線，并在兩端配線架或模塊中設檢測傳輸線的接入點，連接進檢測電路。當檢測線的一端在電路的控制下發(fā)出了一個點信號，而這個電信號為檢測線的另一端接收到時，則可以認為該跳線的兩端已經(jīng)接入傳輸線路。至于所接入的傳輸線路是否為指定線路，可以根據(jù)跳線兩端的配線架端口發(fā)回的端口地址判定。自動建立新的端口連接關系表，在經(jīng)過確認后取代原有的連接關系表，并將原有連接關系表轉為歷史數(shù)據(jù)。

跳線鏈路監(jiān)測需采用專用跳線，它能夠利用系統(tǒng)自動形成拓撲邏輯圖，大大降低了人工錄入的工作量。它的原理缺陷是跳線的一端被拔出時，監(jiān)測信息立即變?yōu)椤皵嚅_”，無法知道是哪一端的插頭被拔下了。

跳線鏈路檢測主要采用9針或10針跳線（其中的中心8針用于客戶的信息傳輸，附加的1～2針用于監(jiān)測）。它的原理是：當從跳線的一端提供一個監(jiān)測電信號給跳線上的監(jiān)測線時，電信號會沿著跳線從跳線的另一端流出，該電流如果能夠正常流動，則跳線鏈路處于正常工作狀態(tài)，如果電流的流動中斷，則跳線沒有插入或在中部發(fā)生斷裂。

跳線鏈路監(jiān)測一般用于雙配線架（即跳線兩端全部插在配線架上）結構，它能夠實現(xiàn)以下功能：

▲雙配線架結構中單根跳線的整體監(jiān)測，包括兩端的端口地址及跳線的完整性；

▲雙配線架結構中自動形成雙配線架之間的跳線連接的拓撲關系；

▲熱備份，避免節(jié)點故障導致判斷失誤，具有故障報警功能（10針跳線用于九針監(jiān)測）；

▲單配線架結構中單根跳線兩端連接關系監(jiān)測和單端地址監(jiān)測（特制的10針跳線）；

▲智能跳線及監(jiān)測單元自檢（10針跳線）；

▲監(jiān)測電路自成回路（10針跳線）；

▲不同控制器之間、遠程端口監(jiān)測采用編碼式十針跳線結構。

當采用“10針跳線監(jiān)測單元”時，除了可以監(jiān)測兩個配線架之間的跳線插拔外，還可以監(jiān)測設備纜線（即：跳線的一端插在配線架上，另一端插在網(wǎng)絡設備中）兩端的插拔狀態(tài)，只是因網(wǎng)絡設備端無法自動獲取端口地址，所以只能通過人工錄入方式添加對端的端口地址。

跳線鏈路監(jiān)測目前采用的都是電傳導方式，而光傳導方式也是一個可選的方案。

◎永久鏈路監(jiān)測

綜合布線系統(tǒng)中的永久鏈路是指一根纜線（水平纜線或主干纜線）從一端連接器（模塊或尾纖）到另一端連接器之間的傳輸通道。而永久鏈路監(jiān)測是指對永久鏈路全程的監(jiān)測，這一監(jiān)測目前沒有合適的解決方案，而且需要注意的是，線路長度可能達到90m以上，如果在線纜（雙絞線或光纜）中添加附加的監(jiān)測線，會使系統(tǒng)的成本明顯上升；而借助于8芯傳輸線（1996年的解決方案）則會使客戶疑慮自己的信息是否會被截??？病毒是否會被帶入？

永久鏈路是信息傳輸物理層中最為隱蔽的部分，盡管發(fā)生故障的概率極低，但一旦發(fā)生故障，排查、定位和排除都會十分困難，所以從應用來看，永久鏈路檢測是遲早會出現(xiàn)的。

◎信道監(jiān)測

綜合布線系統(tǒng)是7層網(wǎng)絡協(xié)議中的物理層，只有能夠做到全信道監(jiān)測，才能號稱整個網(wǎng)絡處于全部被監(jiān)測的狀態(tài)，但現(xiàn)在僅憑網(wǎng)管系統(tǒng)并不能做到這一點。當鏈路層到應用層由網(wǎng)管實現(xiàn)管理、綜合布線系統(tǒng)的配線架端由現(xiàn)在的智能布線管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理時，事實上還缺少的就只有永久鏈路和工作區(qū)跳線鏈路的監(jiān)測了。

信道監(jiān)測（包含永久鏈路和兩端的跳線）是智能布線管理系統(tǒng)的終極目標，它監(jiān)測的是：整個信道（從網(wǎng)絡設備端至終端設備端）的跳線是否全部插好？目前還沒有此類產(chǎn)品。但從原理上分析，信道監(jiān)測單元能夠部分實現(xiàn)，而且造價上升極其有限。

對于智能布線管理系統(tǒng)而言，它的最終管理范圍應是整個物理層，即包含著每個信道（從網(wǎng)絡設備到終端設備之間的傳輸線路），配合網(wǎng)管對網(wǎng)絡的物理層進行監(jiān)測和管理。從邏輯結構來說，智能布線管理系統(tǒng)應是網(wǎng)管中的一個子系統(tǒng)。

3. 監(jiān)測單元所可以用到的檢測技術

監(jiān)測單元所采用的檢測技術是在近數(shù)十年中，各行各業(yè)在實現(xiàn)生產(chǎn)自動化工程中早已使用、早已成熟的自動檢測技術，而在AIM系統(tǒng)中使用成熟的技術，有助于簡化研發(fā)，提高使用人員的信任度，因為它不需要再經(jīng)歷嘗試、論證、專利、冒險和接受等耗時、耗力的階段，而直接接入成熟的即拿即用階段。

在自動檢測技術中，可以用于智能布線管理系統(tǒng)的檢測技術主要有：光、電、磁、機、聲這五大類。在監(jiān)測單元中，目前“聲”還沒有看到它的應用價值，而光、電、磁、機這四類都已經(jīng)看到了應用的前景，其中有些已經(jīng)得到了廣泛的應用。

◎機

“機”是指機械觸點，它通過位移監(jiān)測獲得信息。其產(chǎn)品包括微動開關等。

當使用微動開關時，會在模塊或跳線的邊壁上嵌入一個微型的微動開關，一旦跳線插入連接器（銅纜模塊、光纖耦合器等等）時，微動開關的觸點被壓下，改變了開關內的電路接觸狀態(tài)（“斷開”到“吸合”或“吸合”到“斷開”），當微動開關接入電子電路時，開關內的狀態(tài)變化就成為了跳線是否插入連接器的電子信號，成為監(jiān)測單元的監(jiān)測信號。這種方法的原理與安防系統(tǒng)中的門磁開關非常相似，是一種可靠性比較高和成本十分低廉的檢測技術。微動開關可能出現(xiàn)的故障是觸點黏連，即開關在長期使用后，可能會出現(xiàn)簧片不再彈回的現(xiàn)象，稱為“黏連”，修復方法是更換微動開關。

◎磁

“磁”是指電磁場。它可以是電磁場的場強變化，也可以是通過類似于RFID這樣的電磁場信息交換。

市場上現(xiàn)在流行的是RFID模式。亦即在跳線插頭上嵌入IC/ID芯片及感應線圈，當靠近配線架上的連接器時，連接器旁的感應電路能夠讀取IC/ID芯片內的端口地址碼，形成監(jiān)測信號，這個監(jiān)測信號可以上傳一個連接信息也可以上傳跳線端口的地址碼。當所有跳線兩端的地址碼都具有一定的規(guī)律時，系統(tǒng)（控制器或系統(tǒng)軟件）能夠自動確定跳線連接的拓撲關系。

◎電

“電”是指電子、電路，它通過電的導通與否來獲取信息。這樣的監(jiān)測部件包括電子探針、RJ45連接器等。

電子探針是一種套筒型結構，其中心處的金屬針能夠在彈簧的作用下前后移動，當探針的對面為金屬體時，一旦探針與金屬體接觸，就形成了電路的導通，形成監(jiān)測單元的監(jiān)測信號。而探針內的彈簧則可以保證探針與技術體之間形成穩(wěn)定的接觸。電子探針可能出現(xiàn)的故障是探針彎曲和彈簧失效，在設計時的解決方案是縮小探針的行程，使用時的解決方案是更換探針。

RJ45連接器一般為8針，但8針的兩側各有空余的1個槽位空間，是RJ45連接器最多可以容納10針。當多余的2根針分別被利用起來時，就可以用于電監(jiān)測，形成點監(jiān)測、9針跳線鏈路監(jiān)測或10針跳線鏈路監(jiān)測。

◎光

“光”指的是使用光傳輸、光檢測技術來獲取信息?？赡苁褂玫募夹g有：主動紅外/可見光點監(jiān)測和塑料光纖跳線鏈路監(jiān)測等等。

主動紅外點監(jiān)測是在連接器內設置近紅外收發(fā)組件，當跳線插頭沒有插入時，接收器中的信號極其微弱，而插入跳線后，用于發(fā)射器件形成的紅外線被插頭發(fā)射，以強光信號形成接收器內的電信號輸出。由此可見，其原理類似于智能小區(qū)的主動紅外周界報警系統(tǒng)。這一原理不僅可采用近紅外光源，也可以采用可見光源，以利于使肉眼判斷發(fā)光器件的好壞。

當跳線中嵌入塑料光纖時，可以實現(xiàn)跳線鏈路監(jiān)測。構想中的構成方法是：在跳線中嵌入單芯或雙芯塑料光纖，在跳線插頭端上將纖芯外露（不超過端面的平面）或在跳線插頭端安裝微型透鏡，內聯(lián)塑料光纖。在配線架端口上安裝紅外發(fā)光管和紅外光敏管，采用非接觸方式實現(xiàn)光通信。它相比電接觸的跳線鏈路監(jiān)測方案而言，各有優(yōu)缺點。

▲成本提高但減少了接觸點，使故障概率下降。

▲塑料光纖盡管傳輸芯徑遠大于石英玻璃光纖，但仍然有沾灰的可能，從而導致傳輸故障。解決的方案是發(fā)現(xiàn)后清潔纖芯及光纖收發(fā)器組件的光纖端面。

▲塑料光纖用于光纖跳線時不再需要銅芯，可以規(guī)避銅價的波動。

4. 監(jiān)測單元的監(jiān)測時間及時間間隔

當跳線的插頭插入插座時，必然會形成前后沿抖動，抖動的時間可以是數(shù)十至數(shù)百毫秒，根據(jù)人的手勢、插頭上的簧片而定。當監(jiān)測到抖動的前沿或后沿時，用于形成的波形呈現(xiàn)抖動，所以監(jiān)測數(shù)據(jù)可能會失誤，為此需進行電路濾波和軟件濾波以消除抖動。監(jiān)測到的插拔時間判定則需設定判據(jù)，依據(jù)判據(jù)輸出插拔時間數(shù)據(jù)。

為此監(jiān)測單元的監(jiān)測方式可以是連續(xù)監(jiān)測也可以是巡回監(jiān)測，前者成本高但誤動作概率低，后者成本低但誤動作概率會有所提高。出于成本考慮，建議采用巡回監(jiān)測方案，以一個產(chǎn)品配線架的端口數(shù)（24或48）為基數(shù)進行每個端口的巡回監(jiān)測，而時間間隔可以設定在數(shù)百秒數(shù)量級，亦即每個端口的掃描時間為數(shù)十秒數(shù)量級，一旦發(fā)現(xiàn)某一端口出現(xiàn)前后沿抖動或波形跳變，可以縮短該端口的巡回掃描的時間，并以濾波器（硬件和軟件）平滑后確定正確的波形及切換的時間。

5. 多重監(jiān)測的價值

在每一個時期中，都會有一股潮流去推廣某一項技術和某一種觀點。對于一個好的監(jiān)測單元研發(fā)人員來說，各種檢測技術都需要花費足夠多的時間去消化，從中找到最適用的檢測技術。一般而言，僅考慮其中一種是不完善的表現(xiàn)，就像一句詞中所說：“一花獨放不是春，百花齊放春滿園?！笔聦嵣?，各種檢測技術會適用于不同的場合，如果在一個系統(tǒng)中，能夠將各種檢測技術用活，會使系統(tǒng)的功能局限性大幅度下降。

在防盜報警系統(tǒng)和消防報警系統(tǒng)中的探測器中，流行著“雙鑒探測器”和“三鑒探測器”，其原理就是將幾種原理不同的探測技術用在同一個探測器內，取其“和”“或”作為信號傳輸?shù)呐袚?jù)，以達到探測失誤最小的目標。對于AIM的監(jiān)測單元而言，也應采用類似的技術以達到最佳的效果。

◎點監(jiān)測與跳線鏈路監(jiān)測并存

跳線鏈路監(jiān)測可以自動形成跳線拓撲結構，并且跳線兩端均插入連接器后萬一有一處（兩端插頭拔下或跳線斷裂）要求跳線中斷時產(chǎn)生報警，但它無法知道是哪一位置出現(xiàn)的中斷。而點監(jiān)測可以知道具體的中斷位置，當兩種探測技術結合時，自動形成跳線拓撲結構、跳線鏈路中斷、具體中斷位置等信息將會全部展現(xiàn)在管理者面前，讓管理者能夠有的放矢地進行行之有效的管理。

◎單配線架與雙配線架并存

對于點監(jiān)測而言，可以同時兼顧單配線架結構（一端為網(wǎng)絡設備，另一端為配線架）和雙配線架結構（兩端均為配線架），但它需要大量的人工錄入工作量。所以，這是一個可供選擇的解決方案。

對于10針電監(jiān)測而言，在軟件能夠同時兼顧單配線架和雙配線架的前提下，只要更換專用跳線就可以實現(xiàn)但配線架與雙配線架并存。這是一個相對而言比較理想的解決方案。畢竟要采用智能布線管理系統(tǒng)的客戶不會缺錢。

多重監(jiān)測會造成成本上升，但功能的完美則會使性價比達到更高的一個層次。從概念上看，多重監(jiān)測的目標可以多樣化，同時可以實現(xiàn)檢測技術的多重監(jiān)測以達到防誤報和漏報的目的，也可以實現(xiàn)監(jiān)測層次的多重實現(xiàn)插拔定位，進一步可以想象，如果將層次與檢測技術進行有效的多重復合，將會發(fā)生……

6. 監(jiān)測單元的閉環(huán)管理

監(jiān)測單元是電子元器件構成，從理論上存在著故障概率，為此應在傳感器輸出端設一階反饋通道，以進行自身的故障檢測。如果采用大規(guī)模集成電路構成，則需要在集成電路中具有這一功能。

從運維的角度角度來看，整個系統(tǒng)都應該具有閉環(huán)反饋通道，使單元的質量得到有效的監(jiān)管。但這一監(jiān)管并不需要時時進行，僅需定期（1分鐘、1小時、1天……）進行即可，在軟件中可設定，在控制器中執(zhí)行反饋監(jiān)測。

至于傳感器，由于它是對另一物體進行檢測，所以難以對它進行自動故障診斷，只能在元器件選擇時加強篩選，并在實驗中確定它在長期工作時的失效概率，通過跳線插拔或人工定期檢查方式進行故障診斷。

7. 多種監(jiān)測單元的混合使用

多種監(jiān)測單元的混合使用是指具有不同檢測技術、屬于不同監(jiān)測層次的監(jiān)測單元或接口單元在同一個控制器范圍內、甚至是在同一個配線架內共存，分別完成各自的任務，合力形成一個美好的整體效應。其簡單的應用可以是增強監(jiān)測點的功能或實現(xiàn)多種技術相互確認和互檢。

監(jiān)測單元可以是單個組合型，也可以是多個集成型（如：4個、6個、12個或24個監(jiān)測單元集成為一體），但針對不同的跳線及需求，應可以提供多種監(jiān)測單元共用于同一系統(tǒng)甚至同一配線架的產(chǎn)品，這些監(jiān)測單元中包含有各種層次、各種檢測原理的監(jiān)測單元，也包含有外部通用監(jiān)測單元和外部傳輸通用單元。

◎對于雙配線架結構采用點監(jiān)測/跳線鏈路監(jiān)測復合單元；

◎對于單配線架結構采用點監(jiān)測、十針跳線鏈路監(jiān)測單元；

◎個別的遠程跨控制器跳線采用編碼式十針跳線監(jiān)測單元；

◎光銅混合在同一配線架上；

◎面向機柜的通用監(jiān)測單元（燈、鎖、風扇/風力、溫度上限等）、面向機柜內設備數(shù)據(jù)接口的通用傳輸接口單元與光端口、銅端口處于同一配線架；

……

其中面向機柜內設備數(shù)據(jù)接口的通用傳輸接口單元受控制器的限制，傳輸能力只能保持在低速傳輸，而高速數(shù)據(jù)接口則可以與控制器并列的產(chǎn)品引入，此類產(chǎn)品應具有面對其他系統(tǒng)（如：KVM系統(tǒng)等）的數(shù)據(jù)通信接口，可以經(jīng)授權將綜合布線系統(tǒng)信息提供給其他系統(tǒng)，也可以讀取其他系統(tǒng)中的管理信息（如：網(wǎng)絡交換機的網(wǎng)管信息等）。

8. 面向控制器的通用傳輸接口

在《智能布線管理系統(tǒng)應采用通用接口實現(xiàn)結構化》一文中，筆者已經(jīng)提出了接口通用的觀點。為了達到監(jiān)測接口能夠混合使用的目的，只有通用傳輸接口才能做到。

在監(jiān)測單元與控制器之間，至少有幾種類型的資源和信息需要傳遞：

◎電源；

◎地線；

◎控制信號；

◎報警信號；

◎地址碼。

其中控制線和報警信號線也可以作為雙向串行信息傳輸使用。

對于各種監(jiān)測單元而言，只要接口的電源（包括最大供電功率）、信號協(xié)議統(tǒng)一規(guī)劃，完全可以形成現(xiàn)實有效的通用傳輸接口。

在目前的傳輸大環(huán)境下，可以想到的監(jiān)測單元聯(lián)網(wǎng)傳輸模式至少有以下幾種。

◎串口

目前的智能布線管理系統(tǒng)中控制器與配線架之間的傳輸以串口傳輸為主，每一個配線架設一個串口，通過串口電纜（或雙絞線跳線）與控制器相連。這意味著要以配線架為基本部件，而且串口意味著兩端都要有編解碼電路。

在串行傳輸過程中，電路應主動添加起始位、終止位和奇偶校驗碼。

◎并口

不設地址碼，每一根線對應一個監(jiān)測單元，另加電源線、地線和控制線/報警線。這種方式對線纜和空間的要求比較高，但接口電路相對簡單，但在線纜較長時，需要考慮采用長線傳輸電路。

在并行傳輸時，電路應在高電平與低電平之間的中間地帶設置門限電平，并在溫度變化情況下該電平能夠確保電平的檢測不會出錯。

另外，還可以考慮采用無線局域網(wǎng)（WLAN）、PLC（電力貓），不久的將來也可以考慮采用可見光通信等等傳輸模式。但這些傳輸模式都存在著需要添加附加電路的問題。

當檢測單元上不設緩沖存儲器時，無論哪一種傳輸模式，都需要將報警地址和傳輸時間在有效的時間內傳遞給控制器，以免因時間差導致記錄不再真實、有效。

9. 智能布線管理系統(tǒng)的客戶信息安全性

20年前的智能布線管理系統(tǒng)曾經(jīng)使用8芯雙絞線中的7/8線對作為檢測線，因為那時的計算機網(wǎng)絡和電話都沒有使用這一對線。但這一方案在中國遇阻，在六年后變化成了九針跳線鏈路結構和十針跳線鏈路結構。究其原因，由于綜合布線系統(tǒng)在應用中強調“綜合”二字，它包含了協(xié)議綜合、拓撲結構綜合和應用綜合三個方面，這就意味著雙絞線中的7/8線對可能會被用上（事實上在兩年后出現(xiàn)的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)使用全部的8芯線），所以雙絞線中的8芯線在布線工程完工、移交給客戶時已經(jīng)屬于客戶的資源，如果其中的7/8線對或其他線對上依然傳輸著客戶所無法掌控的信息，就意味著客戶的資源受到侵犯。

另一種情況是：在某些線對中，智能布線管理系統(tǒng)占用了一些頻段資源，其出發(fā)點是認為客戶并不會用足所有的頻段資源。如果從“綜合”的概念來看，同樣會有相互沖突的可能。一旦發(fā)生沖突，就意味著客戶的信息可能會被破壞。

當在同一根雙絞線的芯線上，同時傳遞有客戶信息和智能布線管理系統(tǒng)的信息時，對信息安全比較關注的客戶就會擔心自己的信息是否會被竊取、添加或攔截。亦即擔心信息的安全性。

綜合布線的客戶長期以來一直相信自己的信息在綜合布線系統(tǒng)上傳輸時會完整無損、可以在8芯線上傳遞自己的任何協(xié)議而無需關注是否會與其它協(xié)議發(fā)生沖突，因為在綜合布線系統(tǒng)的傳輸線上沒有其它任何信號！這是綜合布線系統(tǒng)給客戶的信息安全性保障。為此，在形成監(jiān)測單元時，同樣不能動用8芯雙絞線和光纖中的客戶有效傳輸線芯，而只能在外圍形成監(jiān)測。

同理，即使是外圍監(jiān)測，也應避免電磁場等各種檢測技術有意識或無意識地獲取傳輸線路上的客戶信息。

1 0. 監(jiān)測單元的自身保護

監(jiān)測單元應考慮自身保護機制，即在暴露的接線端等處，設立輸出電路短路保護，以避免在電路被金屬體對地/對電源短路時，導致內部器件損壞。當監(jiān)測單元出現(xiàn)短路等故障（包括內部自檢時發(fā)現(xiàn)的故障）出現(xiàn)時，控制器應能接收到監(jiān)測單元傳來的故障信息，包括故障發(fā)生的時間和地址。

1 1. 原型樣機與產(chǎn)業(yè)化

產(chǎn)品設計的第一步是形成原型樣機，這時的尺寸、重量、造價等等都不是問題，唯一的問題是功能是否能夠達到。到了第二階段，是形成能夠穩(wěn)定投產(chǎn)、故障率低的正式樣機，尺寸、重量、功能、結構、壽命以及原理性造價等都成為了考慮的因素，甚至要使生產(chǎn)環(huán)境的波動而導致的產(chǎn)品性能波動將到最低。到了第三階段，需要考慮元器件的等級下降對產(chǎn)品質量的影響，由于元器件等級與造價有直接的關系，所以元器件的等級下降可以大幅度降低產(chǎn)品造價，但作為一個真正合格的設計師而言，應該做到的是元器件等級下降不會造成產(chǎn)品品質的下降（在保質期內）。錢要花在刀刃上。只有真正將監(jiān)測單元及傳輸線路的造價降下來，才能讓客戶接受，才能讓制造商有利潤，這才是真正實現(xiàn)了電子工程中“三次設計理論”的基本概念，即原型、穩(wěn)定、低價。

要達到產(chǎn)業(yè)化害需要考慮產(chǎn)品潛在的故障問題，由于設計師存在著慣性思維，產(chǎn)品本身的三次設計并不能完全排除所有的故障。故此，在正式投產(chǎn)前，應借助于軟件測試原理，對產(chǎn)品進行非常規(guī)使用的極限測試，將所有的問題在產(chǎn)業(yè)化投產(chǎn)前解決，而不是等待產(chǎn)品上市后發(fā)布一個個“補丁”進行修補。因為前者可以做到從內到外全面的解決問題，而后者只能做到“頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳”，無法做到根本性的排除故障，甚至可能會出現(xiàn)補好一處研發(fā)更多故障的現(xiàn)象。

1 2. 結束語

監(jiān)測單元在智能布線管理系統(tǒng)中具有舉足輕重的作用，但往往被人所忽視，導致智能布線管理系統(tǒng)的水平一直以來處于未成熟、有購買需求而少有應用需求的境地。對于研發(fā)人員來說，一旦在監(jiān)測單元上實現(xiàn)了“萬紫千紅”，會大大提升使用者對智能布線管理系統(tǒng)的信任度，同時讓智能布線管理系統(tǒng)真正成為不可或缺的傳輸線路管理系統(tǒng)之一。當然，產(chǎn)品的開發(fā)與系統(tǒng)推出往往存在著時間上的矛盾，所以在實現(xiàn)規(guī)劃好了整體結構后，分部實施、逐步推出將是對各方都有利的做法。

需要注意的是，監(jiān)測單元僅僅是監(jiān)測/顯示單元中的一部分，在設計真實的監(jiān)測單元時，除了需要考慮監(jiān)測單元自身的功能外，還需要提示兼顧顯示單元的電路組成，以達到信息、傳輸共享的目的，簡化整體電路。另外，監(jiān)測/顯示單元將安裝在智能配線架上，其安裝位置和尺寸將是監(jiān)測/顯示單元的設計中必須認真考慮的問題。這些問題將在后續(xù)文章中將會逐一進行分析。

參考資料

[1]《綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》（GB 50311-2007）.

[2] 《智能建筑設計規(guī)范》（GB/T 50314-2015）.

[3] 《INFORMATION TECHNOLOGY - Automated infrastructure management (AIM)-requirements, data exchange and applications》（ISO/IEC 18598-2016，討論稿）.

[4] 《Information technology - Implementation and operation of customer premises cabling - Part 2: Planning and installation》（ISO 14763-2-2014，討論稿）.

[5]《Administration Standard for Telecommunications Infrastructure》（ANSI/TIA-606-B-2012）.

[6]《電子配線架的檢測原理評析》（曾松鳴）.

[7]《“綜合布線系統(tǒng)”六字真經(jīng)》（曾松鳴）.

[8]《從運維角度看智能布線管理系統(tǒng)的功能》（曾松鳴）.

[9]《智能布線管理系統(tǒng)的檢測機理與工程價值》（曾松鳴）.

[10]《智能布線管理系統(tǒng)的核心思維：保留真實的記錄》（曾松鳴）.

[11]《智能布線管理系統(tǒng)應采用通用接口實現(xiàn)結構化》（曾松鳴）.

[12]《從運維角度分析智能布線管理系統(tǒng)的基本功能》（曾松鳴）.

[13]《智能布線管理系統(tǒng)宜設有內部保護機制》（曾松鳴）.

[14]《智能布線系統(tǒng)的監(jiān)測單元響應時間和顯示掃描周期探討》（曾松鳴）.

[15]《智能布線管理系統(tǒng)的10針監(jiān)測單元探討》（曾松鳴）.