綜合布線系統(tǒng)自出世以來(lái)，一直是以高可靠性為核心焦點(diǎn)，它不惜為每一臺(tái)電腦敷設(shè)一根雙絞線這樣的星型結(jié)構(gòu)取代廉價(jià)的同軸電纜構(gòu)成的總線型結(jié)構(gòu)，使一根線發(fā)生故障所造成的信息中斷僅限于一臺(tái)電腦，使其他電腦依然能夠正常工作。從這一角度來(lái)看，綜合布線系統(tǒng)的***亮點(diǎn)之一就是解決了總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中始終無(wú)法回避的故障環(huán)境下的信息傳輸問(wèn)題。隨著智能建筑的規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)據(jù)主干的星型結(jié)構(gòu)就成為抵御故障的***難點(diǎn)，為了解決這一問(wèn)題，在近幾年頒布的各種綜合布線標(biāo)準(zhǔn)中，冗余型布線系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)成為基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一。

在軟件部分，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部分，國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了大量的災(zāi)備方面的標(biāo)準(zhǔn)，但在綜合布線方面，至今能看到的僅僅是歐洲綜合布線標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)線路冗余的相關(guān)內(nèi)容，而對(duì)于線路的外部保護(hù)則沒(méi)有配套的介紹。本文將使用冗余型布線技術(shù)，對(duì)災(zāi)難來(lái)臨時(shí)面對(duì)著強(qiáng)烈沖擊破壞、伴隨著火災(zāi)的環(huán)境，依然要保證部分乃至大部分信息傳輸依然保持正常工作，提出自己的思考和觀點(diǎn)。

假設(shè)：某一建筑物高8層(含地下層)，總建筑面積為48萬(wàn)平方米，其中有1個(gè)核心層交換機(jī)機(jī)房(假設(shè)為CD，是該建筑的信息機(jī)房，擺放有大量的服務(wù)器)、3個(gè)匯聚層交換機(jī)房(假設(shè)為BD)，而接入層機(jī)房(樓層弱電間，F(xiàn)D)則呈菱形結(jié)構(gòu)分布，共有36個(gè)弱電間(理想值：弱電間分布在1層、4層和7層，每層12個(gè))，每個(gè)弱電間管轄800個(gè)六類(lèi)信息點(diǎn)，其中500個(gè)為數(shù)據(jù)點(diǎn)，使用1U48口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。該建筑對(duì)外有2個(gè)進(jìn)線間，同時(shí)在同城的另一個(gè)地方，有一個(gè)異地備份機(jī)房，必要時(shí)可以承擔(dān)核心層交換機(jī)房的功能。進(jìn)一步假定是：各匯聚層機(jī)房可以通過(guò)橋架貫通、每層樓的各FD之間因同處一個(gè)樓層，也可以使用橋架貫通。

按正常的綜合布線設(shè)計(jì)方法，它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該是：

圖1 傳統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)拓?fù)鋱D

作為傳統(tǒng)的布線設(shè)計(jì)，到這一步拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，后續(xù)所需的僅僅只是計(jì)算具體的參數(shù)。但作為面向?yàn)?zāi)難備份的布線系統(tǒng)，規(guī)劃才剛剛開(kāi)始。

人為災(zāi)難和自然災(zāi)難都已經(jīng)開(kāi)始成為人們注意的焦點(diǎn)。在中國(guó)，自從512地震以后，建筑物設(shè)計(jì)中的冗余和災(zāi)難備份成為各設(shè)計(jì)單位的重要設(shè)計(jì)工作。自然，綜合布線系統(tǒng)在災(zāi)難備份中能夠發(fā)揮什么樣的作用，也就成為綜合布線規(guī)劃設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮的問(wèn)題。在本文中，對(duì)于災(zāi)難備份的考慮分為兩個(gè)部分：信息傳輸?shù)娜哂鄠浞?、局部撞擊和局部起火所引發(fā)的線路保護(hù)。

常規(guī)的綜合布線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)由人為災(zāi)難引起的整棟建筑物或建筑群危害是無(wú)能為力的。綜合布線系統(tǒng)的災(zāi)備設(shè)計(jì)所需要考慮的主要問(wèn)題是：因?yàn)?zāi)難原因引起的電源斷電、爆炸引起的沖擊波和局部火災(zāi)、橋架斷裂等等對(duì)信息傳輸?shù)木植课：Α?/p>

為了解決這個(gè)問(wèn)題，就需要從信息傳輸?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)和外部保護(hù)兩方面共同進(jìn)行。其中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)采用冗余備份結(jié)構(gòu)，而外部保護(hù)在從關(guān)鍵纜線的路徑上予以保護(hù)。#p#

線路冗余

作為一棟大型建筑的正常信息傳輸而言，綜合布線系統(tǒng)的多級(jí)星型結(jié)構(gòu)和冗余結(jié)構(gòu)已足以滿足其安全性要求。當(dāng)然，對(duì)于誰(shuí)都不希望出現(xiàn)的天災(zāi)人禍降臨在CD主機(jī)房或BD機(jī)房，則現(xiàn)有布線結(jié)構(gòu)還是難以抵擋。

在2007年頒布的歐洲綜合布線標(biāo)準(zhǔn)：《信息技術(shù)：綜合布線系統(tǒng) 第2部分：辦公建筑》(EN 50173.2-2007)第4.7節(jié)中，提供了冗余布線的拓?fù)涫疽鈭D(因比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有譯成中文)：

圖2 冗余結(jié)構(gòu)的布線拓?fù)涫疽鈭D(引自EN 50173.2-2007圖8)

對(duì)于線路安全而言，冗余是一種非常理想的方案，同時(shí)也是在許多中、高等級(jí)的綜合布線系統(tǒng)中經(jīng)常采用(或部分采用)的方案。#p#

外部保護(hù)

借助于橋架種類(lèi)、多路徑、安裝位置、纜線的護(hù)套材料、場(chǎng)地等方式對(duì)信息傳輸纜線進(jìn)行保護(hù)。

回到圖1的綜合布線結(jié)構(gòu)，擺在規(guī)劃設(shè)計(jì)者面前可能出現(xiàn)的災(zāi)難及解決辦法有：

1. 每個(gè)樓層配線架FD通往匯聚機(jī)房BD的光纜橋架損壞

每個(gè)樓層配線架FD通往匯聚機(jī)房BD的光纜橋架可能會(huì)損壞，導(dǎo)致其中的光纜損壞，造成相應(yīng)的樓層配線架對(duì)外傳輸中斷。

從冗余角度看，如果采用兩根橋架，經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同的路徑通往兩個(gè)匯聚機(jī)房BD是***的選擇(參見(jiàn)圖3)。如果都做不到，那采用兩根光纜取代一根光纜也是一個(gè)可以選擇的構(gòu)思(參見(jiàn)圖4)。

圖3 綜合布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖(FD至BD之間為雙路徑冗余)

圖4 綜合布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖(FD至BD之間為單路徑冗余)#p#

圖3和圖4的差異有兩個(gè)，一是圖3的兩根光纜分別進(jìn)入了兩個(gè)匯聚層機(jī)房BD，圖4的兩根光纜則全部進(jìn)入了同一根匯聚層機(jī)房BD，所以一旦其中一個(gè)匯聚層機(jī)房發(fā)生故障，在圖3依然能夠保持工作，圖4將陷于癱瘓;二是圖3的兩個(gè)路徑是分開(kāi)的，其中任何一路發(fā)生故障，都不會(huì)影響信息傳輸，而圖4是在同一個(gè)橋架中敷設(shè)兩根首尾相同的光纜，所以它屬于最簡(jiǎn)單、***等級(jí)的冗余設(shè)計(jì)。如果條件允許，可以在圖3和圖4的兩個(gè)極端冗余設(shè)計(jì)中選擇一個(gè)性能價(jià)格比、符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的冗余方案。這些方案中包括：

1) 兩根光纜沿兩個(gè)橋架敷設(shè)至兩個(gè)不同位置的上級(jí)機(jī)房(參見(jiàn)圖3);

2) 兩根光纜沿兩個(gè)橋架敷設(shè)至兩個(gè)不同位置的上級(jí)機(jī)房，并在這兩個(gè)不同位置的上級(jí)機(jī)房之間敷設(shè)光纜，最終將兩根光纜的末端延伸至同一個(gè)上級(jí)機(jī)房(參見(jiàn)圖5);

圖5 綜合布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖(FD至BD之間為單路徑冗余)

3) 兩根光纜先合并沿一個(gè)橋架，然后分開(kāi)兩個(gè)橋架敷設(shè)至兩個(gè)不同位置的上級(jí)機(jī)房;

4) ……;

5) 兩根光纜分別經(jīng)兩個(gè)橋架敷設(shè)至同一個(gè)上級(jí)機(jī)房;

6) 兩根光纜沿一個(gè)橋架敷設(shè)至同一個(gè)上級(jí)機(jī)房(參見(jiàn)圖4)。

2. 匯聚機(jī)房BD、進(jìn)線間至核心機(jī)房CD之間的光纜橋架損壞

當(dāng)匯聚機(jī)房BD和進(jìn)線間至核心機(jī)房CD之間的光纜一旦損壞，所造成的該匯聚機(jī)房所屬的所有FD都將失去信息傳輸，或者是使本身已經(jīng)形成的雙冗余系統(tǒng)被破壞。所以這些光纜的重要性遠(yuǎn)高于FD至匯聚機(jī)房BD之間的光纜。

典型的匯聚機(jī)房、進(jìn)線間至核心機(jī)房之間冗余光纜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以參見(jiàn)圖2，對(duì)于圖5反映的系統(tǒng)邏輯圖，要構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，則只能選擇兩根光纜分別走兩個(gè)橋架到達(dá)核心機(jī)房CD的方式(參見(jiàn)圖6)。

圖6 匯聚機(jī)房、進(jìn)線間至核心機(jī)房的綜合布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖#p#

3. 匯聚機(jī)房BD損壞

匯聚層機(jī)房在大型建筑物中是最基本的信息機(jī)房之一，它一旦發(fā)生故障，可能會(huì)導(dǎo)致FD至匯聚機(jī)房、匯聚機(jī)房至核心機(jī)房之間的信息傳輸全部中斷或部分中斷。

在圖6中，如果在常規(guī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下BD2損毀，將導(dǎo)致BD2所屬的12個(gè)弱電間(FD13～FD24)信息傳輸中斷。比較理想的解決方法是采用冗余方案：12個(gè)弱電間分設(shè)2根光纜，途徑兩個(gè)橋架，敷設(shè)到兩個(gè)匯聚機(jī)房中(參見(jiàn)圖3、圖5和圖6)。

作為一間機(jī)房，還需要從光纜的外部保護(hù)角度分析光纜在受到外力是可能損傷的程度，我們所希望的是盡量保持光纜不被破壞。為此，可以例舉幾種保護(hù)光纜的方法：

F 使用全封閉金屬橋架(帶耐火內(nèi)膽，即耐火橋架)。全封閉金屬橋架可以全方位的保護(hù)光纜不受外力的打擊，耐火內(nèi)膽可以有效的防止因外力造成的損壞所引發(fā)的火焰和高溫破壞光纜;

F 使用耐火光纜。在災(zāi)難來(lái)臨時(shí)，往往會(huì)伴隨著火災(zāi)，這是需要考慮的問(wèn)題就引伸到火場(chǎng)附近、沒(méi)有被火焰吞噬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器是否還能夠進(jìn)行工作的問(wèn)題。對(duì)于不重要的機(jī)房而言，火災(zāi)發(fā)生的同時(shí)，外部供電系統(tǒng)將立即切斷，而UPS供電則根據(jù)業(yè)主方的要求分別有切斷和不切斷兩種方案。對(duì)于重要的服務(wù)器而言，它將工作到“生命”的***一刻。另外，機(jī)房?jī)?nèi)的災(zāi)備機(jī)柜內(nèi)也用于保護(hù)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，但它對(duì)外的信息傳輸和供電(也可以使用機(jī)柜內(nèi)的內(nèi)藏UPS供電)則依然暴露在火場(chǎng)中。如果要求保證這些沒(méi)有被燒著的服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接續(xù)工作，則需要使用耐火光纜。中國(guó)的耐火光纜可以在750℃的火場(chǎng)中持續(xù)工作1.5小時(shí)，歐洲的耐火光纜可以在850℃的火場(chǎng)中持續(xù)工作3小時(shí)。如果選用耐火光纜，則可以防范因外部損壞導(dǎo)致局部火災(zāi)時(shí)仍然能夠保持信息傳輸。當(dāng)然如果采用耐火光纜，則有必要同步引入耐火電纜(電源線);

F 水平主干橋架不采用架空，而是安裝在墻邊(并非隔斷墻)的地面附近，因?yàn)槿f(wàn)一發(fā)生爆炸時(shí)，架空橋架將首先損壞，而墻邊地面附近則是受影響最小的地方。當(dāng)然，這里所指的墻不是靠近走廊的玻璃墻和石膏板墻，而是比較堅(jiān)固的墻。這與防地震的原理是相近的。

F 在匯聚機(jī)房中往往會(huì)有垂直進(jìn)線橋架，對(duì)于這部分橋架同樣一個(gè)選擇全封閉耐火橋架。只是這些橋架應(yīng)該固定在堅(jiān)固的墻面上，并延伸到地面附近與水平主干橋架連接。如果在機(jī)房?jī)?nèi)的墻面上有突出的柱子，則能將橋架隱藏在柱子旁的拐角內(nèi)是比較理想的。

4. 核心機(jī)房CD損壞

核心機(jī)房CD是整棟建筑的信息傳輸中樞。就傳統(tǒng)的傳輸結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，如果它因局部的不可抗力被毀(指人為災(zāi)難，如爆炸、局部火災(zāi)等等。地震、風(fēng)災(zāi)等可能導(dǎo)致整個(gè)建筑被毀的災(zāi)難不在討論之列)，同時(shí)引發(fā)部分機(jī)房起火。如果起火的機(jī)房是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和主配線架所在的區(qū)域，那就有可能導(dǎo)致整棟建筑的信息傳輸全部中斷，即使有災(zāi)難備份機(jī)房也難以發(fā)揮作用。可以說(shuō)從信息災(zāi)備角度來(lái)看，核心主機(jī)房(主配線架所在的機(jī)房)成為該建筑物信息系統(tǒng)中的“命門(mén)”。

基于圖1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的綜合布線系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)依然可以參考圖6，光纜的外部保護(hù)也可以參考匯聚機(jī)房BD中的外部保護(hù)方式。但還需要考慮另外兩個(gè)問(wèn)題：

F 核心機(jī)房的網(wǎng)絡(luò)區(qū)(主配線架和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)所在的區(qū)域)往往只有一個(gè)，如果它一旦收到不可抗力的損毀，則通常會(huì)造成電源系統(tǒng)斷電，導(dǎo)致這個(gè)防火區(qū)域內(nèi)停電，這時(shí)如果外部災(zāi)備機(jī)房與該建筑物連接的光纜及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也在主干區(qū)域內(nèi)，那外部災(zāi)備機(jī)房形同虛設(shè)。為了避免以上問(wèn)題，需根據(jù)圖2的思路，在核心機(jī)房(一般式信息機(jī)房)內(nèi)尋找第2個(gè)防火分區(qū)(通常每800㎡為一個(gè)防火分區(qū))，并在第2個(gè)防火分區(qū)中再設(shè)一套冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和主配線架。

F 萬(wàn)一網(wǎng)絡(luò)區(qū)徹底毀損，上述的方法將全部失效。這時(shí)，可以考慮將部分匯聚機(jī)房作為核心機(jī)房的備份，使用光纜直接連接到各進(jìn)線間，形成更為復(fù)雜的冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(參加圖7)。

F 當(dāng)核心機(jī)房CD被損毀時(shí)，火勢(shì)可能會(huì)蔓延到機(jī)房以外。這時(shí)，鄰近的防火分區(qū)內(nèi)也會(huì)起火，當(dāng)某一匯聚機(jī)房BD在通往進(jìn)線間的通路經(jīng)過(guò)已經(jīng)起火的防火分區(qū)時(shí)，如果所用光纜為普通的阻燃/低煙無(wú)鹵光纜，則該光纜會(huì)被火焰燒毀，導(dǎo)致相應(yīng)匯聚機(jī)房BD至進(jìn)線間的光纜損壞，造成即使核心機(jī)房CD損毀仍然無(wú)法讓匯聚機(jī)房BD通過(guò)光纜連接到進(jìn)線間。隨著防火纜線技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了阻燃耐火/低煙無(wú)鹵光纜，它可以在850℃的火場(chǎng)中持續(xù)傳輸時(shí)間可以達(dá)到3個(gè)小時(shí)，其工作溫度遠(yuǎn)高于CMP所能達(dá)到的工作溫度，而它的阻燃/低煙無(wú)鹵特性，有保證了火勢(shì)不會(huì)順著光纜蔓延、火場(chǎng)中煙霧少和毒氣少、利于火場(chǎng)中的人們逃生的特性，可以說(shuō)它兼得了高阻燃纜線和低煙無(wú)鹵纜線的雙重優(yōu)勢(shì)，并有超越這兩大類(lèi)纜線的優(yōu)越之處。至于耐火光纜的溫度為850℃，則根據(jù)2008年頒布的《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)，民用火災(zāi)的溫度通常小于1000℃，這樣的耐火光纜可以保證在經(jīng)過(guò)起火的防火分區(qū)時(shí)仍然能夠正常工作。

5. 進(jìn)線間損毀

在圖一所示的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)線間有兩個(gè)，而且不在同一個(gè)地方，從災(zāi)備角度看，除非整棟建筑全部倒塌，否則兩個(gè)進(jìn)線間同時(shí)損毀的概率是非常低的，幾乎可以不用考慮。

從圖1演變到圖7，利用了各種方法，其中包含外部災(zāi)備機(jī)房、光纜冗余、全封閉金屬橋架、耐火橋架、耐火光纜、安裝位置、雙防火分區(qū)等等，借助于多重保護(hù)的方法使盡量多的信息傳輸依然能夠保持正常的工作狀態(tài)。這是災(zāi)備綜合布線系統(tǒng)與常規(guī)冗余綜合布線系統(tǒng)所不同的所在。

對(duì)于一個(gè)實(shí)用的災(zāi)備布線系統(tǒng)，不是說(shuō)越復(fù)雜越好，而是根據(jù)工程的實(shí)際情況，確定發(fā)生問(wèn)題的幾個(gè)可能性，針對(duì)這些可能性進(jìn)行有效的災(zāi)備設(shè)計(jì)，以求具有實(shí)效性，而不是追求面面俱到。

本文章的一系列解決方案是在一個(gè)業(yè)主問(wèn)了一個(gè)問(wèn)題：“萬(wàn)一我的主機(jī)房被炸時(shí)，怎樣保證信息傳輸?”后，逐漸形成的。由于目前的各種標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有這方面的描述，所以本文僅僅只希望能夠發(fā)揮“拋磚引玉”的作用，為今后完善的災(zāi)備綜合布線系統(tǒng)做出鋪墊，希望在不久的未來(lái)，災(zāi)備綜合布線系統(tǒng)能夠進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)，像冗余布線系統(tǒng)一樣，成為有據(jù)可查的、規(guī)范化的綜合布線系統(tǒng)。