Здравствуйте, досточтимые леди и джентльмены.
Про интеллектуальные СКС — или иначе интеллектуальные системы управления физическим уровнем (Intelligent Physical Layer Management Solution, IPLMS), системы управления кабельной инфраструктурой, системы интерактивного управления (СИУ) — написано много. Я хочу еще раз поднять эту тему, потому что намерен рассказать об интеллектуальной СКС, построенной на основе российских изобретений.
Подробности ниже.
Для начала небольшой экскурс по уже существующим решениям, чтобы было понятно, зачем создавать еще одно.
Существуют два способа организации СКС (структурированных кабельных систем) — интер-коннект и кросс-коннект. Начнем с последнего, так как в мире интеллектуальных СКС он доминирует (на мой взгляд, только потому, что нет нормальных решений для интер-коннект).
Кросс-коннект — это когда с помощью патч-кордов соединяют между собой порты двух патч- панелей, как на картинке.
Задача интеллектуальной СКС автоматически отслеживать реальное соединение пар портов патч-панелей между собой. Очень кратко про то, что на сегодня имеется на рынке.
1. iPatch — порты патч-панелей имеют датчики, срабатывающие при наличии разъема RJ45 в порту панели.
2. Много вариантов (основоположник RiT), когда в патч-корд добавляется два или один дополнительный проводник, а на разъемы — дополнительные контакты. Этот дополнительный канал связи и используется для отслеживания соединений. Кстати, в описании одного из своих патентов RiT предлагал использовать для дополнительного канала связи экран STP патч-корда.
3. Система MIIM по аналогии использует в качестве дополнительного канала неиспользованную полосу пропускания патч-корда. То есть передает сигналы постоянного тока по жилам патч-корда между панелями для отслеживания переключений.
4. Логично использовать RFID метки для идентификации разъема. Схема банальна: каждый порт патч-панели имеет небольшую RFID антенну, а на RJ45 установлена RFID метка. При подключении RJ45 в порт, антенна считывает его идентификатор. Пример, Future-Patch.
5. Аналогично, вместо RFID метки для идентификации можно использовать контактную микросхему идентификации на базе 1-Wire, как реализовано в Quareo.
Теперь о решениях, которые предлагает российская компания Ucable. Так как решения разрабатывали для установки на любые патч-панели, не привязываясь к производителю панели, а порты на разных панелях имеют разное местоположение, то для размещения датчиков применено несколько технических хитростей.
На миниплатах были установлены пара ИК-диод — фототранзистор. Таким образом получился датчик, который фиксирует наличие RJ45 в порту патч-панели (как в iPatch). А сами миниплаты приклеиваются к длинной печатной плате с шиной с помощью скотча, обладающего анизотропной электропроводимостью. Таким образом датчики могут быть установлены на патч-панели с произвольным размещением портов.
Дополнительно при желании позади упомянутой длиной платы можно смонтировать RFID антенну. Так как расположении портов нам не известно, то один из вариантов — сделать много-много RFID антенн напротив каждого места потенциального размещения порта патч-панели (как желают конкуренты). Но похоже, в России длинные (445 мм) многослойные печатные платы делать пока не научились, да и конструкция платы получается сложной. Поэтому применена простая RFID антенна в виде проводника печатной платы, размещенного сразу над портами патч-панели.
Она читает скопом все метки на разъемах, подключенных в панель. Понятно, что номер порта, куда подключен Rj45, так не определить, но для этого есть ИК датчики. Как только в порт вставили разъем, с помощью ИК датчика определяем порт, а появление нового идентификатора среди множества RFID меток позволяет идентифицировать RJ45 и соответственно патч-корд.
Для разъемов применяются серийные RFID метки, которые в Китае оптом продаются по 0.1$
Перейдем к другой схеме построения СКС. Для СКС построенных по схеме интер-коннект, когда порты патч-панели подключаются непосредственно к портам коммутатора, на сегодня можно применять следующие варианты:
1. Оснастить коммутатор теми же самыми датчиками (каким-то образом навешанными сверху), что и патч-панель (варианты описаны в схеме кросс-коннект).
2. Panduit поступает так. Использует специальный патч-корд с дополнительной жилой, который помогает отслеживать электрическое соединение с контактом экрана порта коммутатора. Сначала подключают корд в нужный порт коммутатора, затем втыкают другой конец патч-корда в дополнительный сервисный порт патч-панели, оснащенный 100Base-T (теоретически можно использовать любой порт Ethnernet). По тому, какой порт коммутатора поднялся (или таблице MAC-адресов) легко понять куда подключен первый разъем корда. Затем вынимают корд их сервисного разъема и подключают в нужны порт коммутатора. С помощью упомянутой дополнительной жилы отслеживают целостность подключения, то есть пока жила присоединена к «земле» соединение неизменно.
3. На сайте MIIM указано, что она поддерживает схему интер-коннект, но как она работает, я не могу понять. Может кто-то знает, чем может помочь наличие сигнала постоянного тока в патч-корде для схемы интер-коннект?
Лично мне ни одна из этих схем не нравится, поэтому я придумал свой вариант.
Идея заключается в том, что при передаче Ethernet сигнала по UTP вблизи разъема панели возникает побочное электромагнитное излучение (ПЭМИ). При этом «поднятие/опускание» порта на коммутаторе жестко коррелирует с возникновением ПЭМИ. Если позади патч-панели разместить соответствующие датчики и обрабатывать логи с коммутатора, то можно восстановить карту соединений в стойке между патч-панелями и коммутаторами, сопоставляя время срабатывания датчиков и время установки соединения Ethernet.
Я осознаю, что у системы есть недостаток: пока не установлено Ethernet соединение карту подключений не построишь. Но, пожалуй, функционально это на сегодня всё-таки лучшее в мире решение для интеллектуальной СКС, работающей по схеме интер-коннект. Кстати, по схем кросс-коннект датчики ПЭМИ, очевидно, тоже работают.
И «на десерт» я хочу пофантазировать, как на базе еще одного русского изобретения можно сделать более совершенную интеллектуальную СКС. Подавляющее большинство (а может и все) современных коммутаторов корпоративного класса имеют встроенный рефлектометр (TDR) для измерения длины и целостности подключенного в порт коммутатора кабеля. Причем запускать рефлектометр можно без помех и при установленном соединении Ethernet. Если на порты патч-панели установить датчик, воспринимающий сигналы рефлектометра, то можно составлять карту подключений, не дожидаясь поднятия порта коммутатора. Запустил рефлектометр на порту коммутатора и посмотрел на каком порту панели сработал датчик.
Итак, по моему мнению, самая лучшая в мире интеллектуальная UTP патч-панель должна выглядеть следующим образом. На уровне базового функционала это просто панель «без мозгов», которую можно обновить до интеллектуальной, установив дополнительную плату. Минимум «мозгов» дадут датчики сигналов рефлектометра и наличия сигнала Ethernet в кабельном тракте (на случай отсутствия рефлектометра в коммутаторе). Панель планируется UTP, но имеет смысл на ней установить порты с поддержкой контакта с экраном экранированного патч-корда. При желании пользователь может использовать любые экранированные патч-корды, чтобы, как в описанном выше решении от Panduit, непрерывно отслеживать целостность соединения между патч-панелям или панелям и коммутаторами. Если пользователю достаточно периодической проверки рефлектометром, то можно обойтись не экранированными кордами. Выбор за клиентом.
Опять же по желанию клиента панель можно дооснастить панель датчиками, которые тупо отслеживают наличие разъема Rj45 в порту панели, ну и световыми индикаторами, естественно. А самые взыскательные (и богатые) пользователи могут поставить на панель RFID систему.
Когда-нибудь сделаем и такую интеллектуальную СКС.
Автор: borishoz
