第九节 博物馆网络综合布线智能化
博物馆是一个国家，一个地区的文化中心，并被认为是文化发展水平的标志；博物馆为社会担负着文化传播及传播知识的使命，这就需要树立起现代博物馆观念，充分有效地利用现代先进技术、设备来装备自己，建立健全现代的管理体系和管理方法。信息技术革命正在改变博物馆的传统面貌，博物馆如何在被称为第四媒体的互联网上宣传自己，从传统的手工业管理模式走向计算机网络成为中国博物馆事业面临的重要课题。
近年来，随着人民生活水平的提高，人们对文化生活的需求也越来越高。博物馆作为收藏、研究、展示自然及文化遗产的机构，也逐渐为人们所关注。
我国现有博物馆2400余座，其中文物系统的博物馆有3/4是在近20年发展起来的（平均每年增长53座），其他系统博物馆的发展速度也大体如此。现在全国博物馆藏品总数约为1500万件，其中国家文物局系统博物馆藏品总数约1200多万件。这么庞大的馆藏数量，再加上各家博物馆到地域的限制，如果只依靠传统的征集、收藏手段，很难实现规范、安全、快速的文物信息交流，更难以满足社会群体对博物馆信息的需求。
另外，由于历史、技术经济投入和观念陈旧等原因，我国文博事业的信息资源建设相对滞后，对文化遗产的保护很多时候停留在被动保护上。而在管理、利用文化遗产方面需要政府多个部门、社会各个层次综合协调与宏观管理，建立长期有效的工作机制不是在短期内能实现的。博物馆数字化的实现正好是保护文化遗产行之有效的办法，延续历史和弘扬中华民族的优良传统和优秀文化是博物馆的历史重任，全力以赴采集文化遗产信息，建立博物馆信息网络，已经成为当务之急。
20世纪70年代末，我国学术界就进行过用计算机处理甲骨拼缀的试验，但是由于计算机的汉字处理功能直到80年代才有实用性突破，因此，我国博物馆的计算机应用也直到80年代中期才开始。1988年6月，国家文物局在上海召开博物馆藏品计算机管理现场会，进一步推动了博物馆的信息化进程。1999年5月，国家文物局又在河南博物院专门召开了博物馆文物信息标准化研讨会。从那以后，中国数字博物馆的建设开始加快步伐，一些博物馆开通了网上博物馆，如故宫博物院、国家博物馆、上海博物馆、南京博物院、河南博物院等等，很多博物馆的网站也正在建设中。
博物馆信息化有四大特点:存储数字化、传递网络化、资源共享化和管理自动化。根据这些特点，我国博物馆信息化应包括以下四个方面的内容:建筑智能化、文物信息化、管理科学化和人员现代化。以此来衡量我国当前博物馆的信息化实践，可以看出大多数没有完成完全意义上的数字化管理，基本处于信息化管理的转型期，是初级阶段。
今天，在博物馆信息化建设中，绝大多数语音、数据、图像的传输，在其物理层结构上都是基于结构化布线系统的基础架构上。我们知道，在ISO/OSI协议中，物理层是网络系统的基础，所有网络通讯依靠物理层的线缆来将语音、数据传到目的地。
网络综合布线系统作为网络的基础设施以及整个建筑物的生命线，其使用寿命远远大于计算机软硬件和其他网络设备，是不容易被替换的隐蔽工程，被认为是一种长期的投资资产。随着结构化布线工程的普及和布线灵活性的不断提高，博物馆变更网络连接或跳接的频率也在提高，而布线系统是影响网络故障的重要原因。国外权威机构的统计表明，总投资额不到整个系统10%的网络布线会导致超过60%的网络故障。网络综合布线作为网络系统的基础，承担着信息传输的重任，同时也是网络安全的第一道防线，是网络安全链条中非常重要的一环。据调查，60%～70%的网络故障是由于跳线的不明确，导致整个网络的不可靠或瘫痪，网络管理人员已不可能再根据工程竣工图或网络拓扑图来进行网络维护工作。那么，如何能通过有效的办法实现网络布线的实时管理，使网络管理人员有一个清晰的网络维护工作界面呢？这就需要有布线管理。物理层布线管理能实时（一天二十四小时，一年三百六十五天）监视布线的连接状态和设备的物理位置，同时有任何更改的时候，能准确地更新布线文档数据。这样做的好处是连续提供可靠、安全的连接，防止任何无计划的、无授权的更改，降低整个网络系统的事故时间、运行和维护费用，最终能有效的管理整个网络资源，提高布线管理效率。
信息技术的发展和网络应用需求的不断提高使得网络基础设施正在变得越来越复杂，许多博物馆随着业务工作的拓展，网络规模不断扩大，网络基础架构的管理也变得越来越复杂。如何减少网络故障时间及简化网络MAC（移动、增加、改变）维护时间，如何安全高效地管理网络的基础设施，已成为博物馆网络管理中面临的日益严峻的问题。
如果说过去的网络是无人管理的道路，那么智能化信息网络则是完善的交通规则管理之下顺畅通行的高速公路。
一、结构化布线目前设计的现状和管理方式
局域网建设是博物馆网络化、信息化建设的基本内容，是博物馆内部信息交流的平台。局域网建设分为硬件平台建设和软件平台建设两大部分。局域网建设包括网络的综合布线以及服务器、交换机、计算机等网络设备的配置应用。在网络布线工作中需要考虑到博物馆今后网络扩展的可能性，尽量连结到各个部门的办公室、展厅、文物库房、学术报告厅。对于博物馆计划的新建建筑，如展室和办公楼，内部的布线系统的实施应从博物馆网络化建设的规划出发全盘考虑，而不是到需要时才考虑，否则会增加不必要的工程量，在技术上还会使网络布线不合理，从而使整个网络系统性能降低。
目前，结构化布线设计一般采用国际标准的结构化布线系统，将语音、数据的配线统一在一套布线系统中。系统设计一般按六个子系统进行设计：
（1）工作区子系统：由终端设备连接到信息插座的连接线缆（3m左右）所组成。
（2）水平配线子系统：各楼层弱电井兼作楼层设备间，由设备间至工作区信息插座采用6类4对8芯UTP双绞线，配线电缆长度不超过90米。
（3）垂直干线子系统：传输数据的垂直干线采用6芯多模光纤，并采用6类4对8芯UTP双绞线作为备份；传输语音的垂直干线采用5类非屏蔽大对数铜缆。垂直干线沿弱电竖井桥架敷设。
（4）设备间子系统：各楼层弱电间作设备间，设置接入层网络交换机、配线架等连接器件。
（5）管理子系统：计算机网络中心、电话总机房，是整个大楼的网络、电话交接中心。
（6）建筑群子系统：将建筑物中的线缆延伸到建筑物群的另一些建筑物中的通信设备和网络设备上。
这样设计思路简洁，施工简单，施工费用降低，充分适应通讯和计算机网络的发展，为今后办公自动化打下坚实的线路基础。
但随着技术的发展，博物馆不仅仅满足布线、施工等的方便，对维护、管理也提出了要求。引言所述，由于博物馆负责信息化工作的同志对布线不是十分清楚，如果还是到设备间去跳线，是非常麻烦的，所以根据博物馆的不同需求能进行随时的改变和调整，这对博物馆信息网络管理人员的要求会很严格。网络管理人员要清楚地知道工作区的点与配线架点之间的对应关系，并能及时跳接。根据TIA/EIA－606标准即《商业建筑物电信基础结构管理标准》的规定：传输机房、设备间、介质终端、双绞线、光纤、接地线等都有明确的编号标准和方法。通常施工人员为保证线缆两端的正确端接，会在线缆上贴上标签。博物馆网路管理人员可以通过每条线缆的唯一编码，在配线架和面板插座上识别线缆。
目前，由于博物馆每天都在使用布线系统，而且博物馆网络管理人员通常自己负责布线系统的维护，因此一般标识使用简单的字母和数字进行识别。现在尽管许多制造商在生产面板插座时预印了“电话”、“电脑”、“传真”等字样，但大部分业主建议不要在面板插座上使用这些图标。因为，首先这些标识信息不完全，达不到管理的目的；其次，布线基础设施将不再具有通用性，随时可能发生变更。到一段时间后，设备间跳线乱成一团，标签脱落现象等很严重。
如图1所示，当传统的布线系统刚建好时，无论是博物馆的工作区还是机房都是非常整齐有序的，但是经过一段时间以后，随着人员的流动、办公区域的迁移、计算机用户的变更，博物馆网络管理人员将会面临很多的问题：
（1）管理问题：机房变得越来越混乱，理不清连接通路；很难知道计算机的物理位置以及移动变更的历史信息；
（2）故障处理问题：当出现网络故障时，解决起来比较困难。因为很难知道故障问题是与网络（服务器、交换机、路由器）有关还是与物理层连接有关；
（3）效率问题：端口的利用率很低，因为网络管理人员很难准确掌握在这些复杂的变更之后，还有多少未被使用的端口；
（4）安全问题：很容易出现安全问题。对未经授权或者是错误的网络连接没有监控的功能。
刚建好的系统机架整齐美观
系统机架工作一段时间后线路千头万绪
针对博物馆系统来说，网络建设除了办公场所、学术报告厅外，大部是在文物库房和文物展厅，这些地方一旦网络出现故障，不可能像其他地方一样，人员可以随时进入进行检查，因此建立一套智能化的网络系统是非常有必要的
网络综合布线系统作为计算机网络系统的基础设施，其性能直接影响到整个信息系统运行的性能，对布线系统实施有效的管理，可以极大地提高网络系统运行的效率和可靠性。为了减少停机时间和优化资产管理，网管需要提供额外的功能来获得更精确、更可靠的信息，只有当物理层（Layer1）被纳入到管理系统之中后，更高层管理需求才能实现，所有的信息必须被集成到一个智能的布线管理系统中。但是离开了特定布线系统的支持，这些也就只是一种可能。
二、设计计算机管理系统的必要性
综合布线实时智能管理系统是采用计算机技术实现综合布线的实时自动化和智能化管理。在计算机市场中，已经有多种网络管理应用软件来帮助网络管理员来监视网络的连接情况，然而，值得注意的是，这些应用绝大多数都工作在网络层，而非物理连接层，它只能告诉网络管理人员哪个逻辑链路断了，哪个设备不能连接上了，但是不能告诉网络管理人员物理错误的位置和问题发生的原因，到底是电缆断了还是插头脱落了。传统的交换机端口到配线架端口的连接是通过跳线完成的。竣工时候的跳线一旦发生更改必须由人工改变图纸加以记录，以备今后查询。配线架的端口仅代表着客户端端口，这样造成的一个问题是，管理难度高，跳线在今后改动中难以查询所连接的端口；另一个问题是，交换机的端口由于改变需要经常插拔，容易导致昂贵的交换机设备的损坏。一个统一实时的物理层管理系统能够准确、可靠、安全地提供端到端的实时监视和相应的文档，是十分必要的。综合布线智能实时管理能节约时间，使业务中断达到最小，能有效利用有源设备，能精确完善地记录文档，能在修复故障时降低中断时间，对有计划的MAC（Move移动、Add添加、Change变更）能迅速做出反应。(www.xing528.com)
随着网络技术的普及，越来越多的博物馆使用了网络系统，改变了传统的办公模式，大大提高了工作效率。同时，在博物馆中也多了一个部门——信息资料中心。传统博物馆中的信息资料中心的职责也从文字处理、计算机维护转入了网络维护为主的新时代。在网络维护中，除了对服务器系统、网络设备的状态监控外，还有一项重要的任务：根据其他部门人员变更，提供网络（包括电话等）连接支持，以及更改后的文档管理。
随着时代脉搏的加快，人员变动，乃至部门的变动都越来越频繁，如何让网络变动跟上这日益加快的节奏，同时又要保持文档的正确性？这个问题逐步显现出来。传统的由人为管理的主要手段的模式已难以承担这项工作。例如，信息资料中心人员变动造成新的工作人员对网络一无所知的情况也比比皆是。若将整个博物馆比作一个机器，那么，这时的网络系统将是最薄弱了。即使是最有经验的网络技术人员，面对一个混沌的网络也束手无策。服务器设备、网络通讯设备的飞速发展的今天，网络的物理层的管理有没有新的突破呢？回答是肯定的。
传统的书面记录、电子表格或文物藏品数据库管理软件等布线管理方法的一个主要缺点就是管理人员的工作量大，所有的数据更新都需要管理人员手工操作。由于网络管理人员没能及时更新数据，导致管理数据库中的数据失效，管理人员因此需要花费大量的时间和精力更新记录。导致这些问题的主要原因是传统的管理系统无法对布线设施进行实时的监控及数据采集，由于布线系统处于信息系统的最底层（物理层），而布线设备不具备智能通讯功能，所以传统的网管软件无法对这一层次的设备进行直接管理。为了实现对处于物理层的布线系统的智能管理，必须有一种机制可以实现对物理层连接情况的实时检测。厂商在实现数据检测时使用不同的方法，但其基本原理却很简单，都是利用了电路开关的原理，在布线链路连通时接通检测开关，在布线链路断开时切断检测开关，智能布线管理软件通过对开关状态的检测来确定端口连接的状态。
三、结构化布线计算机管理系统组成
传统的网络连接有这样几个部分：交换机端口到配线架端口的连接、配线架端口到客户端端口连接、客户端端口到终端设备（电脑、电话机等）。一般情况下，配线架端口到客户端端口的网络连接已经在最初的安装中完成，很难在今后改动。所以，交换机端口到配线架端口的跳线是博物馆计算机机房管理的重点。
结构化布线实时智能管理由两部分组成：硬件和软件。
系统的硬件部分：
（1）电子配线架：分超五类性能、六类性能和光纤配线架，在每个配线架端口上方具有内置传感器，是24位实时接口的一部分，在实时布线中，端口传感器和接口电缆连接器用于提供“实时”网络连接信息。
（2）主扫描仪、副扫描仪：用于实时管理现有的基于RJ45的设备。
（3）实时跳线：实时跳线设计一根第九条导线，这条导线的长度与跳线的长度相同，其每一端接有一个监视针脚，实时跳线在实时配线架端口传感器和扫描仪相连接并提供电子触点。
（4）实时链路电缆：在每一个电子配线架的背面都有一个扁平电缆接口，它是用来和扫描仪相连接的。
另可配一个保安控制器，它能使整个系统连接远端的装置，如门锁、门开关、风扇等。保安控制器有密码进入系统的安全机制，使整个实时布线系统从实际场所到控制平台变得更安全。
四、结构化布线智能管理系统的解决方案
结构化布线智能管理系统能够自动检查和监视通信机房或者设备间内跳线面板和交叉连接的变化。设计时在标准机柜里设有电子配线架，还有它的硬件设备扫描仪，扫描网络配线架端口状态设备。安装在机柜中的管理系统可以管理许多个端口，配线架上所有端口的移动、增加、改变在机房主机一目了然，网络管理人员只需按动一个按钮就可以得到状态跟踪报告记录，并能辅助技术人员进行跳线管理。它的连接方式为：从交换机端口连接电子配线架（一）的端口，而客户端的端口连接电子配线架（二）的端口。电子配线架（一）的端口代表着交换机上的各个端口，而电子配线架（二）上的端口则代表着各个客户的端口。网络管理人员需要做的就是将电子配线架（一）的端口和电子配线架（二）的端口实现连接，即实现了网络资源的分配。这样，当需要改变连接时，所有的改变都发生在配线架和配线架之间，减少了交换机的端口更改次数，同时也便于将各个厂商的交换机集中进行管理。目前，这类实时管理布线主要有：美国亚美亚通讯设备公司（AVAYA）的SYSTIMAXSCS的iPatch系统；美国泛达公司（Panduit）推出的PANVIEW综合布线实时智能管理系统；以色列瑞特科技公司（RIT）推出的PATCHVIEW综合布线实时智能管理系统；新加坡依特莱思公司（ITRACS）推出的iTRACS系统；美国莫仕公司（Molex）推出的实时布线系统；南京普天智能布线物理层网络管理系统。
其中，iTRACS智能布线管理软件系统是被布线系统硬件生产厂商最为广泛采用的软件系统。与另外几种不同的是，ITRACS专门并独立致力于软件开发，在布线管理软件性能的稳定性和功能的完整性上都更加专业和完善。iTRACS系统支持全部5e类、6类和光纤（SC、ST、MT、RJ、LC）。安普布线早在5年前就已经与著名电缆管理软件公司ITRACS公司合作，共同推出实时、智能的结构化布线管理解决方案——AMPTRAC系统。到今天，AMPTRAC经过多次的改良，已由概念产品进而步入增长期，在亚洲也赢得了数个重要项目，产品日趋完善成熟。
AMPTRAC智能布线管理系统仍然基于传统的结构化布线系统，用户可采用任何厂家的网络产品，不同的是该系统在配线架每个RJ45端口上增加了一个金属感应垫，跳线外部增加了一根金属针，这根金属针与配线架的感应垫相接触，配线架通过输入/输出电缆与网络分析仪相连，实现一条通路。利用电路开关的原理，当这条通路上任何一个连接变化时，网络分析仪可以通过iTRACS软件实时、动态监视到所有的网络连接状态，通过软件的预设功能就能够探查、发现、绘制和归档实时网络连接，并对各种非法操作进行监控和报警，从而把布线系统和所连设备转变为智能网络。同时该系统还可以与博物馆现有的网管系统实现集成，为博物馆提供更完整的管理服务。
下图显示了支持智能基础结构管理的安普AMPTRAC硬件配置。配线架的每个端口都配有额外传感器触点，通过带有探针的跳线可以侦测物理连接。AMPTRAC分析器从传感器上收集所有的实时信息并通过TCP/IP网络传输到iTRACS管理数据库中。最终iTRACS智能基础结构管理软件将与其他的网管数据库信息集成到一起，共同完成集成逻辑层和物理层管理的任务。对于以往布线系统的管理中出现的问题，智能布线系统都能够一一解决。
智能化布线中的安普AMPTRAC硬件配置图
1.AMPTRAC的特点
（1）提高网络管理效率/降低运营成本。缩短故障排查时间；自动化的网络维护过程；生成价值极高的IT设备报表。
（2）提高服务等级。减少网络设备宕机；缩短响应时间；在IT及其他部门之间提供交互服务平台。
（3）增强安全性。加强网络物理层、数据链路层监控；实时跟踪物理层连接；识别未经授权的网络设备或跳线变更；生成网络审核日志；发生未授权连接变化时自动报警。
（4）提高设备利用率。提高网络端口利用率；增加投资回报。
2.AMPTRACTM的优势
（1）开放性。AMPTRACTM软件基于TIA/EIA606布线管理标准设计，兼容HP Openview，CAUnicenter，CiscoWorks等第三方网络管理软件，支持Auto CAD、Visio扩展名为DWG、DXG等图形文件，支持Sybase/MS SQL数据库。此外，AMPTRACTM软件提供基于工业标准的软件开发接口，如API、ODBC、SDK等接口，博物馆可以根据工作实际需要，采用VB Script等工具进行个性化的二次开发。AMPTRACTM硬件兼容任何厂家的网络设备和网络布线产品，降低智能化布线系统投资成本。
（2）系统完整性。AMPTRACTM系统是一个端到端的解决方案，所有硬件都由安普布线设计生产，提供最佳的匹配性及服务一致性。
（3）经济性。AMPTRACTM系统允许用户采用逐步投资方式，循序渐进地实现完整的智能化系统，最大程度保护用户的投资。
（4）可移动性。客户可以采用三种不同方式远程访问布线管理软件服务器，迅速地进行网络故障排错。
（5）可靠性。AMPTRACTM作智能化布线系统，同传统布线系统一样为用户提供最值得信赖的服务保证，AMPTRACTM配线系统（不包括有源设备和感应装置）为用户提供25年质量保证。
五、智能化布线是网络建设发展的必然趋势
随着信息技术的不断发展和网络应用的日趋复杂，作为网络基础设施的布线系统也受到越来越多的关注。据统计，虽然布线系统在整个网络建设成本中只占了很小的份额，但是由于布线系统造成的网络故障大约占所有LAN故障的60%。因此，安全、有序、高效的对布线系统进行智能化管理已经成为发展的趋势。智能布线管理系统可为基础设施管理提供空前高效的信息和功能，所有的信息都是自动和实时更新，因此系统的信息非常可靠。
网络智能化建设过程是一个管理的过程，是一个管理的整合，博物馆是信息化建设的主体，要根据信息化建设目标和博物馆的实际，制定统一的信息化建设的规划和框架，以此来指导具体的信息化进程。博物馆信息技术人员要合理分布，分工明确，各负其责，在馆领导统一指挥下完成信息化建设中的各项工作。博物馆信息化建设是一个有始无终的过程，随着博物馆在不同发展阶段所要解决的问题的不同，随着工作环境的变化，博物馆的网络系统智能化的应用也需要不断地优化和深入。
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