接入網(wǎng)動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的低成本建設(shè)和集約化應(yīng)用

揭文彪

（中國電信股份有限公司江西分公司，江西 南昌330029）

0 引 言

江西電信的動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡稱動環(huán)系統(tǒng)），始建于20世紀(jì)90年代中期，經(jīng)過10多年的建設(shè)，覆蓋了所有的縣端局以上固網(wǎng)站點(diǎn)。該系統(tǒng)的建設(shè)為動力維護(hù)工作帶來了極大的方便，改變了以往傳統(tǒng)的、分散式的機(jī)房有人維護(hù)值守模式，有效地促進(jìn)了動力專業(yè)的集約化維護(hù)。2008年江西電信開始經(jīng)營移動業(yè)務(wù)，動環(huán)系統(tǒng)不斷擴(kuò)建并覆蓋了大部分的移動宏基站，為保障移動業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量發(fā)揮了關(guān)鍵作用，并成為全業(yè)務(wù)電信網(wǎng)絡(luò)不可或缺的維護(hù)支撐工具。

但是，隨著本地網(wǎng)老的交換機(jī)的陸續(xù)退網(wǎng)，“光進(jìn)銅退”的不斷深入，基于光網(wǎng)絡(luò)的寬帶接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶規(guī)模不斷壯大，接入層網(wǎng)絡(luò)的重要性和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對客戶感知的影響日益提高。如何根據(jù)接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和業(yè)務(wù)發(fā)展需求，低成本高效率的建設(shè)接入網(wǎng)動力集約化維護(hù)體系，是江西電信近年來的一項(xiàng)重要課題。

1 低成本建設(shè)接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)

1.1 接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

隨著”光進(jìn)銅退“的推進(jìn)，接入網(wǎng)的接入節(jié)點(diǎn)已越來越靠近用戶，點(diǎn)多面廣、場景多樣。目前江西電信已有2萬多個(gè)寬帶接入網(wǎng)點(diǎn)，其中有機(jī)房的接入網(wǎng)點(diǎn)3千多個(gè)，由于接入網(wǎng)光纖機(jī)房的動力維護(hù)管理基本停留在各端局分散管理、設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境差、接入網(wǎng)遠(yuǎn)端因電源故障癱瘓的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，大面積的片障嚴(yán)重影響了對客戶的感知，同時(shí)，接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)可監(jiān)控能力較差，現(xiàn)有的動力維護(hù)人員數(shù)量和能力不足以支撐接入網(wǎng)電源維護(hù)需要，粗放的、被動搶修式的電源維護(hù)模式業(yè)已成為了網(wǎng)絡(luò)端到端維護(hù)的一個(gè)瓶頸。因此，盡快創(chuàng)新接入網(wǎng)電源維護(hù)手段和模式，解決網(wǎng)絡(luò)突出問題已成為當(dāng)務(wù)之急。

1.2 接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控技術(shù)要求

接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控與核心網(wǎng)局站的監(jiān)控有著較大區(qū)別。其一，接入網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)量大，站點(diǎn)多，且距離較遠(yuǎn)，環(huán)境較差，不便于維護(hù)人員現(xiàn)場檢修和故障處理。其二，接入網(wǎng)監(jiān)控的 點(diǎn)不多，但監(jiān)測種類齊全，主要監(jiān)測量包括交流電壓、電池總電壓、直流開關(guān)電源等智能設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，環(huán)境安全防護(hù)方面的溫度、濕度、煙霧、水禁、門禁以及視頻等。由于接入網(wǎng)點(diǎn)無人值守、偏僻分散、對環(huán)境安全保障技防要求更高。其架構(gòu)圖如圖1。

圖1 接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控架構(gòu)圖

以上特點(diǎn)決定了接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)必須量體裁衣，精確運(yùn)用好各類新技術(shù)。首先，單點(diǎn)建設(shè)成本必須要低，以核心層和基站的單點(diǎn)建設(shè)成本用于建接入網(wǎng)，其成本費(fèi)用之高，企業(yè)難以承受。其次，為適應(yīng)接入網(wǎng)的特點(diǎn)，必須要求組網(wǎng)靈活、監(jiān)控設(shè)備簡單準(zhǔn)確、安裝維修方便，便于遠(yuǎn)程操作和維護(hù)。有鑒于此，江西電信和供應(yīng)商合作建設(shè)了經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全高效的接入網(wǎng)的動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，為基層維護(hù)工作提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，使維護(hù)工作變被動為主動，變低效的分散維護(hù)為高效的集中維護(hù)，徹底改變接入網(wǎng)內(nèi)電源系統(tǒng)的運(yùn)營維護(hù)模式，提高整體管理水平。

1.3 江西電信接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)

在滿足動環(huán)集中監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，與現(xiàn)有的其他動環(huán)系統(tǒng)相比，江西電信接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)有以下技術(shù)優(yōu)勢。

1.3.1 組網(wǎng)靈活方便

根據(jù)寬帶接入網(wǎng)點(diǎn)提供的寬帶資源情況，可分別采用CDMA無線、寬帶ADSL MODEM和IP等方式進(jìn)行組網(wǎng)，不僅代替了原基站動環(huán)系統(tǒng)采用的2M組網(wǎng)方式，節(jié)約了投資，組網(wǎng)靈活方便，而且可平滑接入新風(fēng)水簾節(jié)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)軟件及硬件資源融合，節(jié)約成本與資源。

1.3.2 多重設(shè)計(jì)，提升網(wǎng)絡(luò)健壯性

（1）傳輸設(shè)備斷網(wǎng)重啟功能。針對接入網(wǎng)站點(diǎn)夏季高溫季節(jié)常出現(xiàn)ADSL等信息傳輸網(wǎng)絡(luò)吊死現(xiàn)象，設(shè)計(jì)開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)跛篮笞詣訑嚯娭貑?，并進(jìn)行重新連接功能。

（2）監(jiān)控儀自我監(jiān)測。監(jiān)控儀主設(shè)備除看門程序軟件外，還另采用了雙CPU，其可對CPU進(jìn)行相互監(jiān)督，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

（3）智能設(shè)備數(shù)據(jù)透傳安全性高。機(jī)房智能協(xié)議設(shè)備數(shù)據(jù)采集方式采用協(xié)議數(shù)據(jù)透傳，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，用獨(dú)立通道傳輸協(xié)議設(shè)備數(shù)據(jù)，當(dāng)動環(huán)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)出現(xiàn)問題時(shí)，不會影響對機(jī)房智能設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)控；第二，當(dāng)機(jī)房更換智能設(shè)備或升級設(shè)備程序，動環(huán)監(jiān)控模塊無需下機(jī)房更換系統(tǒng)程序，只需在服務(wù)器站將做好程序調(diào)入軟件即可；第三，透傳沒有經(jīng)過中間模塊程序分解，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性得到了很好的提高。

（4）可擴(kuò)展性強(qiáng)。10塊擴(kuò)展板接口：模塊在現(xiàn)有通道功能上還可增加10塊功能擴(kuò)展板?？蓴U(kuò)24路模擬開關(guān)量及6路控制通道；可擴(kuò)展10路帶隔離智能設(shè)備通信接口，理論上可擴(kuò)展到128個(gè)。

1.3.3 安裝維護(hù)方便

（1）設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，安裝維護(hù)簡單：前端采集模塊前面板顯示屏部分可旋轉(zhuǎn)180度，機(jī)架式與壁掛式都可安裝。因采用模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)時(shí)，哪部分有問題只需維修或更換其部分，維護(hù)成本低，接線簡單。

設(shè)備配置簡單：模塊采用中文菜單，人性化界面，同時(shí)可采用上位機(jī)遠(yuǎn)程配置，既同步系統(tǒng)又可進(jìn)行不斷電升級，方便了系統(tǒng)擴(kuò)容和故障處理。

（2）人機(jī)交互模式的多樣性，方便維護(hù)人員隨時(shí)掌握設(shè)備狀況，如圖2。

圖2 人機(jī)交互模式

客戶端訪問：動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)軟件由采集軟件、服務(wù)器軟件、客戶端軟件、WEB瀏覽器服務(wù)軟件4套子軟件組成，用戶可通過客戶端軟件對動環(huán)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)操作。由于系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，分工工作，軟件互不影響、速度更快、效力更高。

IE瀏覽器訪問：不安裝任何客戶端軟件，只需電腦帶有IE瀏覽器，便可對動環(huán)與新風(fēng)節(jié)能數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控與分析，與客戶端軟件功能一樣。

智能手機(jī)訪問：可通過愛運(yùn)維智能手機(jī)實(shí)時(shí)查詢接入網(wǎng)動環(huán)與新風(fēng)水簾節(jié)能系統(tǒng)數(shù)據(jù)，如圖3。

圖3 智能手機(jī)訪問模式

（3）靈活的系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置和保護(hù)。遠(yuǎn)端采集模塊配置靈活，可接不同智能設(shè)備，各種通道類型用戶可自己定義選擇。告警上下限值等設(shè)置可以在下位機(jī)設(shè)置?？诹畋Ｗo(hù)：模塊重要參數(shù)有密碼保護(hù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)無需密碼。

1.3.4 “技防”和節(jié)能控制

（1）移動偵測技術(shù)應(yīng)用

運(yùn)用基于計(jì)算機(jī)圖像處理的視頻移動技術(shù)，通過配置紅外、移動偵測和云臺功能的標(biāo)清攝像頭，實(shí)時(shí)對視頻監(jiān)控?cái)z像頭檢測到的視頻流幀變化進(jìn)行處理，啟動告警并自動拍取接入網(wǎng)機(jī)房的圖像或視頻并自動進(jìn)行存儲。該項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，極大方便了維護(hù)人員對機(jī)房安全狀態(tài)的監(jiān)控，并和煙感、溫感一起形成立體的機(jī)房防火體系，極大提升了機(jī)房防火、防入侵、防破壞的“技防”能力。如圖4。

（2）做好節(jié)能管理，打造綠色機(jī)房

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，接入網(wǎng)站點(diǎn)的能耗模型：主設(shè)備、制冷和通風(fēng)散熱系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、照明等其它系統(tǒng)分別占：43%、46%、8%、3%。可見制冷和通風(fēng)散熱系統(tǒng)在接入網(wǎng)耗電中占接近一半，盡管空調(diào)、通風(fēng)散熱、電源、油機(jī)、照明系統(tǒng)等被監(jiān)控設(shè)備本身也有很多新的節(jié)能技術(shù)，但通過接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)把這些系統(tǒng)的獨(dú)立節(jié)能功能有機(jī)結(jié)合起來，并相互補(bǔ)充，才能形成整體的合力，起到1＋1＞3的效果。

圖4 應(yīng)用于機(jī)房的移動偵測技術(shù)

a.通過接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)非智能空調(diào)、新風(fēng)系統(tǒng)（如安裝）與機(jī)柜風(fēng)扇聯(lián)動控制

接入網(wǎng)機(jī)房的空調(diào)溫度自動控制的參照點(diǎn)是本機(jī)回風(fēng)口傳感器的溫度值，該值是不能動態(tài)精確反映機(jī)房各區(qū)域環(huán)境溫度和設(shè)備機(jī)柜內(nèi)的溫度，因此利用接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，通過多點(diǎn)探測機(jī)房內(nèi)、設(shè)備機(jī)柜內(nèi)溫度，科學(xué)設(shè)定空調(diào)、新風(fēng)和機(jī)柜風(fēng)扇的開關(guān)機(jī)條件，自動控制機(jī)房非智能空調(diào)、設(shè)備機(jī)柜風(fēng)扇、新風(fēng)系統(tǒng)的（如安裝）的開關(guān)機(jī)聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果的最大化。當(dāng)模塊故障后，空調(diào)和機(jī)柜風(fēng)扇會自動控制為開機(jī)狀態(tài)，新風(fēng)系統(tǒng)為關(guān)機(jī)狀態(tài)。并通過接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對機(jī)房照明與門禁系統(tǒng)的聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能。

b.油機(jī)發(fā)電的節(jié)能管控

老太太猜得沒錯，她剛剛走，思蓉和思遠(yuǎn)就到。與老太太不同的是，思蓉并沒有旁敲側(cè)擊，而是直奔主題。念蓉說：“我與楚墨有些無聊，正好替你救救場子?！彼既貑柍骸斑@是誰的主意？”楚墨說：“當(dāng)然是親愛的念蓉?！彼既卣f：“救場子也不必說自己的老公有外遇?。∧憧梢哉f……”

停電是接入網(wǎng)主要的故障因素，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，油機(jī)發(fā)電的成本是市電的8倍以上，減少油機(jī)的發(fā)電次數(shù)和發(fā)電時(shí)間不但可以節(jié)約相對于市電8倍的費(fèi)用，并減少廢氣排放。市電油機(jī)發(fā)電成本對比：市電成本：1元／度：油機(jī)發(fā)電成本：8～10元／度（其中：燃料2元、車輛及人工4～5元、油機(jī)損耗及折舊2～3元）。

由于接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)的可接入性，并可在接入網(wǎng)動環(huán)中根據(jù)基站的物理分布、負(fù)載情況、電池配置、基站重要程度等因素，制定多個(gè)局站停電后的機(jī)動油機(jī)調(diào)度方案，因此當(dāng)接到市電停電告警后，維護(hù)人員隨時(shí)能過愛運(yùn)維智能手機(jī)進(jìn)入接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)了解停電時(shí)間、電池放電狀況和動力設(shè)備運(yùn)行情況，根據(jù)機(jī)動油機(jī)調(diào)度方案科學(xué)安排上站發(fā)電時(shí)間和發(fā)電順序，最大程度地減少油機(jī)的發(fā)電次數(shù)和發(fā)電時(shí)間。

效益分析：按照全省3 000個(gè)接入網(wǎng)站，每月少發(fā)電600次（每次2小時(shí)）計(jì)算，每月可減少發(fā)電時(shí)間1 200多小時(shí)，按每次發(fā)電功率3 kW，可減少不必要的發(fā)電0.36萬度，節(jié)省的費(fèi)用＝10×0.36萬＝3.6（萬元／月，設(shè)每度油機(jī)電的費(fèi)用為10元），每年節(jié)約：3.6×12＝43.2（萬元）。

c.照明節(jié)能系統(tǒng)

由于LED燈優(yōu)異的節(jié)能性能，將接入網(wǎng)機(jī)房原40 W日光燈統(tǒng)一換裝10 W LED節(jié)能燈，并與門磁系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，杜絕長明燈，從而大大減少機(jī)房照明能耗。接入網(wǎng)機(jī)房的照明能耗由3%下降為1%。

1.4 動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量和成本控制

同時(shí)加強(qiáng)對新技術(shù)的吸收利用和對元器件的質(zhì)量成本管控，經(jīng)雙方共同努力，接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)單點(diǎn)建設(shè)成本大幅下降，每點(diǎn)造價(jià)比基站動環(huán)系統(tǒng)單點(diǎn)下降50%，極大的節(jié)約了投資成本。

2 接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)在集約化動力維護(hù)中的應(yīng)用

2.1 提升接入網(wǎng)動力主動性維護(hù)能力

接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)的視頻功能使維護(hù)變得“可視”，接入網(wǎng)電源維護(hù)人員可制定作業(yè)計(jì)劃，定期對各無人值守的接入網(wǎng)機(jī)房進(jìn)行巡視，遠(yuǎn)程查看接入網(wǎng)機(jī)房環(huán)境，監(jiān)測通信電源系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的工作狀態(tài)，對告警給予及時(shí)處理，保障電源系統(tǒng)正常運(yùn)行。

動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)拉近了維護(hù)人員與接入網(wǎng)點(diǎn)距離，便于維護(hù)人員開展主動性維護(hù)工作。很多需要到現(xiàn)場進(jìn)行維護(hù)處理的工作可以遠(yuǎn)程先進(jìn)行過濾與篩選，減少現(xiàn)場維護(hù)的工作量。維護(hù)人員可遠(yuǎn)程查看接入網(wǎng)機(jī)房環(huán)境，監(jiān)測通信電源系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的工作狀態(tài)，對告警給予及時(shí)處理，保障電源系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.2 高效方便的維護(hù)支撐手段

接入網(wǎng)動力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)具有多樣的人機(jī)交互模式和靈活的底端參數(shù)配置，方便維護(hù)人員可在遠(yuǎn)端監(jiān)控機(jī)房、接入網(wǎng)機(jī)房現(xiàn)場和室外各種場合，對遠(yuǎn)程需要診斷的局站進(jìn)行訪問并及時(shí)處理，而不是一定要到現(xiàn)場。這樣不但爭取了時(shí)間，而且減少了車輛的使用，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

2.3 有效提升接入網(wǎng)“技防”能力

以前的視頻監(jiān)控主要應(yīng)用在有人值守核心局站，而對廣泛分布于城鄉(xiāng)、無人值守、偷盜嚴(yán)重、特別需要視頻監(jiān)控的接入網(wǎng)點(diǎn)采取的是可放任自流式的維護(hù)，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不可控，客戶感知差。通過在接入網(wǎng)機(jī)房運(yùn)用移動偵測技術(shù)，將機(jī)房圖像幀變化與動環(huán)告警、圖像拍攝進(jìn)行聯(lián)動，并通過優(yōu)化告警處理流程，督促維護(hù)人員快速響應(yīng)門禁、煙感等環(huán)境安全告警，準(zhǔn)確處理各類盜險(xiǎn)、火險(xiǎn)，有效提升了江西電信接入網(wǎng)機(jī)房防火、防入侵、防破壞的“技防”能力。

3 集約化電源維護(hù)初見成效

接入網(wǎng)動力維護(hù)主要有自維和代維方式兩種模式。在接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建成以前，由于人員和維護(hù)成本緊張，無論哪種模式，接入網(wǎng)維護(hù)的主要工作就是發(fā)電和故障搶修。接入網(wǎng)動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)建成以后，江西電信推進(jìn)了動力集約化維護(hù)工作，優(yōu)化故障處理流程，實(shí)現(xiàn)了動力故障維護(hù)工單直派到人，動力維護(hù)人員利用接入網(wǎng)動環(huán)系統(tǒng)開展了電源日常維護(hù)作業(yè)計(jì)劃和主動性維護(hù)工作，減少維護(hù)人員上站巡檢時(shí)間和次數(shù)，大大提升了維護(hù)人員的工作效率，在未增加維護(hù)人員和維護(hù)成本的情況下，接入網(wǎng)客戶投訴率由年初的0.28%下降到年底的0.12%，A、B類站點(diǎn)脫網(wǎng)率由0.96%下降到0.56%，在節(jié)約了維護(hù)成本并同時(shí)提高了接入網(wǎng)維護(hù)質(zhì)量，同時(shí)節(jié)能減排建設(shè)初見成效，20%的接入網(wǎng)機(jī)房達(dá)到綠色標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)綠色環(huán)保節(jié)能運(yùn)營做出了貢獻(xiàn)。