菸草行業捲煙廠綜合布線系統簡析

標籤：中國菸草   綜合布線   有限公司   羅森伯格   積极參与   

 

羅森伯格亞太地區電子有限公司：朱華東  陳鳳霞

1前言

  在WHO菸草控制架構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》提供的資訊，2014年行業捲煙產銷量同比增長：全年累計生產內銷捲煙5170萬箱，同比增長2.02%；累計已銷售捲煙5099.04萬箱，同比增長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菸草控制架構公約的壓力，使我國菸草企業進入廣泛兼并、異地技改等高潮時期，菸草企業對資訊化的需求越來越高，綜合布線系統在菸草企業所發揮的作用越來越重要。

  近年來羅森伯格公司積极參与了諸多菸草企業異地技改項目的綜合布線，從不同類型、不同規模的菸草企業綜合布線項目中，積累了大量可行的行業經驗。本文將在實際案例中獲得的經驗進行分享，以供進行中或即將進行的菸草企業技改（異地或原地）項目綜合布線項目參考。

2菸草行業的布線與網路架構

  綜合布線系統作為企業弱電建設工程項目中的重要組成部分，是實現菸草公司資訊通訊最基礎的物理平台，是網路通訊應用得以實現的保證。根據應用領域的不同，菸草行業網路一般有內網（生產網）、外網（辦公網）、專網（政務網）等之分，不同應用網路之間需要進行物理或邏輯隔離。這些應用網路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、汙水站、垃圾站等地區串連起來（不同企業名稱稍有不同，此名稱僅供參考），最終組成了菸草企業完整的網路系統，1。

650) this.width=650;" style="width:692px;height:436px;" title="未標題-8.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/72/2A/wKioL1XeeSHiZysQAA-jBqQ0cQE847.jpg" width="1200" height="1200" alt="wKioL1XeeSHiZysQAA-jBqQ0cQE847.jpg" />

 

圖1 菸草商業網路總體架構圖

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，尤其是汙水處理站、垃圾站接入間IDF等到匯聚機房的主幹資料光纜距離可能遠遠大於500米，這對於以萬兆接入為主要傳輸模式的網路系統來說，採用多模光纜將無法滿足整個系統的要求，儘管標準規定萬兆多模OM4光纖支援萬兆乙太網路的距離達到550米。因此針對菸草企業的尤其是捲煙廠，各獨立體建築到匯聚/核心機房之間的接入光纜多採用室外單模光纖為主。

  由於菸草企業綜合布線系統需要支援多套網路的應用，為確保不同網路之間的獨立性以及安全性。在傳統的網路規劃設計中，網路隔離多採用邏輯隔離方式，即通過對交換器連接埠不同網路IP地址的設定來達到網路隔離的目的。隨著網路技術的不斷髮展，菸草企業的日常生產生活對於網路的依賴度越來越高，從而對網路的安全性、可靠性等提出了更高的要求。當前菸草行業在進行綜合布線設計規劃時，諸多菸草企業異地建立項目已經採用了更加可靠的雙資料主幹、物理隔離等方式。

1. 2.2傳統弱電機房的設計規劃

  眾所周知菸草企業建築單體數量眾多、建築面積大（基本都要超過10萬平方米），網路系統多採用三層星型結構描述，弱電機房分為核心層CD（企業核心機房）、匯聚層BD（建築物裝置間MDF）以及接入層FD（樓層配線間IDF）等幾類，為確保網路的安全性和可靠性，菸草企業綜合布線系統各網路層之間多敷設雙資料主幹光纜，如核心層CD與匯聚層BD之間、匯聚層BD與接入層FD之間，整體網路綜合布線規劃2所示。

 

650) this.width=650;" style="width:659px;height:488px;" title="未標題-7.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/72/2A/wKioL1XeeXaRF0jhABujsuWgyb8877.jpg" width="1200" height="1200" alt="wKioL1XeeXaRF0jhABujsuWgyb8877.jpg" />

圖2 結構化布線系統星形拓撲圖

1. 2.3菸草行業的布線樓宇布線規劃

2. 2.3.1核心層CD、匯聚層BD弱電裝置間規劃

  核心層CD機房需要端接來自各匯聚機房、電訊廠商接入網和菸草系統內接入網引入的各類光纖、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眾多的匯聚機房，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需要進行端接、管理，一般匯聚機房同時承擔著接入機房的功能，在有限的機櫃空間內，需要安裝大量的光纖以及銅纜配線架。這一地區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，其熔纖採用模組化結構、內建理線器，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主幹光纖數量一般較少（光纖到案頭項目除外），用於端接和管理光纖的光纖配線架選用常規1HU-24芯熔纖式結構即可。對少數接入光纖數量較多的IDF，如機櫃空間允許盡量避免採用更高密度不同規格的光纖配線架。

  接入機房承載著整個項目工程水平資訊點的管理工作，在從點位方面每個接入機房需要管理幾十至幾百個資訊點，在地區面積上覆蓋至整個甚至幾個生產工作樓層。對於菸草企業的IT維護人員來說，管理整個企業龐大的網路系統是非常繁雜而且困難的，整個綜合布線的系統可靠性以及管理便利性對於改善和提升企業的IT效率具有非常重要的作用。

1. 2.3.3接入層FD弱電機房（IDF）方案最佳化

  接入機房在選擇綜合布線配線架產品時，除需考慮維護管理的需要外，還需考慮到配線架模組端子的防塵功能。機房裝修以及清潔過程中的粉塵、水滴等都會對配線架模組的鍍金Pin針造成損壞，這種損壞將直接影響模組的使用壽命，而這種損壞一般都是比較隱形，在項目完工測試時鏈路效能良好，在產品使用3-5年後效能出現急劇下降（Pin針鍍金層磨損後引起的氧化），到這時候項目的質保期又經過結束，從而給使用者帶來很大的損失。

  為解決這一潛在的風險，在選擇水平銅纜配線架時，應盡量選擇具有防塵功能的產品。如選擇配線架連接埠內建推拉式防塵門的銅纜配線架，當配線架連接埠尚未串連跳線時（機房裝修時配線架連接埠一般都沒有串連跳線），配線架上防塵門自複位至將模組Pin針完全覆蓋，以防止粉塵、水滴等進入。為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，3羅森伯格防塵式配線架。

 

650) this.width=650;" style="width:524px;height:320px;" title="未標題-6.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/72/2E/wKiom1Xed5PiHLJ2AA-B5rUNB2U211.jpg" width="1200" height="1200" alt="wKiom1Xed5PiHLJ2AA-B5rUNB2U211.jpg" />

圖3 內建推拉式防塵門配線架

  菸草企業的接入機房分佈於各類建築單體內，儘管大部分的弱電機房具有擺放標準落地式機房的空間，另有部分建築單體為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。針對這類地區內的配線架產品，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。

   

650) this.width=650;" style="width:669px;height:263px;" title="未標題-5.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M01/72/2E/wKiom1XeedrzFUHNAA38R4mRDrE651.jpg" width="1200" height="1184" alt="wKiom1XeedrzFUHNAA38R4mRDrE651.jpg" />

圖4 羅森伯格TaurusII光銅混合配線架

  實際操作中每個項目的接入機房都將有各自具體的特殊需求，甚至同一項目不同地區的要求也各不相同，在進行網路規劃時應盡量選擇適合項目需求的產品，從設計階段就開始控制網路故障的發生率，避免綜合布線存在的潛在風險，提升網路可靠性、穩定性。

1. 2.3.4菸草行業的布線管理

  菸草企業各建築單體內的資訊點分布非常分散，日常的管理維護非常困難，為提高系統的可靠性和管理的便利性，接入機房建議採用內建管理功能的智能布線系統（電子配線架）。該系統對於日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；跳線的插拔通過電子配線架對應連接埠的LED顯示燈進行引導，避免因連接埠跳接錯誤而引起的網路風險；對於非授權的跳線操作即時通過警示提示，及時發現網路故障和噁心破壞；企業全部資訊點的物理位置通過平面圖紙進行快速定位，協助IT人員快速尋找故障位置、儘快恢複網路應用；圖形化的機房管理協助企業IT人員隨時瞭解機櫃以及裝置資源等資訊，可節省因現場核對所耗費的大量時間；網路化管理員模式極大地提高了IT管理的效率，企業IT人員可通過遠程登入方式及時瞭解網路運行狀態。智能布線系統可以實現的部分功能5所示：

 

650) this.width=650;" style="width:691px;height:361px;" title="未標題-4.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/72/2E/wKiom1Xeem6TfofTABUri1j0cZY264.jpg" width="1200" height="1200" alt="wKiom1Xeem6TfofTABUri1j0cZY264.jpg" />

圖5 智能布線系統可實現的功能

  智能布線系統之所以能實現對綜合布線的管理，在於該系統採用了完全獨立於乙太網路的管理網路，擁有自己獨立的智慧主機、嵌入式管理單元以及掃描模組，採用雙配線架架構的鏈路技術，將資訊點與交換器連接埠分別映射到不同的電子配線架連接埠，通過智能跳線根據要求將映射了資訊點連接埠和交換器/語音配線架連接埠的配線架連接埠進行正確串連，最終通過智能管理軟體對綜合布線系統進行智能化的管理。

1. 2.3.5菸草公司資訊點規劃方案

  建立菸草企業的生產自動化程度非常高，無論是制絲、卷包還是成品入庫等都已實現流水線自動化生產方式，生產網路的安全性、可靠性對於菸草企業生產效率以及產品控制等具有至關重要的作用。工作區資訊點銅纜模組應選擇RJ45介面通用型產品，為減少後期維護的困難，建議選用無需採用任何安裝工具的免工具型模組（尤其不要採用廠家提供專用安裝工具的所謂免工具模組）；對於光纖模組則推薦選用與RJ45模組安裝相容的類型，不僅安裝更加可靠，同時可以與銅纜模組的牆面或地面安裝面板風格統一。

1. 2.3.6菸草特殊地區的布線方案

  針對某些特殊場合如貴賓接待室等，牆面裝修一般更具有特色，使用普通牆面面板或許與這些地區的風格不協調。在這類地區建議選擇特殊的產品，如中羅森伯格彈啟式面板，該面板顏色可根據裝修風格進行定製。當資訊點不使用時，模組被隱藏在資訊面板下，需要使用時只需輕輕按壓面板下方的按鈕，日常維護則通過面板前端完成，無需拆卸面板外框、不會對裝修牆面造成任何影響和損壞。

   

650) this.width=650;" style="width:648px;height:211px;" title="未標題-3.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M00/72/2E/wKiom1Xeep6gp65VAAqRxsrFr8o337.jpg" width="1200" height="849" alt="wKiom1Xeep6gp65VAAqRxsrFr8o337.jpg" />

圖6 彈啟式牆面面板

  某些項目在規劃設計時需求並不完全明確，如某菸草企業建立項目是由2個不同的菸草製造廠合并，多處辦公室內的辦公人員數量、辦公桌位置等均無法確定，選擇常規牆面或地面安裝資訊點的方式都無法解決這一問題。針對類似問題，可以採用二次布線的方式加以解決：項目設計時先將這類地區的所有資訊點集中安裝在同一個布線箱內，後續根據辦公室人員的變化，通過長跳線的方式串連至辦公人員的終端裝置。布線箱可以預先安裝在牆壁內，也可以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，由於管轄的業務範圍廣泛，對資料需求的增長非常迅速，網路規劃最少應滿足未來10年的需求。因無法預知10年內終端裝置連接埠的發展變化，在滿足當前以RJ45銅纜介面為主的網路需求外，在部分重要地區還應預留未來裝置光纖介面的需要。為滿足未來裝置連接埠的變化，同時使項目投資更具經濟性，光纖資訊點建議採用集中布線方式，從弱點接入機房IDF布放光纜至辦公地區的集中布線地區如牆裝式光纖配線架內，配線架可安裝於不影響日常辦公的轉角或天花板吊頂等地區，隨著帶光纖連接埠裝置的增加而添加相應的光纖跳線。

  無論是牆面安裝還是地面安裝，應儘可能選用單孔或雙孔面板/地插進行安裝，這是因為在每個底盒內除需容納資訊模組外，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組達到3個及以上，幾乎沒有用於盤繞預留線纜的空間，尤其是對於六類屏蔽及以上層級的線纜產品，每個底盒內容納2個屏蔽模組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資訊點，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，如採用現場壓接連接器方式，則緊套室內光纜和皮線光纜均可選擇。

1. 2.4菸草資料中心網路架構規劃

2. 2.4.1菸草企業資料中心機房布線特點

  和互連網、金融行業等動輒成百上千機櫃的資料中心相比，菸草企業自用的資料中心一般規模比較小、，機櫃數量多數在100個以內。這類企業自用型的資料中心建設初期裝置連接埠利用率相對較低，網路系統對於綜合布線在擴充性、靈活性以及管理性的要求更高。資料中心網路架構設計無論是從經濟性還是實用性方面考慮，採用EOR方式都更加適合，根據不同項目的具體需求，可以選擇交換器直連或者交叉方式進行配線。

  菸草企業資料中心網路架構設計時，可根據機櫃數量、管理需要等選擇是否採用MDA-HDA-EDA的三層網路架構。當機櫃數量少於20個時，如機櫃位置擺放合理，採用MDA-EDA的二層網路架構也可很好的滿足要求。

  菸草企業資料中心各地區根據功能可分為：主配線區、交換器區、伺服器區以及儲存區等。整個網路主要是由基於TPC/IP的LAN網路和基於FC的儲存網路SAN組成，因兩種網路所遵循的傳輸協議不同，綜合布線規劃設計應該分別為其進行規劃設計。

  對於資料轉送的要求更高SAN網路，綜合布線規劃時無論採用何種網路架構，均建議直接通過預製光纜串連到主配線區，即MDA-EDA二層網路架構，小型機、儲存等地區採用集中化的綜合布線方式。

主配線區彙集了來自各個列頭櫃（或伺服器櫃）的主幹銅纜和光纜，規劃設計時不僅應滿足當前的配線需求，還應為將來擴容預留足夠的布線空間。

  交換器區尤其針對核心交換器分散安裝時，綜合布線建議採用交叉配線的方式進行規劃，具體做法是在核心交換器櫃內安裝配線架，通過水平線纜串連到主配線區，在主配線區通過跳線與列頭柜上行過來的主幹/水平鏈路進行跳接，所有主幹/水平鏈路與核心交換器連接埠的串連只需在主配線區即可完成。

伺服器機櫃包括核心網路裝置櫃等，每櫃應先根據裝置連接埠數量安裝足夠的光、銅配線架，連接埠數量按照每台伺服器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，同時還應為將來的系統擴容預留部分連接埠。

  根據以上建議提供的模型，典型菸草企業資料中心的網路拓撲7所示，主配線區採用交叉配線方式。

 

650) this.width=650;" style="width:708px;height:600px;" title="未標題-2.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/72/2E/wKiom1XeewDCKTqwABhS6ACXAs4592.jpg" width="1200" height="1200" alt="wKiom1XeewDCKTqwABhS6ACXAs4592.jpg" />

圖7 資料中心機房拓撲圖

  在當前我國菸草企業廣泛進行兼并重組的環境下，重組後的菸草企業規模不斷增大，生產自動化程度不斷提高，同時虛擬化技術的採用也給資料量帶來了快速的增長，因此企業資料中心處理的資料量也將持續增加，在其當前以萬兆主幹、千兆接入為主的網路基礎上，我們還應思考綜合布線如何滿足未來幾年網路傳輸的需求，資料中心在未來幾年內將逐步實現萬兆接入、40G/100G主乾的網路傳輸模式。

  菸草企業資料中心在介質選擇時可參考如下方案：從列頭櫃至伺服器櫃之間的水平鏈路部署以萬兆接入為主，銅纜選擇超六類系列，光纜則以性價比更高的OM3為主。其綜合布線規劃如下：在主配線區與水平配線區列頭櫃之間部署MPO/MTP-MPO/MTP多芯預串連光纜，分別敷設至主配線區配線櫃及列頭櫃內的光纖配線架模組內，通過配置的萬兆光纖模組以及萬兆跳線將核心交換器與接入交換器串連起來，作為支援當前主幹萬兆網路應用的物理鏈路，當網路需要從10G升級到40G/100G時，只需將預串連光纜兩端的配線架10G模組及裝置跳線更換成40G/100G模組和跳線即可，在接入交換器至各伺服器之間則以部署萬兆銅纜為主。

1. 2.4.2主配線區綜合布線

  主配線區MDA是整個資料中心的核心，也是資料中心結構化布線系統的中心分布點，整個資料機房的主幹光纜都將串連到MDA進行交叉配線，因此該地區需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空間可以實現288芯~384芯預串連光纜的安裝，內建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，模組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，8所示。

 

650) this.width=650;" style="width:602px;height:191px;" title="未標題-1.jpg" src="http://s3.51cto.com/wyfs02/M02/72/2E/wKiom1Xee5CBj0DFAAkTExtG7R8524.jpg" width="1200" height="973" alt="wKiom1Xee5CBj0DFAAkTExtG7R8524.jpg" />

圖8 羅森伯格4U-384芯高密度光纖配線架系統

1. 2.4.3伺服器、網路裝置機櫃綜合布線

  在菸草企業資料中的伺服器、網路裝置機櫃以及採用機架式存放裝置等地區，為使管理更加高效靈活，綜合布線多採用EOR的方式，即在每個機柜上安裝足夠數量的光纖配線架和銅纜配線架。為滿足虛擬化網路系統對資料量的需求，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。

  針對不同EDA機櫃的綜合布線規劃也有所不同，伺服器機櫃因為所安裝的伺服器網路連接埠可能是銅纜串連、也可能是光纜串連，根據前文所述按照每個伺服器機櫃預留2個光口、2個銅口以及1個KVM銅口進行配置，考慮到部分冗餘的需要，每台伺服器機櫃配置24芯光纖、24個銅口應能滿足大部分菸草企業伺服器機櫃的布線需要；網路裝置機櫃內所安裝的網路裝置多數都是光口模式，考慮到也會有部分銅口的需求，因此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；而儲存機櫃以及小型機等地區光纖數量相對較多，裝置介面基本不要銅纜，銅纜多僅用於KVM布線，因此該地區內按照每機櫃敷設48~72芯光纖、12根銅纜基本能滿足需求。

  以上各地區機櫃推薦的傳輸介質以及具體數量可供菸草企業資料中心規劃設計作為參考，實際項目案例綜合布線採用何種方案應根據實際需求以及可預見的擴容需要、再增加約50%左右的冗餘鏈路。考慮到菸草企業資料中心的特點，無論是傳統的現場機櫃裝配方式還是目前比較流行的微模組機房，應優先考慮採用EOR網路架構。

3結束語

  菸草行業作為一個具有其本身特色的行業，其綜合布線系統的建設也擁有其專屬的特點：主幹鏈路方面由於園區比較大、單體建築比較多，因此多選擇可以支援更長傳輸距離的單模光纜；除辦公樓外其餘地區包括聯合工房、動力中心等資訊點分布較為分散，同時由於生產需要不能全部提供專門用於放置標準弱電機櫃的空間，因此在這些地區可以考慮更為靈活的小型壁掛式機櫃作為弱電機櫃；分散的資訊點位給日常的管理維護帶來不小的煩惱，因此綜合布線系統採用電子配線架的方式值得菸草行業參考；除此之外，特殊地區資訊點的施工和安裝也是不可忽略的問題之一。

  對於菸草行業的資料中心機房，除需要管理企業內部的生產、管理以及日常辦公資料外，還需要即時與上層客戶保持資料的互連，因此資料中心的建設不僅能滿足當前的資料轉送要求，還應滿足未來最少10年網路升級所需的傳輸鏈路要求，因此資料機房應考慮接入層滿足萬兆傳輸、主幹鏈路應能支援平滑升級至40G/100G乙太網路。

  隨著國家的控煙標準越來越嚴格，建立菸草企業對於資訊化的需求越來越高，綜合布線系統在菸草企業所發揮的作用越來越重要。我國菸草行業在一定時期內將仍然處於廣泛兼并、異地技改的高潮期，希望通過本文的介紹對菸草行業綜合布線建設具有一定的借鑒意義。

 

 

本文出自 “布線雲端” 部落格，轉載請與作者聯絡！

菸草行業捲煙廠綜合布線系統簡析