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解决综合布线的几个常见问题

2017-06-09 关注推送
一、解决综合布线的几个常见问题
一、前言

  思科发布报告称,预期到2015年全球联网设备将从现在的50亿台增加至150亿台,2015年全球月度互联网流量将从2004年的1艾字节增加至80艾字节(1艾字节=10亿GB)。

  面对如此庞大的互联网设备和数据流量,势必需要有相应数量的基础布线系统来支持,尤其在数据流量相对集中的互联网、金融以及电信等行业,传统的布线系统已经很难满足企业的运作需求,因此作为数据处理中枢的数据中心建设,将是未来网络基础建设的重点。

  由于大型数据中心对布线产品的质量、系统的施工水平要求较高,布线企业已经有了专业化的分工,现在国内的大部分大型数据中心布线项目集中在专业提供数据中心布线方案的企业,约有5-6家国际布线品牌如罗森伯格等企业,相比传统布线品牌更有优势获得项目机会,这几个为数不多的数据中心布线企业占据了大型数据中心布线市场约70%的份额。

  集中化的市场特征,令许多传统布线从业人员很少有机会深入数据中心布线技术。相对于传统楼宇结构化布线,数据中心的布线技术具有更多的技术细节与应用特征,特别是对于新加入布线行业的从业人员,在碰到数据中心项目时甚至会有无从下手的困惑。

  行业内虽然不乏介绍数据中心的各类专业论文,然而过于专业的介绍往往令初学者很难理解。为了让更多的人能够关心直至了解数据中心,本文仅和大家探讨一些数据中心布线系统中的基础知识。

  二、数据中心相关技术标准

  要对数据中心布线结构有所了解,首先应清楚数据中心布线所遵循的相关标准。

  目前国内外针对机房设计的权威标准分别是美国通信行业协会的TIA-942《数据中心通信设施标准》和中国国家标准GB50174《电子信息系统机房设计规范》,TIA-942标准结合以往相关标准和规范的优点,同时弥补了以前数据中心设计和建设阶段的信息隔阂问题,全面性地考虑到了诸如电气系统、HVAC(采暖通风与空调)、火灾探测与遏止、安全等多种应用在电信基础设施和空间内的共存;GB50174《电子信息系统机房设计规范》是在借鉴TIA942标准相关内容的基础上,编制出的更适合中国国情的国家强制性标准。

  三、数据中心布线结构

  根据规模不同,数据中心可以是一个建筑群、建筑物或建筑物的一部分,主要用于容纳设置计算机房及其支持空间,在功能上数据中心是电子信息存储、加工和流转的中心,是企事业单位的信息中枢。本文所讨论的数据中心布线主要是指计算机房的结构化布线,包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。

  相较于传统结构化布线由六个子系统所组成,数据中心机房布线系统按区域划分有:主配线区MDA、中间配线区IDA、水平配线区HDA、区域配线区ZDA以及设备配线区EDA等。TIA-942-A大型数据中心布线整体拓扑如图1。

TIA942标准中所描述的布线系统结构,是目前机房布线工程中广为采用的实施方案架构,下面以此为例介绍布线系统各部分具体组成内容与技术要点。

MDA主配线区,即核心交换区域,连接来自各中间配线区、水平配线区以及电信间和近线间的各层主干配线,是数据中心的核心配线区域。MDA在某种程度上相当于楼宇布线的设备间子系统。

IDA中间配线区,对于占据多个建筑物、多个楼层或多个房间的大型数据中心,经常会涉及到IDA中间配线区、即汇聚交换区域的配线。而对于一些中小型的数据中心,IDA中间配线区并不是必须的。

HDA水平配线区,是数据中心的水平管理区域,一般位于每列机柜的一端或两端,所以也常被称为列头柜,也可在每列机柜中部。每个水平配线区按管理的设备柜数量计算、一般不超过15个;

  当采用集中式管理时,管理的点位一般不超过2000点。数据中心布线中,在主配线区、PC服务器区、小型机区以及存储区等各个区域都会有相应的列头柜。水平配线区的功能类似于楼宇布线中的楼层管理间(IDF)。

ZDA区域配线区,ZDA是整个数据中心配线中唯一不含有源设备的区域,一般只有在大型数据中心机房中、有设备需要经常移动或变化的设置。ZDA可以是机柜或者机架,也可以通过集合点(CP)完成线缆的连接。

EDA设备配线区,设备配线区是指PC服务器、小型机、存储设备、交换机、KVM等所有网络设备的配线。为提高数据中心的网路设备的稳定性,尽可能减少网络设备端跳线的插拔,一般水平配线区的网络交换机端口与配线设备端口,是通过交叉连接方式互通的。EDA相当于数据中心的工作区。

  四、数据中心机房级别

  在讨论数据中心时,经常会听到四级或几级机房的概念,这是来自于相关标准对机房的定义。根据机房所处行业的重要性、使用单位对机房内各系统的保障能力及由于场地设施故障造成网络信息中断/重要数据丢失在经济和社会上造成的损失及影响程度,GB50174将机房从高到低的划分为A、B、C三级,TIA942则将数据中心机房从低到高划分为TierI、TierII、TierⅢ、TierⅣ四个等级。各级机房各类特性比较见表2。

  为了进一步从结构上了解各级机房之间的差别,针对TIA942的机房分级标准,我们来分析一下各级机房的配线结构。

  二级以上机房就必须要由两个独立的运营商来提供网络服务(可以在同一个进线间),以免某个网络运营商出现故障时造成系统瘫痪;

  当机房级别上升到三级时,就需要建设两个独立的进线间,在其中一个进线间出现故障时另一个进线间可以维持正常的运行。四级机房除需要具备三级机房的配线要求外,建议增加MDA、IDA及HDA等区域的备份配线。

  五、结束语

  数据中心无论是网络架构还是基础布线,都与传统楼宇布线存在着很大的差别,随着我国银行、保险、证券、政府、电信、石化、电力和互联网等行业对数据中心的持续重视,使得这个领域的市场规模在持续扩大,对原本专业技术人员就比较缺乏的布线行业人员素质提出了更高的要求。

二、解决综合布线的几个常见问题 之:浅析综合布线系统等级之间的差异
在综合布线系统的设计等级中一般情况下分为三种分别是:综合型、增强型和基本型。那么这三种类型有什么不一样呢?

  第一种等级:综合型

  综合型适用于综合布线系统中配置标准较高的场合,使用光缆和铜芯双绞线组网。综合型综合布线系统应在基本型和增强型综合布线系统的基础上增设光缆系统。

  ●综合型布线系统的主要特点是引入光缆,能适用于规模较大的智能大厦,其余与基本型或增强型相同。

  综合布线系统等级之间的差异

  所有基本型、增强型和综合型综合布线系统都能支持话音/数据等业务,能随智能建筑工程的需要升级布线系统,它们之间的主要差异体现以下两个方面:

  ●支持话音和数据业务所采用的方式;在移动和重新布局时实施线路管理的灵活性。

  第二种等级:增强型

  增强型适用于综合布线系统中中等配置标准的场合,使用钢芯双绞线组网。其配置如下:

  ●每个工作区有两个或以上信息插座;每个工作区的配线电缆为2条4对双绞线电缆;

  采用直接式或插接交接硬件;

  每个工作区的干线电缆至少有3对双绞线.增强型综合布线系统不仅具有增强功能,而且还可提供发展余地。它支持话音和数据应用,并可按需要利用端子板进行管理。增强型综合布线系统具有以下特点:

  ①每个工作区有两个信息插座,不仅机动灵活,而且功能齐全任何一个信息插座都可提供话音和高速数据应用;

  ②可统一色标,按需要可利用端子板进行管理;

  ③是一种能为多个数据设备创造部门环境服务的经济有效的综合布线方案;

  ④采用气体放电管式过压保护和能够自恢复的过流保护。

  第三种等级:基本型

  基本型适用于综合布线系统中配置标准较低的场合,使用铜芯双绞线组网,其配置如下:

  ●每个工作区有一个信息插座;每个工作区配线电缆为1条4对双绞电缆;

  ●采用夹接式交接硬件;每个工作区的干线电缆至少有2对双绞线。

  基本型综合布线系统大都能支持话音/数据,其特点如下:

  ①能支持所有话音和数据的应用,是一种富有价格竞争力的综合布线方案;

  ②应用于话音、话音/数据或高速数据;

  ③便于技术人员管理;

  ●采用气体放电管式过压保护和能够自恢复的过渡保护;能支持多种计算机系统数据的传输。

三、解决综合布线的几个常见问题 之:IPTV用户综合布线解决方案
我国三网融合政策一经出台,IPTV业务成为广电部门与电信营运商合作的切入点。随着IPTV业务进入广大用户家庭,IPTV机顶盒的安装布线问题逐渐体现出来。

  目前提供给用户的IPTV业务接入方式为:FTTH光纤到户,再由ONU通过网线连接IPTV机顶盒。然而,很多用户家中装修时并没有为IPTV业务预留网线,用户ONU通常放置在书房,而机顶盒往往放置在客厅或卧室,重新穿线会破坏装修,单独走线影响家居美观,因此一定程度上也阻碍了IPTV业务的推广。

  根据用户反馈的情况,我们了解到用户的要求集中体现为两点:一是避免走明线;二是信号要稳定。因此为了寻求IPTV安装走线难题的最佳解决方案,我们进行了相关测试并得出了结论。

  一.通过无线传输方式解决

  针对用户提出的“不走明线”要求,我们首先想到的是通过无线传输方式解决。利用无线路由器的无线桥接技术,实现ONU与机顶盒之间的无线传输。如下图1所示。在这种方案中,我们利用两台支持AP功能的无线路由器,实现将IPTV业务在无线信号和以太网电信号间进行互相转换。

IPTV
  此方案的优势在于:无需重新布线,不破坏用户原有装修;无线传输可跨穿墙跨房间,不受任何线路限制;兼容性高,市面上任意支持桥接功能的无线路由器均可实现。

  此方案的劣势在于:无线信号穿透力有限,穿透承重墙后信号减弱;无线信号有可能受到其他无线设备信号干扰;无线路由器桥接设置需要用户具备一定网络知识。

  测试涉及的设备:

  D-Link DIR-600A无线路由器×2

  华为HG8240 ONU

  华为EC1308机顶盒

  具体连接方式:

  ONU LAN2端口连至“无线路由器1”任意端口(例:LAN1端口)

  机顶盒网口连至“无线路由器2”任意端口(例:LAN1端口)

  本方案测试用无线路由器配置:

  [基本无线设置](图如2所示)

IPTV
  无线工作模式:AP模式

  频道:两台路由器的频道必须设置相同(例:频道4)

  无线SSID广播:关闭

  组播转发:启用

  [无线WDS设置](如图2所示)

  WDS MAC(输入对端路由器的“无线网络MAC地址”)

  [网络设置](如图3所示)

IPTV
  两台路由器的管理IP分别设为同网段内不同IP(例:192.168.0.51和192.168.0.52)

  [无线高级设置](如图4所示)

IPTV
  速率集:全部

  组播速率:54Mb/ s

  除上述修改配置外,两台路由器其他配置保持默认一致。二.通过电力线传输方式解决

  同样是出于用户提出的“不走明线”要求,同时又顾及到用户要求的“信号稳定”的条件,因为无线信号不如有线信号抗干扰能力强,我们考虑是否可以利用用户原有线缆资源解决此问题。于是,我们想到了电力线适配器(即电力猫),利用电力线载波技术,实现ONU与机顶盒之间通过电力线传输。

如下图5所示。这种方案中,我们利用两只同型号的“电力猫”进行配对操作后,实现将IPTV业务的高频信号加载于电流上,然后用电线传输。

IPTV
  此方案的优势在于:无需重新布线,不破坏用户原有装修环境;部署简便,仅需将两个“电力猫”配对即可使用;传输距离不受房间限制,只要电力线相连即可;操作设置简单不需要网络专业知识。

  此方案的劣势在于:“电力猫”不能跨电表、跨空气开关使用;电力猫与充电器及大功率设备在同一电源使用时,易受干扰。

  测试涉及的设备:

  TP-Link TL-PA200电力线适配器×2

  华为HG8240 ONU

  华为EC1308机顶盒。

  具体连接方式:

  ONU LAN2端口连至“电力猫1”以网口

  机顶盒网口连至“电力猫2” 以网口

  本方案测试用“电力猫”配对方法:

  分别将两个“电力猫”连接电源

  按下“电力猫1”上的Pair按钮3~8秒,释放后电源指示灯变为闪烁状

  两分钟内,按下“电力猫2”上的Pair按钮3~8秒,释放后电源指示灯变为闪烁状

  等待所有指示灯全灭后变为常亮,即“电力猫”完成自动重启后,配对完成

  具体操作流程可参考产品说明书

  三.结论

  根据IPTV用户需求,我们进行了多次试验,证实了以上利用无线传输和电力线传输两种布线方案切实可行,设备持续收看IPTV直播点播业务运行正常。就目前试验结果来看,基于无线传输技术的解决方案中,部署配置较复杂,但设备成本相对低廉;基于电力线传输的解决方案中,部署配置简单,但成本相对较高。

  相信伴随着技术的发展,IPTV家用机顶盒还将提供更加自由的接入方式,我们也将继续摸索更好的IPTV用户布线解决方案,来助力IPTV业务的推广和发展。