菸草行業捲菸廠綜合佈線系統簡析

 

羅森伯格亞太電子有限公司：朱華東  陳鳳霞

1前言

  在WHO菸草控制框架公約和國內壟斷法的雙重壓力下，菸草行業積極探索新的發展之路，根據《中國菸草》提供的信息，2014年行業捲菸產銷量同比增加：整年累計生產內銷捲菸5170萬箱，同比增加2.02%；累計已銷售捲菸5099.04萬箱，同比增加2.1%。國際上菸草行業正在加速向全球化、壟斷化發展，加入WTO使菸草企業面臨的競爭更加激烈，外加WHO菸草控制框架公約的壓力，使我國菸草企業進入普遍兼併、異地技改等高潮時期，菸草企業對信息化的需求愈來愈高，綜合佈線系統在菸草企業所發揮的做用愈來愈重要。

  近年來羅森伯格公司積極參與了諸多菸草企業異地技改項目的綜合佈線，從不一樣類型、不一樣規模的菸草企業綜合佈線項目中，積累了大量可行的行業經驗。本文將在實際案例中得到的經驗進行分享，以供正在進行或即將進行的菸草企業技改（異地或原地）項目綜合佈線項目參考。

2菸草行業的佈線與網絡架構

  綜合佈線系統做爲企業弱電建設工程項目中的重要組成部分，是實現菸草企業信息通訊最基礎的物理平臺，是網絡通訊應用得以實現的保證。根據應用領域的不一樣，菸草行業網絡通常有內網（生產網）、外網（辦公網）、專網（政務網）等之分，不一樣應用網絡之間須要進行物理或邏輯隔離。這些應用網絡分別將菸草企業的各個建築體，如聯合工房、動力中心以及原料庫、輔料庫、污水站、垃圾站等區域鏈接起來（不一樣企業名稱稍有不一樣，此名稱僅供參考），最終組成了菸草企業完整的網絡系統，如圖1。

 

圖1 菸草企業網絡整體架構圖

1. 2.1園區主幹光纜的設計規劃

  菸草企業建築單體之間的物理距離相對較遠，尤爲是污水處理站、垃圾站接入間IDF等到匯聚機房的主幹數據光纜距離可能遠遠大於500米，這對於以萬兆接入爲主要傳輸模式的網絡系統來講，採用多模光纜將沒法知足整個系統的要求，儘管標準規定萬兆多模OM4光纖支持萬兆以太網的距離達到550米。所以針對菸草企業的尤爲是捲菸廠，各獨立體建築到匯聚/核心機房之間的接入光纜多采用室外單模光纖爲主。

  因爲菸草企業綜合佈線系統須要支持多套網絡的應用，爲確保不一樣網絡之間的獨立性以及安全性。在傳統的網絡規劃設計中，網絡隔離多采用邏輯隔離方式，即經過對交換機端口不一樣網絡IP地址的設定來達到網絡隔離的目的。隨着網絡技術的不斷髮展，菸草企業的平常生產生活對於網絡的依賴度愈來愈高，從而對網絡的安全性、可靠性等提出了更高的要求。當前菸草行業在進行綜合佈線設計規劃時，諸多菸草企業異地新建項目已經採用了更加可靠的雙數據主幹、物理隔離等方式。

1. 2.2傳統弱電機房的設計規劃

  衆所周知菸草企業建築單體數量衆多、建築面積大（基本都要超過10萬平方米），網絡系統多采用三層星型架構，弱電機房分爲核心層CD（企業核心機房）、匯聚層BD（建築物設備間MDF）以及接入層FD（樓層配線間IDF）等幾類，爲確保網絡的安全性和可靠性，菸草企業綜合佈線系統各網絡層之間多敷設雙數據主幹光纜，如核心層CD與匯聚層BD之間、匯聚層BD與接入層FD之間，總體網絡綜合佈線規劃如圖2所示。

 

圖2 結構化佈線系統星形拓撲圖

1. 2.3菸草行業的佈線樓宇佈線規劃

2. 2.3.1核心層CD、匯聚層BD弱電設備間規劃

  核心層CD機房須要端接來自各匯聚機房、運營商接入網和菸草系統內接入網引入的各種光纖、光纖芯數較多，在CD機房應根據具體的光纖數量以及機櫃安裝空間，選擇適合項目需求的光纖熔接配線架產品，如1HU-24芯、1HU-48芯、5HU-288芯等。

  菸草企業端接光纖數量衆多的匯聚機房，接入機房上行而來的大量光纖以及上行至核心機房的光纖都須要進行端接、管理，通常匯聚機房同時承擔着接入機房的功能，在有限的機櫃空間內，須要安裝大量的光纖以及銅纜配線架。這一區域的光纖配線架建議採用1HU-48芯、5HU-288芯等密度更高的光纖配線架產品，如5HU-288芯熔纖式光纖配線架，其熔纖採用模塊化結構、自帶理線器，較常規1HU-24芯光纖配線架可節省80%的機櫃空間。

       2.3.2接入層FD弱電機房（IDF）規劃

  相比於核心層和匯聚層，接入層弱電機房IDF主幹光纖數量通常較少（光纖到桌面項目除外），用於端接和管理光纖的光纖配線架選用常規1HU-24芯熔纖式結構便可。對少數接入光纖數量較多的IDF，如機櫃空間容許儘可能避免採用更高密度不一樣規格的光纖配線架。

  接入機房承載着整個項目工程水平信息點的管理工做，在從點位方面每一個接入機房須要管理幾十至幾百個信息點，在區域面積上覆蓋至整個甚至幾個生產工做樓層。對於菸草企業的IT維護人員來講，管理整個企業龐大的網絡系統是很是繁雜並且困難的，整個綜合佈線的系統可靠性以及管理便利性對於改善和提高企業的IT效率具備很是重要的做用。

1. 2.3.3接入層FD弱電機房（IDF）方案優化

  接入機房在選擇綜合佈線配線架產品時，除需考慮維護管理的須要外，還需考慮到配線架模塊端子的防塵功能。機房裝修以及清潔過程當中的粉塵、水滴等都會對配線架模塊的鍍金Pin針形成損壞，這種損壞將直接影響模塊的使用壽命，而這種損壞通常都是比較隱蔽的，在項目完工測試時鏈路性能良好，在產品使用3-5年後性能出現急劇降低（Pin針鍍金層磨損後引發的氧化），到這時候項目的質保期又通過結束，從而給用戶帶來很大的損失。

  爲解決這一潛在的風險，在選擇水平銅纜配線架時，應儘可能選擇具備防塵功能的產品。如選擇配線架端口自帶推拉式防塵門的銅纜配線架，當配線架端口還沒有鏈接跳線時（機房裝修時配線架端口通常都沒有鏈接跳線），配線架上防塵門自復位至將模塊Pin針徹底覆蓋，以防止粉塵、水滴等進入。爲防止標籤等標識掉落、遺失，配線架的標籤系統應選擇可長期保留的方式，如透明弧形翻轉標籤保護蓋等結構，如圖3羅森伯格防塵式配線架。

 

圖3 自帶推拉式防塵門配線架

  菸草企業的接入機房分佈於各種建築單體內，儘管大部分的弱電機房具備擺放標準落地式機房的空間，另有部分建築單體爲節省有限的建築空間，選擇採用小型壁掛式機櫃，這類機櫃容量較小，機櫃只能進行前端維護。針對這類區域內的配線架產品，可選擇採用光銅混合、前端維護結構的產品，如羅森伯格公司TaurusII光銅混合配線架。

   

圖4 羅森伯格TaurusII光銅混合配線架

  實際操做中每一個項目的接入機房都將有各自具體的特殊需求，甚至同一項目不一樣區域的要求也各不相同，在進行網絡規劃時應儘可能選擇適合項目需求的產品，從設計階段就開始控制網絡故障的發生率，避免綜合佈線存在的潛在風險，提高網絡可靠性、穩定性。

1. 2.3.4菸草行業的佈線管理

  菸草企業各建築單體內的信息點分佈很是分散，平常的管理維護很是困難，爲提升系統的可靠性和管理的便利性，接入機房建議採用自帶管理功能的智能佈線系統（電子配線架）。該系統對於平常的跳線維護採用電子工單的方式進行跟蹤，避免常規方式下存在的工單記錄丟失或錯誤；跳線的插拔經過電子配線架對應端口的LED顯示燈進行引導，避免因端口跳接錯誤而引發的網絡風險；對於非受權的跳線操做實時經過告警提示，及時發現網絡故障和噁心破壞；企業所有信息點的物理位置經過平面圖紙進行快速定位，幫助IT人員快速查找故障位置、儘快恢復網絡應用；圖形化的機房管理幫助企業IT人員隨時瞭解機櫃以及設備資源等信息，可節省因現場覈對所耗費的大量時間；網絡化管理模式極大地提升了IT管理的效率，企業IT人員可經過遠程登陸方式及時瞭解網絡運行狀態。智能佈線系統能夠實現的部分功能如圖5所示：

 

圖5 智能佈線系統可實現的功能

  智能佈線系統之因此能實現對綜合佈線的管理，在於該系統採用了徹底獨立於以太網的管理網絡，擁有本身獨立的智能主機、管理單元以及掃描模塊，採用雙配線架架構的鏈路技術，將信息點與交換機端口分別映射到不一樣的電子配線架端口，經過智能跳線根據要求將映射了信息點端口和交換機/語音配線架端口的配線架端口進行正確鏈接，最終經過智能管理軟件對綜合佈線系統進行智能化的管理。

1. 2.3.5菸草企業信息點規劃方案

  新建菸草企業的生產自動化程度很是高，不管是制絲、捲包仍是成品入庫等都已實現流水線自動化生產方式，生產網絡的安全性、可靠性對於菸草企業生產效率以及產品控制等具備相當重要的做用。工做區信息點銅纜模塊應選擇RJ45接口通用型產品，爲減小後期維護的困難，建議選用無需採用任何安裝工具的免工具型模塊（尤爲不要採用廠家提供專用安裝工具的所謂免工具模塊）；對於光纖模塊則推薦選用與RJ45模塊安裝兼容的類型，不只安裝更加可靠，同時能夠與銅纜模塊的牆面或地面安裝面板風格統一。

1. 2.3.6菸草特殊區域的佈線方案

  針對某些特殊場合如貴賓接待室等，牆面裝修通常更具備特點，使用普通牆面面板或許與這些區域的風格不協調。在這類區域建議選擇特殊的產品，以下圖中羅森伯格彈啓式面板，該面板顏色可根據裝修風格進行定製。當信息點不使用時，模塊被隱藏在信息面板下，須要使用時只需輕輕按壓面板下方的按鈕，平常維護則經過面板前端完成，無需拆卸面板外框、不會對裝修牆面形成任何影響和損壞。

   

圖6 彈啓式牆面面板

  某些項目在規劃設計時需求並不徹底明確，如某菸草企業新建項目是由2個不一樣的菸草製造廠合併，多處辦公室內的辦公人員數量、辦公桌位置等均沒法肯定，選擇常規牆面或地面安裝信息點的方式都沒法解決這一問題。針對相似問題，能夠採用二次佈線的方式加以解決：項目設計時先將這類區域的全部信息點集中安裝在同一個佈線箱內，後續根據辦公室人員的變化，經過長跳線的方式鏈接至辦公人員的終端設備。佈線箱能夠預先安裝在牆壁內，也能夠安裝在天花板吊頂內。

  部分項目如省市級以上菸草專賣局等，因爲管轄的業務範圍普遍，對數據需求的增加很是迅速，網絡規劃最少應知足將來10年的需求。因沒法預知10年內終端設備端口的發展變化，在知足當前以RJ45銅纜接口爲主的網絡需求外，在部分重要區域還應預留將來設備光纖接口的須要。爲知足將來設備端口的變化，同時使項目投資更具經濟性，光纖信息點建議採用集中佈線方式，從弱點接入機房IDF布放光纜至辦公區域的集中佈線區域如牆裝式光纖配線架內，配線架可安裝於不影響平常辦公的轉角或天花板吊頂等區域，隨着帶光纖端口設備的增長而添加相應的光纖跳線。

  不管是牆面安裝仍是地面安裝，應儘量選用單孔或雙孔面板/地插進行安裝，這是由於在每一個底盒內除需容納信息模塊外，還需盤繞一段用於後續維護的線纜。如在同一底盒內安裝的模塊達到3個及以上，幾乎沒有用於盤繞預留線纜的空間，尤爲是對於六類屏蔽及以上級別的線纜產品，每一個底盒內容納2個屏蔽模塊後空間就已經比較緊張，3孔以及4孔面板面板幾乎沒有與之匹配的安裝底盒。

對於採用熔接方式的光纖信息點，水平光纜應選擇有利於熔接方式的產品如緊套型室內光纜，如採用現場壓接鏈接器方式，則緊套室內光纜和皮線光纜都可選擇。

1. 2.4菸草數據中心網絡架構規劃

2. 2.4.1菸草企業數據中心機房佈線特色

  和互聯網、金融行業等動輒成百上千機櫃的數據中心相比，菸草企業自用的數據中心通常規模比較小、，機櫃數量多數在100個之內。這類企業自用型的數據中心建設初期設備端口利用率相對較低，網絡系統對於綜合佈線在擴展性、靈活性以及管理性的要求更高。數據中心網絡架構設計不管是從經濟性仍是實用性方面考慮，採用EOR方式都更加適合，根據不一樣項目的具體需求，能夠選擇交換機直連或者交叉方式進行配線。

  菸草企業數據中心網絡架構設計時，可根據機櫃數量、管理須要等選擇是否採用MDA-HDA-EDA的三層網絡架構。當機櫃數量少於20個時，如機櫃位置擺放合理，採用MDA-EDA的二層網絡架構也可很好的知足要求。

  菸草企業數據中心各區域根據功能可分爲：主配線區、交換機區、服務器區以及存儲區等。整個網絡主要是由基於TPC/IP的LAN網絡和基於FC的存儲網絡SAN組成，因兩種網絡所遵循的傳輸協議不一樣，綜合佈線規劃設計應該分別爲其進行規劃設計。

  對於數據傳輸的要求更高SAN網絡，綜合佈線規劃時不管採用何種網絡架構，均建議直接經過預製光纜鏈接到主配線區，即MDA-EDA二層網絡架構，小型機、存儲等區域採用集中化的綜合佈線方式。

主配線區聚集了來自各個列頭櫃（或服務器櫃）的主幹銅纜和光纜，規劃設計時不只應知足當前的配線需求，還應爲未來擴容預留足夠的佈線空間。

  交換機區尤爲針對核心交換機分散安裝時，綜合佈線建議採用交叉配線的方式進行規劃，具體作法是在覈心交換機櫃內安裝配線架，經過水平線纜鏈接到主配線區，在主配線區經過跳線與列頭櫃上行過來的主幹/水平鏈路進行跳接，全部主幹/水平鏈路與核心交換機端口的鏈接只需在主配線區便可完成。

服務器機櫃包括核心網絡設備櫃等，每櫃應先根據設備端口數量安裝足夠的光、銅配線架，端口數量按照每臺服務器2個光口、2個銅口（一主一備）以及1個用於KVM系統的銅口進行計算，同時還應爲未來的系統擴容預留部分端口。

  根據以上建議提供的模型，典型菸草企業數據中心的網絡拓撲如圖7所示，主配線區採用交叉配線方式。

 

圖7 數據中心機房拓撲圖

  在當前我國菸草企業普遍進行兼併重組的環境下，重組後的菸草企業規模不斷增大，生產自動化程度不斷提升，同時虛擬化技術的採用也給數據量帶來了快速的增加，所以企業數據中心處理的數據量也將持續增長，在其當前以萬兆主幹、千兆接入爲主的網絡基礎上，咱們還應思考綜合佈線如何知足將來幾年網絡傳輸的需求，數據中心在將來幾年內將逐步實現萬兆接入、40G/100G主幹的網絡傳輸模式。

  菸草企業數據中心在介質選擇時可參考以下方案：從列頭櫃至服務器櫃之間的水平鏈路部署以萬兆接入爲主，銅纜選擇超六類系列，光纜則以性價比更高的OM3爲主。其綜合佈線規劃以下：在主配線區與水平配線區列頭櫃之間部署MPO/MTP-MPO/MTP多芯預鏈接光纜，分別敷設至主配線區配線櫃及列頭櫃內的光纖配線架模塊內，經過配置的萬兆光纖模塊以及萬兆跳線將核心交換機與接入交換機鏈接起來，做爲支持當前主幹萬兆網絡應用的物理鏈路，當網絡須要從10G升級到40G/100G時，只需將預鏈接光纜兩端的配線架10G模塊及設備跳線更換成40G/100G模塊和跳線便可，在接入交換機至各服務器之間則以部署萬兆銅纜爲主。

1. 2.4.2主配線區綜合佈線

  主配線區MDA是整個數據中心的核心，也是數據中心結構化佈線系統的中心分佈點，整個數據機房的主幹光纜都將鏈接到MDA進行交叉配線，所以該區域須要管理的光纖數量多、密度大。光纖配線架建議採用4U-288芯/384芯等高密度的產品，如羅森伯格TaurusII、Vela高密度光纖配線架，4U空間能夠實現288芯~384芯預鏈接光纜的安裝，自帶理線器以及明暗兩套標籤系統，從安裝密度方面較傳統光纖配線架節省60%以上的安裝空間，模塊化安裝方式使光纖的管理更加便利靈活，配以羅森伯格低損耗、抗彎曲的快速插拔光纖跳線，實現了高密度與維護便利性的完美結合，如圖8所示。

 

圖8 羅森伯格4U-384芯高密度光纖配線架系統

1. 2.4.3服務器、網絡設備機櫃綜合佈線

  在菸草企業數據中的服務器、網絡設備機櫃以及採用機架式存儲設備等區域，爲使管理更加高效靈活，綜合佈線多采用EOR的方式，即在每一個機櫃上安裝足夠數量的光纖配線架和銅纜配線架。爲知足虛擬化網絡系統對數據量的需求，應選擇萬兆傳輸介質如Cat6A超六類萬兆銅纜以及性價比更高OM3萬兆光纜。

  針對不一樣EDA機櫃的綜合佈線規劃也有所不一樣，服務器機櫃由於所安裝的服務器網絡端口多是銅纜鏈接、也多是光纜鏈接，根據前文所述按照每一個服務器機櫃預留2個光口、2個銅口以及1個KVM銅口進行配置，考慮到部分冗餘的須要，每臺服務器機櫃配置24芯光纖、24個銅口應能知足大部分菸草企業服務器機櫃的佈線須要；網絡設備機櫃內所安裝的網絡設備多數都是光口模式，考慮到也會有部分銅口的需求，所以在規劃設計時按照每機櫃48芯光纜、24根銅纜計算比較合適；而存儲機櫃以及小型機等區域光纖數量相對較多，設備接口基本不要銅纜，銅纜多僅用於KVM佈線，所以該區域內按照每機櫃敷設48~72芯光纖、12根銅纜基本能知足需求。

  以上各區域機櫃推薦的傳輸介質以及具體數量可供菸草企業數據中心規劃設計做爲參考，實際項目案例綜合佈線採用何種方案應根據實際需求以及可預見的擴容須要、再增長約50%左右的冗餘鏈路。考慮到菸草企業數據中心的特色，不管是傳統的現場機櫃裝配方式仍是目前比較流行的微模塊機房，應優先考慮採用EOR網絡架構。

3結束語

  菸草行業做爲一個具備其自己特點的行業，其綜合佈線系統的建設也擁有其獨有的特色：主幹鏈路方面因爲園區比較大、單體建築比較多，所以多選擇能夠支持更長傳輸距離的單模光纜；除辦公樓外其他區域包括聯合工房、動力中心等信息點分佈較爲分散，同時因爲生產須要不能所有提供專門用於放置標準弱電機櫃的空間，所以在這些區域能夠考慮更爲靈活的小型壁掛式機櫃做爲弱電機櫃；分散的信息點位給平常的管理維護帶來不小的煩惱，所以綜合佈線系統採用電子配線架的方式值得菸草行業參考；除此以外，特殊區域信息點的施工和安裝也是不可忽略的問題之一。

  對於菸草行業的數據中心機房，除須要管理企業內部的生產、管理以及平常辦公數據外，還須要實時與上級單位保持數據的互通，所以數據中心的建設不只能知足當前的數據傳輸要求，還應知足將來最少10年網絡升級所需的傳輸鏈路要求，所以數據機房應考慮接入層知足萬兆傳輸、主幹鏈路應能支持平滑升級至40G/100G以太網。

  隨着國家的控煙標準愈來愈嚴格，新建菸草企業對於信息化的需求愈來愈高，綜合佈線系統在菸草企業所發揮的做用愈來愈重要。我國菸草行業在必定時期內將仍然處於普遍兼併、異地技改的高潮期，但願經過本文的介紹對菸草行業綜合佈線建設具備必定的借鑑意義。